بررسی اجزای بام‌های سبز

فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 40، بهار 96

بررسی اجزای بام­های سبز

الما محمدی[1]^*

elmamohammadi@yahoo.com

سید حامد میرکریمی[2]

مرجان محمدزاده 2

چکیده

در سال­های اخیر­ تمایل زیادی به ساخت بام سبز در دنیا و ایران دیده می­شود. به منظور برآورده کردن انتظارات مصرف­کنندگان مختلف سیستم­های سبز متفاوتی ارایه شده­اند. نتیجه این امر وجود تنوع در روش­های اجرای بام سبز است که این تنوع ممکن است تصمیم­گیری را برای انتخاب مناسب­ترین روش اجرای بام سبز مشکل کند. در این تحقیق پس از معرفی و بررسی برخی از معمول­ترین روش­های ساخت بام سبز و اجزای آن‌ها، لایه­های ضروری در یک بام سبز شناسایی شده و شمایی کلی از آن‌ها معرفی و به تصویر کشیده شدند. این لایه­ها از پایین به بالا شامل: عایق رطوبتی بام، عایق ضد آب، زهکش، فیلتر خاک، محیط کشت یا خاک و گیاه هستند. در انتها با توجه به اینکه هزینه­ی ایجاد بام سبز از مهم‌ترین موانع ایجاد آن است، پیشنهاداتی در جهت کاهش هزینه­ها داده شده است. معرفی لایه­های مختلف و کارکرد آن‌ها بستر را برای انتخاب ساختار مناسب یک بام سبز فراهم خواهد کرد که این انتخاب باید بر اساس شرایط محلی از جمله اقلیم صورت پذیرد.

کلمات کلیدی: بام سبز گسترده، باغ بام، بام سبز مدولار.

مقدمه

بام سبز (Green roof) اکوسیستمی مصنوعی است که فواید اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی زیادی در محیط­های شهری دارد (1). در سال­های اخیر ایجاد بام سبز طرفداران بسیاری در کشور پیدا کرده است. اگرچه ایجاد بام سبز در کشور فناوری­ای نو محسوب می­شود در کشورهای پیشرفته ازجمله آلمان، چند دهه است که فناوری بام سبز اجرا می­شود و علم و فناوری آن نیز تکامل یافته­تر است. بسیاری از شرکت­های داخلی تبلیغات گسترده­ای برای انجام پروژه­های بام سبز کرده­اند و همچنین مقالات بسیاری نیز به جزئیات اجرای بام سبز پرداخته­اند. اما برخی شرکت­ها که تخصص و کارایی لازم در این زمینه را ندارند، پروژه­های بام سبز را گاهاً با استفاده از چند لایه ایزوگام به عنوان عایق انجام می­دهند که ادامه­ی این روند ممکن است نه تنها باعث کاهش کارایی و عمر بام­های سبز و بلکه در نهایت سبب کاهش اقبال عمومی از آن‌ها گردد (2). در کشورهایی که این فناوری قدمت بیش‌تری دارد به تدریج راهنما و استانداردهایی برای انتخاب نوع مصالح مصرفی در شرایط مختلف ایجاد شده­است. در منابع مختلف تعداد لایه­های به‌کار رفته در ساخت بام سبز، مواد استفاده شده در ساخت لایه­ها و گاه ترتیب روی هم­گذاری لایه­ها متفاوت است. حتی بعضا اسامی مختلفی برای این سیستم استفاده می­شود که تفاوت بین آن‌ها واضح نیست. همچنین احتمالا اولین دلیل ایجاد بام سبز برای مالکین ساختمان‌ها در کشور زیبایی آن است. بام­های سبز علاوه بر بعد زیباشناسی فواید بسیاری برای ساکنین ساختمان­ها و همچنین بهبود محیط زیست شهری دارند، طوری که توجه به بام­های سبز در کشورهای پیشرو در وهله­ی اول به دلیل کاهش میزان رواناب شهری و مالیاتی که مالکین ساختمان برای آن باید پرداخت کنند بوده است و با گذشت زمان فواید دیگر آن نیز بررسی و اندازه­گیری شده­اند. در این تحقیق به منظور معرفی بیش‌تر بام سبز روش­های ساخت و روی هم گذاری موجود در برخی منابع جمع­آوری شده و در نهایت شمایی کلی از لایه­های اصلی و فرعی یک بام سبز نشان داده شده است. همچنین موادی که می­تواند در هرکدام از این لایه­ها مورد استفاده قرار بگیرند فهرست شده­اند. همچنین در این تحقیق اسامی مختلفی که برای بام­های سبز بکار می­روند و انواع و فواید آن‌ها بررسی شده­اند. در نهایت به مشکل هزینه­ی بالای ایجاد بام سبز اشاره شده و پیشنهاداتی برای کاهش هزینه­ی آن ارایه شده است. این تحقیق می­تواند به عنوان راهنمایی در انتخاب لایه­های بام سبز بکار رود.

2- معرفی بام سبز و انواع آن

بام سبز به پوشش گیاهی روی بام ساختمان­ها گفته می­شود. اسامی مختلفی برای این سیستم استفاده می­شود. این نام­ها عبارت­اند از: بام سبز، باغ بام (Roof garden)، بام زنده (Living roof)، بام اکولوژیکی (Ecological roof) و بام گیاه­کاری شده (Vegetated roof) یا بام گیاهی(Vegetative roof). تفاوت اصلی بام سبز و باغ بام در عمق محیط کشت یا خاک در آن‌ها است. در واقع بام­های سبز بر حسب عمق محیط کشت به دو و گاهاً سه دسته تقسیم­بندی می­شوند. دو دسته­ی اصلی آن‌ها بام سبز گسترده (Extensive) و بام سبز متمرکز (Intensive) هستند. سیستم گسترده ضخامت محیط کشت کم‌تری داشته و برای رویش گیاهان علفی مناسب است. هزینه­ی ساخت و نگهداری و وزن این سیستم که بام سبز خوانده می­شود به نسبت سیستم متمرکز کم‌تر بوده و قابلیت اجرا بر روی اکثر بام­ها را دارد. بام سبز متمرکز ضخامت محیط کشت و وزن بیش‌تری دارد و برای رویش درختچه و حتی ایجاد حوضچه کوچک قابلیت داشته و به اسم باغ بام شناخته می­شود (3). عمق خاک یا محیط کشت در سیستم­های متمرکز و گسترده با کمی تفاوت در منابع مختلف به ترتیب بین 15 سانتی‌متر تا ۵/۱ متر (4؛ 5؛ 6) و ۲ تا 20 سانتی‌متر (2؛ 5) بیان شده­است. در بام­هایی که قرار است بام سبز متمرکز روی آن‌ها اجرا شود قبل از ساخت ساختمان به تحمل بار و نفوذناپذیری بام توجه شده و استحکام­سازی بنا و عایق­بندی مناسب صورت می­پذیرد. این‌گونه بام­­ها اکثراً برای مکان‌های عمومی استفاده می­شوند. همچنین هنگامی که بام سبز از ترکیبی از بام سبز گسترده و متمرکز باشد نام بام سبز نیمه متمرکز (Semi-intensive) برای آن استفاده می­شود. برخی یک دسته­ی دیگر برای بام سبز با نام بام سبز مدولار (Modular) یا جعبه­ای در نظر می­گیرند (5). در مدل جعبه­ای تمام لایه‌های بام سبز در یک جعبه به صورت آماده وجود دارد و فقط کافیست آن‌ها را در روی بام چید. نصب آسان، تعمیر آسان در صورت نشت و وجود جعبه­های آماده با عمق­های محیط کشت کم و زیاد از مزایای این سیستم است (7). اما مدل جعبه­ای نیز در نهایت یا با عمق کم و یا عمق زیاد ایجاد می­شود، پس عملاً در یکی از دسته­های بام سبز یا باغ بام قرار می‌گیرد. با بکار بردن سیستم جعبه­ای یکپارچگی اکوسیستم ایجاد نخواهد شد. اصطلاح بام زنده زمانی استفاده می­شود که بام سبز برای اهداف ایجاد زیستگاه و حیات وحش ایجاد شود (8). همچنین یک بام سبز آبیاری نشده ممکن است همیشه سبز نباشد، واژه­ی بام زنده مشکل تصور اشتباه برخی نسبت به همیشه سبز بودن بام را مرتفع می­کند و بیان می­کند که بام سیستمی کامل دارد که علاوه بر گیاهان، پرندگان و بی­مهرگانی که بر روی آن می­آیند و میکرواورگانیزم­های موجود در خاک را نیز حمایت و نگه­داری می­کند (8). به همان دلایلی که ذکر شد بام اکولوژیکی یا اکوروف نیز واژه­ای است که خیلی اوقات استفاده می­شود (8). بام گیاهکاری شده یا بام گیاهی نیز در مقابل این تصور که بام رنگ سبز دارد، اشاره به وجود گیاه در بام دارد. استفاده از کلمه­های بام سبز گسترده و بام سبز متمرکز رایج­تر است و اغلب وقتی کلمه­ی بام سبز بدون اشاره به نوع آن بکار برده می­شود منظور بام سبز گسترده است.

این تحقیق با توجه به فراگیرتر بودن و پتانسیل رشد بیش‌تر فناوری بام سبز گسترده در کشور بر اساس این نوع از بام سبز انجام شده است. در این تحقیق منظور از بام سبز همان بام سبز گسترده روی بامی با شیب کم‌تر از 5% است. لازم به ذکر است که ایجاد بام سبز بر روی بام­های شیب­دار نیز با تدابیر خاص امکان­پذیر است.

۳- فواید بام سبز

از آنجایی که بام سبز یک پوشش گیاهی زنده است می­توان تمام خدمات اکوسیستمی که هر محیط سبز دیگری دارد برای آن در نظر گرفت. عمده فواید مختلف بام سبز عبارت­اند از:

• بهبود مدیریت رواناب­ها

محیط کشت بام سبز می­تواند در هنگام بارندگی آب باران را در خود نگه داشته و باعث کاهش رواناب خروجی از ناودان ساختمان گردد. در بسیاری از کشورهای پیشرفته رواناب یا به اصطلاح دیگر آب طوفان (Storm water) مدیریت و جمع­آوری می­گردد و از طرف دیگر از ساکنین ساختمان­ها به میزان آب خروجی، مالیات دریافت می­گردد. ثابت شده است که استفاده از بام سبز ابزاری مناسب برای کنترل آب در بارش­های کوچک است (9)، بنابرین ساکنین مالیات کم‌تری خواهند پرداخت.

• کم کردن اثر جزیره گرمایی شهری

سطوح معدنی مانند ساختمان­ها و بام­ها موجب بالا رفتن دما در شهرها می­گردد که این امر واکنش گازهای منتشره از اتومبیل­ها و ایجاد اوزون استراتوسفری را موجب می­شود. تحقیقاتی که روی تاثیر بام و دیوار سبز انجام شده موثر بودن بام­ها و دیوارهای سبز در بهبود دمای شهر را تایید می­کند (10).

• کاهش آلودگی هوا

گیاهان روی بام سبز می­توانند آلودگی هوا را کاهش بدهند (6؛ 11).

• حفظ انرژی ساختمان

تاثیر درختان و سایه­ی آن‌ها در کاهش مصرف انرژی در نواحی شهری به اثبات رسیده است (12). بام سبز نیز در تابستان با سایه­ای که گیاهان ایجاد می­کنند و با عمل تبخیر و تعرق آن‌ها نفوذ گرما از بام به ساختمان را کاهش می­دهد، همچنین در زمستان عایق اضافی ایجاد شده از طریق بام سبز میزان انرژی لازم برای گرم کردن ساختمان را کاهش می­دهد (13).

• کاهش آلودگی صوتی

محیط کشت با عمق 12 سانتی‌متر صدا را تا 40 دسی­بل کاهش می­دهد (13). همچنین یانگ[3] و همکاران (14)، در یک نمونه­ی آزمایشی نشان دادند که بام سبز می­تواند صدا را تا 4 دسی­بل کاهش دهد.

• افزایش عمر غشا­ی بام نسبت به بام معمولی

با بکار بردن بام سبز عایق رطوبتی بام در معرض تغییرات دمایی شدید و اشعه فرابنفش قرار نگرفته و عمر بیش‌تری خواهد داشت (13). در مقالات مختلف عمر بام سبز از 40 سال (15؛ 16) تا 60 سال (7) بیان شده­است.

• سایر فواید بام سبز

سایر فواید بام سبز عبارت­اند از: مقاومت در برابر آتش (به دلیل مرطوب بودن خاک)، کاشت گیاهان دارویی یا خوراکی، افزایش ارزش ملک، ایجاد فرصت شغلی جدید، (7؛ 8؛ 13) و افزایش تنوع زیستی در محیط شهری (17) با ایجاد زیستگاهی برای پرندگان، حشرات، بی­مهرگان و میکرواورگانیسم­ها. همچنین مطالعه­ای که توسط دانشگاه ایالت لوئیسیانا در سال 2002 انجام شده نشان داده که بیماران وقتی در معرض محیط طبیعی قرار می­گیرند دوره­ی بهبودی سریع‌تری دارند (7). باغ خانواده­ی السن (Olson family garden) بر روی طبقه­ی 7 بیمارستان کودکان در شهر سنت لوئیس ایالت میسوری در آمریکا نمونه­ی زیبایی است که با هدف ایجاد محیطی طبیعی و آرام برای بیماران و خانواده­هایشان فراهم شده است (7).

4- روش­های مختلف ایجاد بام سبز و مواد بکار گرفته­شده در لایه­های آن

تنوع در طراحی بام سبز و مصالح مصرفی در انواع لایه­های آن با توجه به شرایط متفاوت و بویژه اقلیم منطقه روز به روز در حال تغییر و بهینه­سازی است (5). در منابع مختلف تعداد لایه­های بکار رفته، مواد استفاده شده در ساخت آن‌ها و گاه ترتیب روی هم­گذاری لایه­ها متفاوت است (جدول 1). در کشورهایی که این فناوری قدمت بیش‌تری دارد به تدریج راهنما و استانداردهایی برای انتخاب نوع مصالح مصرفی در شرایط مختلف ایجاد شده­است. برای مثال در آلمان، انگلیس و کانادا استانداردهای اجرایی بر مبنای مصالح مصرفی، اقلیم و طراحی سازه و بوم­گرایی ایجاد شده­اند (5). شرکت­های مختلف نیز با پیشرفت فناوری بام سبز به منظور برآورده کردن انتظارات مصرف­کنندگان مختلف و شرایط آب و هوایی مختلف سیستم­های سبز متفاوتی را به بازار ارایه می­کنند (18).

در روش شماره­ی 1 جدول (1) که روش سنتی نیز خوانده می­شود، چند لایه ایزوگام به عنوان عایق رطوبتی بام در نظر گرفته می­شود که این کار ریسک نفوذ آب به ساختمان را بالا می­برد و مورد توصیه نیست. درروش شماره 9 نیز دو لایه زهکش (که یکی از آن‌ها قابلیت حفظ آب را دارد) و دوبار عایق­کاری توصیه شده که این کار خیلی محتاطانه بوده و استفاده از این روش برای منطقه­ای با بارندگی خیلی زیاد مناسب­تر می­باشد. همان‌گونه که در جدول (1)، ارایه شده است در منابع مختلف برای ساخت بام سبز بین 5 تا 10 لایه­ی مختلف در نظر گرفته شده­است، اما بطورکلی به نظر می­رسد که وجود 6 لایه در بام­های سبز گسترده ضروری است. این لایه­ها از سمت پایین (روی بستر بام) به بالا شامل: عایق رطوبتی بام، عایق ضد آب، زهکش، فیلتر خاک، محیط کشت یا خاک و گیاه است. شمای کلی این لایه­ها و محل قرارگیری لایه­هایی که در برخی سیستم­ها به آن‌ها اضافه می­شوند در شکل (1) نشان داده شده است. در این شکل تفاوت در تعداد لایه­ها ممکن است به چند دلیل باشد: 1) در سیستم­های متفاوت برای عایق‌کاری رطوبتی بام از مواد و تعداد لایه­های مختلف استفاده شده­است. دلیل این امر اولا تفاوت در نوع سازه­ی بــام­ها و ثانیا شرایط متفاوت عایـــق­کاری اصلی و عمر آن در بام­های مخـــتلف است، 2) صفحه محافظت (Cover board) یا مواد محافظت (Protection material) برای حفاظت بام از نشت و نفوذ آب و سیستم عایق­کاری در برخی سیستم­ها بکار برده شده­است، در برخی موارد نیز لایه­ی مانع ریشه (Root barriers) یا ضد آب خود، دارای مواد محافظ است (5)، 3) استفاده از لایه­ی مانع ریشه در برخی منابع مشاهده می­شود. محل قرار گیری آن در سیستم­های مختلف می­تواند متفاوت باشد. اکثراً عایق ضد آب در زیر زهکش به عنوان مانع ریشه نیز عمل می­کند. برخی نیز به جای کلمه­ی عایق ضد آب از کلمه­ی ضد ریشه استفاده کرده­اند. در برخی منابع، مانند رضویان و همکاران (4)، به دلیل کوچک بودن گیاهان در بام سبز گسترده وجود این لایه الزامی شمرده نشده­است. لازم به ذکر است که ممانعت از ورود ریشه به سازه­ی بام از دو طریق فیزیکی و شیمیایی می­تواند انجام گیرد (18)، که در مورد روش دوم مواد مانع رشد ریشه را می­توان بر روی لایه­های دیگر قرار داد. 4) عایق حرارتی و کنترل بخار جزء بخش­های اصلی بام سبز نیستند و در بام­های معمولی نیز می­توان برای کاهش مصرف انرژی و عایق­کاری بیش‌تر آن‌ها را بکار برد، 5) وجود دو زهکش عملی محافظه کارانه و احتمالا غیرضروری برای خروج آب نشتی از لایه‌های بالایی است، 6) در مثال شماره 3 جدول (1)، آبیاری به عنوان یک لایه معرفی شده است. سیستم آبیاری جزئ بخش­های اصلی یک بام سبز نیست. آبیاری می­تواند به صورت دستی و یا در صورت لزوم با نصب آبفشان­های معمولی انجام پذیرد، 7) لایه­ی کنترل فرسایش برای شرایط خاصی که سرعت باد و یا شیب بام زیاد باشد استفاده می­شود، 8) لایه­ی حفظ آب یا رطوبت (Moisture retention layer): در برخی سیستم­ها زهکش فضایی برای ذخیره­سازی آب ندارد یک لایه در زیر محیط کشت برای ذخیره­ی آب قرار می­گیرد. البته فیلتری که در روی زهکش قرار دارد نیز تا حدودی توانایی حفظ آب و رطوبت را دارد و برخی به جای کلمه­ی فیلتر از لایه­ی حفظ رطوبت استفاده کرده­اند. 9) لبه­ی محافظ در بام­هایی که بام سبز به صورت یکپارچه و در کل سطح بام نصب نمی­شود در اطراف لایه­ها قرار می‌گیرد. اطراف آن را با گراول و سنگ رودخانه­ای می­پوشانند، آب خروجی از زهکش از منافذ صفحه­ی محافظ عبور کرده و از لابه­لای گراول­ها به سمت ناودان جاری می­گردد. لبه­ی محافظ اغلب جزء لایه­های بام سبز در نظر گرفته نمی­شود.

شکل 1- شمای کلی لایه­های بام سبز و محل قرار­گیری لایه­هایی که در منابع مختلف به آن‌ها اضافه می­شوند. برای لایه یا مواد مانع ریشه و  لایه­ی کنترل بخار چند مکان مختلف در بین لایه­ها می­تواند وجود داشته­باشد.

بطور کلی در تمامی سیستم­های مختلف اجرایی رعایت چند نکته ضروری است: اطمینان از عدم ضرر رساندن آب یا رطوبت و ریشه­ی گیاهان به سازه­ی ساختمان، سبک بودن لایه­ها با توجه به توانایی حمل بار بام و ایجاد شرایط مناسب آب و مواد غذایی برای رشد و استقرار گیاهان. توضیحات بیش‌تر در مورد لایه­های مختلف بام سبز بحث خواهد شد.

جدول 1- مثال­هایی از اجزای بکار رفته در بام سبز گسترده در منابع مختلف

* بکارگیری لایه­هایی که در زیرشان خط کشیده شده الزامی دانسته شده­است. همچنین احتمالا ترتیب لایه­ها در نظر گرفته نشده­است.

4-1- عایق رطوبتی بام

بام از پیش ساخته شده­ای که قرار است بام سبز روی آن اجرا شود خود عایق­کاری رطوبتی دارد. این عایق کاری ممکن است با روش­های متفاوتی چون ایزوگام، قیراندود کردن و یا ورق پلی‌وینیل کلراید انجام گرفته باشد. برای ایجاد بام سبز نیاز به عایق­کاری ثانویه بام وجود دارد. بسته به شرایط این عایق­کاری می­تواند متفاوت باشد. برای مثال در بامی با پوشش سالم و بدون درز و شکاف، می‌توان لایه­ای دیگر برای عایق­سازی بیش‌تر روی آن پهن کرد. چند مثال و خصوصیات آن‌ها در جدول (2) آمده­است. همچنین اگر عایق اولیه­ی بام شکاف­هایی داشته باشد در مواردی برداشتن آن و درزگیر­ها و پخش پرکننده­هایی مانند رزین­ها می­تواند از گزینه­های دیگر باشد.

جدول 2- انواع عایق رطوبتی برای بام (5 و 7). تمام این غشاها به عنوان غشای اصلی بام نیز کاربرد دارند.

4-2- عایق ضد آب

در زیر زهکش قرار می­گیرد و هدف آن جذب آب نشت پیدا کرده از زهکش و یا ممانعت از ورود ریشه­ی رسیده به زیر زهکش به سازه­ی بام است.

4-3- لایه­ی زهکش

حرکت و جابجایی برای خروج آب اضافی از بام سبز مخصوصا برای گونه­های آبدار یا ساکولانت­ها (Succulents) ضروری است، زیرا راکد ماندن آب در یک مکان بیماری را در گیاهان تسریع کرده و موجب تحلیل زود هنگام لایه­های بام می­شود (7). هدف از ایجاد لایه­ی زهکش خروج آب اضافی از محیط کشت و در مواردی ذخیره­ی آن برای دوره­های کم باران است. غالبا در لایه­های زهکشی که در بام­های سبز استفاده می­شوند فضایی برای نگه­داری آب نیز تعبیه شده است.

مواد مورد استفاده در زهکش و شکل آن می­تواند بسته به نوع بام سبز متفاوت باشد. مواد سبک و نازک مانند پلی­اتیلن و پلی­پروپیلین به دلیل سبکی در بام­های سبز گسترده کاربرد فراوان
دارند و کارخانه­های سازنده دلیل این امر را انعطاف­پذیری آن‌ها برای حمل و نقل آسان به شکل رولی، نصب آسان، مقاومت و دوام بالا و هزینه­ی پایین تولید بیان کرده­اند (18). در جدول (3) جنس و یا موادی که برای این جزء از بام سبز استفاده می­شود فهرست شده­اند. ضخامت زهکش باید با توجه به جزئیات دیگر بام سبز انتخاب شود، زیرا که اگر لایه زهکش خیلی نازک باشد و یا آبراهه­ی ناودان بسته شود آب می­تواند به بام نشت کند (13). در بام­های سبز متمرکز که توانایی تحمل بار بیش‌تری دارند از سنگریزه­های گرد به عنوان فیلتری طبیعی می­توان استفاده ­کرد (18). در صورت محکم بودن سازه­ی ساختمان و تحمل بار زیاد به جای لایه­ی زهکش می­توان لایه­ی خاک را عمیق­تر کرد که توانایی نگه­داری آب بیش‌تری داشته باشد (4؛ 8). در شیب­های بیش از 5 درجه آب خود به خود خارج می­شود و نیازی به زهکش نیست (8).

جدول 3- انواع مواد مورد استفاده به عنوان لایه­ی زهکش

4-4- فیلتر خاک

برای جلوگیری از پرشدن منافذ زهکش باید با یک لایه آن را از محیط کشت جدا کرد (8). فیلتر در بین لایه­ی زهکش و محیط کشت قرار می­گیرد، به آب اجازه­ی عبور می­دهد ولی از عبور مواد خاک یا محیط کشت به لایه­ی زهکش جلوگیری می­کند. محمودی زرندی و همکاران (5)، فیلتر را دو لایه از بافت غیر طبیعی که یک بافت در نقش کنترل کننده­ی ریشه از جنس الیاف پارچه­ی ژئوتکستایل و یا حتی شن و ماسه و دیگری لایه زهکش از جنس مصالح دانه­ای معرفی می­کنند. پک و کوهن (13)، نیز فیلتر پارچه­ای را به عنوان لایه­ای برای نگه­داشتن ریشه و محیط کشت در حالی که اجازه­ی نفوذ آب را می­دهد تعریف کرده­اند. بام­های سبز با فیلتر پارچه­ای ضخیم­ترتا %300 رطوبت بیش‌تری نسبت به بام­های سبز بدون فیلتر حفظ کردند (22). موادی مانند فیبرهای پلیمری یا پلی­الفین (Polyolefins) برای ساخت لایه­ی فیلتر سبک و باریک استفاده می­شوند (18). ولی این لایه اکثراً به روی زهکش وصل می­شود و اطلاعات ضخامت و وزن آن‌ها دقیق نیست.

4-5- محیط کشت

حساس­ترین عضو یک بام سبز موفق و مهم‌ترین دلیل شکست پروژه­ی بام سبز خاک و یا محیط کشت آن است (7). وظیفه­ی این لایه حفظ آب و فراهم کردن مواد غذایی لازم برای گیاهان و ایجاد محیطی برای رشد و حفظ ریشه­ی آن‌ها است (18؛ 24). گیاه برای رشد و بقا به مواد معدنی و آلی نیازمند است. خاک طبیعی سنگین بوده و امکان دارد ترکیبات آن برای نوع گیاه مورد نظر نامناسب باشد، پس بهتر است مخلوط مناسب گیاه تهیه گردد (8). مطالعات نشان داده است که تغییر خصوصیات محیط کشت می­تواند تاثیر زیادی روی رشد اولیه و عملکرد فیزیوبوژیکی گیاهان داشته باشد (24). در کشورهایی مانند آلمان که استانداردهایی برای ایجاد بام سبز دارند مخلوط­های محیط کشت به صورت آماده وجود دارد (7). در جدول (4) نمونه­هایی از مخلوط­های استفاده شده یا پیشنهادی در منابع مختلف آورده شده است. بطور کلی وجود مواد آلی کم (حدودا 20%) توصیه شده­است.

جدول 4- انواع مخلوط­های معرفی­شده برای محیط کشت

4-6- گیاه

پوشش گیاهی لایه­ی زیبا شناختی بام سبز و احتمالا تنها نشانه­ایست که بام سبز را به عنوان محصولی دوست‌دار محیط زیست معرفی می­کند (18). انتخاب نوع و گونه­ی گیاه، نحوه­ی استقرار و نگه­داری آن و نیاز به آبیاری و کوددهی از نکات حایز اهمیت در ایجاد بام سبز است که به­طور مختصر در مورد آن‌ها بحث خواهد شد:

• انتخاب نوع گیاه

برای انتخاب نوع گیاه باید اقلیم منطقه، سرعت و جهت باد، میزان بارش، نحوه­ی آبیاری، آلودگی هوا، ارتفاع ساختمان، سایه، عمق خاک و همچنین اندازه و عمق ریشه در نظر گرفته شوند (7؛ 13). بطور کلی توانایی مقاومت در خشک‌سالی و بقا در کم‌ترین میزان مواد مغذی، پوشش خوب، نیاز به نگه­داری کم، زادآوری سریع، ریشه­های نرم و کوتاه و گیاه­پالایی از خصوصیات گیاهان مناسب بام­های سبز هستند (22).

گونه­های آبدار آب را در برگ­های خود ذخیره می­کنند و توانایی
نگهداری رطوبت در آن‌ها زیاد است و سدوم­ها از پر کاربرد­ترین آن‌ها در روی بام­های سبز گسترده هستند (8). سدوم­ها بسیاری از روش­هایی که گیاهان بیابانی برای بقا استفاده می­کنند را دارا هستند: مانند فتوسنتز با متابولیزم اسید‌کراسولاسه[12]، ریشه­های کم­عمق، رشد کم و توانایی استقامت در دوره­های طولانی خشکی ویا سرمای شدید و همچنین در معرض کامل آفتاب و یا سایه، عمر طولانی و خاصیت خود-تکثیری و ریشه­زنی دوباره (7). اثبات شده­است. سدوم­ها و خزه­ها واجد تمام شرایط لازم برای استقامت گیاه روی بام هستند (برقاژ^[13] و همکاران (2007) در (18)). همچنین با توجه به خشک و کم آب بودن ایران کاشت گیاهان پوششی سدوم به جای چمن توصیه شده­است. اسامی برخی گونه‌ها که در بام سبز گسترده قابل کاشت­اند در جدول (5) قید گردیده است.

جدول 5- برخی گونه­های قابل کشت روی بام سبز گسترده

• استقرار و نگه­داری گیاهان

کاشت گیاهان روی بام سبز می­تواند به سه حالت بذر­پاشی، کاشت قلمه­ی گیاه (Cutting) و کاشت نهال (Plug) انجام شود. در جدول (6) مزایا و معایب هر سه روش فهرست شده­است. اصولا در بام سبز از کاشت نهال استفاده می­کنند چون استقرار راحت­تری دارند برخی نیز ترکیبی از کاشت نهال و قلمه. همچنین محصولاتی تجاری مانند حصیر گیاهی (Vegetated mat) و موزاییک سدومی (Sedum tile) وجود دارند که در آن‌ها گیاهان به محیط کشت خود (از جنس الیاف سخت و حصیر نایلونی) تنیده شده­اند و به صورت آماده
در محل پهن می‌شوند. بسیاری معتقداند که بام­های سبز بعد از استقرار نیازی به نگهداری­های خاص مانند آبیاری یا کوددهی ندارند، اما این جمله در تمام حالت­ها صدق نمی­کند، برای مثال نیاز به آبیاری در آب و هوای معتدل بسیار کم (فقط در مواقع خشک‌سالی) و در منطقه­ای با آب و هوای خشک ضروری به نظر می­رسد. فلین[14] (21)، یک­بار کوددهی و هرس در سال را برای بام سبز لازم دانسته­است. لاکت[15] (7)، نیز کود دهی سالانه را برای 3 تا 5 سال اول ضروری و برای سال­های بعد از استقرار فقط در قسمتی از بام که نیاز به کود دارد لازم دانسته­است.

جدول 6- مزایا و معایب سه روش کاشت گیاه روی بام سبز (7)

لاکت (7)، با بسیاری از نوشته­ها که بام سبز را بدون نیاز به آبیاری اعلام می­کنند شدیدا مخالف ­است و بیان می­کند که گیاهان آبدوست و گیاهانی که به آب کم مقاوم­اند وجود دارند ولی گیاهانی که در خشکی زنده بمانند وجود ندارند و باید در مناطقی که بارندگی به صورت طبیعی زیاد نیست با توجه به گیاهان کاشته شده نوع آبیاری مناسب انتخاب شود. عموما گیاهان تا زمانی که استقرار پیدا کنند آبیاری و کوددهی می­شوند و بعد از گذشت یک سال نگهداری شامل دو سرکشی سالانه برای حذف گیاهان هرز و بررسی ایمنی و عایق می­باشد (13). همچنین بسته به شرایط محلی استفاده از کود می­تواند ضرورت پیدا کند. کاشت گیاهان باید متناسب با عمق محیط کشت و شرایط آب و هوایی منطقه باشد. باید توجه داشت که اگر گیاهان به آبیاری وابسته شوند تحمل کم آبی در آن‌ها کم می شود، پس بهتراست گیاه مقاوم تر انتخاب شده و آبیاری در صورت لزوم انجام شود (8). همچنین آبیاری می­تواند با افزایش تبخیر و تعرق به کاهش مصرف انرژی ساختمان کمک کند (25). آبیاری می­تواند به دو صورت مصنوعی (دستی و یا خودکار) و طبیعی (باران) انجام گیرد (4).

4-7- مانع ریشه

همان‌طور که پیش­تر اشاره شد ممانعت از نفوذ ریشه­ی گیاهان به لایه­های پایین­تر در بام سبز گسترده گاهی با استفاده از لایه­های ضد ریشه به عنوان لایه­ی مجزا در بین لایه­های دیگر بام سبز، گاهی از طریق بکار بردن تکسین­ها و مواد شیمیایی دیگر در روی لایه­های اصلی (18) و گاهی نیز به دلیل کوچک بودن گیاهان غیر ضروری دانسته­ شده است (4). مکان قرار­گیری آن نیز در منابع مختلف متفاوت عنوان شده است (شکل 1 و جدول 1). فیلتر پارچه­ای که در زیر زهکش قرار می­گیرد گاهی با هدف و اسم عایق ضد آب و گاهی ضد­ریشه معرفی ­شده­است. لاکت (7)، اشاره می­کند که فیلتر خاک در روی زهکش اصولا مواد شیمیایی دارد که از رشد ریشه جلوگیری می­کند، همچنین پلاستیک­های حرارتی (Thermal plastic) را بین زهکش و ضد آب برای گیاهان با ریشه­ی تهاجمی مناسب دانسته است. مواد شیمیایی می­توانند شامل تکسین­هایی مانند محصولات تشکیل شده از مس (18) مانند هیدروکسید مس (5) و لایه­های ضد ریشه از جنس­هایی مانند: پلی­اتیلن با چگالی پایین (LDPE[16]) (هموند و جونز^[17] (2008) در (11)) یا مواد پلی­پروپیلینی (PP[18]) (18)، پلی اتیلن با چگالی بالا ([19]HDPE)، بتن غیرقابل نفوذ، پلی وینیل کلراید، الفین ترموپلاستیک و غشای EPDM (5) باشند.

4-8- مواد حفاظتی

هنگام نصب لایه­های بام سبز امکان دارد که اجسامی نوک­تیز بر اثر بی­احتیاطی به روی لایه­ی عایق بام افتاده و آن را سوراخ کنند و یا حتی ضربه و فشاری برای نصب لایه­های بالاتر در لایه­های زیرین شکاف ایجاد کند. برای محافظت از غشاء بام در مقابل ضربه و فشارهای وارد بر آن در طول نصب بام سبزبر حسب ویژگی های طراحی و کاربرد آن می­توان از موادی چون لایه­ی نازک از بتن سبک، عایق صفحه­ای محکم، ورقه­ی ضخیم پلاستیکی، ورق مسی، ترکیبی از این لایه­ها (4؛ 5)، پلی­استایرن فشرده­شده و پارچه­ها (7) استفاده کرد. برخی سیستم­ها لزوما به این صفحه احتیاجی ندارند و ممکن است از لایه ی مانع ریشه به جای آن استفاده کنند (4).

4-9- مواد برای حفظ رطوبت یا آب

هدف از در نظر گرفتن این لایه در بام سبز نگه­داری آب برای کنترل آب­های جاری (تیماسک و مندر^[20] (2007) در (18)) و مرطوب نگه­داشتن محیط کشت (جیم و تی­سانگ^[21] (2011) در (18)) است. امروزه در اکثر سیستم­های بام سبز لایه­ی زهکش وظیفه­ی نگه­داری آب را برعهده دارد، همچنین فیلتر خاک که اصولا از جنس پارچه­ی ژئوتکستایل است هر چند به مقدار کم توانایی حفظ رطوبت را دارد. بیانچینی (18)، جنس لایه­ی حفظ رطوبت را موکت مانند از پشم معدنی و یا فیبرهای پلیمری معرفی کرده و اشاره می­کند که با توجه به نوع بام سبز و میزان بارندگی و با روی هم گذاشتن چند لایه از آن می­توان به ضخامت مورد نظر رسید. از ذره­های ژله­ای کوچک (Gel packs and particles) نیز می­توان استفاده کرد. اما ذره­های ژله­ای بعد از 10 سال کارایی خود را از دست می­دهند و همچنین امکان اینکه با تغییر حجم این ذرات محیط کشت جابجا شده و در ساختار بام سبز مشکل ایجاد کند (7).

4-10- آشکارساز الکترونیکی نشت آب

در زیر لایه عایق بام یا عایق رطوبتی و برای تعیین مکان دقیق نفوذ آب توسط برخی شرکت­ها اجرا می­شود (13).

4-11- سیستم هشدار سلامتی گیاه

این سیستم وضعیت آب و هوا را چک و اگر دما و بارش کم‌تر از میزان تنظیمی باشد به نگه‌دارنده­ی بام نامه­ی الکترونیکی می­فرستد (7).

5- طراحی بام سبز

به طور کلی از عواملی که هنگام طراحی و اجرای یک بام سبز باید در نظر گرفته شوند عبارت­اند از: نحوه­ی دسترسی به بام، تحمل بار بام، امنیت جانی، ارتفاع بام (متاثر روی هزینه جابجایی مواد)، باد (سرعت باد در ارتفاعات بالاتر بیش‌تر است، بنابراین گیاهان عمودی بلند نباید در حاشیه ها که سرعت باد بیش‌تر است قرار بگیرند و شاید نیاز به تکیه­گاه هم داشته باشند)، و شاید نیاز به سایه­اندازی مصنوعی و ایجاد میکروکلیمای مناسب (7). در مجموع طراحی بام سبز اصولا نیازمند ایجاد توازن بین خواسته­های مالک ساختمان، میزان بودجه و در نظر گرفتن الزاماتی چون وضعیت تحمل بار بام و گونه­های سازگار با منطقه است (7).

6- جمع­بندی و پیشنهادات

در این تحقیق جزییات اجرایی بام سبز گسترده بررسی شد. برای هرکدام از لایه­های بام سبز چند گزینه وجود دارد که برای هر منطقه­ی جغرافیایی و حتی هر پروژه خاص باید بسته به عواملی از جمله هزینه و شرایط اقلیمی گزینه­ی ساخت مناسب انتخاب شود. هزینه­ی ایجاد بام سبز در کشور ما به دلیل نو بودن فناوری ساخت آن بسیار بالاست و یکی از موانع گسترش بام­های سبز است. همچنین، متاسفانه در حال حاضر هزینه­ی بالای ساخت بام سبز الزاماً کیفیت کار را تضمین نمی­کند. تحقیق در جهت شناسایی راه­های کاهش هزینه­ی تولید لایه­ها برای بومی­سازی این فناوری در کشور از توصیه­های این تحقیق است. همچنین در جهت کاهش هزینه­­ی ایجاد بام سبز می­توان فناوری ساخت لایه­ها را به کشور وارد نمود و یا هزینه­ی گمرک برای ورود لایه­ها از شرکت­های خارجی که تمایل به همکاری در این زمینه را دارند را کاهش داد. تخصیص کمک­های دولتی و یا مشوق­ها برای ایجاد بام سبز برای مدت زمانی محدود و دریافت مالیات برای رواناب­ها نیز می­تواند در توسعه بیش‌تر این فناوری موثر باشد. بدیهی است کاهش هزینه­ی ساخت با رواج استفاده از آن و کسب تجربه و استفاده از مواد محلی و کم هزینه­تر دور از تصور نیست. در تحقیقات بعدی می­توان اجزا و لایه­های مورد استفاده در بام سبز متمرکز و بام سبز گسترده روی بام­های شیب­دار را نیز بررسی کرد. همچنین راه­اندازی دوره­های تخصصی و واحدهای درسی در زمینه­ی فناوری بام سبز از دیگر پیشنهادات این تحقیق است.

منابع

1-      Savi, T., Boldrin, D., Marin, M., Love, V. L., Andri, S., Tretiach, M. and Nardini, A., Does shallow substrate improve water status of plants growing on green roofs? Testing the paradox in two sub-Mediterranean shrubs. Ecological Engineering. 2015. 84: 292-300.

2-      طاهری، م. فناوری بام سبز و دیوار اکولوژیک. 1394. ماهنامه زندگی سبز، 4 و 5: 11-13.

3-      Wark, C.G, and Wark W.W. Green Roof Specifications and Standards Establishing an emerging technology. The Construction Specifier. 2003, 56(8): 1-12.

4-      رضویان، م، ت، غفوری پور، ا و رضویان، م. بام‌های سبز (Green Roofs). 1389. فصل نامه جغرافیایی آمایش محیط، 10: 137-160.

5-      محمودی زرندی، م، پاکاری، ن و بازآهنگ، ع. سیستم اجرایی بام سبز. 1390. تفکر معماری، 7(21): 52-58.

6-      Yang, J., Yu, Q., and Gong, P. Quantifying air pollution removal by green roofs in Chicago. Atmospheric environment. 2008, 42(31): 7266-7273.

7-      Luckett, K. Green roof construction and maintenance. McGraw-Hill. 2009. P: 208

8-      Dunnett, N., Gedge, D., Little, J., and Snodgrass, E. C. Small green roofs, Low-Tech options for greener living. Portland, London. Timber Press. 2011. P: 257

9-      Carter, T., and Jackson, C.R. Vegetated roofs for stormwater management at multiple spatial scales. Landscape and Urban Planning. 2007, 80(1): 84-94.

10-  Alexandri, E., and Jones, P. Temperature decreases in an urban canyon due to green walls and green roofs in diverse climates. Building and Environment. 2008, 43(4): 480-493.

11-  Getter, K.L., Rowe, D.B., Robertson, G.P., Cregg, B.M., and Andresen, J.A. Carbon Sequestration Potential of Extensive Green Roofs. Environmental Science and Technology. 2009, 43(19): 7565-7570.

12-  Akbari, H., Pomerantz, M., and Taha, H. Cool surfaces and shade trees to reduce energy use and improve air quality in urban areas. Solar energy. 2001, 70(3): 295-310.

13-  Peck, S. and M. Kuhn. Design Guidelines for Green Roofs (PDF). Canada Mortgage and Housing Corporation and the Ontario Association of Architects. 2003. P: 22

14-  Yang, H. S., Kang, J., and Choi, M. S. Acoustic effects of green roof systems on a low-profiled structure at street level. Building and Environment. 2012, 50: 44-55.

15-  Bianchini, F., and Hewage, K. How “green” are the green roofs? Lifecycle analysis of green roof materials. Building and Environment. 2012, 48: 57-65.

16-  Clark, C., Adriaens, P., and Talbot, F. B. Green roof valuation: a probabilistic economic analysis of environmental benefits. Environmental science & technology. 2008, 42(6): 2155-2161.

17-  Colla, S. R., Willis, E., and Packer, L. Can green roofs provide habitat for urban bees (Hymenoptera: apidae)? Cities and the Environment. 2009, 2(1): 1-12.

18-  Bianchini, F. Influence of Construction and Demolition (C&D) Waste on Green Roof Performance. A thesis for the degree of Master of Applied Science. The College of Graduate Studies (Civil Engineering). The University of British Columbia. 2012.

19-  Saiz, S., Kennedy, C., Bass, B., and Pressnail, K. Comparative Life Cycle Assessment of Standard and Green Roofs. Environmental Science and Technology. 2006, 40(13): 4312-4316.

20- عبدالهی­فر، م، فاتحی­فر، ا، و وثوق محمودی، س. امکان‌سنجی استفاده از بام­های سبز در شهرها. سومین همایش و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط زیست، مهر 1388. تهران.

21-  Flynn, K. M. Evaluation of Green Infrastructure Practices Using Life Cycle Assessment. A thesis for the degree of Master of Science in Sustainable Engineering. 2011.

22-  Vijayaraghavan, K. Green roofs: A critical review on the role of components, benefits, limitations and trends. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. 57: 740-752.

23-  محمودی زرندی، م، پاکاری، ن و بهرامی، ح. ارزیابی چگونگی تائیرگذاری بام سبز در کاهش دمای محیط. 1391. باغ نظر، 9(20): 73-82.

24-  Young, T., Cameron, D. D., Sorrill, J., Edwards, T. and Phoenix, G.K. Importance of different components of green roof substrate on plant growth and physiological performance. Urban Forestry & Urban Greening. 2014. 13(3): 507-516.

25-  Rowe. D. B. Green roofs as a means of pollution abatement. Environmental Pollution. 2011, 159(8): 2100-2110.