Введение
Крыша здания, предназначенная для временного накопления воды. Дом Роберта Мугабе. Голубая крыша – это конструкция крыши здания, разработанная для первоначального временного хранения воды, как правило, дождевой, с последующим постепенным высвобождением накопленных объемов. Голубые крыши устанавливаются на плоских или крышах с небольшим уклоном в городских районах, где существует риск затопления из-за недостатка водопроницаемых поверхностей для инфильтрации воды в грунт. Вода в системах голубых крыш удерживается до тех пор, пока не испарится или не будет отведена после окончания дождя. Голубые крыши, используемые для временного хранения воды на крыше, классифицируются как "активные" или "пассивные" в зависимости от типа регулирующих устройств, контролирующих отвод воды. Голубые крыши могут обеспечивать ряд преимуществ в зависимости от конструкции, включая временное накопление дождевой воды для снижения последствий поверхностного стока, хранение для повторного использования, например, для орошения или подпитки систем охлаждения, а также создание зон отдыха.
Robert Mugabe's house
A blue roof is a roof of a building that is designed explicitly to provide initial temporary water storage and then gradual release of stored water, typically rainfall. Blue roofs are constructed on flat or low sloped roofs in urban communities where flooding is a risk due to a lack of permeable surfaces for water to infiltrate, or seep back into the ground. Water is stored in blue roof systems until it either evaporates or is released downstream after the storm event has passed. Blue roofs that are used for temporary rooftop storage can be classified as "active" or "passive" depending on the types of control devices used to regulate drainage of water from the roof. Blue roofs can provide a number of benefits depending on design. These benefits include temporary storage of rainfall to mitigate runoff impacts, storage for reuse such as irrigation or cooling water makeup, or recreational opportunities.
Снижение последствий наводнений
Из-за высокой плотности городской застройки в городах наблюдается общий недостаток водопроницаемых поверхностей. Этот недостаток площади для инфильтрации дождевой воды в грунт делает города уязвимыми к затоплениям. В Соединенных Штатах было реализовано несколько пилотных проектов по созданию "синих крыш", результаты которых демонстрируют их эффективность в снижении поверхностного стока дождевой воды во время и после экстремальных погодных явлений.
Сокращение загрязнения
Хотя голубые крыши и не очищают воду, временно задерживая ее, они уменьшают нагрузку на ливневую канализацию, предотвращая аварийные сбросы неочищенных сточных вод из комбинированных канализационных систем в реки, ручьи и прибрежные воды. В период с 2010 по 2012 год Департамент охраны окружающей среды города Нью-Йорк провел значительный пилотный проект по изучению потенциала этих систем для снижения последствий переполнения комбинированных канализационных систем. Проекты NYCDEP с использованием голубых крыш стали первыми, в которых применена новая пассивная конструкция голубой крыши, основанная на латеральной проницаемости нетканого фильтрующего материала для регулирования скорости оттока в ходе полномасштабного пилотного испытания. Мониторинг этих систем продемонстрировал их эффективность в снижении пиковых расходов и изменении временных характеристик в комбинированных канализационных системах.
Нехватка воды
На противоположном конце спектра города с небольшим количеством осадков уязвимы к засухам и продолжительным периодам ограничения водопользования. В засушливом климате голубые крыши выступают в качестве инструмента для сохранения воды, собирая дождевую воду с поверхности крыши и накапливая её регулируемым образом.
Совместимость конструкции
Еще одним значительным преимуществом голубых крыш является их способность функционировать совместно с другими системами, установленными на крыше, такими как солнечные панели (как солнечные тепловые, так и фотоэлектрические), и оборудование систем отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК). Некоторые рекреационные голубые крыши интегрируют зоны для водных развлечений на крыше, которые также могут использоваться для орошения зеленой крыши или для охлаждения крыши здания в жаркую погоду, с целью устранения или, по крайней мере, снижения нагрузки на механическое холодильное оборудование. Некоторые голубые крыши используют накопленную воду для полезных нужд непосредственно на объекте, например, для охлаждения солнечных панелей и орошения зеленой крыши. Примером голубой крыши, предоставляющей дополнительные услуги, является проект Стива Манна, победивший в конкурсе Coram Sustainable Design Award в 2004 году (первое место, денежный приз 10 000 евро).
Активная голубая крыша
Активные системы голубой крыши контролируют скорость стока воды с крыши посредством механических средств. Иногда называемые автоматизированными системами управления дождевым стоком, активные голубые крыши используют конфигурации клапанов и системы управления для мониторинга и регулирования сброса ливневых вод с крыши. Вода, задерживаемая на крыше, может быть выпущена различными способами, в том числе через пневматический или гидравлический зажимной клапан.
Пассивная голубая крыша
Пассивные системы голубых крыш контролируют скорость стока воды с крыши немеханическими средствами. В отличие от активных систем, которые препятствуют потоку воды по водосточным трубам, пассивные системы временно задерживают воду на поверхности крыши, удлиняя путь, который вода должна пройти до водоотводных желобов. Голубые крыши могут включать открытые водоемы, резервуары внутри или под пористым материалом или модульной поверхностью, либо под приподнятым настилом или покрытием. Пассивные голубые крыши, интегрированные в конструкцию крыши, предназначены для удержания воды непосредственно на поверхности крыши, защищенной гидроизоляционной мембраной, в течение продолжительного времени. Это накопление воды может осуществляться либо в пористом материале, таком как гравий, либо в виде свободного водоема на поверхности крыши. Скорость высвобождения накопленной воды регулируется водосливными устройствами на водосточном желобе. Интегрированные конструкции наиболее эффективны при новом строительстве, поскольку полезный объем хранения на существующих плоских крышах часто ограничен. Модульные лоточные конструкции позволяют модернизировать существующие крыши для обеспечения удержания дождевой воды путем добавления пластиковых или металлических лотков. Подобно интегрированным конструкциям, вода, собранная в лотках, может быть либо заполнена пористым материалом, либо оставаться в виде свободного водоема внутри лотка. Модульные голубые крыши обеспечивают большую гибкость в размере и расположении зон удержания на крыше, чем интегрированные конструкции. Такое выборочное размещение лотков облегчает обход участков крыши, которые не могут выдержать дополнительную нагрузку, а также любых препятствий на крыше, по сравнению с другими конструкциями голубых крыш. Лотки также имеют дополнительное преимущество: они не используют материал самой крыши в качестве компонента удерживающей конструкции и, следовательно, уменьшают, а не увеличивают гидравлический напор на нижнюю гидроизоляционную мембрану. По мере стока воды из лотков она выпускается на поверхность крыши и стекает обычным образом. Крышевые перегородки или водоупорные элементы физически прерывают путь потока воды по направлению к водосточному желобу. Подобно интегрированным конструкциям, поверхность крыши является основным местом удержания воды, а эти непроницаемые или медленно высвобождающие перегородки заставляют воду застаиваться за ними. Высота перегородки и размер отверстий для выпуска воды могут использоваться для регулирования времени удержания воды в конструкции. Голубо-зеленые крыши эстетически похожи на зеленые крыши, поскольку представляют собой озелененные крыши, но функционально отличаются наличием дополнительной емкости для хранения воды под слоем растительного субстрата для облегчения удержания дождевой воды.
Голубая крыша
Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли предложили другой тип "голубой крыши", основанный на изучении пигмента, использовавшегося древними египтянами и известного как "египетский синий". Этот цвет, получаемый из силиката кальция и меди, поглощает видимый свет и излучает свет в ближнем инфракрасном диапазоне, способствуя охлаждению крыш и стен.