Verktækni - 2018, Page 32

32 VERKTÆKNI 2018/24
RITRÝNDAR VÍSINDAGREINAR
2 Hönnun og fræðin
Í þessum kafla er gerð grein fyrir helstu hönnunarforsendum sem hafa
áhrif á líftíma og vatnafræðilegri virkni gróðurþaka, byggt á heimilda-
rýni í erlendar rannsóknir.
2.1 Þakhalli og vatnsþéttni
Þakhalli stjórnar flæði vatns um þakið. Annars vegar má hallinn ekki
vera svo mikill að rætur gróðursins slitni og hann renni til á þakinu.
Talið er að gróðurþök séu stöðug og þurfi ekki viðbótar jarðvegsstyrk-
ingu ef halli þeirra er < 36%. Hins vegar verður hallinn að vera nægur
svo vatn sem fellur á þakið renni frá þakinu en safnist ekki fyrir í
dældum sem leiði til leka (FLL 2014). Mælt er með að hallinn sé >2%
til að tryggja frjálsa framræslu í þakinu. Ef hallinn er < 2% er nauðsyn-
legt að hafa drenlag sem flytur vatn frá þakinu (Fassman o.fl. 2010).
Neðsta lagið á þakinu verður að vera vatnsþétt til að fyrirbyggja leka
(FLL 2014). Það má t.d. vera þakpappi. Yfirleitt er lagður rótheldur
hlífðardúkur yfir til þess að fyrirbyggja skemmdir á vatnsþétta laginu.
2.2 Dren- og hlífðarlag
Til að tryggja framræslu á vatni um botn þakanna niður að ræsi eða
þakrennu sem flytur vatnið frá byggingunni er lagt drenlag, sem er
oftast sérhannaður drendúkur eða gróf möl. Drendúkarnir eru vana-
lega gerðir úr plastefni. Mynd 1 sýnir dæmi um einn slíkan dúk, sem
notaður hefur verið á Íslandi. Annars vegar er dúkurinn með hólf eða
bolla, sem geyma aukaforða af vatni og hjálpa þannig gróðri í gegnum
þurrkatímabil. Hins vegar eru göt þar sem vatnið rennur í gegnum
þegar bollarnir fyllast (FLL 2014). Ofan á drendúkinn er settur hlífðar-
dúkur sem er notaður til að koma í veg fyrir að jarðvegslagið skolist í
burtu og/eða stífli drenlagið. Einnig til að fyrirbyggja að rætur vaxi
niður í drenlögin og stífli. Jarðvegsdúkar á gróðurþökum eru vanalega
gerðir úr óofnu (e. non-woven) trefjaefni (FLL 2014).
2.3 Jarðvegslag
Megin markmið jarðvegslags er að búa til hagstætt rótarlag fyrir gróð-
urþekju þar sem loft-, vatns- og efnainnihald er fullnægjandi.
Jarðvegslagið þarf að hafa gott jafnvægi á milli loftunar, framræslu (e.
drainage) og rakaheldni. Framræsla er mikilvæg til að varna því að
jarðvegurinn verði vatnsmettaður, sem takmarkar loftinnihald jarð-
vegsins og getur valdið því að rætur gróðursins rotni. Góð loftun í
jarðveginum stuðlar að heilbrigðum gróðurvexti. Rakaheldni jarðvegs-
ins er mikilvæg til viðhalda plöntum. Jarðvegurinn þarf einnig að
uppfylla næringarþörf gróðurlagsins ásamt því að hafa fullnægjandi
styrkleika fyrir stöðugleika jarðvegsins (FLL 2014).
Algengt er að nota einhver af eftirfarandi steinefnum í jarðveginn:
vikur, unninn leirstein, sand, leir, endurunna múrsteina eða hellur.
Steinefnunum er síðan blandað við næringarrík efni eins og moltu.
Hlutföll þessara efna fara eftir gróðrinum sem á að nota á þakinu,
hvernig gróðurþak er verið að byggja (létt eða þungt), aðgengi að
efnum og kostnaður (Ampim ofl. 2010). Mikilvægt er að ekki sé of hátt
hlutfall af fínefnum í jarðveginum því það getur orðið til þess að hann
skolist út í miklum rigningum. Jafnframt þarf að tryggja að hæfilegt
magn af lífrænum efnum séu í jarðveginum svo hann haldist næringar-
ríkur fyrir gróðurlagið svo gróðurinn drepist ekki (FLL 2014).
2.4 Gróðurlag
Helsta hlutverk gróðurlags er að binda jarðveginn saman og styrkja
hann ásamt því að vernda jarðveginn gegn veðri og ágangi dýra. Þar
að auki er gróðurlagið notað til að draga úr neikvæðum sjónrænum
áhrifum bygginga með því að veita byggingum umhverfisvænni ásýnd.
Fyrir létt gróðurþök þá skiptir máli að gróðurinn þurfi lítið viðhald eins
og vökvun, áburðargjöf eða slátt. Það getur verið kostnaðarsamt að
viðhalda gróðrinum ásamt því að aðgengi að þökum er oft misgott sem
gerir viðhald erfitt. Önnur skilyrði sem plönturnar þurfa að uppfylla
eru að þola þurrkatímabil, frost, snjóálag og mikla vinda (Fassman o.fl.
2010). Erlendis er algengt að nota þurrkþolna fjölæringa, t.d. hnoðra
(e. sedum) til þess að ná fram þessum eiginleikum. Gróðurlagi er yfir-
leitt komið á fót með sáningu, stiklingum eða útplöntun í jarðveginn.
Einnig eru til fyrirtæki erlendis sem rækta sérstakar gróðurmottur og
gróðureiningar sem eru sérhannaðar fyrir gróðurþök (FLL, 2014).
2.5 Vatnafræðileg virkni
Úrkoma sem fellur á yfirborð gróðurþaka sígur að hluta til í gegnum
jarðveginn og skilar sér sem afrennsli. Hraði ísigs vatns í jarðvegi (e.
infiltration) er háður eiginleikum jarðvegarins s.s. holrýmd, hlutfalli
lífrænna efna í jarðveginum, gróðurgerð, veðurfari og landslagi
(Berglind Orradóttir o.fl. 2006). Mettun (e. field capacity) er náð þegar
öll holrými í jarðveginum hafa fyllst, og við það hefst afrennsli. Vatnið
sem skilar sér ekki sem afrennsli frá þakinu gufar ýmist upp í andrúms-
loftið (uppgufun, e.evaporation) eða er tekið upp í rætur gróðursins
(útgufun, e.transpiration; Raes o.fl. 1998).
Helsti mælikvarði á vatnafræðilegri virkni er vatnsheldni, þ.e. hversu
mikið vatn skilar sér ekki sem afrennsli vegna raungufunar (e.
evapotranspiration). Vatnsheldni er háð veðri og gróðri og getur því
verið mjög breytileg bæði í tíma og rúmi (Bengtsson o.fl. 2005). Tafla
1 tekur saman vatnsheldni á ársgrundvelli af mismunandi útfærslum á
léttum gróðurþökum. Þökin eru flest með sérhönnuðu, manngerðu
drenlagi. Gróðurinn samanstendur af hnoðrum sem eru annaðhvort
lagðir á þakið í mottum, bökkum eða plantað beint í jarðveg. Þökin
voru annað hvort úr tilraunaverkefnum eða gróðurþök af byggingum
og yfirleitt minna en 5 ára gömul. Getter ofl. (2007) færðu rök fyrir því
að vatnsheldni tvöfaldaðist með tíma, þar sem pórurnar urðu stærri og
fínefni skoluðust út. Almennt sýndu rannsóknirnar að ráðandi
hönnunarbreyta fyrir vatnsheldni er þykkt jarðvegs- og drenlaga (sjá
t.d. Uhl og Schiedt 2008). Aukinn þakhalli dregur úr vatnsheldni
(Getter ofl. 2007).
3 Aðferðir
3.1 Tilraunaþök
Fimm tilraunaþök voru byggð haustið 2014 í samstarfi við Þorkel
Mynd 1 Sérhannaður drendúkur fyrir gróðurþök frá Nophadrain.com.