緑の屋根が洪水から街を保護する方法

緑の屋根が洪水から街を保護する方法
日本の福岡にあるアクロス福岡エコビルは、世界で最も有名な緑の屋根の1つを誇っています。 トロント大学のGRITラボは、気候変動と戦うために、都市とその先に緑の屋根をもたらすために取り組んでいます。 (シャッターストック)

春と夏の2017は、北アメリカ東部で最も雨の多い記録の1つです。 そして、ハリケーンハーベイが壊滅的な洪水を引き起こしたヒューストンを世界が見ました。

春の降雨量 レコードを破った トロントなど、44.6時間で24ミリの雨が降った場所。 春前の豪雨により、カナダ最大の都市の雨水インフラがオーバーフローし、繁華街の洪水が発生しました。

北米の多くの都市での都市化により、水が自由に排水できる透水面が急速に失われています。 トロントのような都市のダウンタウンの中心人口の増加と相まって、これは、設置されている雨水および下水道システムが過去数十年よりも多くの水を管理しなければならないことを意味します。

また、 世界的な気温の上昇は、世界中の極端な気象現象の上昇にリンクされています、地球温暖化が抑制されないと悪化する傾向があります。

多くの都市は 装備不足 不十分で時代遅れの雨水インフラのために、これらの前例のない量の降水に対処する。

緑の屋根が洪水から街を保護する方法
7月の2013の大雨の後、トロントのドンバレーパークウェイに車をつないだ後、レッカー車の運転手が洪水の中を歩いています。 カナダ印刷機/フランク・ガン

トロントのダウンタウンの下水道の23パーセントが結合されています、市の雨水と廃水の両方が1本のパイプ内で一緒に水処理プラントに流れます。 大雨が降ると、下水道の雨水の量が最大に達し、トロントの通りや湖や川にあふれることがあります。

つまり、繁華街での洪水を防ぐために、下水が処理されずに水域に放出され、水泳やその他のレクリエーションスポーツが可能になります。

ライブストリームイベント開始時間 世界的に増加している降雨量、洪水による被害を軽減し、より持続可能な方法で雨水に対処するために、都市が既存の建物インフラをどのように改造できるかを検討する重要な時期です。

透水性舗装などのグリーンインフラストラクチャテクノロジー、 bioswales、 現在、極端な気象現象に立ち向かうために、水槽と緑の屋根が一般的に推奨されています。

雨水管理のための緑の屋根

緑の屋根は緑のインフラストラクチャです(GI)ほぼすべての屋上に与えられた重量負荷容量に適用できるオプション。 緑の屋根の利点は、明らかな美的魅力をはるかに超えています。

トロント大学の土木技師ジェニー・ヒルと共同研究者による研究 学校のグリーンルーフイノベーションテストラボ(GRIT Lab)は、緑の屋根が一定時間に平均70の降雨量を取り込む能力を持ち、地下の雨水システムを緩和し、雨水を大気中に放出することを示しました。

この調査では、最も一般的な業界慣行を表す4つの緑の屋根の設計変数を調査しました:植え付けタイプ(多肉植物または草および草本の開花植物)、土壌代替物(ミネラル、木材堆肥)、植え付け深さ(10センチメートルまたは15センチメートル)および灌漑スケジュール(なし、毎日、またはセンサー起動)、およびこれら4つの要因が水捕獲にどのように影響したか。

散水スケジュールが最も効果的であることが示されており、保持能力は、毎日の灌漑での50パーセントから、センサー作動または灌漑なしでの70パーセントに増加しました。 言い換えると、屋根に水をまかない、または土壌が所定の水分レベルに達したときにのみ水をまく屋根は、雨水を吸収する能力が大きくなります。

さらに、この研究では、緑の屋根が不透水面と比較して0.1から0.15パーセント減少する85-90の周りにある新しい屋根流出係数(緑の屋根が水を保持する能力を計算するために使用される定数値)を計算しました。

設計者とエンジニアは、0.5の数値(50パーセントの削減)を日常的に使用して、グリーンルーフの性能を評価します。 業界慣行と地域のエビデンスに基づいた調査結果とのこの不一致は、さらなる研究の必要性を強調しています。

緑の屋根が洪水から街を保護する方法 GRITラボの緑の屋根の屋上多肉植物と顕花植物。 トロント大学のGRITラボ

雨水貯留の2番目に重要な変数は、土壌代替物でした。 最も広く使用されている緑の屋根の植栽材料は、ドイツの景観研究開発建設協会のガイドラインに基づいています(FLL).

FLLは、生物学的土壌代替物よりも長持ちし、丈夫だと考えられているため、鉱物凝集体を推奨しました。 しかし、この推奨事項は、 今日の研究.

ヒルと彼女のチームは、鉱物成長材料を木材堆肥と比較しました。 堆肥は、灌漑なしのベッドで10パーセント(70パーセント対60パーセントの降雨量が保持されている)だけ鉱物を上回りました。 時間の経過とともに最小限の圧縮または故障。

Hillの研究におけるもう1つの重要な発見は、水まきまたは雨のいずれかですでに湿っている場合、植栽材料が保水性に最大の影響を与えたことを示しました。 堆肥は、完全に飽和した場合、鉱物土壌代替物を最大3倍上回りました(83パーセントに対して29パーセントの降雨が保持されました)。

より良い土壌代替物を堆肥にする

つまり、堆肥は季節ごとに優れた性能を発揮するだけでなく、雨季や連続した嵐の中でも非常に優れた性能を発揮します。

植え付け深さ(10センチメートル対15センチメートル)および植物の種類(多肉植物草および草本の顕花植物)両方とも、植栽材料と散水スケジュールと比較して、雨水貯留にほとんど影響を与えないことが示されました。

したがって、雨水の管理を損なうことなく、植物の選択は美的目標と生物多様性や種の生息地などの環境ベンチマークを満たすことができます。

緑の屋根が洪水から街を保護する方法 ミツバチは、TのGRIT Labの屋上庭園のUにある顕花植物の周りをホバリングします。 U of T GRIT Lab

緑の屋根の建設の制約の1つは、特に飽和した緑の屋根の重量に対応するために元々建設されなかった建物における重量負荷です。 したがって、10とは対照的に15センチメートルの植え付け深さは、より多くの屋根が改修の対象となることを意味します。

それにもかかわらず、草や草本植物を含む生物多様性の植物パレットは、より審美的で生態学的に豊かな緑の屋根の選択肢ですが、それらの植物はトロントのような都市で生き残るために散水を必要とします。 灌漑は雨水貯留にマイナスの影響を与えるため、緑の屋根の設計者は、セダムのような干ばつに強い多肉植物を検討できます。

しかし、草本植物が鉱物植林材料ではなく堆肥に植えられると、雨水貯留能力の低下を防ぐことができます。

土壌水分センサーにより作動するオンデマンド灌漑は、水管理と植物成長のための水の利用可能性とのバランスを取ることができます。 さらに、堆肥の重量は鉱物植栽材料よりも大幅に少ないため、改造の可能性が広がります。

そのため、Hillと彼女のチームによる4つの異なる緑の屋根変数の研究により、それぞれの利点と制限、およびそれらをどのように組み合わせることができるかを理解できます。

緑の屋根:最適な緑のインフラ

GRITラボの研究者としての私たちの意見では、緑の屋根は、その多機能性のために最適な都市の緑のインフラストラクチャです。既存の建物に後付けすることができ、生物多様性の空間を提供します 都市の野生生物 そして彼らは豊かにすることができます 公共スペース 街に住む人が楽しむために。 さらに、緑の屋根は以前は住みにくい場所を快適にし、オフィスワーカーに新しい屋外スペースを提供します。

緑の屋根が洪水から街を保護する方法 GRIT Labの緑の屋根で、花の周りに蝶がはためきます。 U of T GRIT Lab

これらの最近の発見は、緑の屋根の可能性を明確に示しています。 しかし、GRITラボで行われているような、グリーンルーフに関する徹底的な科学的研究は、最適なパフォーマンスを得るための最適なグリーンルーフの組成を決定するために必要です。

たとえば、植栽タイプは雨水貯留にほとんど影響しませんでしたが、在来植物の草本混合物はより多くなることが示されています ネイティブミツバチにとって魅力的 そして間違いなくより魅力的です。 この情報は重要です。 多肉植物は現在業界標準ですが、多肉植物のみを屋根に植えることは、さまざまな地域の都市生態系に悪影響を及ぼす可能性があります。

緑の屋根を設計するときに考慮すべき追加の変数は、その場所です。 GRIT Labの研究者Scott MacIvorと共同研究者 建物の高さが重要であることがわかりました。緑の屋根が高すぎると、ミツバチの巣箱がはるかに少なくなるため、8階建て以上のミツバチを助けることを目的とした屋根の設計は無駄になります。

暴風雨が市町村でより頻繁かつ深刻になるにつれて、老朽化し​​た雨水インフラを備えた都市は、影響を緩和する方法を見つけるのに苦労しています。 緑の屋根はこのソリューションの一部になりますが、すべての緑の屋根が同じように作成されるわけではありません。 適切な研究と知識が不可欠です。

著者について

Catherine Howell、GRIT Lab、リサーチアシスタント、 トロント大学; ジェニファー・ドレイク、土木工学助教授、 トロント大学、およびリアットマーゴリス、ランドスケープアーキテクチャ助教授、 トロント大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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