Dach zielony działa jak element miasta gąbki
W warunkach zmiany klimatu miasta mierzą się jednocześnie z dłuższymi okresami suszy i coraz intensywniejszymi opadami. Dlatego kluczowe jest zatrzymywanie deszczówki na miejscu, odciążanie kanalizacji i przywracanie wody do lokalnego obiegu poprzez parowanie oraz transpirację roślin. To dokładnie odpowiada idei sponge city, czyli miasta gąbki.
Autorem i głównym popularyzatorem koncepcji sponge city – miasta gąbki – jest Kongjian Yu, chiński architekt krajobrazu, urbanista, absolwent Harvard Graduate School of Design, profesor Uniwersytetu Pekińskiego i założyciel pracowni Turenscape. W literaturze i mediach jest najczęściej wskazywany jako twórca lub pionier tej idei.
Koncepcja zakłada, że miasto nie powinno wyłącznie jak najszybciej odprowadzać deszczówki kanalizacją, ale zatrzymywać, wchłaniać, oczyszczać, magazynować i powoli oddawać wodę dzięki rozwiązaniom opartym na naturze: mokradłom, parkom zalewowym, ogrodom deszczowym, nawierzchniom przepuszczalnym, zielonym dachom i błękitno-zielonej infrastrukturze. Oficjalnie podejście „sponge city” zostało przyjęte w Chinach w 2014 r. jako kierunek polityki miejskiej.
Warto jednak doprecyzować: sama idea gospodarowania wodą w sposób zbliżony do naturalnego obiegu nie powstała od zera wraz z Yu. Podobne podejścia funkcjonowały wcześniej lub równolegle pod innymi nazwami, np. green infrastructure w Europie, Low Impact Development w USA czy Water Sensitive Urban Design w Australii. Wkład Kongjiana Yu polegał przede wszystkim na sformułowaniu, rozwinięciu i wdrożeniu koncepcji „sponge city” jako spójnego modelu planowania miast odpornego na powodzie, susze i skutki zmiany klimatu.
Temat retencjonowania wód opadowych na zielonych dachach został dość gruntownie przebadany. W opracowaniu EFB / BuGG / GRÜNSTATTGRAU, „Benefits of Green Buildings (Green Roofs, Green Walls and Vertical Indoor Greenery)”, 2025 zostały zestawione wyniki badań na ten temat.
Możemy tam znaleźć informacje, że przykładowa efektywność 1 m² ekstensywnego dachu zielonego to m.in. retencja około 30 l wody i parowanie około 2 l dziennie. Czyli każdy metr kwadratowy zielonego dachu może stać się małym magazynem wody opadowej, zamiast źródła natychmiastowego spływu deszczówki do kanalizacji.
Wyniki badań dotyczące retencji wody na zielonych dachach
Według badań przywołanych w opracowaniu, ekstensywne dachy zielone zatrzymują średnio rocznie 75-90% całkowitej sumy opadów. Źródłami dla tego wyniku są klasyczne badania Kolba oraz Liesecke dotyczące odpływu z ekstensywnie zazielenionych dachów płaskich.
W innym opracowaniu, dotyczącym dachów ekstensywnych z warstwą substratu o grubości 10 cm, wskazano, że takie dachy zatrzymują 65-70% rocznych opadów, podczas gdy dach żwirowy zatrzymuje tylko 18%. W okresie wegetacyjnym retencja dachu zielonego wzrastała do 80-90% opadów, a dla dachu żwirowego wynosiła 29%. Dane te pochodzą z badań Köhlera, Kaisera i Wolff z 2018 r.
Opracowanie wskazuje również, że intensywne dachy zielone mogą zatrzymywać 60-99% całkowitych opadów, zależnie od budowy systemu. Ich pojemność retencyjna może wynosić 30-160 l/m². To pokazuje, że dachy o większej miąższości substratu, z bardziej rozbudowaną roślinnością i warstwami magazynującymi wodę, mogą pełnić bardzo istotną funkcję w gospodarowaniu wodami opadowymi.
Dachy zielone zmniejszają odpływ do kanalizacji
W przeglądzie ilościowych dowodów naukowych Manso, Teotónio, Silva i Cruz z 2021 r., cytowanym w opracowaniu, wskazano, że ekstensywne dachy zielone redukują odpływ wód opadowych średnio o 58%, natomiast intensywne dachy zielone o 79%. Dodatkowo odnotowano, że ekstensywne dachy zielone zmniejszają szczytowy odpływ średnio o 71%.
To bardzo ważny argument dla miast, które prowadzą działania, których celem jest adaptacja do zmiany klimatu: dach zielony nie tylko zatrzymuje część deszczu, ale też ogranicza gwałtowne przeciążenie kanalizacji podczas intensywnych opadów. Dzięki temu może zmniejszać ryzyko podtopień, przelewów burzowych i kosztownych awarii infrastruktury kanalizacyjnej.
Dachy zielone opóźniają odpływ deszczówki
Opracowanie podaje, że retencja w ekstensywnych dachach zielonych zależy od grubości i składu substratu, intensywności opadu oraz wcześniejszego zawilgocenia dachu. W zależności od tych czynników retencja może wynosić od 0% przy bardzo intensywnych opadach powyżej 40 mm/h do 100% przy opadach poniżej 10 mm/h. Średnie opóźnienie odpływu wynosi 3-5 godzin. Źródłem jest Fournier i Boivin, badania dotyczące substratów i hydrologii dachów zielonych w kantonie Genewa.
W przeglądzie Richtera, obejmującym 123 badania naukowe, wykazano, że wszystkie analizowane badania potwierdziły pewien poziom retencji wód opadowych przez dachy zielone oraz opóźnienie początku odpływu i odpływu maksymalnego. Średnio dachy zielone zatrzymywały około 40% wody opadowej zimą i do 73% latem. Dla pojedynczych zdarzeń opadowych uzyskiwano 60% retencji, współczynnik odpływu szczytowego 0,37, a opóźnienie początku odpływu i maksimum odpływu wynosiło odpowiednio 235 i 250 minut.
To oznacza, że dach zielony działa jak bufor: deszczówka nie trafia od razu do kanalizacji, ale jest zatrzymywana w warstwach dachu zielonego, częściowo wykorzystywana przez rośliny, częściowo odparowywana, a dopiero nadmiar odpływa z opóźnieniem.
Grubość substratu i budowa systemu zielonego dachu mają duże znaczenie
Z przywołanych badań wynika, że na skuteczność retencji wpływają m.in. grubość substratu, jego skład, pojemność wodna, stopień wcześniejszego nasycenia wodą, nachylenie dachu, intensywność opadu, pora roku, rodzaj roślinności i wiek dachu.
Badania odpływu z dachów zielonych o złożonej budowie pokazały, że przy substracie o grubości 8 cm odpływ wynosił 2,5-4 l/m², zależnie od czasu trwania opadu. Wskazano też, że grubość substratu istotnie wpływa na zdolność retencyjną, choć przy długotrwałych opadach znaczenie tej różnicy maleje, ponieważ po pełnym nasyceniu substratu dalsza retencja jest ograniczona.
W opracowaniu podano również, że dodatkowe warstwy buforowe mogą zwiększać pojemność retencyjną dachu o 53 l/m². To istotne zwłaszcza przy projektowaniu dachów retencyjnych i biosolarnych, gdzie celem jest nie tylko zazielenienie, ale realne zarządzanie wodą opadową.
Znaczenie zielonych dachów dla adaptacji miast do zmiany klimatu
Dachy zielone są narzędziem adaptacji do zmiany klimatu, ponieważ działają jednocześnie na kilku poziomach. Po pierwsze, zmniejszają ilość wody odpływającej z dachu do kanalizacji. Po drugie, opóźniają odpływ, dzięki czemu kanalizacja nie jest obciążana nagłym strumieniem wody podczas nawalnych deszczy. Po trzecie, zatrzymana woda może wracać do atmosfery przez parowanie i transpirację roślin, co wspiera chłodzenie miasta i przeciwdziała miejskiej wyspie ciepła. Po czwarte, dachy zielone pozwalają zagospodarować opad tam, gdzie spada i to bez konieczności przejmowania całej wody przez kosztowną infrastrukturę podziemną.
W kontekście planowania miejskiego oznacza to, że dachy zielone mogą być traktowane jako rozproszona infrastruktura retencyjna. Nie zastępują całkowicie kanalizacji deszczowej, zbiorników czy ogrodów deszczowych, ale znacząco ograniczają presję na te systemy. Im większa powierzchnia dachów zielonych w mieście, tym większy łączny efekt retencji, spowolnienia odpływu i lokalnego obiegu wody.
Retencja na dachach zielonych
Dachy zielone nie są wyłącznie elementem estetycznym. To realna infrastruktura adaptacyjna, która zatrzymuje znaczną część opadów na miejscu.
Badania wskazują, że dachy ekstensywne mogą zatrzymywać średnio 75-90% rocznych opadów, a dachy intensywne nawet 60-99%, zależnie od konstrukcji.
Dach zielony z 10 cm substratu może zatrzymać 65-70% rocznego opadu, podczas gdy dach żwirowy tylko 18%.
Ekstensywne dachy zielone redukują odpływ deszczówki średnio o 58%, a intensywne o 79%.
Ekstensywne dachy zielone mogą zmniejszać szczytowy odpływ średnio o 71%, co ma kluczowe znaczenie podczas deszczy nawalnych.
Dachy zielone opóźniają odpływ wody – średnio o 3-5 godzin, a w analizowanych badaniach opóźnienie początku odpływu i maksimum odpływu sięgało odpowiednio 235 i 250 minut.
Zatrzymana woda nie jest „stracona” – część wraca do lokalnego obiegu przez parowanie i transpirację, wspierając chłodzenie miasta.
Podsumowanie zielony dach jako element „miasta gąbki”
Dachy zielone są jednym z najskuteczniejszych narzędzi rozproszonej retencji w miastach: zatrzymują znaczną część opadów, ograniczają i opóźniają odpływ deszczówki do kanalizacji, zmniejszają ryzyko przeciążenia systemów kanalizacji podczas deszczy nawalnych, a jednocześnie przywracają wodę do lokalnego obiegu poprzez parowanie i transpirację roślin. Dlatego powinny być traktowane jako ważny element adaptacji miast do zmiany klimatu, a nie jedynie jako rozwiązanie estetyczne.
Więcej informacji w opracowaniu, które można pobrać na stronie efb-greenroof.eu/publications/
Wyniki badań prowadzonych na zielonych dachach ekstensywnych w Polsce zostały opublikowane w monografii dr hab. inż. Ewy Burszty-Adamiak, profesor uczelni pt. „Zielone dachy jako element zrównoważonych systemów odwadniających na terenach zurbanizowanych” wydanej przez Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu.
Dyrektywa EPBD – jeśli dachy miast pokryjemy wyłącznie fotowoltaiką stracimy retencję
Wdrażana obecnie dyrektywa EPBD, czyli Energy Performance of Buildings Directive, słusznie wzmacnia kierunek poprawy efektywności energetycznej budynków i redukcji ich emisyjności. To bardzo ważny krok w transformacji sektora budowlanego.
Ale w tej transformacji nie możemy patrzeć na dachy wyłącznie przez pryzmat produkcji energii. W miastach potrzebna nam jest retencja, przeciwdziałanie powstawaniu miejskiej wyspy ciepła, różnorodność biologiczna, pochłanianie zanieczyszczeń powietrza i dwutlenku węgla, poprawa efektywności energetycznej budynków poprzez dodatkową izolację.
Jeśli na dachach znajdą się tylko panele fotowoltaiczne, a zabraknie miejsca, wiedzy lub odpowiednich rozwiązań dla dachów zielonych, stracimy wiele funkcji, które są dziś kluczowe dla adaptacji miast do zmiany klimatu. W tym retencję i odciążenie kanalizacji w przypadku silnych opadów.
Zobacz też:
