Зеленая стена — это вертикально возведенная конструкция, намеренно покрытая растительностью. [1] [2] Зеленые стены включают вертикально нанесенную среду роста, такую ​​как почва, заменитель субстрата или гидрокультурный войлок; а также интегрированную систему гидратации и фертигации. [1] [3] Их также называют живыми стенами или вертикальными садами , и они широко ассоциируются с предоставлением многих полезных экосистемных услуг . [1] [3]

Зеленые стены отличаются от более устоявшейся вертикальной типологии озеленения «зеленых фасадов», поскольку у них среда роста поддерживается на вертикальной поверхности принимающей стены (как описано ниже), в то время как зеленые фасады имеют среду роста только у основания (либо в контейнере, либо в виде грунта). Зеленые фасады обычно поддерживают вьющиеся растения, которые взбираются по вертикальной поверхности принимающей стены, в то время как зеленые стены могут вмещать различные виды растений. [3] [4] Зеленые стены могут быть имплантированы в помещении или на открытом воздухе; как отдельно стоящие установки или прикрепленные к существующим принимающим стенам; и применяться в различных размерах.

Стэнли Харт Уайт , профессор ландшафтной архитектуры в Университете Иллинойса с 1922 по 1959 год, запатентовал «Архитектурную структуру и систему, поддерживающую растительность» в 1938 году, хотя его изобретение не продвинулось дальше прототипов на его заднем дворе в Урбане , штат Иллинойс . [5] [6] Популяризация зеленых стен часто приписывается Патрику Бланку , французскому ботанику, специализирующемуся на подлеске тропических лесов. Он работал с архитектором Адриеном Файнсильбером и инженером Питером Райсом , чтобы реализовать первую успешную большую внутреннюю зеленую стену или Mur Vegetal в 1986 году в Городке наук и промышленности в Париже, и с тех пор принимал участие в проектировании и реализации ряда известных инсталляций (например, Музей на набережной Бранли , сотрудничая с архитектором Жаном Нувелем [7] [8] ).

В последнее время зеленые стены пережили всплеск популярности. [3] Например, онлайн-база данных, предоставленная greenroof.com, сообщила, что 80% из 61 крупномасштабной наружной зеленой стены, перечисленных как построенные после 2009 года, а 93% - после 2007 года. [9] Многие заметные зеленые стены были установлены в институциональных зданиях и общественных местах, причем как наружные, так и внутренние установки привлекли значительное внимание. [10] По состоянию на 2015 год, самая большая зеленая стена, как говорят, покрывает 2700 квадратных метров (29 063 квадратных футов) и находится в Международном конференц-центре Лос-Кабос, спроектированном мексиканским архитектором Фернандо Ромеро . [11]

Зеленые стены часто сооружаются из модульных панелей, в которых размещается питательная среда, и их можно классифицировать в зависимости от типа используемой питательной среды: насыпная среда, матовая среда и структурная среда.

Зеленые стены без использования среды — это те, которым не требуются почвенные субстраты, удобрения или сетчатые системы полива, и которые используют метод выбора видов растений, которые лучше всего подходят для местного климата. Зеленые стены без использования среды часто используют каркас из конструкционной стали, заполненный проволочной сеткой, которая затем крепится к фасаду конструкции, а растения по отдельности крепятся к этой проволочной сетке. Эти каркасы смещены относительно опорной конструкции, чтобы обеспечить поток воздуха между зеленой стеной и опорной конструкцией, и это смещение приводит к дополнительному охлаждению соседнего здания.

Эти системы без использования сред приводят к созданию зеленых стен, которые значительно легче, чем другие методы, а также требуют значительно меньшего ухода, в то время как риск миграции жидкости в прилегающие структурные стены устраняется. Виды растений, которые могут использоваться в системах без использования сред, варьируются в зависимости от местоположения планируемой зеленой стены. Ксерические растения, такие как тилландсии , могут использоваться, поскольку они поглощают доступную атмосферную воду и питательные вещества через клетки листьев трихом, а их корни развились, чтобы удерживаться на опорной конструкции, в отличие от других растений, которые используют свои корни в качестве среды для поглощения питательных веществ. Другим преимуществом тилландсий в системе без использования сред является то, что эти растения используют метаболизм толстянковых кислот для фотосинтеза, и они эволюционировали, чтобы выдерживать длительные периоды жары и засухи, и в результате эти растения растут медленно и требуют минимального ухода.

Каждые три-пять лет любой дополнительный рост растений можно собирать для снижения веса, и эти детки растений можно использовать для дополнительных зеленых стен. Пока подходящие виды соответствуют климату местоположения зеленой стены, потенциальные потери растений в течение любого трех-пятилетнего периода незначительны. Поскольку не задействована система полива, этот метод устраняет потенциальные проблемы с плесенью, водорослями и мхом, которые могут досаждать другим системам. Из-за отсутствия среды и воды эти экраны также можно устанавливать горизонтально, и первый из таких экранов был установлен в 2023 году на крыше здания Дома совета 2 города Мельбурна . [12]

Системы с рыхлой средой, как правило, представляют собой системы типа «почва на полке» или «почва в мешке». Системы с рыхлой средой имеют почву, упакованную в полку или мешок, а затем устанавливаются на стену. Эти системы требуют замены среды не реже одного раза в год на внешних поверхностях и примерно каждые два года на внутренних поверхностях.

Системы с рыхлой почвой не очень подходят для зон с сейсмической активностью. Самое главное, поскольку эти системы могут легко унести свой носитель дождем или сильным ветром, их не следует использовать на высоте более 2,5 метров (8 футов 2 дюйма). В Азии есть некоторые системы, которые решили проблему эрозии рыхлой среды с помощью экранирующих систем, удерживающих среду внутри системы зеленой стены, даже когда происходит разжижение почвы под сейсмической нагрузкой. В этих системах растения все еще могут вырываться из разжиженной почвы под сейсмической нагрузкой, и поэтому требуется, чтобы растения были закреплены в системе, чтобы предотвратить их падение со стены.

Системы с рыхлой почвой без систем эрозии физической среды лучше всего подходят для домашнего садовода, где требуется периодическая пересадка из сезона в сезон или из года в год. Системы с рыхлой почвой с системами эрозии физической среды хорошо подходят для всех применений зеленой стены.

Системы типа матов, как правило, представляют собой либо койровые волокна, либо войлочные маты. Матовые среды довольно тонкие, даже в нескольких слоях, и, таким образом, не могут поддерживать активную корневую систему зрелых растений более трех-пяти лет, прежде чем корни одолеют мат, и вода не сможет должным образом впитываться через маты.

Метод ремонта этих систем заключается в замене больших секций системы за раз путем вырезания мата из стены и замены его новым матом. Этот процесс ставит под угрозу корневую структуру соседних растений на стене и часто убивает многие окружающие растения в процессе ремонта.

Эти системы лучше всего использовать внутри зданий, и они являются хорошим выбором в районах с низкой сейсмической активностью и небольшими растениями, которые не вырастут до веса, способного со временем разорвать мат под собственным весом.

Системы матов особенно неэффективны в плане воды и часто требуют постоянного орошения из-за тонкой природы среды и ее неспособности удерживать воду и обеспечивать буфер для корней растений. Эта неэффективность часто требует, чтобы эти системы имели систему рециркуляции воды, установленную за дополнительную плату. Матовые среды лучше подходят для небольших установок высотой не более восьми футов, где ремонт легко выполняется.

Структурные среды — это «блоки» среды роста, которые не являются рыхлыми или матами, но которые включают в себя лучшие черты обоих в блок, который может быть изготовлен в различных размерах, формах и толщинах. Эти среды имеют то преимущество, что они не разрушаются в течение 10-15 лет, могут быть сделаны с большей или меньшей водоудерживающей способностью в зависимости от выбора растения для стены, могут иметь свои pH и EC, подходящие для растений, и их легко обрабатывать для обслуживания и замены. 

Также ведутся дискуссии, касающиеся «активных» живых стен. Активная живая стена активно втягивает или нагнетает воздух через растения le quality до такой степени, что установка других систем фильтрации качества воздуха может быть удалена для экономии средств. Таким образом, дополнительные расходы на проектирование, планирование и реализацию активной живой стены все еще остаются под вопросом. С дальнейшими исследованиями и стандартами UL для поддержки данных о качестве воздуха от живой стены, строительные нормы могут однажды разрешить нашим зданиям фильтровать воздух растениями. [14]

Область качества воздуха и растений продолжает изучаться. Ранние исследования в этой области включают исследования NASA, проведенные в 1970-х и 1980-х годах BC Wolverton. [15] Также было проведено исследование в Университете Гвельфа Аланом Дарлингтоном. [16] Другие исследования показали влияние растений на здоровье офисных работников. [17]

Зеленые стены чаще всего встречаются в городских условиях , где растения снижают общую температуру здания. «Основной причиной накопления тепла в городах является инсоляция , поглощение солнечного излучения дорогами и зданиями в городе и сохранение этого тепла в строительном материале и его последующее повторное излучение. Однако поверхности растений в результате транспирации не поднимаются более чем на 4–5 °C выше окружающей среды и иногда бывают холоднее». [18]

Живые стены могут функционировать как городское сельское хозяйство , городское садоводство или обеспечивать эстетическое улучшение в качестве художественных инсталляций. Они особенно подходят для городов, поскольку позволяют эффективно использовать имеющиеся вертикальные поверхности. Они также подходят для засушливых районов, поскольку циркулирующая вода на вертикальной стене испаряется с меньшей вероятностью, чем в горизонтальных садах. Иногда их строят внутри помещений, чтобы помочь облегчить синдром больного здания . Живые стены также признаны за восстановление плохого качества воздуха как во внутренней, так и во внешней среде.

Управление водными ресурсами

Живые стены также могут быть средством повторного использования и управления водой . Растения очищают слегка загрязненную воду (например, серую воду ), поглощая растворенные питательные вещества. Бактерии минерализуют органические компоненты, чтобы сделать их доступными для растений. В настоящее время в школе Берчи в Сиэтле, штат Вашингтон, проводится исследование с использованием системы GSky Pro Wall, однако на данный момент общедоступных данных по этому вопросу нет.

Фиторемедиация и улучшение качества воздуха

Зеленые стены обеспечивают дополнительный слой изоляции, который может защитить здания от обильных дождевых вод, что приводит к управлению обильными ливневыми водами и обеспечивает тепловую массу. Они также помогают снизить температуру здания, поскольку растительность поглощает большое количество солнечного излучения. Это может снизить потребность в энергии и очистить воздух от летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых красками, мебелью и клеями. Выделение газов из ЛОС может вызвать головные боли, раздражение глаз и дыхательных путей, а также внутреннее загрязнение воздуха. Зеленые стены также могут очистить воздух от роста плесени в помещениях зданий, которая может вызывать астму и аллергию.

Внутренние зеленые стены могут оказывать терапевтический эффект от воздействия растительности. Эстетическое ощущение и внешний вид зеленых стен являются другими примерами преимуществ, но также влияют на внутренний климат за счет снижения уровня CO2 , уровня шума и снижения загрязнения воздуха. [19] [3] Однако для оптимального воздействия на внутренний климат важно, чтобы растения в зеленой стене имели наилучшие условия для роста, как в плане полива, удобрения, так и нужного количества света. Чтобы получить наилучший результат по всем вышеперечисленным пунктам, некоторые системы зеленых стен имеют специальные и запатентованные технологии, которые разработаны для пользы растений. [20]

Томас Пью, биогеохимик из Технологического института Карлсруэ в Германии , создал компьютерную модель зеленой стены с широким выбором растительности. Исследование показало результаты поглощения зеленой стеной диоксида азота и твердых частиц. В уличных каньонах, где задерживается загрязненный воздух, зеленые стены могут поглощать загрязненный воздух и очищать улицы. 

Акустические характеристики

Еще одной важной функцией в городских районах является акустическая модерация. Растения ослабляют шум , поглощая, преломляя, отражая и рассеивая звук. В результате растительные сооружения широко используются в качестве средства для улучшения внешней и внутренней звуковой среды. [3]

Улучшение биоразнообразия

Традиционные зеленые фасады лучше всего характеризуются как «ксеротермофильные» среды обитания, сопоставимые со скалами, в то время как непрерывные войлочные и модульные типы заполненных субстратом живых стен лучше всего характеризуются как влажные и прохладные среды обитания, сопоставимые с покрытыми растительностью водопадами. Системы с увеличенной глубиной субстрата, как правило, предлагают самое высокое разнообразие и обилие видов. [21] Биоразнообразие при внутреннем применении, напротив, вероятно, будет значительно ограничено из-за созданных ограниченных экосистем, при этом интродукции, скорее всего, происходят на этапах посадки или пересадки. [22]

• Эхмея
• Тилландсия
• Вриесея

• Бэзил
• лавр
• Тмин
• ромашка
• Зеленый лук
• Кориандр
• Растение карри
• Укроп
• Лаванда
• Лимонный бальзам
• Лемонграсс
• Майоран
• Мята
• Орегано
• Петрушка
• Розмари
• Мудрец
• щавель
• Эстрагон
• Тимьян

• Мангольд
• помидоры черри
• Карликовая капуста
• Латук
• Редис
• Ракета
• Серебряная свекла
• Маленький перец чили
• Шпинат
• Клубника
• Кресс-салат

• Ахиллея
• Аир
• Армерия морская
• Бадан
• Байденс
• Каламинта непета
• Осока
• Вьюнок чёрный
• Эрика
• Герань
• Лаванда
• Лириопа
• Анютины глазки
• Розмари
• Очиток
• Солидаго
• Тимьян
• Вестрингия

• Адиантум
• Асплениум
• Бегония
• Бадан
• Хлорофитум хохлатый
• Эрика
• Молочай
• Гейхера
• Полистихум
• Подснежник

• Клэпп, Л. и Клотц, Х. (2018). Вертикальные сады. Лондон; Сидней; Окленд: New Holland.
• Коронадо, С. (2015). Вырастите живую стену — создайте вертикальные сады со смыслом: Опылители — он. Cool Springs Press.
• Hyatt, B. (29 июня 2017 г.). Тонкости установки и обслуживания зеленых стен. Получено 2 марта 2019 г. с сайта https://www.totallandscapecare.com/landscaping/green-wall-maintenance/
• Manso, Maria; Castro-Gomes, João (январь 2015 г.). «Системы зеленых стен: обзор их характеристик». Renewable and Sustainable Energy Reviews . 41 : 863–871. Bibcode : 2015RSERv..41..863M . doi : 10.1016/j.rser.2014.07.203 . S2CID  110322582 .
• Гунавардена, К. и Стимерс, К. (2019). Живые стены в помещениях. Строительство и окружающая среда , 148 (январь 2019), 478–487. Живые стены в помещениях
• Фотографии: Зеленые стены могут сократить загрязнение в городах. (2016, 17 мая). Получено с https://news.nationalgeographic.com/news/2013/03/pictures/130325-green-walls-environment-cities-science-pollution/
• Реггев, К. (2018, 18 января). Живые зеленые стены 101: их преимущества и как они сделаны. Получено 2 марта 2019 г. с https://www.dwell.com/article/living-green-walls-101-their-benefits-and-how-theyre-made-350955f3
• Gunawardena, KR; Wells, MJ; Kershaw, T. (2017). «Использование зеленых и синих пространств для смягчения интенсивности городского теплового острова» . Science of the Total Environment . 584–585. Elsevier BV: 1040–1055. Bibcode : 2017ScTEn.584.1040G . doi : 10.1016/j.scitotenv.2017.01.158 . ISSN  0048-9697 . PMID  28161043. Зеленые пространства с преобладанием деревьев обеспечивают лучшее снятие теплового стресса, когда это больше всего необходимо. Плохо спроектированные синие пространства могут усугубить тепловой стресс в неблагоприятных условиях.
• Thomas AM Pugh; A. Robert MacKenzie; J. Duncan Whyatt; C. Nicholas Hewitt (2012). «Эффективность зеленой инфраструктуры для улучшения качества воздуха в городских уличных каньонах» (PDF) . Environmental Science & Technology . 46 (14): 7692–7699. Bibcode : 2012EnST...46.7692P . doi : 10.1021/es300826w . PMID  22663154 .
• Визон, М. (2019). Вниз к вертикальным садам. Компасы , 32, 33-40. Вниз к вертикальным садам