Dr hab. Jacek Borowski, profesor nadzwyczajny SGGW

Urodzony w Warszawie absolwent liceum im. Jarosława Dąbrowskiego i Wydziału Ogrodniczego Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Przez krótki czas prowadził gospodarstwo ogrodnicze, następnie pracował jako asystent w SGGW na wydziałach Technologii Żywności i Ogrodniczym. W roku 1995 obronił pracę doktorską pod tytułem „Przydatność pnączy z rodzaju Parthenocissus do nasadzeń miejskich”. W latach 1997 - 1999 po. kierownika i kierownik Samodzielnego Zakładu Dendrologii SGGW. W roku 2008 opublikował rozprawę habilitacyjną „Wzrost rodzimych gatunków drzew przy ulicach Warszawy”. Opracował ze współpracownikami „Fotograficzną metodę oceny przyrostów drzew”. W latach 2007 - 2009 uczestnik europejskiego programu COST E42 “Growing Valuable Broadleaved Tree Species”. Od roku 2009 przewodniczący Rady Redakcyjnej Rocznika Polskiego Towarzystwa Dendrologicznego, od 2010 – prezes PTD.

W swojej działalności naukowej zajmuje się szeroko pojmowaną dendrologią. Autor bądź współautor licznych publikacji naukowych, popularyzatorskich i monografii, w tym dotyczących zieleni miejskiej i zastosowania pnączy. Współautor skryptu „Zastosowanie roślin pnących i okrywowych w architekturze krajobrazu”. Wykładowca drzewoznawstwa na Wydziale Ogrodnictwa Biotechnologii i Architektury Krajobrazu w SGGW. Zaangażowany w obronę alei przydrożnych i opracowanie nowej metody wyceny drzew. Współpracownik pisma „Zieleń Miejska”. Autor ekspertyz dendrologicznych dla urzędów, sądów, oraz Biura Ochrony Środowiska i Biura Stołecznego Konserwatora Zabytków.


 

Znaczenie roślin pnących dla komfortu mieszkania

Dr hab. Jacek Borowski, profesor nadzwyczajny SGGW

Trudno przecenić znaczenie roślin pnących dla jakości życia mieszkańców i środowiska miasta, w którym żyją. Oczywiście pozytywne oddziaływanie na otoczenie nie jest właściwe wyłącznie pnączom, wykazują je wszystkie rośliny. W warunkach miejskich rośliny pnące mają jednak znaczną przewagę nad pozostałymi. Przy, często bardzo dużej powierzchni biologicznie czynnej, potrzebują do rozwoju znacznie mniej miejsca niż drzewa i krzewy. Rozrośnięte pnącza są na ścianach pionowymi trawnikami, ze względu na dużą powierzchnię liści, o znacznie jednak większym oddziaływaniu na otoczenie. 

 

 

Duży winobluszcz pięciolistkowy, zajmujący jedynie około pół metra kwadratowego gruntu, może w okresie wegetacji wytworzyć około 2600 m2 listowia (tab.1). Taka powierzchnia, to mniej więcej tyle co siedem lip o średnicy korony 10 m i znacznie więcej od stuletniego buka o powierzchni liści około 1600 m2 (Borowski i Latocha 2014). Przedstawione w tabeli szacunkowe dane pokazują, jak duże może być pnącze i jak wielkie może być jego oddziaływanie na otoczenie. W przypadku rośliny zimozielonej na przykład bluszczu pospolitego, jest to dodatkowo oddziaływanie całoroczne (tab.1).

Tab. 1. Niektóre wymiary dużego winobluszczu pięciolistkowego Parthenocissus quiquefolia i jego oddziaływanie na otoczenie (Borowski i Latocha 2014)

 

   Winobluszcz pięciolistkowy pokrywający 531 m2 ściany

 
 

   Mierzony parametr

 
 

   cała roślina (wartości przybliżone)

 
 

   Powierzchnia liści

 
 

   2600 m2

 
 

   Masa liści

 
 

   3000 kg

 
 

   Transpirowana woda

 
 

   15000 l/doba

 
 

   Schładzanie transpiracyjne

 
 

   37,5 GJ/doba

 
 

   Produkcja tlenu

 
 

   250 kg  O2/rok

 
 

   Pochłanianie CO2

 
 

   500 kg/rok

 

 

Na, tak istotną dla ludzi, produkcję tlenu przez pnącza zwracają również uwagę Gatlik, Kadnefer i Olek (2007). Według tych autorów objętość tlenu wyprodukowanego przez jeden kilogram liści wynosi w warunkach normalnych ok. 1.4 m3. Równocześnie rośliny pochłaniają taką samą objętość dwutlenku węgla.

Niezwykle istotne jest to, że na budynku rośliny pnące znajdują się w bezpośredniej bliskości okien. Stąd ich oddziaływanie, w tym produkcja tlenu, pochłanianie dwutlenku węgla i wszelkich zanieczyszczeń, odnosi się bezpośrednio do miejsc, w których mieszkamy.

 

Nietrudno zauważyć, że nagie fasady domów nagrzewają się w słoneczne letnie dni do temperatury nawet o 300C wyższej od zazielenionych. Listowie tworzy swego rodzaju ruchomą roślinną żaluzję. Liście pnączy podążając za słońcem rano odchylają się od pionu, osiągają maksimum otwarcia około południa i zamykają (wracają do pozycji wertykalnej) wieczorem. Zwarta warstwa liści przyczynia się do powstania ruchów konwekcyjnych zwanych "efektem kominowym", powodując ruch powietrza, ochładzający i osuszający elewację. Schemat, w jaki pnącze pozytywnie wpływa na ścianę, przedstawia rysunek poniżej.

Na sumę właściwości izolacyjnych całego systemu roślinnej osłony składają się trzy warstwy. Najważniejsza jest zewnętrzna warstwa listowia, której szczelność płaszczyznowa zawiera się od 0% zimą (w stanie bezlistnym) do 80% u zimozielonego bluszczu i winobluszczu trójklapowego latem. Pewne znaczenie, z punktu widzenia strat ciepła, ma zwiększenie szorstkości ściany w stanie bezlistnym. Szorstkość spowodowana obecnością pędów i ogonków opadłych liści powoduje zmniejszenie prędkości wiatru i prądów, co w efekcie zmniejsza konwekcyjne straty ciepła. Niedoceniane jest znaczenie zespolonych ze ścianą pędów, korzeni i innych organów czepnych. Zintegrowane z podporą drewno zwiększa grubość warstwy izolacyjnej ściany. Stopień pokrycia drewnem rośnie z wiekiem rośliny i może w przypadku bluszczu pospolitego osiągnąć wartość nawet 50%. W sumie oszczędności energetyczne wynikające porastania elewacji przez gęste pnącze o całorocznym ulistnieniu sięgają w klimacie umiarkowanym 15–30% rocznie. "Żywe ściany" mogą być bardziej korzystne niż konwencjonalne systemy cieniowania, zarówno pod względem ekologicznym jak i ekonomicznym (Celadyn 1992).

Czynne schładzanie elewacji wynika z transpiracji, tym bardziej intensywnej, im cieplejszy jest dzień. Parująca z liści woda pochlania energię cieplną i w ten sposób oziębia otoczenie. Zdolność roślin do schładzania przez ewapotranspirację obniża koszty eksploatacji budynku, przy jednoczesnej stałej produkcji tlenu. Stanowi to bezpośrednie społeczne i psychologiczne korzyści dla użytkowników budynku (Australian Stainless Magazine 2009).

W słoneczne dni pnącza regulują ilość i natężenie promieni słonecznych padających na powierzchnię ściany. Dobrze dobrana gatunkowo, pielęgnowana, zwarta i prawie całkowicie pokrywająca fasadę budynku roślinność stanowi bardzo skuteczną osłonę przeciwsłoneczną. Między innymi z tego powodu, oszczędności energetyczne w klimacie umiarkowanym sięgają 15–30% rocznie (Borowski i Latocha 2014).

Działanie schładzające jest szczególnie istotne w krajach o dużym usłonecznieniu. Badania prowadzone przez Mazzali i współpracowników (Mazzali i in. 2012) wykazały, że w przypadku masywnej ściany o grubym − 40 cm betonie (bez izolacji), redukcja energii zużywanej do chłodzenia wynosi do 65,8%. Badania wykazały ponadto, że warstwa liści powoduje, powstanie pod nią powietrznej warstwy izolacyjnej (Perini i in. 2011). Mocno uwodnione listowie ma dużą pojemność cieplną. Kompleksowe działanie osłonowe i schładzające zostało potwierdzone redukcją temperatury zewnętrznej powierzchni ściany do 14 °C w lipcu i na początku września (Coma i in. 2014). W obszarze basenu Morza Śródziemnego oddziaływanie roślin pnących może przyczynić się do redukcji zapotrzebowania na energię użytą do klimatyzacji pomieszczeń o 40-60% (Alexandri i Jones 2008; Mazzali i in. 2012).

W warunkach klimatycznych naszego kraju, kiedy duże powierzchnie rzadko pokryte są wieczniezielonym bluszczem (Hedera helix), nieco mniejsze znaczenie mają właściwości izolacyjne pnączy w okresie zimy. Niemniej jednak odnotować trzeba, że wartość współczynnika przewodności cieplnej K (zależnie od rodzaju ściany), po pokryciu ściany bluszczem, może ulec obniżeniu od 3 do 18% (Baumann 1991). Transpiracja liściowa powodująca schładzanie latem − zimą jest minimalna. Bardzo zbliżone dane podaje Fabianowski, (2011) według którego wskaźnik poprawy izolacyjności ściany pokrytej przez pnącza wzrósł w granicach od 3,18 do 18,58 %. Wskaźnik poprawy był tym wyższy, im wyższa była wartość współczynnika przenikania ciepła przez ściany. Oznacza to, że pnącza mogą odegrać szczególnie istotną rolę w przypadku ścian źle izolowanych.

Zazielenienie elewacji niesie również korzyści akustyczne, choć ze względu na niewielką grubość warstwy liści, są one niewielkie (Giachetta i Magliocco 2007). Oddziaływanie na zmysł słuchu poprzez szum liści, ocieranie się pędów, czy odgłosy ptaków może częściowo niwelować uciążliwość innych miejskich dźwięków (Borowski i Latocha 2014).

W licznych badaniach wykazano istotną rolę zieleni w redukcji zanieczyszczenia powietrza. Ta właściwość dotyczy także roślin pnących. Najlepszym na to dowodem są badania Bruse i in. (1999). Wykazano w nich, że winobluszcz trójklapowy akumulował znaczne ilości zanieczyszczeń pyłowych. Praktycznie cały zmyty z powierzchni liści pnącza kadm i ołów pochodziły z zanieczyszczeń komunikacyjnych pobliskiej ulicy (rysunki poniżej). Na zdjęciu widoczna jest gruba warstwa pyłów zgromadzonych w październiku na powierzchni liści. Z pewnością cześć z nich trafiłaby do płuc mieszkańców. Zdolność pnączy do akumulacji pyłów potwierdziły też badania zespołu naukowców z SGGW (Dzierżanowski i in. 2011).

 

Pyły zawierające szkodliwe dla naszego zdrowia wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) osiadają na roślinach i przedostają się do ich wnętrza przez aparaty szparkowe. Jednocześnie wzrasta ich zawartość w tkankach liści. Taki efekt wykazały badania prowadzone przez Gatlik, Kadnefer i Olek (2007) na pnączach w Krakowie. Jak liczne związki chemiczne zawierały tkanki roślin pnących przedstawia wykres poniżej.

 

Niebagatelna jest rola roślin pnących, jako środowiska rozwoju wielu gatunków ptaków i owadów. W pnączach gniazdują: drozd, zięba, szczygieł i wiele innych. Owoce pojawiające się na licznych gatunkach roślin są przez ptaki zjadane. Badania niemieckie wykazały, że krzewy winobluszczu pięciolistkowego i bluszczu pospolitego zasiedlone były przez owady z 19 rzędów i ponad 50 rodzin (Köhler 1988).

Z przytoczonych powyżej przyczyn w końcu XX wieku, w wielu miastach, zaczęto pokrywać budynki roślinami pnącymi. Przykładem może być Berlin gdzie w latach 1983 do 1997 zainstalowano 245,584 metrów kwadratowych zielonych elewacji (Köhler 2008). Czy taka inicjatywa jest możliwa do zrealizowania w którymś z miast polskich?

 



Wykorzystana literatura

Althaus, Ch. (1987). Fassadenbegrünung. Berlin Hannover: Patzer Verlag.

Alexandri, E., Jones, P. (2008). Temperature decrease in a urban canyon due to greenwalls and green roofs in diverse climates. Building and Environment 43,480-93.

Australian Stainless Steel Development Association (2009). Vertical landscaping. Australian Stainless Magazine, 46, 1- 2.

Baumann, R. 1991. Domy w zieleni. Arkady, Warszawa.

Borowski, J. 2009. Seminarium Miejska Sztuka Ogrodowa Zieleń osiedlowa XXI w. 27 lutego 2009 r., Poznań, Międzynarodowe Targi Poznańskie (materiały niepublikowane).

Borowski, J., Latocha, P. (2014). Zastosowanie roślin pnących i okrywowych w architekturze krajobrazu. Warszawa: Wydawnictwo SGGW.

Bruse, M., Thonnessen, M., Radtke U. (1999). Practical and theoretical investigation of the influence of facade greening on the distribution of heavy metals in urban Streets. Proceedings International Conference on Urban Climatology & International congress of Biometeorology, Sydney, 8–12. Nov, Australien. Retrieved December 15, 2016, from www.envi-met.com/documents/papers/facade1999.pdf.

Celadyn, W. 1992. Architektura a systemy roślinne. Wyd. Politechniki Krakowskiej.

Coma, J., Perez, G., Sole, C., Castell, A., Cabeza, L., F. (2014). New green facades as passive systems for energy savings on buildings. Energy Procedia, 57, 1851 – 1859.

Dzierzanowski, K., Popek, R., Gawronska, H.,Sæbo, A., Gawronski, S. (2011). Deposition of Particulate Matter of Different Size Fractions on Leaf Surfaces and in Waxes of Urban Forest Species. International Journal of Phytoremediation, 13, Issue 10, 1037-1046.

Gatlik, P., Kandefer, S., Olek, M. 2007. Rola pnączy w procesie naturalnego oczyszczania środowiska. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja nr 11/2007.

Giachetta, A., Magliocco, A. (2007). Progettazione sostenibile. Dalla pianificazione territoriale all’ecodesign. Roma: Carocci.

Kohler, M. (1988). Besiedlung von Kletterpflanzen durch Insekten und Spinnen in Berlin. Zeitschrift für Angewandte Zoologie, 75, 195-202.

Kohler, M. (2008). Green facades – a view back and some visions. Urb Ecosyst , 11, 423–426.

Mazzali, U., Peron, F., Scarpa, M. (2012). Thermo-physical performances of living walls via field measurements and numerical analysis. In: Eco-architecture IV. Harmonisation between architecture and nature WIT transactions on ecology and the environment, 165, 239-50. Retrieved December 15, 2016, from dx.doi.org/10.2495/ARC120011; 2012.

Perini, K., Ottele, M., Fraaij, A.L.A., Haas, E.M., & Raiteri, R. (2011). Vertical greening systems and the effect on air flow and temperature on the building envelope. Building and Environment, 46, 2287-94.