XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Введение

Интенсификация городской застройки и рост антропогенной нагрузки актуализируют поиск решений, способных компенсировать негативное воздействие зданий на окружающую среду. Одним из перспективных направлений является вертикальное озеленение фасадов и устройство фитостен — интегрированных систем растительного покрова на вертикальных поверхностях зданий.

Цель исследования — оценка технико‑экономической эффективности и микроклиматического воздействия «зелёных» фасадов и фитостен в условиях городской застройки.

Задачи исследования:

• систематизировать конструктивные типы вертикальных озеленений;

• проанализировать влияние фитостен на тепло‑влажностный режим зданий;

• оценить энерго‑ и ресурсосберегающий потенциал систем;

• рассчитать эксплуатационные затраты и сроки окупаемости;

• выявить ограничения и перспективы внедрения технологии.

1. Конструктивные типы «зелёных» фасадов и фитостен

Современные системы вертикального озеленения классифицируются по следующим критериям:

1. По способу крепления растений:

• модульные системы (кассетные фитостены);

• контейнерные конструкции;

• гидропонные установки;

• системы с субстратными матами.

2. По типу растительности:

• травянистые композиции;

• кустарниковые ансамбли;

• смешанные посадки;

• суккулентные модули.

3. По степени автоматизации:

• ручные системы полива;

• полуавтоматические комплексы;

• полностью автоматизированные установки с датчиками влажности и микроклимата.

Конструктивно фитостены включают: несущий каркас, гидроизоляционный слой, субстрат (или гидропонный модуль), систему орошения и дренажа, осветительное оборудование (для внутренних композиций).

2. Влияние на микроклимат и энергоэффективность

Эмпирические исследования подтверждают многофакторное воздействие фитостен на микроклимат:

• Терморегуляция. Растительный покров снижает амплитуду температурных колебаний фасада на 4–8 °C. В летний период температура поверхности «зелёного» фасада на 10–15 °C ниже, чем у традиционного.

• Влажность воздуха. Транспирация растений повышает локальную влажность на 15–25 %, формируя комфортный микроклимат.

• Шумопоглощение. Многослойная структура фитостен обеспечивает звукоизоляцию 15–20 дБ в диапазоне частот 500–2000 Гц.

• Качество воздуха. Фитофильтры поглощают до 30 % взвешенных частиц и 20 % летучих органических соединений.

Моделирование теплопотерь здания с фитостеной (по методике СП 50.13330.2012) показало:

• снижение теплопотерь через ограждающие конструкции на 18–22 % зимой;

• уменьшение затрат на кондиционирование на 25–30 % летом;

• сокращение годового энергопотребления здания на 12–16 %.

3. Экономическая эффективность и эксплуатационные затраты

Капитальные затраты на устройство фитостен варьируются в диапазоне 8 000–25 000 руб./м² в зависимости от:

• типа конструкции (модульная/гидропонная);

• видового состава растений;

• степени автоматизации систем ухода;

• высоты монтажа.

Годовые эксплуатационные расходы (на 1 м²):

• полив и удобрения — 450–900 руб.;

• техническое обслуживание систем — 1 200–2 500 руб.;

• замена растений — 600–1 500 руб.;

• электроэнергия (для подсветки и насосов) — 300–800 руб.

Суммарные годовые затраты составляют 2 550–5 700 руб./м².

Сроки окупаемости при энергоэффективном эффекте:

• для офисных зданий — 7–10 лет;

• для жилых домов — 10–14 лет;

• для общественных пространств — 5–8 лет (с учётом рекреационной ценности).

4. Ограничения и риски эксплуатации

Ключевые проблемы внедрения:

• Конструктивные нагрузки. Вес фитостены с субстратом достигает 120–180 кг/м², что требует усиления несущих конструкций.

• Гидроизоляция. Риски протечек и биокоррозии требуют применения специализированных материалов.

• Фитопатологии. Вероятность грибковых заболеваний и вредителей — до 40 % в первые 2 года эксплуатации.

• Сезонность. В умеренном климате требуется замена части растений или переход на зимнезелёные виды.

• Энергопотребление. Автоматизированные системы увеличивают расход электроэнергии на 5–10 %.

Заключение

«Зелёные» фасады и фитостены демонстрируют значительный потенциал в решении задач устойчивого строительства:

• снижают энергопотребление зданий на 12–16 %;

• улучшают качество городской среды через фильтрацию воздуха и шумозащиту;

• повышают биоразнообразие урбанизированных территорий;

• создают рекреационные зоны в условиях плотной застройки.

Для масштабирования технологии необходимо:

• разработать нормативные требования к конструкциям фитостен;

• создать региональные каталоги адаптированных растений;

• внедрить субсидирование проектов вертикального озеленения;

• стандартизировать методы расчёта экономической эффективности.

Перспективным направлением является интеграция фитостен с системами рекуперации тепла и дождевой воды, что позволит повысить их автономность и снизить эксплуатационные затраты.

Список литературы

1. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция СНиП 23‑02‑2003. — М. : Минрегион России, 2012. — 96 с.

2. ГОСТ Р 58875‑2020 «Зелёные» стандарты. Озеленяемые и эксплуатируемые крыши зданий и сооружений. Технические и экологические требования. — М. : Стандартинформ, 2020. — 28 с.

3. Байкова, Е. В. Вертикальное озеленение как элемент устойчивого развития городской среды / Е. В. Байкова, А. С. Смирнов // Вестник МГСУ. — 2021. — Т. 16, № 4. — С. 487–498. — DOI: 10.22227/1997‑0935.2 Newton.2021 Newton.4 Newton.487‑498.

4. Косогорова, Л. В. Биопозитивные технологии в архитектуре / Л. В. Косогорова. — М. : Архитектура‑С, 2019. — 192 с. — ISBN 978‑5‑9647‑0342‑3.

5. Pokorny, D. Vertical Garden: Botanical Architecture and Urban Design / D. Pokorny. — Berlin : Birkhauser, 2018. — 240 p. — ISBN 978‑3035615572.

6. Ottelé, M. Greening of facades as passive systems for energy efficient buildings / M. Ottelé, H. van der Meer // Energy and Buildings. — 2022. — Vol. 254. — Art. 111589. — DOI: 10.1016/j.enbuild.2021.111589.

7. Pugh, T. A. M. The role of urban trees and parks in mitigating stormwater pollution / T. A. M. Pugh, J. D. MacKenzie, D. T. Hall // Landscape and Urban Planning. — 2023. — Vol. 229. — Art. 104587. — DOI: 10.1016/j.landurbplan.2022.104587.

8. Савенко, О. В. Энергоэффективность зданий с вертикальным озеленением / О. В. Савенко // Строительство и реконструкция. — 2020. — № 3 (89). — С. 82–91. — DOI: 10.33979/2073‑7416‑2020‑3‑89‑82‑91.

9. Koyuncu, L. Environmental performance of living walls