Numerical assessment of intensive green roof efficiency

• Autorzy: Gdela Martyna , Widomski Marcin K. , Musz-Pomorska Anna

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2019.13(1)002

Warianty tytułu

PL

Numeryczna ocena efektywności intensywnego zielonego dachu

• Konferencja: ECOpole’18 Conference (10-13.10.2018 ; Polanica Zdrój, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The actual increased urbanization and increase in the area of sealed surfaces distort the natural water balance of ecosystems. As the result, the natural infiltration of surface water is limited and the significant increase in surface runoff is being commonly noted. In most cases water of surface runoff is collected and discharged by the stormwater systems to the surface water reservoirs, including rivers and lakes, commonly without any treatment, posing a significant environmental threat to water quality. This paper contains the attempt of numerical assessment of intensive green roof efficiency utilizing three different, commercially available substrates. The numerical modeling of green roof efficiency was performed by the means of the popular modeling software FEFLOW, Wasy-DHI. The developed model reflected the cross section of the tested green roof. The required input data for modeling covering the saturated hydraulic conductivity and water retention characteristics were based on information available in the technical descriptions of the tested substrates. The obtained results showed various performance, understood as different volume of retained water, under the same boundary conditions, directly related to the properties of green roof filling substrates.

PL

Zauważalna aktualnie wzmożona urbanizacja i wzrost udziału powierzchni uszczelnionych zaburzają naturalny bilans wodny ekosystemów. W rezultacie naturalna infiltracja wód opadowych zostaje ograniczona, a zdecydowanie wzrasta objętość spływu powierzchniowego. W większości przypadków wody spływu powierzchniowego są zbierane przez układy kanalizacji deszczowej i kierowane do odbiorników, zazwyczaj bez żadnego oczyszczania, stwarzając poważne zagrożenie środowiskowe dla jakości wody. Prezentowana praca zawiera numeryczną próbę oceny efektywności hydraulicznej zielonego dachu wykorzystującego trzy zróżnicowane komercyjnie dostępne substraty warstwy retencyjnej. Modelowanie numeryczne efektywności zielonego dachu zostało przeprowadzone za pomocą popularnego pakietu symulacyjnego FEFLOW, Wasy-DHI. Opracowany model odzwierciedlał wybrany przekrój badanego zielonego dachu. Niezbędne dane wejściowe do obliczeń modelowych, obejmujące współczynniki filtracji oraz charakterystyki retencyjne badanych materiałów porowatych, uzyskano z materiałów technicznych wybranych substratów. Otrzymane wyniki obliczeń numerycznych wykazały zróżnicowaną efektywność badanych substratów, rozumianą jako objętość retencjonowanej wody przy zastosowaniu tych samych warunków brzegowych, bezpośrednio zależną od właściwości hydraulicznych badanych wypełnień zielonego dachu.

Słowa kluczowe

EN

green roof; sustainable stormwater management; infiltration; retention

PL

dach zielony; zrównoważone zarządzanie wodami deszczowymi; infiltracja; retencja

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 13, No. 1-2
• Strony: 17--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gdela Martyna

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, Poland

autor

Widomski Marcin K.

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, Poland

autor

Musz-Pomorska Anna

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Mentens J, Raes D, Hermy M. Landsc Urban Plan. 2006;77:217-226. DOI: 10.1016/j.landurbplan.2005.02.010.
• [2] Shafique M, Kim R, Rafiq M. Renew Sust Energy Rev. 2018;90:757-773. DOI: 10.1016/j.rser.2018.04.006.
• [3] Zubala T. Environ Sci Pollut Res. 2018;25:952-962. DOI: 10.1007/s11356-017-0519-8.
• [4] Pęczkowski G, Kowalczyk T, Szawernoga K, Orzepowski W, Żmuda R, Pokładek R. Water. 2018;10:1185. DOI: 10.3390/w10091185.
• [5] Schultz I, Sailor DJ, Starry O. J Hydrol Reg Stud. 2018;18:110-118. DOI: 10.1016/j.ejrh.2018.06.008.
• [6] Egodawatta P, Miguntanna NS, Goonetileke A. Water Sci Technol. 2012;66(7):1527-1533. DOI: 10.2166/wst.2012.348.
• [7] Sakson G, Zawilski M, Badowska E, Brzezińska A. JCEEA. 2014;XXXI(61):253-264. DOI: 10.7862/rb.2014.60.
• [8] Mangani F, Maione M, Mangani G, Berloni A, Tatano F. Water Air Soil Pollut. 2005;160(1):213-228. DOI: 10.1007/s11270-005-2887-9.
• [9] Guan M, Sillanpää N, Koivusalo H. Hydrol Process. 2016;30:543-557. DOI: 10.1002/hyp.10624.
• [10] Directive 2000/60/EC of The European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/en/TXT/?uri=CELEX:32000L0060.
• [11] Termeer CJAM, Dewulf ARPJ, van Rijswick HFMW, van Buuren A, Huitema D, et al. Climate Law. 2011;2(2):159-179. DOI 10.3233/CL-2011-032.
• [12] Kärrman E. Urban Water. 2001;3:63-72. DOI 10.1016/S1462-0758(01)00018-8.
• [13] Harding R. Desalination. 2006;187: 229-239. DOI 10.1016/j.desal.2005.04.082.
• [14] Lazarin M, Castellotti F, Busato F. Energy Buildings. 2005;37(12):1260-1267. DOI: 10.1016/j.enbuild.2005.02.001.
• [15] Berndtsson JC. Ecol Eng. 2010;36(4):351-360. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2009.12.014.
• [16] Gregorine BG, Claisen JC. Ecol Eng. 2011;37(6):963-969. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2011.02.004.
• [17] Speak AF, Rothwell JJ, Lindley SJ, Smith CL. Sci Total Environ. 2013;461-462(1):28-38. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2013.04.085.
• [18] Shafique M, Kim R, Kyung-Ho K. Sustainability. 2018;10:584. DOI: 10.3390/su10030584.
• [19] Bianchini F, Hagawe K. Build Environ. 2012;48:57-65. DOI: 10.1016/j.buildenv.2011.08.019.
• [20] Gargari C, Bibbiani C, Fantozzi F, Campiotti CA. Agric Agric Sci Procedia. 2016;8:646-656. DOI: 10.1016/j.aaspro.2016.02.087.
• [21] Young T, Cameron DD, Sorill J, Edwards T, Phoenix GH. Urban For Urban Greening. 2014;13:507-516. DOI: 10.1016/j.ufug.2014.04.007.
• [22] Raats PAC. Geoderma. 2001;100:355-387. DOI: 10.1016/S0016-7061(01)00028-3.
• [23] Richards LA. Physics. 1931;1:318-333. DOI: 10.1063/1.1745010.
• [24] Diersch HJG. DHI-WASY Software FEFLOW Finite Element Subsurface Flow and Transport Simulation System. Reference Manual. Berlin: DHI-WASY GmbH; 2009. https://www.yumpu.com/en/document/read/20781782/reference-manual-feflow.
• [25] FLL. Green Roof Guidelines - Guidelines for the Planning, Construction and Maintenance of Green Roofs. https://shop.fll.de/de/green-roof-guidelines-2018-download.html.
• [26] Green Roof Organization. The GRO Green Roof Code. https://livingroofs.org/wp-content/uploads/2016/03/grocode2014.pdf.
• [27] Widomski MK, Beck Broichsitter S, Zink A, Fliege H, Horn R, Stępniewski W. J Plant Nutr Soil Sci. 2015;178:401-412. DOI: 10.1002/jpln.201400045.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).