Początki
Koncepcję zielonej ściany we współczesnej formie opracował Stanley Hart White, amerykański profesor architektury krajobrazu z Uniwersytetu Illinois. W 1931 roku opublikował swój przełomowy projekt Botanical Bricks, a siedem lat później udało mu się uzyskać patent — Vegetation-Bearing Architectonic Structure and System. Celem White'a było upowszechnienie struktur architektonicznych złożonych z prostopadłościennych modułów wypełnionych substratem dla roślin. Niestety wynalazek został uznany za niepraktyczny i nie znalazł zastosowania na szerszą skalę. Popularyzację zielonej ściany przypisuje się powszechnie francuskiemu botanikowi, Patrickowi Blancowi, który kilka dekad później rozwinął pomysł White'a. Podczas badań w Malezji i Tajlandii zaobserwował rośliny, które porastają wielkie pnie drzew i odkrył, że potrzebują one bardzo mało przestrzeni na korzenie – czasem tylko kilka milimetrów ziemi. Badania tropikalnej flory doprowadziły go do napisania pracy doktorskiej na temat gatunków z rodziny Araceae (obrazkowate). Blanc wykorzystał te rośliny do tworzenia wertykalnych ścian we wnętrzach lub elewacjach budynków, w zależności od warunków klimatycznych. Pracę nad pierwszą zieloną ścianą rozpoczął w 1986 roku, a w latach 90. był już najbardziej cenionym projektantem roślinnych fasad, znanym m.in. z imponującej realizacji w paryskim hotelu Pershing Hall. Blanc na nowo zinterpretował pomysł White'a i stworzył uproszczony, łatwy w adaptacji, system filcowy hydroponiczny, w którym zamiast gleby użyte zostały włókna syntetyczne. Współcześnie Blanc stosuje geowłókninę, lepiej przepuszczającą wodę niż filc. Do budowy konstrukcji używał początkowo lin ze stali nierdzewnej, zaś w latach 90. wprowadził innowacyjne systemy siatek i krat modułowych. Patrick Blanc jest autorem między innymi tłumaczonej na wiele języków książki o ogrodach wertykalnych — Le Mur Végétal, de la nature à la ville. Jego projekty zielonych ścian można podziwiać na całym świecie, dostosowane są jednak do łagodnych i ciepłych klimatów. Ciekawym przykładem jest fasada hotelu Athenaeum w Londynie. W tym projekcie wykorzystał śródziemnomorskie rośliny (Yucca, lawenda, jaśmin, Fuchsia, rozmaryn, jałowce, mchy i samosiewne dzikie kwiaty). Blanc dostosował florę do morskiego, łagodnego klimatu miasta, natomiast w warunkach kontynentalnych i umiarkowanych przejściowych jego technologia nie może być stosowana.
i
Polska Zielona Ściana
Podczas pobytu w Polsce, kiedy tworzył pierwszą zieloną ścianę w centrum handlowym w Gdańsku w 2009 roku, Patrick Blanc wygłosił wykład dla kadry SGGW. Zauważył, że możliwe jest skonstruowanie zielonych ścian zewnętrznych w klimacie polskim, ale potrzebne są daleko idące badania nad lokalnymi gatunkami i warunkami. Na tym spotkaniu obecny był architekt krajobrazu Bartosz Dankiewicz, pomysłodawca opracowanego kilka lat później systemu o nazwie Polska Zielona Ściana. Technologia Blanca z jednej strony wydawała mi się odkrywcza i błyskotliwa, ale z drugiej zupełnie niedostosowana do warunków klimatycznych Polski. Podstawowy powód to wahania temperatury w sezonie zimowym. Ciągłe zamrażanie i rozmrażanie kilkumetrowej warstwy wegetacyjnej, jaką stosuje Blanc, byłoby dla roślin zabójcze – wspomina Bartosz Dankiewicz. Na spotkaniu z Patrickiem Blankiem byli też architekci z pracowni FAAB, którzy tego samego dnia zapowiedzieli konkurs na zaprojektowanie zielonej ściany na elewacji nowej siedziby Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej (FNP) w Warszawie. W tym konkursie zwyciężył Bartosz Dankiewicz, który opracował pierwszy polski system oparty na strukturze glebowej. Niestety fundacja nie uwierzyła w polską technologię, mimo że w 2012 roku Dankiewicz otrzymał grant na jej wdrażanie w ramach programu Innotech z Naukowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBR). FNP zatrudniła wykonawcę z Holandii, który zbudował ścianę bez struktury glebowej. Od oddania obiektu do użytku w 2014 roku rośliny są regularnie wymieniane. Okazało się jednak, że niektóre z nich, walcząc o przeżycie, stworzyły sobie system korzeniowy, połączony z liczoną w milimetrach strukturą glebową, w której wygenerowaniu pomogło zanieczyszczenie powietrza (drobinki pyłów osiadły na ścianie) i obumieranie roślin. Potwierdza to tezę Patricka Blanca, że wystarczy milimetrowa baza gruntowa, a rośliny dostosowują się do niej. Na ścianie FNP najlepiej radzą sobie wątrobowce — grupa uznawana przez ogrodników za chwast. Tworzą one wspaniałe, zwisające kultury zimozielone. Przyznany kierowanemu przez Bartosza Dankiewicza zespołowi naukowców z SGGW grant badawczo-rozwojowy Innotech sfinansował czteroletnie badania nad programem pod nazwą Polska Zielona Ściana (międzynarodowy akronim: PZS). Był to właściwy początek PZŚ. Analizy zostały przeprowadzone we współpracy z architektami, architektami krajobrazu, konstruktorami, informatykami, automatykami, akustykami, dendrologami i specjalistami od fizjologii roślin.
i
W 2014 roku jako koordynatorka wdrożenia PZŚ do architektury dołączyłam do zespołu grantowego. Sprawdzaliśmy, jak rośliny radzą sobie w systemach pionowych i które z nich zachowują zieleń zimą. Dzięki eksperymentom potwierdzona została hipoteza, że w polskim klimacie najlepiej sprawdzają się ściany glebowe. Wymagają one jednak większej grubości modułów w porównaniu ze stosunkowo cienkimi hydrofobowymi strukturami Blanca. W ramach grantu w stacji badawczej w Oborach, na terenie gminy Konstancin-Jeziorna, powstał zespół ścian badawczych do testowania roślin i rozwiązań technicznych (il. 1). Ściana cechuje się wysoką bioróżnorodnością — 360 odmian bylin, krzewów, a nawet drzew. Kiedy rośliny przetrwały kolejne zimy, zaczęliśmy okres wdrożenia badań i implantacji technologii do struktur architektonicznych i form wolno stojących przeznaczonych dla placów miejskich. Istotą badań nad Polską Zieloną Ścianą było odnalezienie gatunków odpornych na warunki w Polsce. Szukaliśmy też roślin zimozielonych, które wytrzymają cały rok. Najważniejsze były dla nas cztery aspekty: nasłonecznienie, wilgotność gleby i powietrza, temperatura oraz wiatr. Polski klimat cechuje się dużą zmiennością. Od strony Rosji i Azji napływają wiatry suche i zimne, zaś od Zachodu wilgotne i ciepłe. Temperatura w ciągu doby potrafi kilkakrotnie przekroczyć zero stopni. Ze względu na wertykalność naszych nasadzeń uwzględniliśmy również różnice w ekspozycji słonecznej i brak pokrywy śnieżnej, która dla wielu roślin stanowi ochronę. Musieliśmy więc wybrać te gatunki, które radzą sobie podczas wietrznych, bezśnieżnych, pochmurnych i często mroźnych zim. Zatem Polska Zielona Ściana może stanowić również laboratorium flory zmieniającego się klimatu w Polsce, gdzie śnieżne zimy są coraz rzadsze.
i
Zwycięzcami naszych testów okazały się następujące gatunki: paksistima, skrzyp zimowy, trzmielina niska, bażyna czarna, sosna górska i cis japoński. Jedną z kluczowych cech Polskiej Zielonej Ściany jest wysoka retencyjność wody. PZŚ mogłaby zatem być jedną z odpowiedzi na kryzys wodny. W Europie Polska plasuje się pod względem zasobów wodnych dopiero na 22. miejscu na 27 badanych państw. Biorąc pod uwagę miasta europejskie, Warszawa zajmowałaby bardziej oddalone miejsce. Stolica nie retencjonuje wody opadowej w wystarczającym stopniu, a w okresie zimowym wody gruntowe są zasalane przez system odśnieżania ulic i nie nadają się do gromadzenia. To skutkuje postępującą degradacją zieleni miejskiej, a szczególnie starodrzewu, co dodatkowo pogłębia zły stan hydrosfery miasta. Konieczne jest więc ograniczanie spływu wody z terenów zurbanizowanych oraz opracowanie skutecznych sposobów jej zagospodarowania, szczególnie wobec rosnących temperatur i tworzenia się wysp ciepła. Może tu być pomocne uwzględnianie w opracowaniach planistycznych zielonych ścian, których oznakowanie było jednym z efektów prowadzonych przeze mnie kursów semestralnych Planowanie Przestrzenne na WA PW. Niezwykle duża na tle rozwiązań światowych zdolność PZŚ do magazynowania wody jest wynikiem badań nad ochroną ryzosfery szaty roślinnej przed zjawiskiem zimowej suszy fizjologicznej czy braku wody z przyczyn technicznych. PZŚ jest wyposażona w komputerowy system monitoringu, który bada wilgotność w gruncie i poprzez algorytmy wprowadza odpowiednią ilość wody. Rośliny są podlewane z systemu rozsączającego, ukrytego wewnątrz struktury. Odpowiednio dobrany substrat z drobinkami substancji rozbijającej ewentualne zbrylenie gleby powoduje, że korzenie roślin nie są przelane. Rośliny są także odpowiednio stymulowane okresowo podawanymi dawkami nawozów naturalnych rozpuszczonych w wodzie. Gleba wypełniająca moduły ściany magazynuje wodę efektywniej niż struktury hydroponiczne. Wstępne analizy wykazały również możliwość filtrowania wody przez zieloną ścianę.
i
Badania nad zdolnościami retencyjnymi i filtracyjnymi PZŚ miały być rozwijane w pozyskanym w 2015 roku grancie w ramach programu Biostrateg NCBR. Z przyczyn niezależnych od wnioskodawców grant nie został jeszcze uruchomiony. Podstawowym założeniem wniosku grantowego, pod nazwą System Wertykalnej Retencji Wód Opadowych na Terenach Zurbanizowanych (SWRW), było stworzenie systemu przeznaczonego dla zielonych elewacji i dachów budynków, który sprawowałby kontrolę nad składem chemicznym i mikrobiologicznym wody krążącej w układzie opartym o PZŚ. Na każdym etapie przepływu przez system byłaby ona oczyszczana i uzdatniana przez mineralne i korzeniowe złoża regeneracyjne, aby do gruntu wpływała czysta i równocześnie aktywna biologicznie. W odróżnieniu od stosowanych na świecie ścian zielonych, w systemie SWRW woda byłaby w ciągłym dynamicznym ruchu, dzięki czemu cały czas pracowałaby dla dobra miejskiego ekosystemu. Zakładana retencyjność wynosi 85% wody opadowej w mieście. System przyczyniłby się do znaczącej poprawy topoklimatu (zwiększenia wilgotności powietrza, odpowiedniej jonizacji, stabilizacji wahań dobowej temperatury), filtracji zanieczyszczeń powietrza i spływów powierzchniowych (takich jak sole metali ciężkich i związki biogenne), wzbogacenia szaty roślinnej miasta, a także udostępnienia do użytku publicznego retencyjnych zbiorników wodnych o wysokiej czystości wody (niskiej trofii). Niektóre założenia z wniosku grantowego zostały zastosowane przy niżej omówionym projekcie Rotundy. Po raz pierwszy użyliśmy wody deszczowej do nawadniania wiszących ogrodów. To oczywiście zmniejsza koszty i pokazuje architektom, że takie rozwiązania mogą wykorzystywać w swoich pracach. Jest to pilotażowy projekt, który chcielibyśmy rozwijać w kolejnych badaniach.
i
Ściana Wschodnia: Zodiak i Rotunda
Polska Zielona Ściana stała się częścią przebudowy warszawskiej Ściany Wschodniej, a zarazem testem technologii w warunkach terenów najmocniej zurbanizowanych. W 2015 roku dzięki współpracy z Bartłomiejem Gowinem i Krzysztofem Siutą podjęta została praca nad przebudową pawilonu Zodiak na Pasażu Wiecha, a następnie przy projekcie nowej Rotundy. Początkowo w projekcie dla Zodiaku miały być donice z roślinnością sezonową, ale zbyt minimalistyczne założenie spotkało się z krytyką mieszkańców Warszawy. Pod powierzchnią placu nie było fragmentów gruntowych, ponieważ znajdują się tam pomieszczenia magazynowe, techniczne i wiele innych przestrzeni wykorzystywanych m.in. przez Domy Towarowe Centrum. Wcześniejsze próby sadzenia drzew w kopcach ziemnych nie udały się. Skwer był bardzo zaniedbany, a rośliny w złej kondycji. Zaproponowaliśmy architektom stworzenie gabionowych wolno stojących kubików, porośniętych roślinnością w pięciu płaszczyznach oraz nasadzenia przebadanymi w naszej stacji gatunkami niskopiennych drzew (il. 2). Architekci mieli zaprojektować wielkości kubików oraz ich układy. Warszawski Pawilon Architektury Zodiak został oddany do użytku w 2018 roku („A-m” 12/2018). Podobnie było w przypadku Rotundy. Znajdujące się tam wcześniej drzewa walczyły o przetrwanie w skażonym i ograniczonym gruncie. Niestety konary usychały, a próby ratowania drzew nie rokowały na przyszłość. Wprowadzenie zielonych ścian było jedynym rozwiązaniem, aby na tym fragmencie pojawiła się roślinność o dużej powierzchni biologicznie czynnej. Zanim architekci podjęli ostateczną decyzję, przyjeżdżali wraz z inwestorami do stacji badawczej w Oborach wiele razy. Chcieli zobaczyć ją w czterech porach roku, sprawdzić, czy rzeczywiście technologia działa. W nowej Rotundzie powstała czterostronna zielona ściana, która wyznacza obszar kameralnego amfiteatru zagłębionego poniżej poziomu ulicy (il. 3). Zielona ściana znajduje się również na poziomie -1, na tzw. „patio dyrektorów”, od strony Al. Jerozolimskich (il. 4).
Co dalej z Polską Zieloną Ścianą?
W 2015 roku pracownia WWAA zwróciła się do mnie z propozycją stworzenia zielonej ściany na ślepej ścianie budynku należącego do Kulczyk Investments przy ul. Kruczej w Warszawie. We współpracy z architektem Mikołajem Gomółką zaproponowałam transpozycję fragmentów mojej grafiki Natura 1 w zieloną ścianę (il. 5.). Zależało mi na stworzeniu nie tylko roślinnej struktury, ale także artystycznej kompozycji. Zastosowałam między innymi rzadkie gatunki storczyków polskich (Cypripedium) i lepiężniki (byliny z rodzaju Petasites), które miały osiągać duże rozmiary w wyższych partiach ściany. Pomysł nie został zrealizowany, ale może stanowić inspirację dla przyszłych projektów zielonych ścian, które – mimo trudnych warunków klimatycznych w Polsce – umożliwiają tworzenie wielkopowierzchniowych, roślinnych kompozycji artystycznych w przestrzeni publicznej. Technologia PZŚ jest na tyle uniwersalna, że można ją stosować nawet w skrajnie trudnych warunkach klimatycznych.
