หลังคาเขียว

หลังคาเขียว (อังกฤษ: green roof) คือหลังคาของอาคารที่ปิดทับบางส่วนหรือทั้งหมดด้วยพืชพรรณและดิน หรือเครื่องปลูกอย่างอื่นบนชั้นแผ่นกันน้ำ ในที่นี้ไม่ได้หมายถึงหลังคาที่ทาด้วยสีเขียว หรือวัสดุมุงสีเขียวใดๆ หลังคาเขียวอาจรวมส่วนประกอบอื่น เช่นแผ่นชั้นกันราก ระบบระบายน้ำและระบบรดน้ำต้นไม้ สวนกระถางที่จัดบนหลังคาซึ่งต้นไม้ปลูกในกระถางอิสระไม่นับเป็น “หลังคาเขียว” ที่แท้จริงในความหมายนี้ แม้จะยังเป็นที่ถกเถียงกันได้อยู่ คำว่า “หลังคาเขียว” อาจใช้กับหลังคาที่ใช้เทคโลโลยี “เขียว” บางรูปแบบ เช่นแผงผลิตไฟฟ้าจากพลังสุริยะด้วยก็ได้ หลังคาเขียวอาจหมายถึงหลังคาแบบอื่น เช่น หลังคานิเวศ (eco-roofs) หลังคามีชีวิต (living roofs) ที่มีเป้าหมายของแนวคิดเดียวกัน ปัจจุบัน ประโยชน์ของหลังคาเขียวได้ถูกนำมาใช้เป็นมาตรการหนึ่งทางสถาปัตยกรรมและการผังเมืองเพื่อช่วยบรรเทาปรากฏการณ์โลกร้อน หลังคาเขียวมีประโยชน์ดังนี้: หลังคาเขียวนับเป็นองค์ประกอบสำคัญของ “อาคารอิสระ” (อาคารที่เป็นเอกเทศจากโครงสร้างพื้นฐานของเมืองหรือท้องถิ่น -(autonomous building) จากข้อมูลการรณรงค์การใช้หลังคาเขียวเพื่อบรรเทาปัญหาโลกร้อนขององค์กรเอกชนแห่งหนึ่งของสหรัฐ ที่ใช้ชื่อ “หลังคาเขียวเพื่อเมืองสุขภาพดี” (Green Roofs for Healthy Cities)  มีกล่าวไว้ดังนี้ เมื่อ พ.ศ. 2548 ผลการศึกษาของแบรด บาสส์ (Brad Bass) แห่งมหาวิทยาลัยแห่งโทรอนโทได้แสดงให้เห็นว่าหลังคาเขียวสามารถลดการสูญเสียความร้อนและการสิ้นเปลืองพลังงานได้มาก  หลังคาเขียวสมัยใหม่สร้างขึ้นตามระบบแผ่นชั้นที่ทำขึ้นจำหน่ายโดยบริษัทผู้ผลิตที่จงใจทำขึ้นเฉพาะเพื่อใช้วางบนหลังคาสำหรับรองรับวัสดุปลูกพืชและตัวพืชที่จะปลูก นับเป็นปรากฏการณ์ใหม่ เทคโนโลยีนี้พัฒนาขึ้นในประเทศเยอรมันเมื่อประมาณ พ.ศ. 2508 และได้แพร่หลายไปทั่วประเทศนับแต่นั้นมา ปัจจุบัน ประมาณว่าร้อยละ 10 ของหลังคาอาคารในประเทศเยอรมนีเป็น “หลังคาเขียว”  หลังคาเขียวกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในสหรัฐ แม้จะยังไม่มากและเป็นธรรมดาอย่างในทวีปยุโรป หลังคาเขียวส่วนใหญ่สร้างให้เป็นไปตามข้อบัญญัติท้องถิ่นซึ่งให้ความสำคัญแก่การจัดการการระบายน้ำฝน ในพื้นที่ที่ใช้ระบบระบายน้ำรวม (รวมน้ำโสโครกและน้ำฝนไว้ในท่อเดียวกัน - combined sewer-stormwater systems) ซึ่งน้ำฝนที่มากผิดปกติจะทำให้เกิดน้ำล้นท่อพาของเสียไหลท่วมพื้นที่แล้วไหลลงสู่ทางน้ำสาธารณะได้ หลังคาเขียวจะช่วยลดปริมาณน้ำฝนที่ไหลตามผิวโดยรวม ทำให้อัตราการไหลจากหลังคาช้าลง ซึ่งพบว่าหลังคาเขียวช่วยรับและหน่วงน้ำได้มากถึง 75% ของปริมาณน้ำฝนปกติที่ตกลงบนหลังคาแล้วจึงค่อยๆ ปล่อยน้ำกลับคืนสู่บรรยากาศอย่างช้าๆ โดยการระเหย ในขณะเดียวกันดินปลูกก็จะช่วยจับมลพิษที่ดูดซับมาโดยฝนไว้ในดิน  โครงการอสังหาริมทรัพย์ใหม่ชื่อ “เอเลเวชัน 314" ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. ได้ใช้พลังคาเขียวสำหรับกรองและเก็บกักน้ำฝนบางส่วนไว้ในบริเวณโครงการเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ระบบกรองใต้ดินที่ใช้ทรายที่มีราคาแพงเพื่อให้เป็นไปตามข้อบัญญัติว่าด้วยการระบายน้ำฝนของหน่วยงานควบคุมด้านสาธารณสุขของวอชิงตัน ดี.ซี. การต่อสู้กับปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมือง  เป็นเหตุผลสำคัญอีกประการหนึ่งที่ทำให้หลังคาเขียวได้รับการยอมรับ วัสดุก่อสร้างอาคารทั่วไปเมื่อดูดซับความร้อนไว้เต็มที่แล้วก็จะไม่ดูดซับได้ไว้อีกและจะแผ่ความร้อนสู่อากาศที่เย็นกว่า ทำให้เมืองหนาแน่นทั่วไปมีความร้อนสูงกว่าพื้นที่ชานเมืองโดยรอบที่มีพื้นที่สีเขียวถึง 4 °C  หลังคาเขียวของที่ทำการนครชิคาโก (ในภาพ) จะมีอุณหภูมิต่ำกว่าหลังคาธรรมดาอื่นๆ ทั่วไปที่อยู่ใกล้เคียงประมาณ 14-44 °C  หลังคาเขียวเริ่มมีมากและกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในชิคาโก รวมทั้งแอตแลนตา พอร์ตแลนด์และเมืองอื่นๆ การใช้ที่มากขึ้นนี้เกิดจากข้อบัญญัติท้องถิ่นที่ให้การสนับสนุนเพื่อต่อสู้กับปรากฏการณ์เกาะความร้อนในขึ้นและเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นตัวอย่างหนึ่งของประเทศ ที่ได้จัดสร้างขึ้นเพื่อทดลองหาข้อมูลว่าหลังคาเขียวว่าจะมีผลต่อลมฟ้าอากาศจุลภาคบนหลังอย่างไร จากตัวอย่างนี้และจากการศึกษาหลังคาเขียวแห่งอื่นๆ ทำให้ประมาณการได้แล้วว่า หากหลังคาของอาคารทุกหลังในเมืองใหญ่เป็นหลังคาเขียว ในวันที่ร้อนจัด อุณหภูมิในเมืองจะลดลงได้มากถึง 7 °C  นอกจากนี้ยังพบว่าหลังคาเขียวสามารถเพิ่มค่าความเป็นฉนวนของหลังคาได้มากอีกด้วย การศึกษาที่ทำโดยหน่วยงานสิ่งแวดล้อมของแคนาดา (Environment Canada) พบว่าหลังคาเขียวสามารถลดความต้องการในการทำความอบอุ่นในฤดูหนาวได้ 26°C และลดความต้องการในการทำความเย็นในฤดูร้อนได้ 26°C เช่นกัน  การศึกษาของศูนย์วิจัยหลังคาเขียวของมหาวิทยาลัยเพนสเตตพบว่าหลังเขียวสามารถยืดอายุขัยการใช้งานของหลังคาให้ยืนยาวไปได้อีก 2-3 เท่า  ประการสุดท้าย หลังคาเขียวยังเป็นที่ขึ้นของพืชและที่อยู่อาศัยพักพิงของแมลงและสัตว์อื่นๆ ที่มีที่ขึ้นและที่มาอยู่อาศัยจำกัดมากขึ้นในเมืองใหญ่ แม้บนหลังอาคารสูง 19 ชั้นในเมืองใหญ่ก็ยังพบว่าหลังคาเขียวเป็นที่อยู่อาศัยและพักพิงของสัตว์ที่มีประโยชน์ประภทแมลง นก ผึ้งและผีเสื้อ หลังคาเขียวเพิ่มความเป็น “ป่า” ที่เป็นที่พักพิงของนกที่ร้องไพเ ราะ นกอพยพและสัตว์อื่นที่มีที่พักพิงน้อยลง  หลังคาเขียวอาจจำแนกได้เป็นแบบดูแล (intensive) หรือแบบกึ่งดูแล (semi-intensive) หรือแบบปล่อย(extensive) ขึ้นอยู่กับขนาดความลึกของดินปลูกและความต้องการในการดูแลรักษา สวนหลังคาทั่วไปซึ่งต้องการใช้ความลึกของดินปลูกมากพอควรเพื่อใช้ปลูกต้นไม้และปลูกหญ้าสนามแบบทั่วไปซึ่งนับเป็นสวนที่ต้องการการดูแลรักษาสูง ต้องการระบบการให้น้ำที่เพียงพอ ต้องการปุ๋ยและการดูแลรักษาอีกหลายอย่าง ต่างกับหลังคาเขียวแบบปล่อยที่ออกแบบให้ดูแลตนเองและต้องการการดูแลรักษาต่ำสุด ซึ่งอาจเป็นการกำจัดวัชพืชปีละครั้ง หรือให้ปุ๋ยชนิดปลดปล่อยช้าเพื่อเสริมการเจริญเติบโตบ้าง พืชพรรณที่ใช้กับหลังคาเขียวแบบปล่อยสามารถขึ้นได้บน “ดินปลูก” (ส่วนใหญ่เป็นดินผสมปุ๋ยหมักสูตรเฉพาะ)ที่ตื้น หรือแม้แต่ใช้แผ่นใยหิน (rock wool) ธรรมชาติ (ที่ไม่ใช่แอสเบสตอส) หรือใยหินสังเคราะห์ที่ใช้ทำฉนวนความร้อนที่ปูลงบนหลังค่าที่ทำระบบกันน้ำซึมไว้ดีแล้วได้โดยตรง ซึ่งต้นเซดัม (Sedum sp.) หรือพรรณไม้ประเภทอวบน้ำและมอสสามารถขึ้นได้ดี ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งของหลังคาเขียวคือ หลังคาเขียวแบบลาดเอียง กับ หลังคาเขียวแบบแบนราบ หลังคาเขียวแบบลาดเอียงเป็นแบบตามสถาปัตยกรรมประเพณีของสแกนดิเนเวียซึ่งมักเป็นการออกแบบที่ง่ายกว่าแบบแบนราบ ทั้งนี้เนื่องจากหลังคาเอียงน้ำไหลได้ดีกว่า ปัญหาการรั่วซึมเข้าไปในโครงสร้างหลังคาจึงมีน้อยกว่าจึงสิ้นเปลืองค่าป้องกันการซึมและการระบายน้ำน้อยกว่า ดูบทความหลัก: ที่ดินบราวน์ฟิลด์ ที่ดินบริเวณบราวน์ฟิลด์ อาจกลายเป็นระบบนิเวศที่มีคุณค่า เป็นที่ขึ้นและอยู่อาศัยพักพิงของพืชและสัตว์มีกระดูกสันหลังและที่ไม่มีกระดูกสันหลังที่หายากได้หลายชนิด ที่ดินบราวน์ฟิลด์ในเมืองที่ลดลงจากที่เคยมีอยู่เดิมเนื่องจากเกิดขึ้นของโครงการพัฒนาและฟื้นฟูเมืองในบริเวณ ทำให้สัตว์ป่าในเมือง (Urban wildlife) ถูกคุกคามสูญเสียถิ่นที่อยู่ในที่ดินบราวน์ฟิลด์ “หลังคาน้ำตาล” หรือ บราวน์รูฟ จึงอาจช่วยบรรเทาเรื่องนี้ลงได้บ้างด้วยการใช้อิฐหักและกรวดบางๆ ปิดทับบนดินปลูกหลังคาเขียวที่อยู่บนหลังคาแบนของอาคารโครงการที่สร้างใหม่ซึ่งไม่แพง มันจะค่อยๆ กลายเป็นที่อยู่อาศัยของแมลงต่างๆ และแมงมุมและกลายเป็นแหล่งอาหารของนกกินแมลง ศูนย์ลีลาศลาบาน (Laban) ซึ่งเป็นศูนย์ลีลาศร่วมสมัยในนครลอนดอนมีหลังคาน้ำตาลออกแบบเป็นแหล่งอาหารเฉพาะสำหรับนกหายากท้องถิ่นคือนกแบ็กเรดสตาร์ท ([Black Redstart]). (เมื่อ พ.ศ