Hydraulic efficiency of green roof retrofitted with additional sand-agrogel layer - numerical studies

This paper contains the attempt of numerical assessment of hydraulic efficiency of intensive green roof utilizing two different, commercially available substrates, additionally retrofitted with layer of fractioned sand 1.0-0.5 and 0.5-0.25 mm mixed in mass concentration of 0.1 % with hydrogel. The numerical modelling of green roof efficiency was performed by the means of the popular modelling software FEFLOW, Wasy-DHI. The developed model reflected the selected cross section of the tested green roof. The required input data for modelling covering the saturated hydraulic conductivity and water retention characteristics were determined under the laboratory conditions as well as were based on information available in technical descriptions of tested substrates. The applied boundary conditions were based on previously performed in-situ measurements. The obtained results of numerical modelling showed relation between porosity, saturated hydraulic conductivity, retention properties of substrate, rainfall characteristics, duration of dry period and presence of additional sand-hydrogel mixture layer and water retention efficiency of tested green roofs.

W pracy przedstawiono próbę numerycznej oceny efektywności hydraulicznej intensywnego zielonego dachu wykorzystującego dwa różne, dostępne komercyjnie, wypełnienia, dodatkowo wzbogacone warstwą frakcjonowanego piasku, 1,0-0,5 i 0,5-0,25 mm, zmieszanego w stężeniu masowym 0,1 % z hydrożelem. Obliczenia numeryczne efektywności badanego zielonego dachu zostały przeprowadzone za pomocą programu obliczeniowego FEFLOW, Wasy-DHI. Opracowany model odzwierciedlał wybrany przekrój poprzeczny przez badany zielony dach. Wymagane dane wejściowe do obliczeń modelowych, obejmujące współczynnik filtracji oraz charakterystykę retencyjną badanych materiałów porowatych, określono w czasie drogą badań laboratoryjnych oraz oparto o upublicznione opisy techniczne wykorzystanych wypełnień. Zastosowane warunki brzegowe wykorzystały poprzednio przeprowadzone pomiary terenowe. Wyniki obliczeń modelowych wykazały związek pomiędzy porowatością, współczynnikiem filtracji, właściwościami retencyjnymi wypełnienia oraz charakterystyką opadu, długością okresu suchego i obecnością dodatkowej warstwy mieszaniny piasku z hydrożelem a efektywności zielonego dachu.