屋顶绿化技术

随着我国城市化进程的日益加快，城市人口数量快速膨胀，城市建筑用地也日趋紧张,造成建筑用地价格飞涨,同时在进行城市化建设的过程中,经常忽视生态效益,造成了城市生态环境遭受严重破坏。在这样的大环境背景下，人们不得不考虑如何充分、合理地利用建筑面积。

改善城市环境的有效手段就是绿化，但城市的土地是有限的,因此，改善城市环境最尖锐的矛盾就是有限的城市空间和日益增长的绿化用低矛盾。据调查，建筑屋顶的面积占一个城市总用地面积的15%-30%。随着城市建设脚步加大，“热岛效应”日益严重。联合国环境署研究表明，如果一个城市屋顶绿化率达到70%，那么这个城市上空二氧化碳含量就会降低80%，热岛效应就会彻底消失。 　　
屋顶绿化以各类建筑物、构筑物等的屋顶、露台、天台上进行景观营造以及植物种植，在有限的城市空间内，提高城市的绿化率。屋顶绿化与地面绿化同样具有美化环境、净化空气、改善局部环境、提高城市绿化率、丰富城市景观、增加城市美感和景观的作用。 　　
屋顶绿化的优势在于不新增绿化用地的情况下，充分发挥绿化在城市中的生态效益，从而改善城市的生态环境。这就使得屋顶成为人们关注的焦点,屋顶绿化也成为现代建筑发展的必然趋势。 　　

屋顶绿化的功能 　　

（一）保温隔热 　　
植被和种植介质是种植屋顶的两大主体部分(图1)，在对建筑物的保温隔热方面发挥着重要作用。植物通过光合，蒸腾等生化过程，可以吸收或反射大量的太阳辐射热，这样植被周围的温度及屋面的温度便会降低，从而减少屋面对热量的吸收，起到隔热的作用。另一方面，植被的遮阴作用也可以使屋面的温度降低。植被密度以及种植介质是影响绿化屋面保温性能的主要因素。 　　
1)植被：植被密度一般以叶片面积指数表示。在整个种植屋面系统当中，植被密度或叶片面积指数对植被小环境的影响很大。植被密度越高，通过屋面的热流变化越大，其隔热降温能力就越强。主要原因是在热天中，植物密度越高，通过蒸腾、吸收等可以带走越多的热量。 　　
2)种植介质。种植介质的厚度和种植介质材料的热惰性是影响其保温隔热性能的主要因素。种植介质越厚，每天热流变化的差异越小，时滞性越大，其保温隔热性能越稳定。 　　
适宜的植被密度以及种植介质材料与厚度可以改善顶层房屋的室内温度舒适程度，还可以降低屋顶内表面温度波动的幅度，使得温度变化较为缓和，并且消除了太阳对屋顶建筑材料的暴晒，延缓了材料老化，减轻了热胀冷缩对建筑带来的破坏，有利于屋顶材料寿命的延长。 　　
其实种植屋顶的保温隔热性还受到其它多种因素的影响，除植物密度，土层厚度以外，还有植物种类、屋顶类型、空气温度、湿度等自然因素。 　　
（二）蓄水减排 　　
降雨时，屋顶绿化可以吸收降雨量。一般的屋顶种植介质层厚度较薄，下部排水板蓄水空间也非常有限，不能吸收全部的降雨量，尤其在降雨量较大的情况下。但是在降雨初期，通过其对降雨量的吸收，使得屋面排水量达到最大值需要的更长的时间，缓和了屋面排水量的变化幅度。屋顶绿化维持了城市开发前的水文系统，均匀有效的地分配了的降雨量。屋顶绿化的蓄水作用改变了原先屋顶的径流量和径流高峰，十分有利于城市的雨水排放。由于延缓了径流高峰，城市雨水管网的排水量骤增的情况也会相应地减缓，降低了以前降雨初期排水量过大雨水管网来不及排水的问题，城市的积水面积会相应减少。径流量的变化幅度缓和，也使得排人雨水管网的排水量变化幅度缓和，这也更容易实现城市雨水管网在较长的时间内高效稳定地排水。 　　

屋顶绿化的种类 　　

屋顶绿化可分为花园型屋顶绿化、草坪型屋顶绿化及混合型屋顶绿化。 　　
(一)花园型屋顶绿化 　　
花园型屋顶绿化一般是以屋顶花园的形式出现(图2)，与地面花园有些类似。由于树和灌木常常应用在花园设计中，所以种植介质较厚，且一般是上人屋面，这样就要求屋顶要有足够能力承受较大荷载。水循环及灌溉系统在设计时也必须要考虑进去。由于植物种类的可选择余地较大，这种屋顶绿化往往可以设计得极具吸引力，为人们提供了一处清新雅致、景致独特的园林空间。 　　
(二)草坪型屋顶绿化 　　
草坪型屋顶绿化主要是种植草坪或地被进行屋顶覆盖绿化，通常人不能在上面活动。通过植物品种的，可以做到不需要经常维护、施肥以及主动灌溉，力求达到自我存活，它的植被层及其相关结构较轻，不需要附加结构支持，并且易于安装，在平屋顶及斜屋顶上均可(图3)。这钟屋顶绿化简单易行，在改善生态环境、保温隔热等方面具有极大的优势。 　　
(三)组合型屋顶绿化 　　
这钟绿化形式主要适用于一些屋顶承重能力较弱的建筑，通常在屋顶承重部位做花架之类，然后在花架上摆放植物盆栽。 　　 　　

基本构造 　　

不论是哪种屋顶绿化类型，都少不了以下构造层次(依次从上到下) 　　
1.植被层： 　　
屋面绿化植物的选择往往受气候，房屋结构，以及维护费用的制约。这些植物应具有浅根系，低维护，耐受性较高等特征。 　　
2.种植介质 　　
种植介质(营养土)并不是传统意义上的土壤，一般含有特定的矿物质。种植介质应具有自重轻、不板结、保水保肥、适宜植物生长、施工简便和经济环保等性能。选用种植土草炭、膨胀蛭石和膨胀珍珠岩、细砂以及经过发酵处理的有机肥等材料，按一定的比例混合配置而成。其中草炭和发酵后的有机肥可为植物生长提供有机质、腐植酸和缓效的积肥；膨胀蛭石和膨胀珍珠岩不但可以减小种植介质的堆积密度，而且有利于保水、透气、预防植物烂根、促进植物生长还能及时补充植物生长所需的铁、镁、钾等元素。也可直接选用堆积密度仅为450Kg/m³的人工合成的无机栽培材料作种植介质。 　　
种植介质的选择及搭配，一方面要因地制宜，充分考虑当地的气候，地理以及所选植物的种类等因素。另一方面，还可以考虑使用可回收材质，例如沙，粗石子，碎砖块等。这样有利于生态环境的改善，同时还降低了二次污染。 　　
3.隔离过滤层 　　
在种植介质层与排水层之间，起到保水和滤水的作用。其目的是将种植介质层中因下雨或浇水后多余的水及时通过过滤后排出去，以防止植物根烂，同时可将植物介质保留下来，以免发生流失。过滤层采用单位面积质量为200-400g/�的土工布(聚酯纤维过滤毡)，过滤层应沿种植土周边向上铺设，并至少与种植土高度一致。 　　
4.排水层 　　
水在排水层可以自由流动，达到排水目的。这其中既要考虑排水需求，也应该考虑蓄水需求，以应付夏天水份大量蒸发没有水份补充，造成植物缺水枯死的情况。 　　
5.保护层 　　
保护层是植物的根系对防水层的破坏。材质可以是轻质混凝土，透气性好的厚塑料板等。 　　
6.耐穿刺防水层 　　
防水层 　　
种植屋面应做两道防水，其中必须有一道耐根穿刺防水层，普通防水层在下，耐根穿刺防水层在上。进一步防止植物根系对屋面造成破坏，防止多余水分渗入屋顶。 　　
7.保温隔热层 　　
植被，种植介质等通常可以发挥不错的保温隔热效果。但附加保温隔热层，可以有效提高保温隔热效果的稳定性。 　　
8.屋面混凝土板 　

屋顶绿化设计中应考虑的技术问题 　　

（一）建筑结构安全设计 　　
屋顶绿化荷载要与建筑结构荷载的设计计算共同进行，才能保障结构安全性。上人屋顶在建筑结构计算设计时都已预留人为活动所产生的活荷载，如要考虑屋面绿化或造园，建筑结构须事先预留一部分屋面板所能承受的荷载范围，例如：绿化设施(指种植土和防水、排水等构造层次)和植物及造景材的荷载，为后续建造提供安全保障。  　　
屋顶绿化工程荷载增加最为显著的是种植土和植物重量。通过优化种植土配比密度以及调整其厚度，配合植物类型选择，把屋顶增加的荷载控制在安全范围之内。 　　
（二）屋顶绿化防漏设计 　　
建筑屋顶的防水设计有铺设油毡或SBS高分子橡胶材料的柔性防水方式。在建造屋顶花园时，应在建筑屋面原有防水层之上，先铺设一道具有耐穿刺性能的防水层并在其上铺设一道保护层，然后再在其上设排水层、过滤层以及轻质人工植物栽培基质。新建建筑屋顶要整体设计其防水层，就有建筑改造应保留原有建筑的保护层，再在其上(由下到上)依次铺设防水层，耐穿刺防水层，保护层，排水层、过滤层及种植层等。 　　
（三）屋顶绿化细部构造 　　
屋面并非平板一块，上面有许多附加设备，这些细部构造的防水层处理中泛水的构造是最为典型的。这些材料交接部位是最容易破坏，造成屋面渗漏的。这些易渗漏的薄弱部位要采用密封材料、防水涂料或卷材等互补并用，组成多道设防的局部节点补强，才能有效防漏。 　　
一般建筑物泛水部分的防水材料沿垂直屋面的墙体向上卷起的构造高度规定：屋面泛水的构造高度要求一般为大于250mm。按这种建筑做法，对于实施绿化的屋面而言，覆土常常会高于泛水高度，即便增设了阻根膜，部分植物发达的根系仍然可以向上生长，翻越阻根膜伸八到泛水的构造缝隙中，破坏屋面防水进而造成屋面或墙体的渗漏。屋顶绿化时一定要事先了解绿化形式，确定种植土厚度，以此为依据确定建筑屋面的泛水构造高度，需保证泛水构造高度超出覆土表面250～300mm对于已建的建筑。在上面进行种植改造，可以在距泛水位置外侧(300mm)设置挡墙，分隔种植区和泛水,避免引起漏水。 　　

结束语 　　
屋顶绿化工程是一个综合性工程，它涉及了建筑、结构、设备、园林，景观等数门学科，另外在施工环节的治理控制也是绿化工程成功的关键。 　　
屋顶绿化可以有效提高城市的绿化率，同时又可以调节城市气候，缓解了城市人口和建筑密度大，而绿地面积不足的问题。 　　

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