潤辰新聞

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屋頂綠化研究進展——上海屋頂花園概論

綠色植物是人類賴以生存和發展的必不可少的條件,綠色植物與人類互為補充、互為依存達到一個生態平衡。
隨著現代社會的工業化進程日益加快,城市人口密集,廢氣污染、塵埃飛揚、噪聲擾人、“熱島效應”等,大都市環境日益惡化,嚴重損害都市人的身心健康。由此可見,改善日益惡化的城市生態環境,已成為當今城市問題的當務之急[1,4]。
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最早的屋頂花園是2500 多年前建在幼發拉底河岸的巴比倫空中花園。自上世紀初,英國、美國、德國、日本等國家建造了大量的屋頂花園[5,6,8]。1959 年美國建成的具有高技術含量的奧克蘭市凱澤中心屋頂花園,被認為是現代屋頂花園發展史上的一個里程碑。隨著建筑工程技術的不斷進步、發展,越來越多的新型建筑材料的開發與應用,使得屋頂花園的建造變得更加輕而易舉。
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二十世紀60 年代初,重慶、成都開始出現屋頂花園,至80 年代末,成都市中心有200 多座商住樓屋面綠化率達72%;珠海、深圳都重視美化屋頂,提出“美化建筑第五面”。近年來,上海為了改善城市環境,綠地建設突飛猛進。由于上海是寸土寸金的國際化大都市,興建綠地的拆遷成本昂貴,市中心每增添1平方米的綠地就要付出上萬元的代價,導致地面綠化的增長空間非常有限。上海共有2 億平方米的屋頂面積,到2002 年底,申城屋頂綠化面積只有22.29 萬平方米,僅利用了0.11%的屋頂進行綠化,至今依然是大片的“空中荒漠”[7]。研究表明粗放型屋頂綠化每平方米的造價在350 元左右,與同等級的地面綠地相差不多,而且屋頂草坪養護費用極低。因此,在不占用土地的情況下,屋頂綠化是改善上海城市環境的最佳方法。
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1 屋頂綠化的生態效益
隨著人類社會的進步和城市化的發展,人們對生活環境的要求也越來越高。一座現代化的城市不僅應有完美的建筑與設施,還應有一個優美的環境以消除疲勞、陶冶身心,而優美環境的最主要組成部分是綠色植物[2]。據了解,植物能夠調節人的神經系統,使緊張疲勞得以緩和消除,使激動情緒恢復平靜。從景觀角度看,屋頂作為建筑的第五立面,是城市建設與美化過程中不可忽視的環節。
1.補償作用[9,13]。國際生態和環境組織調查指出:要使城市獲得最佳環境,人均占有綠地面積需達到60m2 以上[8.15],而統計表明上?,F有人均綠地面積僅為9.16m2。上海地價昂貴,建筑密度高,道路密集,高架路、立交橋縱橫交錯,城內地面大多是人工化的硬質鋪地。如果能充分利用建筑物的屋頂、露臺進行綠化,就可以大大提高人均綠地面積,起到很好的補償作用。
2.涵養水土[9,13]。城市中建筑林立,提供給人們戶外活動的開敞空間多是硬質鋪地,雨水無法被土壤所涵養、儲存,必須急速地由下水道排放。若遇到排水系統受阻的情況,則會造成一雨成災[13]。而屋頂綠化可適當緩解這種狀況,因其表面的植物、土壤有利于雨水的儲存,落到屋頂的雨水僅有1/3排出,2/3被留在屋面上或蒸發到空氣中,從而調節了小氣候。屋頂綠化可以減緩溫度劇烈變化,使建筑物內部冬暖夏涼,形成舒適的人居環境[17]。
3.增加空氣濕度[9,13]。由于綠色植物的蒸騰作用和土壤的蒸發會使綠化屋面的水蒸氣含量增加,致使綠化屋面空氣絕對濕度增加。加上綠化后其溫度有所降低,故其相對濕度增加更為明顯??梢?,屋面綠化對城市的“干島”有減弱作用。
4.降低氣溫[9,13]。屋頂綠化還可以改善住宅的室內氣溫,對改善人居環境及節能大有好處。據測算有綠化的屋面溫度可下降3-5℃,室內空調可節電20%[2]。況且綠地生態效應的有效輻射距離是50m,因此利用住宅建筑屋面布置綠化,更是十分珍貴。由于綠色屋面對陽光的反射率比深色水泥屋面大,加上綠色植物的遮陽作用和為滿足生理所需的同化作用,使綠色屋頂的凈輻射熱量遠小于未綠化的屋頂。同時,綠色屋頂因植物的蒸騰和潮濕土壤的蒸發作用消耗的潛熱明顯比未綠化的屋面大,導致綠色屋頂面的貯熱量減少,綠化屋頂空氣獲得的熱量也減少,熱效應降低,從而減弱了城市的“熱島”效應。
5.形成生物氣候緩沖帶。屋頂花園涵養充分的水土能形成人工建筑與自然之間的生物氣候緩沖帶,為建筑系統提供良好的微氣候環境,盡量滿足居民的各種生活舒適標準;提高建筑系統生物組成的多樣性,為鳥語花香提供現實的土壤,實現人與自然的和諧共處。
6.凈化空氣、降低噪音。一個人每天要吸收0.75 公斤氧氣,呼出0.9 公斤二氧化碳,而自然界中唯一能制造氧氣是植物的光合作用,由此推算出每人至少要擁有10-15 平方米森林或25-30 平方米草坪才能獲得足夠的新鮮空氣。加上工業、交通運輸的耗氧量遠遠大于人,這就要求擁有更多的人均綠地才能滿足空氣成分平衡的需要。植物還能吸收人類生產活動過程中產生大量廢氣如NOx、SO2 等有害氣體和滯留灰塵微粒等。據估算,如果大城市1%的建筑物建成屋頂花園,則城市大氣中二氧化碳和硫化物可減少一半。一個城市如果把屋頂都利用起來進行綠化,那么這個城市中的CO2 較之沒有綠化前要少85%[16]。因此屋頂花園可降低空氣中的CO2 濃度和飄塵含量,提高大氣中氧濃度,清新空氣。綠色植物除了可以減輕大氣污染,還可以阻擋、吸收、滯留和過濾空氣中的噪聲,減輕城市噪聲污染,對改善和保護城市環境很有益處。
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7.有效保護屋頂、延長建筑物壽命[15]。由于夏冬溫差大和干燥收縮產生屋面板體積的變化,夏季高溫易引起瀝青流淌和卷材層下滑,可使屋面喪失防水功能。另外,屋面在紫外線的照射下,隨著時間的增加,會引起瀝青材料及其它密封材料老化,使屋面壽命減短。而屋頂綠化使屋面和大氣隔離開來,屋面內外表面的溫度波動小,減小了由于溫度應力而產生裂縫的可能性。隔阻了空氣,使屋面不直接接受太陽光的直射,延長了各種密封材料的老化,增加了屋面的使用壽命。
8.減緩風速、調節風向。屋面綠化,增加了屋頂粗糙度,增大摩擦使風速減少,同時也使風向發生偏轉。另外,由于綠地降溫消弱了“熱島”效應,從而也在一定程度上減弱了“熱島環流”,減小了風速
9.影響云、霧和降水。城市人口密集,工業集中,能耗大,廢氣、廢渣和廢水排放多,凝結核充沛。再加上“熱島環流”的作用,使城區的云、霧和降水比郊區多,具有“霧島”和“雨島”特征。城市平頂屋面綠化后,對云、霧和降水的影響視不同的情況而異。當前者的影響大于后者時,則云、霧和降水減少,反之增加。而這兩種不同的影響又取決于城市的具體情況(如城市性質、規模、布局、密度、綠被率等)。
由此可見,如果能很好地利用和推廣屋頂綠化,形成城市的空中綠化系統,對城市環境的改善作用是不可估量的。
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2 屋頂綠化的設計
整個屋頂綠化層包括保溫隔熱層、防水層、排水層、過濾層、栽培基質層、植物層等[20]。
1.保溫隔熱層可采用聚苯乙烯泡沫板,鋪設時要注意上下找平密接。
2.防水層采用柔性(油毯卷材)防水層、剛性防水層或新材料(如三元乙丙防水布等),但目前使用最多的是柔性防水層,如高彈性防水涂料,防水性能好,使用壽命長;國外還有采用硬塑料做防水層的實例[27]。屋頂綠化后,防水層應絕對避免出現滲漏現象,最好設計成復合防水層[24]。在柔性防水層與防根系保護層之間應加設隔離層,隔離層可用中性材料[17]。
3.排水層(蓄水層)設在防水層上,過濾層之下。其作用是排除上層積水和過濾水,但又儲存部分水分供植物生長之用[17,21,31]??膳c屋頂雨水管道相結合,將過多水分排出,以減輕防水層的負擔。排水系統由排水層、排水管、排水口、排水溝等組成。小面積屋頂花園,一般通過屋頂坡度外排水方式排水;面積較大的屋頂花園要采用較大管徑的排水管來排水,以免積水而造成植物爛根。灌溉系統有人工澆灌、自動噴灌、低壓滴灌等多種,所用管道應是輕質管如塑料管[17]??捎貌牧现饕刑樟?100k-200mm 厚)、礫石(100k-200mm 厚)、焦碴(50mm 厚)和疏水板等輕質材料[21]。
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4.為防止種植土中小顆粒及養料隨水而流失,且堵塞排水管道,需在種植基質層下鋪設過濾層。過濾層采用稻草層、玻璃纖維布或粗沙層(50mm 厚)、爐碴層、玻璃纖維布、稻草(30mm 厚),所要達到的質量要求是:既可通暢排灌又可防止顆料滲漏。
5.種植層一般多采用無土基質,以蛭石、珍珠巖、泥炭、草炭土等輕質材料配制而成。
屋頂花園的設計應服從于建筑設計[17,20]。設計屋頂花園前,首先要了解建筑的結構類型,如磚木結構、鋼結構屋面是不允許建屋頂花園的?;旌辖Y構的平屋面、混凝土結構的平屋面、坡屋面才允許建造屋頂花園。同時園林設計人員也要把屋頂花園設計提供給建筑、結構、水電設計人員,使園林設計的特殊要求能夠在房屋設計中得到綜合處理,完美結合。園林工程的一切預埋件、排水孔、水管電纜預埋,必須與屋面工程施工一同進行,盡量避免二次澆注,造成屋面滲漏的隱患。
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安全問題是屋頂花園成敗的關鍵,其中屋頂的荷載校核與屋面的防水安全是屋頂花園建設的關鍵性因素[17,20,28,32]。安全應貫穿屋頂花園造園的全過程,使設計出來的屋頂花園對整個房屋建筑傳力明確,結構體系達到安全、經濟、合理。綠化屋頂結構增加的附加荷載,包括植物生長層、排水層等自重;植物生長后的重量;以及上人荷載。屋面假山、水池的設置,高大喬木的種植及土坡造型的整理,亭、廊、花架等小型建筑原則上都應盡量地規劃到承重的梁、柱、墻上,使荷載合理分散,同時防止植物根系損害屋面防水層。
針對某一層次的特定群體,確定設計風格,并使其貫穿始終,確保某種特定內涵和品位[21,23]。根據屋頂花園的大小,合理的設置活動區域、場地及設施的位置和空間大小,使之符合人的行為模式,以方便使用者的使用。因“頂”制宜,在園路的組織、建筑小品的位置與尺度、地形的處理及植物的選擇等方面,以精美為特色[28]。適當利用“障景”、“對景”等手法,達到小中見大,意猶未盡的視覺、感官效果。由于屋頂高層變化甚微,充分利用臺階、水池、花臺、堆土等進行豎向設計,形成微小的地形變化,豐富造園層次。植物配置宜選用小喬木、灌木、花草等,構成層次豐富、四季變化的景觀[21]。注重選擇建筑周圍、屋頂花園以外的景觀,“佳則收之”、“俗則屏之”,用“借景”手法使其內外結合、融為一體。利用景墻裝飾、植物、山石、小品遮擋的方法,對屋頂花園周邊的女兒墻進行淡化處理,使人感到親切、自然。
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3 屋頂綠化的類型
屋面綠化的布置形式,可以說是多種多樣,主要依據業主的要求來設計[19,21]。一般屋頂花園的建設形式分為三種:一是地毯式屋頂綠化,即在建筑負載能力較差層面上先在屋頂鋪一層整塊濾水板,再加上一層無紡布,然后在上面覆蓋相適應的薄土層,種植屋頂草皮和地被植物,形成地毯式成片布置。二是花園式,多用于服務性建筑物如賓館、酒樓等,能為客人提供游憩空間?;▓@式屋頂綠化可做成小游園的形式服務于游人,小游園應有適當起伏的地貌,配以小型亭、花架等園林建筑小品,并點綴以山石。有的可以采取現代的手法,用草坪、地被植物組成流暢的圖案,其中點綴小水池、小噴泉及雕塑,使之充滿時代氣息;也可以采取自然的手法,以草坪為基底,根據生態群落組織植物景觀,加假山、置石等小品,使之充滿溫馨情趣;也可以利用植物、花草、樹木精心培育修剪成姿態各異、氣韻生動的藝術形象。三是組合式屋頂花園,即沿屋頂有墻角和承重墻的地方,通過盆栽和缸栽組合成一個別具一格的屋頂花園。
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4 屋頂綠化的特點
屋頂位于空中,與大地不再相連,使其生境與地面差別很大,其對綠化有利的因素有[20]:
(1)與地面相比,屋頂處光照強度大、光照時間長,有利于促進植物光合作用。
(2)受建筑的影響,屋頂吸熱快,散熱快,晝夜溫差大,有利于植物的營養積累,也有利于植物的生長。
(3)屋頂上氣流通暢清新,污染明顯減少,受外界影響??;相對隔離,病蟲害不易傳播,有利于園內病蟲害防治,有利于植物的生長和保護。
不利因素有[20]
(1)濕度條件差。因屋頂位于高處,四周相對空曠,風速比地面大,水分蒸發快。
(2)土溫、氣溫變化較大,對植物生長不利。
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(3)屋頂風力一般比地面大。
(4)和地面相比,屋頂花園增加了承重和防水投資,施工和養護的困難和投資也加大。
(5)對造園及植物選擇有一定的局限性。因屋頂承重能力的限制,因此在設計時應避免地貌高差過大,在植物的選擇上一般應避免采用深根系或生長迅速的高大喬木。邊界規整屋頂形狀一般為規則的幾何形狀且多重復出現,設計時應注意協調統一又富于變化,形成韻律。
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5 屋頂綠化植物與栽培基質的選擇
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根據屋頂特殊生境的特點,選擇喜光、耐旱、耐寒、耐貧瘠、抗風、根系淺并且水平根發達生長緩慢、姿態優美、低矮的植物,如小喬木、花灌木和球根花卉及竹類、草坪等[20,33,36],尤其以鄉土植被為佳,這樣可降低養護費。移栽的小喬木、花灌木最好是“熟活”植物,其根系抱土緊密,存活率高。因為荷載過重,深根系喬木在住宅建筑屋面一般不被考慮??紤]到土層較薄、樓頂風力大等因素,屋頂綠化植物高度應不超過2.5 米,種植后最好能保持“兩到三季常綠”。 表1 是常用屋頂綠化材料[20,33,36]。
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在實施經濟粗放型屋頂綠化工程時,可以選擇一些較矮植株。它們繁殖能力強、擴張速度快、有良好的耐旱性,無須過多灌溉、施肥以及修剪處理,又具備減低噪音、減小污染等功能。如狼牙草[15],葉叢低矮、整齊均勻、適應性強,覆蓋面可達90%以上;與雜草競爭能力強,生長迅速,易繁殖;能抗寒、抗風、耐旱、耐瘠薄、耐鹽堿、抗二氧化硫等污染氣體以及能在粉塵、飄塵等嚴重危害的環境中照常生長;對光照不敏感,在蔽蔭度大的喬木下綠化效果也較好。佛甲草需要的土層薄,重量很輕,不會影響屋頂結構且有耐干旱、抗嚴寒、四季常綠、管理粗放的特點,是屋頂綠化較理想的植物材料。
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為使植物生長良好,又盡量減輕屋頂的附加荷載,種植土一般不采用普通的土壤,而是采用含各種植物生長所需元素,又比自然土壤容重更小的介質材料。如以泥炭、堆腐的木屑、谷殼、蛭石、膨脹珍珠巖、粉煤灰等配制的栽培基質,容重控制在1000~1500kg/m3。對于荷載能力差的屋頂綠化,目前還可以采用無土草坪技術,用織物加多種營養物質形成培養基質,同時加入保水劑,減少澆水次數和澆水量,一舉多得。在選擇栽培基質時,盡量減少栽培基質更換次數,厚度要控制在最低限度,盡可能減少荷載。屋頂花園綠化植物正常生長要求的最小土層厚度分別為:草坪土層厚度為10-15cm,低矮的草花需20-30cm,灌木需40-50cm,小喬木需65-70cm[19]。
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6 坡屋頂的綠化
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為使住宅建筑屋面形式多樣化,對住宅建筑屋面采取“坡屋面”及各種變形體等傳統或現代的建筑藝術處理手法,這是美化城市景觀的一個大進步。為了充分利用坡屋頂,使草皮和低矮的地被植物在傾斜的屋頂上易于固定,應采用一些特殊的措施。例如,在屋頂上鋪設木條網格或帶鉤刺的塑料墊,或使用重量輕、安全性高、便于鋪設的材料作為草坪的底層結構。屋頂安裝防滑檻,檐口部位裝上橫梁,防止種植介質滑落[2]。
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在坡屋頂的植物生長層中應滲入蓄水能力好的材料,而無須鋪設排水層。在自然界中,有許多可以作為坡屋頂綠化用的材料??紤]其土層較薄,樓頂風力大等因素,應選擇喜光、耐旱、耐貧瘠、生長緩慢、抗風、耐寒、低矮的淺根系植物,如草皮等。草坪最好采用移植的方法。在植物生長層中間還可以鋪設一層塑料網,使植物的根可以很牢固地扎在生長層中。同時利用生態學原理,形成屋頂綠化多種群落結構,多種草類和多種草花相結合,讓屋頂更美麗,更豐富多彩[15,22]。
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在斜坡屋頂上應用屋頂綠化滴灌技術,可以減少上人荷載,減輕建筑負擔,便于管理。采用微灌,還可調節屋頂的干熱氣候,降溫增濕,對花卉增色效果較好[37]。由于采用小流量出流,不會形成土表徑流,避免了土質板結,促進植物根系發育。
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隨著我國城市化的不斷發展,混凝土“森林”愈來愈多,人類生存的環境日趨惡化。因此,現代化城市建設不但要充分利用邊角露地,以“見縫插綠”的方式增加綠地,并且要充分利用多層建筑物屋頂,建設更多的現代化“空中花園”,為城市增加綠地,構筑優美的城市景觀。
形成生物氣候緩沖帶

  屋頂花園涵養充分的水土能形成人工建筑與自然之間的生物氣候緩沖帶,為建筑系統提供良好的微氣候環境,盡量滿足居民的各種生活舒適標準;提高建筑系統生物組成的多樣性,為鳥語花香提供現實的土壤,實現人與自然的和諧共處。

  凈化空氣、降低噪音

  一個人每天要吸收0.75 公斤氧氣,呼出0.9 公斤二氧化碳,而自然界中唯一能制造氧氣是植物的光合作用,由此推算出每人至少要擁有10-15 平方米森林或25-30 平方米草坪才能獲得足夠的新鮮空氣。加上工業、交通運輸的耗氧量遠遠大于人,這就要求擁有更多的人均綠地才能滿足空氣成分平衡的需要。植物還能吸收人類生產活動過程中產生大量廢氣如NOx、SO2 等有害氣體和滯留灰塵微粒等。據估算,如果大城市1%的建筑物建成屋頂花園,則城市大氣中二氧化碳和硫化物可減少一半。一個城市如果把屋頂都利用起來進行綠化,那么這個城市中的CO2 較之沒有綠化前要少85%。因此屋頂花園可降低空氣中的CO2 濃度和飄塵含量,提高大氣中氧濃度,清新空氣。綠色植物除了可以減輕大氣污染,還可以阻擋、吸收、滯留和過濾空氣中的噪聲,減輕城市噪聲污染,對改善和保護城市環境很有益處。   有效保護屋頂、延長建筑物壽命

  由于夏冬溫差大和干燥收縮產生屋面板體積的變化,夏季高溫易引起瀝青流淌和卷材層下滑,可使屋面喪失防水功能。另外,屋面在紫外線的照射下,隨著時間的增加,會引起瀝青材料及其它密封材料老化,使屋面壽命減短。而屋頂綠化使屋面和大氣隔離開來,屋面內外表面的溫度波動小,減小了由于溫度應力而產生裂縫的可能性。隔阻了空氣,使屋面不直接接受太陽光的直射,延長了各種密封材料的老化,增加了屋面的使用壽命。

4.為防止種植土中小顆粒及養料隨水而流失,且堵塞排水管道,需在種植基質層下鋪設過濾層。過濾層采用稻草層、玻璃纖維布或粗沙層(50mm 厚)、爐碴層、玻璃纖維布、稻草(30mm 厚),所要達到的質量要求是:既可通暢排灌又可防止顆料滲漏。

  5.種植層一般多采用無土基質,以蛭石、珍珠巖、泥炭、草炭土等輕質材料配制而成。

  屋頂花園的設計應服從于建筑設計。設計屋頂花園前,首先要了解建筑的結構類型,如磚木結構、鋼結構屋面是不允許建屋頂花園的?;旌辖Y構的平屋面、混凝土結構的平屋面、坡屋面才允許建造屋頂花園。同時園林設計人員也要把屋頂花園設計提供給建筑、結構、水電設計人員,使園林設計的特殊要求能夠在房屋設計中得到綜合處理,完美結合。園林工程的一切預埋件、排水孔、水管電纜預埋,必須與屋面工程施工一同進行,盡量避免二次澆注,造成屋面滲漏的隱患。   安全問題是屋頂花園成敗的關鍵,其中屋頂的荷載校核與屋面的防水安全是屋頂花園建設的關鍵性因素。安全應貫穿屋頂花園造園的全過程,使設計出來的屋頂花園對整個房屋建筑傳力明確,結構體系達到安全、經濟、合理。綠化屋頂結構增加的附加荷載,包括植物生長層、排水層等自重;植物生長后的重量;以及上人荷載。屋面假山、水池的設置,高大喬木的種植及土坡造型的整理,亭、廊、花架等小型建筑原則上都應盡量地規劃到承重的梁、柱、墻上,使荷載合理分散,同時防止植物根系損害屋面防水層。

  針對某一層次的特定群體,確定設計風格,并使其貫穿始終,確保某種特定內涵和品位。根據屋頂花園的大小,合理的設置活動區域、場地及設施的位置和空間大小,使之符合人的行為模式,以方便使用者的使用。因“頂”制宜,在園路的組織、建筑小品的位置與尺度、地形的處理及植物的選擇等方面,以精美為特色。適當利用“障景”、“對景”等手法,達到小中見大,意猶未盡的視覺、感官效果。由于屋頂高層變化甚微,充分利用臺階、水池、花臺、堆土等進行豎向設計,形成微小的地形變化,豐富造園層次。植物配置宜選用小喬木、灌木、花草等,構成層次豐富、四季變化的景觀。注重選擇建筑周圍、屋頂花園以外的景觀,“佳則收之”、“俗則屏之”,用“借景”手法使其內外結合、融為一體。利用景墻裝飾、植物、山石、小品遮擋的方法,對屋頂花園周邊的女兒墻進行淡化處理,使人感到親切、自然。

  三、屋頂綠化的類型
  屋面綠化的布置形式,可以說是多種多樣,主要依據業主的要求來設計。一般屋頂花園的建設形式分為三種:一是地毯式屋頂綠化,即在建筑負載能力較差層面上先在屋頂鋪一層整塊濾水板,再加上一層無紡布,然后在上面覆蓋相適應的薄土層,種植屋頂草皮和地被植物,形成地毯式成片布置。二是花園式,多用于服務性建筑物如賓館、酒樓等,能為客人提供游憩空間?;▓@式屋頂綠化可做成小游園的形式服務于游人,小游園應有適當起伏的地貌,配以小型亭、花架等園林建筑小品,并點綴以山石。有的可以采取現代的手法,用草坪、地被植物組成流暢的圖案,其中點綴小水池、小噴泉及雕塑,使之充滿時代氣息;也可以采取自然的手法,以草坪為基底,根據生態群落組織植物景觀,加假山、置石等小品,使之充滿溫馨情趣;也可以利用植物、花草、樹木精心培育修剪成姿態各異、氣韻生動的藝術形象。三是組合式屋頂花園,即沿屋頂有墻角和承重墻的地方,通過盆栽和缸栽組合成一個別具一格的屋頂花園。   四、屋頂綠化的特點
  屋頂位于空中,與大地不再相連,使其生境與地面差別很大,其對綠化有利的因素有:

 ?。?)與地面相比,屋頂處光照強度大、光照時間長,有利于促進植物光合作用。
 ?。?)受建筑的影響,屋頂吸熱快,散熱快,晝夜溫差大,有利于植物的營養積累,也有利于植物的生長。

減緩風速、調節風向

  屋面綠化,增加了屋頂粗糙度,增大摩擦使風速減少,同時也使風向發生偏轉。另外,由于綠地降溫消弱了“熱島”效應,從而也在一定程度上減弱了“熱島環流”,減小了風速。

.  影響云、霧和降水

  城市人口密集,工業集中,能耗大,廢氣、廢渣和廢水排放多,凝結核充沛。再加上“熱島環流”的作用,使城區的云、霧和降水比郊區多,具有“霧島”和“雨島”特征。城市平頂屋面綠化后,對云、霧和降水的影響視不同的情況而異。當前者的影響大于后者時,則云、霧和降水減少,反之增加。而這兩種不同的影響又取決于城市的具體情況(如城市性質、規模、布局、密度、綠被率等)。

  由此可見,如果能很好地利用和推廣屋頂綠化,形成城市的空中綠化系統,對城市環境的改善作用是不可估量的。

  二、屋頂綠化的設計
  整個屋頂綠化層包括保溫隔熱層、防水層、排水層、過濾層、栽培基質層、植物層等。

  1.保溫隔熱層可采用聚苯乙烯泡沫板,鋪設時要注意上下找平密接。

  2.防水層采用柔性(油毯卷材)防水層、剛性防水層或新材料(如三元乙丙防水布等),但目前使用最多的是柔性防水層,如高彈性防水涂料,防水性能好,使用壽命長;國外還有采用硬塑料做防水層的實例[27]。屋頂綠化后,防水層應絕對避免出現滲漏現象,最好設計成復合防水層。在柔性防水層與防根系保護層之間應加設隔離層,隔離層可用中性材料。

  3.排水層(蓄水層)設在防水層上,過濾層之下。其作用是排除上層積水和過濾水,但又儲存部分水分供植物生長之用[17,21,31]??膳c屋頂雨水管道相結合,將過多水分排出,以減輕防水層的負擔。排水系統由排水層、排水管、排水口、排水溝等組成。小面積屋頂花園,一般通過屋頂坡度外排水方式排水;面積較大的屋頂花園要采用較大管徑的排水管來排水,以免積水而造成植物爛根。灌溉系統有人工澆灌、自動噴灌、低壓滴灌等多種,所用管道應是輕質管如塑料管??捎貌牧现饕刑樟?100k-200mm 厚)、礫石(100k-200mm 厚)、焦碴(50mm 厚)和疏水板等輕質材料。

(3)屋頂上氣流通暢清新,污染明顯減少,受外界影響??;相對隔離,病蟲害不易傳播,有利于園內病蟲害防治,有利于植物的生長和保護。

  不利因素有
 ?。?)濕度條件差。因屋頂位于高處,四周相對空曠,風速比地面大,水分蒸發快。

 ?。?)土溫、氣溫變化較大,對植物生長不利。  ?。?)屋頂風力一般比地面大。

 ?。?)和地面相比,屋頂花園增加了承重和防水投資,施工和養護的困難和投資也加大。

 ?。?)對造園及植物選擇有一定的局限性。因屋頂承重能力的限制,因此在設計時應避免地貌高差過大,在植物的選擇上一般應避免采用深根系或生長迅速的高大喬木。邊界規整屋頂形狀一般為規則的幾何形狀且多重復出現,設計時應注意協調統一又富于變化,形成韻律。

五、?屋頂綠化植物與栽培基質的選擇

  根據屋頂特殊生境的特點,選擇喜光、耐旱、耐寒、耐貧瘠、抗風、根系淺并且水平根發達生長緩慢、姿態優美、低矮的植物,如小喬木、花灌木和球根花卉及竹類、草坪等,尤其以鄉土植被為佳,這樣可降低養護費。移栽的小喬木、花灌木最好是“熟活”植物,其根系抱土緊密,存活率高。因為荷載過重,深根系喬木在住宅建筑屋面一般不被考慮??紤]到土層較薄、樓頂風力大等因素,屋頂綠化植物高度應不超過2.5 米,種植后最好能保持“兩到三季常綠”。 表1 是常用屋頂綠化材料。   在實施經濟粗放型屋頂綠化工程時,可以選擇一些較矮植株。它們繁殖能力強、擴張速度快、有良好的耐旱性,無須過多灌溉、施肥以及修剪處理,又具備減低噪音、減小污染等功能。如狼牙草,葉叢低矮、整齊均勻、適應性強,覆蓋面可達90%以上;與雜草競爭能力強,生長迅速,易繁殖;能抗寒、抗風、耐旱、耐瘠薄、耐鹽堿、抗二氧化硫等污染氣體以及能在粉塵、飄塵等嚴重危害的環境中照常生長;對光照不敏感,在蔽蔭度大的喬木下綠化效果也較好。佛甲草需要的土層薄,重量很輕,不會影響屋頂結構且有耐干旱、抗嚴寒、四季常綠、管理粗放的特點,是屋頂綠化較理想的植物材料。   為使植物生長良好,又盡量減輕屋頂的附加荷載,種植土一般不采用普通的土壤,而是采用含各種植物生長所需元素,又比自然土壤容重更小的介質材料。如以泥炭、堆腐的木屑、谷殼、蛭石、膨脹珍珠巖、粉煤灰等配制的栽培基質,容重控制在1000~1500kg/m3。對于荷載能力差的屋頂綠化,目前還可以采用無土草坪技術,用織物加多種營養物質形成培養基質,同時加入保水劑,減少澆水次數和澆水量,一舉多得。在選擇栽培基質時,盡量減少栽培基質更換次數,厚度要控制在最低限度,盡可能減少荷載。屋頂花園綠化植物正常生長要求的最小土層厚度分別為:草坪土層厚度為10-15cm,低矮的草花需20-30cm,灌木需40-50cm,小喬木需65-70cm[19]。

六、坡屋頂的綠化

  為使住宅建筑屋面形式多樣化,對住宅建筑屋面采取“坡屋面”及各種變形體等傳統或現代的建筑藝術處理手法,這是美化城市景觀的一個大進步。為了充分利用坡屋頂,使草皮和低矮的地被植物在傾斜的屋頂上易于固定,應采用一些特殊的措施。例如,在屋頂上鋪設木條網格或帶鉤刺的塑料墊,或使用重量輕、安全性高、便于鋪設的材料作為草坪的底層結構。屋頂安裝防滑檻,檐口部位裝上橫梁,防止種植介質滑落。   在坡屋頂的植物生長層中應滲入蓄水能力好的材料,而無須鋪設排水層。在自然界中,有許多可以作為坡屋頂綠化用的材料??紤]其土層較薄,樓頂風力大等因素,應選擇喜光、耐旱、耐貧瘠、生長緩慢、抗風、耐寒、低矮的淺根系植物,如草皮等。草坪最好采用移植的方法。在植物生長層中間還可以鋪設一層塑料網,使植物的根可以很牢固地扎在生長層中。同時利用生態學原理,形成屋頂綠化多種群落結構,多種草類和多種草花相結合,讓屋頂更美麗,更豐富多彩。

在斜坡屋頂上應用屋頂綠化滴灌技術,可以減少上人荷載,減輕建筑負擔,便于管理。采用微灌,還可調節屋頂的干熱氣候,降溫增濕,對花卉增色效果較好[37]。由于采用小流量出流,不會形成土表徑流,避免了土質板結,促進植物根系發育。

  隨著我國城市化的不斷發展,混凝土“森林”愈來愈多,人類生存的環境日趨惡化。因此,現代化城市建設不但要充分利用邊角露地,以“見縫插綠”的方式增加綠地,并且要充分利用多層建筑物屋頂,建設更多的現代化“空中花園”,為城市增加綠地,構筑優美的城市景觀。

閱讀 3917 最后修改: 星期四, 2019 4月 25 16:02

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