三国志10封公:屋顶绿化构造技术与应用

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屋顶绿化构造技术与应用作者:冯建华(江门市新发展市政工程有限公司)            发布时间:2010-10-14

【摘要】园林绿化行业与建筑业的发展结合,形成了屋顶绿化技术,它是一种适合于现代城市发展要求的、节能、环保、生态型的新技术,同时屋顶的绿化改造,亦在寸土寸金的“钢筋混凝土森林”中有效提高园林绿地的面积 ,拓展绿色空间 ,促进城市生态平衡、优化人居环境。为此,本文从屋顶绿化技术的概念,应用的前景,设计与形式,材料与构造技术等方面进行了归纳总结,为该技术的发展应用提供一定的参考。

【关键词】屋顶绿化;节能环保;设计;材料;技术

引言   低碳经济的概念已经在全球范围内引起一场革命。所谓低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。园林建筑行业的发展也要紧贴时代发展的步伐。屋顶绿化技术的发展,提高了建筑夏天隔热和冬天保湿的效果,是实现建筑业低碳化的一个很好的补充方式,同时也美化了城市环境和居住环境,改善空气质量,值得我们大力推广。屋顶绿化对改善人们居住环境、提高生活质量及降低建筑能耗具有十分重要的现实意义。

1         屋顶绿化的概念及发展应用前景

1.1  屋顶绿化的概念和类型    屋顶绿化,也叫屋面绿化、立体绿化,是指一切不与地面自然土壤相联接的各类建筑物、构筑物的特殊空间绿化,也就是指一切脱离了地气的绿化。屋顶绿化的类型通常可以分为屋顶草坪,屋顶花园,地下车库、商场等地下建筑物顶部的绿化,露台、阳台绿化,墙体、垂直绿化,立交桥绿化,水泥地面绿化,城市公共空间绿化,室内特殊空间绿化。

1.2 屋顶绿化的历史与现状    我国自60年代起,才开始研究屋顶花园和屋顶绿化的建造技术。随着我国改革开放的进程,旅游事业得到空前的发展。为了改善城市生态环境,增加城镇的人均绿地面积等的需要,屋顶花园、屋顶绿化、屋顶养花才真正进入城市的建设规划、设计和建造范围。重庆、上海、深圳、杭州、长沙等国内各大城市,屋顶绿化自发地以各种形式展开。然而该技术虽已发展十几年,推广进展却不大,步履蹒跚,成效并不十分显著。

 

1.3 屋顶绿化的优势和发展前景   

1.3.1屋顶绿化的优势  传统的平屋面保温隔热性能较差,居住在顶层的人们普遍感觉到冬冷夏热。平屋面绿化后,绿色植物和培土均有较好的隔热保温作用。据测算,夏季水泥屋顶的温度比有绿化的部分高出20多摄氏度,栽植土壤的地温也比气温低近10℃,屋顶绿化降低了空调负荷,因此,起到较好的节能作用。同时,由于绿色植物和覆土层使防水层免受太阳的直接暴晒,防水层的温度变化范围缩小,从而减缓了防水材料的老化速度,有利于延长屋面防水层的使用寿命。再者,绿色植物有吸收二氧化碳,放出氧气的功能,也有吸收空气中某些有害气体、杀灭某些细菌的作用,据测算,如果一个城市把屋顶面积全部利用起来进行绿化,城市上空的二氧化碳将减少80%左右。屋面绿化的优势明显,如果能很好地加以利用和推广,形成城市的空中绿化系统,对减少建筑材料屋顶的辐射热和城市环境的改善作用是不可估量的。

1.3.2 屋顶绿化的发展前景  现代城市化的飞速发展进一步加剧了在城市中心区域增绿、扩绿的难度。因此,屋顶绿化成为发达城市,如北京、上海、广州、深圳等城市绿化的一个新的发展方向。北京将2005年定为"屋顶绿化推广年",计划年内完成10万平方米的屋顶绿化任务。上海有关部门亦将把屋顶绿化建设写入法规,要求新建住宅和商务楼必须推行屋顶绿化。 对多数城市来说,屋顶绿化至今还是人们所忽视的有待开垦的处女地。据估计,一座城市的屋顶面积总和,约为居住区的1/5,面积十分可观,开发前景非常广阔。建设部近日发出关于创建“生态园林城市”的通知,这将为屋顶绿化迎来巨大的商机和发展高峰。可以预见,若干年后,屋顶绿化这朵建筑与园艺相结合的奇葩,将为我们的都市空间增添更绚丽的色彩。

城市屋顶绿化的设计原则和主要形式

2.1屋顶绿化的设计原则

2.1.1 安全性原则   屋顶荷载能力关系到建筑的安全问题,为减轻屋顶花园传给建筑结构的荷载和合理分布荷重,在屋顶花园平面规划及景点布置时,应根据屋顶的承载构件布置,使附加荷载不超过屋顶结构所能承受的范围。屋顶花园中建造的园林建筑小品,必须在满足房屋结构安全的前提下,依据屋顶结构体系,主次梁及承重墙柱的位置进行精确计算,反复论证后,方可布点和建造。屋顶建筑设计静荷载在大于或等于250kg/m2时,方可以建造花园式屋顶绿化。屋顶建筑设计静荷载在大于或等于100kg/m2,时,只适合建造简单式屋顶绿化。对于旧房屋的屋顶绿化,由于原建筑设计活荷载较小,应进行荷载评估和结构验算,根据实际的荷载和结构进行相应的设计。

2.1.2美观性原则    屋顶花园在造园条件上与露地花园存在着差异,由于其场地较小,所处环境和场地受建筑平面限制较大,所以要求屋顶花园的建造要更加精美。简单式轻型的绿化,以草坪为主,配置多种地被和花灌木等植物,讲求景观色彩(图片1)。花园式屋顶花园的设计要求精巧、别致、风格独特,屋顶花园是建筑与造园艺术相互合作的精品。屋顶绿化,垂直绿化既在功能上起到节能效果,也在视觉上改变旧有建筑的传统风格,例如墙面绿化(图片2),改变了旧有的建筑外墙的观念,给传统的钢筋混凝土赋予了大自然的翠绿与绚烂。

2.1.3功能性原则    花园式屋顶绿化一般属于私密性或半私密的园林空间,有相对固定的或特定的使用群体,一般人流较小。因此,设计时应根据使用者的行为模式、求精求细而不必求全,注重使用功能的舒适性、合理性和方便性,强调使用者在游憩过程中与自然的亲和性,使之流连忘返。而简单式屋顶绿化在功能上则更注重其生态功能,如地下车库、商场等地下建筑物顶部的绿化,立交桥绿化等在改善空气质量方面起到很大的作用,因此在考虑此功能性设计的时候,要特别注重其养护的粗放性和便利性。

2.2 屋顶绿化的主要形式

2.2.1   简单苗圃式

在屋面防水层上用砖或砌块砌筑床埂以形成较规整的苗床;床埂下每隔一定问距设排水孔,苗床内铺设一定厚度的种植介质,栽培草皮花卉、蔬菜、中草药、果树等。这种形式一般适用于大面积的屋面,供人们休闲娱乐的空间少(图片3)。

2.2.2  简单棚架式

可设置种植池,低层建筑也可以不设置种植池,直接利用地面种植攀缘植物。棚架高度以2m左右为宜,方便居民在荫棚下休闲和活动。在选择植物时以叶面较大且枝叶藤蔓稠密的攀援类植物如葡萄、葫芦、牵牛花、金银花、常春藤、扁豆等为主,使之沿棚架攀援生长,形成绿色荫棚(图片4)。

2.2.3  艺术园林花园式

在屋顶上设置花坛、绿化盆景以及水池、假山、花架、雕塑、凉亭等园林建筑小品,采用园林艺术手法布局,构成优美景观,以供园林艺术欣赏和屋顶休闲娱乐活动。这种形式一般应用于较高档的私人别墅和服务性建筑如宾馆、酒楼等,能为客人提供游憩空间。此类屋顶花园要特别注意在建筑设计时统筹考虑,以满足屋顶花园对屋顶承重能力的要求,设计时还要尽量使较重的部位(如亭、花架、山石等)设计在梁柱上方的位置(图片5)。

2.2.4  简单蓄水养植式   这种形式类似于蓄水屋面,只是在蓄水屋面的水面上养殖一些浮游植物,如水泡莲,浮萍等繁殖能力强的浮游植物,同时还可以养鱼,兼有蓄水屋面和种植屋面的效果。

城市屋顶绿化的工程构造技术和植物品种选择

3.1 屋顶花园的工程构造技术

3.1.1屋顶花园的一般垂直剖面基本构造     一般屋顶花园屋面面层结构从 上到下依次是:植物和景点层、种植基质层、过滤层、排(蓄)水层、隔根保护层、分离滑动层、屋面防水层、现浇混凝土楼板或预制空心楼板(图6)。

3.1.2栽培基质选型   基质层是指满足植物生长条件,具有一定的渗透性能、蓄水能力和空间稳定性的轻质材料层。为使植物生长良好,同时减轻屋顶的附加荷重,种植基质一般不直接用地面的自然土壤,而是选用既含各种植物生长所需元素又较轻的人工基质,常用的无土栽培基质有:岩棉、珍珠岩、蛙石、煤渣、锯末屑、发酵土、离子培养土、蛆叫粪、椰糠、塘泥、山土、炭化谷壳、火山灰、堆肥土、树皮、秸杆、陶化营养土等。同时,要突出生态效益和景观效益为原则,根据不同植物对基质厚度的要求,通过适当的微地形处理或种植池栽植进行绿化。屋顶绿化植物基质厚度要求见表1

1   屋顶绿化植物基质厚度要求

植物类型

植物高度(m

基质厚度(cm

小型乔木

H=2.0-2.5

60

大灌木

H=1.5-2.0

50-60

小灌木

H=1.0-1.5

30-50

草本、地被植物

H=0.2-1.0

10-30

 

3.1.3过滤层和排(蓄)水层选型     

1)为防止种植土中的小颗粒及养料随水而流失、堵塞排水管道,采用在种植基质层下铺设过滤层的方法。常用过滤层的材料有粗沙、玻璃纤维布、稻草等。过滤层所要达到的质量要求是:既可通畅排灌又可防止颗粒渗漏。

2)排(蓄)水层一般包括排(蓄)水板、陶粒(荷载允许时使用)和排水管(屋顶排水坡度较大时使用)等不同的排(蓄)水形式,用于改善基质的通气状况,迅速排出多余水分,有效缓解瞬时压力, 并可蓄存少量水分供植物生长使用。排(蓄)水层铺设在过滤层下,应向建筑侧墙面延伸至基质表层下方5cm处。施工时,应根据排水口设置排水观察井,并定期检查屋顶排水系统的通畅情况。注意及时清理枯枝落叶,防止排水口堵塞造成积水倒流。传统的排水层是用2-3cm粒径的碎石或卵石,厚度为100-150mm。主要材料有:陶粒、碎石、轻质骨料厚100-200mm200mm厚砾石或50mm焦渣层。

3.1.4隔根保护层构造    一般有合金、橡胶、聚乙烯和高密度聚乙烯等材料类型,用于防止植物根系穿透防水层。隔根层铺设在排(蓄)水层下,搭接宽度不小于100cm,并向建筑侧墙面延伸15-20cm

3.1.5屋面防水层构造     采用柔性(油毡卷材)防水层、刚性防水层或新材料,目前使用最多的是柔性防水层。绿化施工前,应进行防水检测并及时补漏,必要时要做二次防水处理。防水层要二道设防。如用合成高分子卷材和涂料,可选择上为1.5mm厚的p型宽幅聚氯乙烯卷材或厚1mm的高密度聚乙烯,下为2mm厚聚氨酯或硅橡胶涂膜;也可选择上为高密度聚乙烯卷材,下为硅橡胶或聚氨酯涂膜。屋顶绿化防水做法应符合要求,达到二级建筑防水标准,并优先选择耐植物根系穿刺的防水材料。

3.2.1 屋顶花园植物的选择原则   由于屋顶花园受种植土厚度、光照、承重等因素的制约,植物品种的选择面就较为狭窄。所以植物要求耐阳、 耐旱;一些直根系的植物就不宜种植,宜选择浅根性的小乔木,与灌木、花卉、草坪、藤本植物等搭配。总的来说,屋顶花园选择的植物,应具有以下的特征:

1  选择耐旱、抗寒性强的矮灌木和草本植物。

2  选择阳性、耐瘠薄的浅根性植物

3  选择抗风、不易倒伏、耐积水的植物种类

4  选择以常绿树种为主,冬季能露地越冬的植物。

5  尽量选用乡土植物,适当引种绿化新品种。

6  选择能抵抗空气污染并能吸收污染的品种

7  选择容易移植,成活率高,耐修剪,生长较慢的品种

8  选择具有较低的养护管理要求的品种

3.2.2 屋顶花园常用植物介绍    几乎没有植物能符合以上所有的要求。所以人们只能选择尽可能合适的植物,同时协调造景与造价、效益的关系。下面简单介绍广东地区屋顶花园常用的植物:

3.2.2.1   广东地区常见屋顶绿化乔木类植物推荐    详见表2

2   广东地区常见屋顶绿化植物乔木类

序号

种名

科名

别名

学名

1

竹柏

罗汉松科

山杉、罗汉柴

Podocarpus nagi

2

罗汉松

罗汉松科

土杉、罗汉杉

Podocarpus macrophyllus

3

红千层

桃金娘科

柳叶红千层、串钱柳

Callistemon citrinus

4

小叶榄仁

使君子科

 

Terminalia mantaly

5

水石榕

杜英科

 

Elaeocarpus hainanensis

6

鸡冠刺桐

蝶形花科

 

Erythrina crista-galli

7

阳桃

醡浆草科

羊桃、五敛子、五枝子

Averrhoa carambola

8

人心果

山榄科

鸡蛋果

Manilkara zapota

9

杂交鸡蛋花

夹竹桃科

 

plumeria hibrida

10

鸡蛋花

夹竹桃科

缅栀子、蛋黄花

PumeriarubraLcv.Acutifolia

11

短穗鱼尾葵

棕榈科

丛立孔雀椰子、丛生鱼尾椰

Caryota mitis

12

鱼尾葵

棕榈科

单枝鱼尾葵

Caryota ochlandra

13

散尾葵

棕榈科

黄椰子

Chrysalidocarpus lutescens

14

蒲葵

棕榈科

扇叶葵、葵树

Livistona chinensis

15

美丽针葵

棕榈科

软叶刺葵

Phoenix roebelenii

16

国王椰子

棕榈科

 

Ravenea rivularis

17

狐尾椰子

棕榈科

 

Wodyetia bifurcata

18

旅人蕉

旅人蕉科

 

Ravenala madagascariensis

19

大鹤望兰

旅人蕉科

白鸟蕉

Strelitzia nicolai

20

洋紫荆

苏木科

宫粉羊蹄甲

Bauhinia variegata

 

3.2.2.2   广东地区常见屋顶绿化灌木类植物推荐   见表3

3    广东地区常见屋顶绿化植物灌木类

序号

种名

科名

别名

学名

1

苏铁

苏铁科

铁树、凤尾蕉

Cycas revoluta

2

含笑

木兰科

香蕉花

michelia fiogo

4

紫薇

千屈菜科

怕痒树

Lagerstroemia indica

5

石榴

安石榴科

安石榴

Punica granatum

7

簕杜鹃

紫茉莉科

宝巾、三角花、叶子花

Bdwgaimillea glbra

8

花叶簕杜鹃

紫茉莉科

 

Bougainvillea spectabilis

9

海桐

海桐花科

山瑞香

Pittosporum tobira

10

茶花

山茶科

山茶花

Camellia japoica

11

大红花

锦葵科

朱槿、扶桑

Hibiscus rosa-sinensis

12

悬铃花

锦葵科

炮仗红

Malvaviscus arboreus var.penduliflorus

14

朱缨花

含羞草科

红绒科、红合欢

Calliandra haematocephala

15

双荚槐

苏木科

金边黄槐

Casin bicapsularis

16

龙牙花

蝶形花科

 

Erythrina corallodendron

17

红花继木

金缕梅科

红彩木

Lorpetalum chinense var. rubrum

19

垂榕

桑科

垂叶榕

Ficus benjamina

21

九里香

芸香科

千里香

Murraya exotia

22

四季米仔兰

楝科

 

Aglaia duperreana

23

米仔兰

楝科

米兰、树兰、鱼子兰

Aglaia odorata

24

鸭脚木

五加科

鹅掌柴

Scheffleraoctophylla

25

映山红

杜鹃花科

杜鹃花

Rhododendron simsii

26

山指甲

木犀科

 

Ligustrum sinense

27

灰莉

马钱科

华灰莉

Fagraea sasakii

29

栀子

茜草科

水横枝

Gardenia jasminoidos

30

福建茶

紫草科

基及树

Carmona microphylla

32

剑麻

龙舌兰科

琼麻

AgaveSisalana

34

龙血树

龙舌兰科

 

Dracaena angustifolia

35

红边竹蕉

龙舌兰科

千年木、绿叶龙血树

Dracaena marginata

36

黄纹万年麻

龙舌兰科

黄纹缝线麻

Furcraea foetida cv. "Striata"

37

酒瓶兰

龙舌兰科

 

Nolina recurvata

 

3.2.2.3   广东地区常见屋顶绿化藤本和攀援类植物推荐  详见表4

广东地区常见屋顶绿化植物藤本和攀援类

序号

种名

科名

别名

学名

1

紫藤

蝶形花科

藤萝、朱藤

Wistevia Sinensis Sweet

2

金银花

忍冬科

忍冬花、金银藤

Lonicera japonica Thunb

3

炮仗花

紫葳科

炮仗藤

Pyrostegia ignea

4

爬山虎

葡萄科

爬山虎

Parthenocissus tricuspidata

5

凌霄

紫葳科

 

Campsis grandiflora

3.2.2.4    广东地区常见屋顶绿化地被和草坪植物推荐    详见表5

广东地区常见屋顶绿化地被和草坪植物

序号

种名

科名

别名

学名

1

蔓花生

蝶形花科

假花生、花生藤

Arachis duranensis

2

大叶油草

禾本科

巴西地毯草

Axonopus affonis

3

铺地木蓝

蝶形花科

穗序木蓝 、爬地蓝

Indigofera spicata Forssk

4

沿阶草

百合科

麦门冬、书带草

Ophiopogon japonicus

5

玉龙草

百合科

 

Ophiopogon japonicus’Nanus’

6

佛甲草

景天科

小马齿苋、野马齿苋

Sedum lineare Thunb

7

马尼拉草

禾本科

马尼拉结缕草

Zoysia matrella (L.) Merr.)

8

细叶美女樱

马鞭草科

草五色梅

Verbena tenera

 

结语    屋顶绿化作为一种不占用地面土地的绿化形式,其应用越来越广泛。它的价值不仅在于能为城市增添绿色,而且能减少建筑材料屋顶的辐射热,减弱城市的热岛效应。

屋顶绿化在大中城市刚刚起步,是一种适合于现代城市发展要求的、节能、环保、生态型的建筑新技术,值得我们对这种新技术进行总结与推广。

参考文献:

  [1]康艳兵.建筑节能关键技术回顾和展望【J.中国能源,200611

  [2]刘梦飞.城市绿化覆盖率与气温的关系【J.城市规划,20073

  [3]时真男、张伟捷.屋顶绿化对建筑能耗的影响分析【J.工业建筑,20067

[4]王晓俊.风景园林设计.增订本. M】南京:江苏科学技术出版社,2000

[5]殷丽锋,李树华.日本屋顶花园技术【J.中国园林,2005 (5).

[6]李谦盛,屋顶绿化栽培基质的选择【J.安徽农业科学,2005(1)

[7] 《屋顶绿化设计规范》DB440300/T 37-2009 .  深圳市农业地方标准

[8] 《屋顶绿化技术规范》DB440100/T 111-2007.   广州市技术规范

[9] 《屋顶绿化规范》DB11/T 281-2005 .          北京市地方标准