屋顶绿化:屋顶绿化

屋顶绿化简介

屋顶绿化国际上的通俗定义是一切脱离了地气的种植技术,[1] 它的涵盖面不单单是屋顶种植,还包括露台、天台、阳台、墙体、地下车库顶部、立交桥等一切不与地面、自然、土壤相连接的各类建筑物和构筑物的特殊空间的绿化。它是人们根据建筑屋顶结构特点、荷载和屋顶上的生态环境条件,选择生长习性与之相适应的植物材料,通过一定技艺,在建筑物顶部及一切特殊空间建造绿色景观的一种形式。

被称为“建筑第五立面”的屋顶,一直是都市中尚待开垦的“处女地”,处于一种被忽略、被遗忘甚至被糟蹋的地位。一方面是城市绿化面积和水面面积被越来越多的高密度建筑物蚕食,另一方面大量的屋顶却仍然素面朝天,未被有效利用,甚或成了“垃圾仓库”,这是目前城市建设及管理上的一个死角。而被众多生态环境专家、城市规划专家、建筑设计专家所推崇的屋顶绿化,则既能兼顾建筑景观,同时又能改善城市生态环境。

现在的屋顶绿化已经不再仅仅局限于园林教科书上的“屋顶花园”,[2] 而是把它提升、扩大为一个新的行业。其与地面绿化同属城市园林范畴,是城市园林的一部分,但如同园林区别于林业一样,同属而又有别,它有诸多不同于地面绿化的特殊性和复杂性,是当代园林发展的新亮点、新阶段。

屋顶绿化功能

屋顶绿化不仅仅是绿地向空中发展,节约土地、开拓城市空间的有效办法。也是建筑艺术与园林艺术的完美结合,在保护城市环境,提高人居环境质量方面更是起着不可忽视的作用。

1、改善城市环境面貌,提高市民生活和工作环境质量;

2、缓解大气浮尘,净化空气;

3、保护建筑物顶部,延长屋顶建材使用寿命;

4、缓解城市热岛效应;

5、保温隔热,减少空调的使用,节约能源;

6、消弱城市噪音;

7、增加空气湿度,净化水源;

8、提高国土资源利用率;

9、可种植瓜果蔬菜,形成城市菜园、果园;

10、可根据喜好建立简单休闲娱乐设施。

屋顶绿化的好处

1.提高城市绿化覆盖,创造空中景观;

2.吸附尘埃减少噪音,改善环境质量;

3.减少城市热岛效应,发挥生态功效;

4.缓解雨水屋面溢流,减少排水压力;

5.有效保护屋面结构,延长防水寿命;

6.保持建筑冬暖夏凉,节约能源消耗。

屋顶绿化施工注意事项

1、安全第一位,荷载最重要

安全中最重要的就是屋顶的荷载,它由静荷载和动荷载组成。静荷载是屋面构造层、绿化构造层、植被层等所产生的屋面荷载。动荷载指由积雪和雨水回流、人员走动及建筑物修缮等工作所产生的屋面荷载。屋顶花园设计时,尽可能把较重的荷载如园林小品、亭阁、假山置石、水池选择在建筑承重的位置上(梁、柱、承重墙)。

2、做好防水、排水是关键

防水排水是屋顶绿化的关键,故在设计时应按屋面结构进行多道防水设施,做好防排水构造的系统处理。各种植物的根系均具有很强的穿刺能力,为防止屋面渗漏,应先在屋面铺设具有阻根功能的防水材料。

防水层施工完成之后,应进行24小时蓄水检验,经检验无渗漏后,在其上再铺设排水层,排水层可用塑料排水板、橡胶排水板、PVC排水管组成。

排水层上放置隔离层,其目的是将种植层中因下雨或浇水后多余的水及时通过隔离层过滤后排出去,以防植物烂根,同时也可将种植层介质保留下来,以免流失。隔离层可采用重量不低于250g/m2聚酯纤维土工布或无纺布。最后,在隔离层上铺置种植层。

3、基质要营养环保,更要轻

根据屋顶绿化的立地条件,基质层除了满足植物生长条件外,还需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。一般土壤很难达到这些要求,因此屋顶绿化一般采用各类介质来配制人工土壤。目前应用最理想的是珍珠岩人工土壤。

屋顶绿化现实意义

随着城市建设的飞速发展,城市里空气污染问题日趋严重。目前广大城市存在的许多的城市问题需要解决,如何在有限的城市空间内扩大绿化面积,成为人们必须面对和解决的新问题。现状的绿色建筑主要是体现在材料和清洁能源的运用,但是建筑屋顶作为一个非常重要的内容并没有受到足够的重视,近年来人们才开始发现这个隐秘的角落——屋顶,也就是所谓的“第五立面”。

城市屋顶占有约城市面积的1/5,如果合理改善并加以利用,会使城市在环境与绿化方面得到整体的提升。目前,中国在屋顶绿化领域还处于发展阶段,对于技术方面还有待提升,而管理机制方面更是处于极度欠缺的状态。

屋顶绿化全面解决人类面临的生态危机、环境危机、健康危机和经济危机。

屋顶相当于一个人工沙漠,夏天太阳直射时,屋顶温度可超过60摄氏度,一般的动物植物都无法生存,某些耐旱植物生存时,由于缺水,蒸腾作用和光合作用暂时停止,并不能达到人类所期望的结果。

把屋顶建成人工湿地,其耗水量可达到同等面积的水面的2倍,森林的4倍,草地的8倍。耗水量越大,其蒸腾作用和光合作用越大,降温、吸收二氧化碳、产生氧气和能力越大。湿地被称为“地球之肾”,采用“人工湿地”对屋顶绿化进行绿化,相当于将沙漠直接变成湿地,其生态贡献将是最大的。

屋顶绿化设计注意事项

屋顶绿化是一种节水、节能、节地的绿化方式,但屋顶绿化需针对特定屋顶的荷载承受力及建筑特点专门设计,以满足屋顶绿化中的屋顶疏水板轻巧、易于搬运、安装简单、稳定等要求;此外,如果已经布置了太阳能储能设备,那么屋顶绿化就不能采用可能会因为正常生长而影响电板工作的爬墙植物,这时可以简单地在空隙处布置一些矮小的直立花草;在没有设计太阳能屋顶的情况下,如果建筑物的屋顶是一定角度向地面倾斜的,那么让藤蔓植物自然覆盖整个屋顶就又比直接在屋顶上放置盆花盆草要安全实用。

建筑屋顶绿化需注意尽可能采取当地特有的地方物种,除了这些物种更能适应该地区的自然条件,从而可以减少维护投资等经济效益方面的考虑外,更重要的是,地方物种对于本身所处的环境系统是无害的,而人工引入物种则可能造成物种入侵并导致生态系统一定程度的崩溃,这就完全违背了生态建筑的理念。

在优先采用地方物种的前提下,建筑的屋顶绿化系统还应该保证一定的物种多样性。多样化的物种能够保护生物链上最基层生物的生存环境,保障高级生物的能量基础,促进生态系统的健康发育。

1. 植物配置问题

植物种类宜选择姿态优美、矮小、浅根、抗风力强的花灌木、小乔木、球根花卉和多年生花卉。由于多年生木本植物根系对防水层穿透力很强,因此,应根据覆土厚度来确定种植植物品种。覆土厚100cm可植小乔木;厚70cm可植灌木;若覆土50cm厚,可以栽种低矮的小灌木,如蔷薇科、牡丹、金银藤、夹竹桃、小石榴树等;若覆土厚30cm,宜选择冬枯夏荣的一年生草本植物,如草花、药材、蔬菜。

2.抗风性

屋顶花园的设计中为了功能和美观的需要,有时需要设计一些构架,小品等立于屋顶之上。如果必须设计这些,我们将会遇到一对矛盾体。A,屋顶往往风力较低面大,则需要构架基础更牢固;B,在屋顶没有条件将基础埋于土下很深处,在屋顶上植筋效果不理想还破坏屋顶防水层也是不可取的。这是一对矛盾体,解决这对矛盾的方法就是为之设计放大基础。

3.结构顶板荷载

通常屋顶花园设计时屋顶结构已经完成(部分为已成建筑),屋顶结构还能承受多少重量是我们做屋顶设计的前提条件。如若设计超过建筑顶部设计荷载,将会导致屋顶结构处于随时危险的状态,此为屋顶花园设计之大忌。因此我们在屋顶花园设计时要考虑设计内容的重量区间,种植土的厚度,最大能种植多大规格的树等等。

4.防水和排水

通常原始屋顶是通过屋顶面找坡排水的形式,将雨水引至排水口,屋面做防水层。在屋顶花园设计以后如果不采取专业处理,屋面的雨水无法快速地从排水口排出,将导致屋顶积水、植物根系破坏防水层导致漏水,屋顶植物淹死等问题。所以我们做屋顶绿化设计时要考虑到屋顶有组织排水,屋顶和种植土之间需要铺设屋顶花园专用排水板,屋顶花园专用排水板不妨碍屋顶自由排水,且有部分蓄水功能,保持屋顶植物的水分。做法(从下往上做法为:屋顶结构-防水板-无纺布一层-5~10cm厚中粗砂-适当厚度的轻质种植土-屋顶植物)。实际工程中屋顶花园专用排水板已经得到广泛的运用,它的效果也得到了实践的考验。

5.防止植物根系穿刺问题

屋顶绿化植物的根系若不采用阻拦的措施,会对屋顶的结构造成一定的伤害。即使是在仅有防水层或包括压制层的屋面上,由于空气的流动作用导致一些植物的种子飘落屋面上,在一定的条件下,植物也能顽强的生长。其后果导致其根系穿透防水层,甚至结构层,从而使整个屋面系统失去作用。在花园无卖弄上,由于涂层的存在,产生了更有利于植物生长的环境。其他的某些外来植物一般都较我们预先铺设的植物更具生命力,这些植物会不断侵蚀其他植物的领地。另外,草类植物的根系相当发达并且穿透力较强,对防水层及结构层的破坏力也很大。所以在建筑物的结构层上进行园林建设时,就必须引导和限制植物根系的生长。否则,植物根穿透防水层会造成防水功能失效;植物根穿透结构层而造成更为严重的结构破。

屋顶绿化技术考虑

经过多年研究筑梦源屋顶无土绿化研发出屋顶绿化全面解决方法,是代表屋顶绿化未来的发展方向,我们采用的方法有如下特点:

一、采用无土基质载体,基质厚度仅3-5cm,每平方米载重小于40kg(吸水饱和后),不会对屋顶安全及寿命造成任何影响。

二、无土基质不含有害物质,做到真正的无土绿化,非常干净、环保,不会造成二次污染。

三、无土基质性能稳定、使用寿命长、不板结、可重复使用。

四、无土基质质地疏松、排水性好、保水和保肥能力强,为草坪茁壮成长提供保证。

五、施工方便,很好地解决了有土屋顶绿化(要铺设排水层、过滤层、隔根层、保湿层)施工复杂的技术难题。

六、有效保护防水层和建筑屋面,延长了建筑屋面的维修时间及使用寿命。

七、维护简单,发现屋面渗漏把草坪卷起维修即可;修理工作变得更快、更轻松。

八、屋顶如做了屋顶无土绿化可代替隔热层,隔热效果非常好,以北京来说夏天室内温度比非屋顶绿化屋面低3-5度,冬天室内温度比非屋顶绿化屋面高3-5度,有效的降低室内调节温度使用能耗。

九、我们的方法采用先进的自动微灌系统,比用人工浇水节水,有效地节约用水并节省了人工浇水费用,草坪长得会更好。

十、景观好∶草坪铺设能马上成坪,整齐划一,就像一块绿色地毯,整体景观非常的好看。

屋顶绿化存在问题

其一,种花栽草,势必要在屋顶上铺垫很厚的泥土。100平方米的楼顶垫上泥,房子就要承重几十吨。如果是水面养殖承重量更大。而一般屋顶的设计和构造, 大多没有考虑承受这样大的重量。

其二,屋顶防水层上面有土壤和植物覆盖,如果发生渗漏,很难发现漏点;花草有根须,根须无孔不入,如果防水层搭接部位或材料本身有孔隙,根须即会浸入并扩展,使防水层失去作用。

其三,花草生存,离不开水和肥料,如果屋顶长期保持湿润状况,再加上肥料中酸、碱、盐物质的腐蚀,会对防水层造成持续的破坏,如果防水材料的防水性能、防腐性能不稳定,污水会通过缝隙向下渗透。

其四,遇到暴雨,泥沙、污物被冲刷而下,会堵塞下水道和玷污外墙。遇到大风,则尘土飞扬,污染环境。

其五,狂风会将屋顶上的花盆刮倒,自天而降的花盆,会给行人带来伤害。

其六,饲养家禽产生的粪便气味和嘈杂,以及家禽脱落的羽毛对周围环境的影响。

其七,绿化、种植和养殖造成的违章搭盖,有碍市容观瞻。

温湿度条件差:因屋顶位于高处,四周相对空旷,因此风速比地面大,水分蒸发快。屋顶距地面越高,绿化条件越差。植物品种较为单一。

造园及植物选择有一定的局限性:因屋顶承重能力的限制,无法具备与地面完全一致的土壤环境,因此在设计时应避免地貌高差过大,在植物的选择上一般应避免采用深根性或生长迅速的高大乔木。

顶层有住户的建筑不宜建设噪声大(如运动场等)设施。

综上:对屋顶的承重能力,植物的选择与培育有很高的要求。因此,在房屋设计施工时,就要考虑屋顶的承重和排水问题。若不顾及建筑条件,盲目大量推广也会带来诸多问题。我们若有意识地朝着建造屋顶花园、屋顶种植和养殖利用这个方向去努力,一些存在的问题是可以得到妥善解决的。

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