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屋顶花园概述一.屋顶绿化问题概述屋面视为抬高的一片平地，除了作其它功能用途外，种植是屋面一项重要功能，也是一种屋面形式。作种植屋面的技术较为复杂。土层的厚度要根据植物种类确定，土质配比、多雨或少雨地区，南方或北方地区，设计各有不同。是否设保温房、蓄水排水层，必须依据具体工程而定。至于种植屋面对城区环境所起的保护意义，换句话说为什么要在屋面上种植，不仅是建筑师设计问题，更是防水工作者面对的技术问题。关于这些问题，下面提供一些技术资料供参考。 （一）城市是人工环境。原因是密集的建筑群，密布的道路网，存车场，上述都不能吸收水份，雨水直流入下水道，流人河湖，城区干燥。（二）城市机动车多，发出余热的地方多，如住宅炊食，工厂散热，建筑、道路吸收日光热，机动车散热，使城市成为热岛。据气象部门测定日本东京、中国北京气温比前些年升高三度。（三）称谓：种植屋面 抬高的园林或农田。 道路、存车场、篮球场 坏死的皮肤。 坡屋面 伤疤、吸热器。 市区河流 担心堵塞的血管。 汽车 均匀散布污浊空气的机器。 （四）雨水经流系数 ( 雨水从屋南流过速度系数 ) 流经地 径流系统坡屋面15 1 坡屋面15 0.8 屋面铺砾石 0.5 绿化屋面 0.3 五）植物叶吸收热能 60 %的辐射热变为树叶蒸发热，水分散入空气中，空气湿润，缓解空气剧烈的变化。 太阳能辐射热吸收系数 屋面种类 吸收系数 屋顶植树 0.86 屋面植草 0.70 屋顶铺地砖 0.56 沥青卷材(光面) 0.800.90 绿色沥青卷材 0.86 （六）滞留尘埃树叶吸附灰尘。枝叶稠密如同过滤器。林木草地中的空气尘埃含量比稠密建筑群中的空气尘埃少56。 （七）屋顶草木吸收二氧化碳、放出氧气。一平方米的草坪放出的氧气相当于100平方米的林木放出的氧气。 一株百年的小毛榉，每小时吸收2352克二氧化碳，放出1712克氧气，超过一个成年人一天所用的氧气量。 （八）吸附灰尘。叶表面生长绒毛，有褶皱或分泌粘液，吸附灰尘。缺少树的城市，每天降尘量 850mg平方米，而城区城郊绿化好的城市每天降尘量不足100mg平方米。（九）吸收有害气体。氟化氢气体通过40米宽的刺槐林，比通过40米宽的空旷地降低50%。每千克海桐叶吸收911mg氟，每千克合欢树叶吸收二氧化碳 37.7g，悬铃木、梧桐树吸收二氧化碳30g以上，夹竹桃、棕榈树、桑树、大叶黄杨树均能吸收汞蒸气，有些树吸收苯、醛、酮等污染物。（十）植物杀灭细菌。植物叶分泌物质有杀灭细菌的作用。据南京植物研究所在当地测得：绿化差的中华门火车站为49700个细菌，缺林的马路上为44050 个细菌。有绿化的马路为24480个，中山植物园为1046个，柏树林为747个，而松树林中仅有589个。 （十一）植物可消除噪音。三斤硝酸基甲苯炸药，放在一公里深处的海水中，爆炸声可传至4500公里；如果放空气中爆炸可传至4公里；若在森林中爆炸，其声传至400米即消失。 （十二）密稠的树叶是消声器。树叶重重叠叠，叶上气孔和毛泥迟滞声的和传递，叶子不断颤抖消弱声强。一株中等大小的桦树，约二十万片叶子，其面积1200平方米，相当于2亩地的面积。至于针叶树，其面积更大了。 （十三）屋顶绿化。因种植土吸水，植物也吸水，所以雨水落在屋顶，仅13排出屋面(大雨)，23存留在屋面上，晴天部分蒸发到空气中，从而调节城市气候。 （十四）种植屋面覆土和植物重(荷载)是结构设计重要依据，覆土20厘米厚，一般按400kg平方米。如植高大乔木应另行计算。水池、假山、人行道，按具体情况计算荷载。 （十五）种植屋面具有强高隔热效果，夏季屋顶温度达60，气温34，室内温度比非种植物屋面降低4。随覆土厚度增加，降温效果越好。 （十六）种植屋面保温效果很明显。不论北方或南方都有保温作用。特别干旱地区，入冬后草木枯死，土壤干燥，保温性能更佳。保温效果随土层厚增加而增加。种植屋顶有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或骤然下降而大幅波动。冰岛和斯堪的那维亚半岛的种植屋面，已有百年历史，证实上述情况。 （十七）种植屋面的坡度。其坡度030覆土一米以上可以平的，覆土薄30厘米时坡度可在5以下。屋面坡度大于5时，应考虑土层滑移，或者作成梯田式。 （十八）屋顶应设积水池(多雨地区)。大雨后覆土吸水饱和，多余水积蓄起来，不使流失。当土壤干燥时，使用积存水浇灌。（十九）种植屋面构造层。这是设计时最为关键的一项工作。不同的屋顶，采用何种方式绿化；选择何种植物，当地气候特点，(寒热、多雨、干旱等条件，必须细细考虑)。选用何种土，是否设保温层，要不要蓄水层和排水层，防冬季土层冻胀，大乔木防风问题，硫莱烂根现象等，直至于选择的防水材料，供水和诽水构造，人行道、女儿墙，都是设计人员考虑的问题。 （二十）种植屋顶有两类：一类是地面上楼房屋顶，就是抬在空中的地面。这类屋面覆土较薄，一般不超过30厘米，若种乔木须单作树池。二类是地下建筑顶板上种植。这类屋面覆土较厚，常在一米以上，建筑四周无女儿墙分隔，种植土和大地相连成片。（二十一）屋顶绿化形式有三种： (1) 全屋面覆土种植，这种方式绿化效果最佳，尽量采取这种形式。 (2) 大小乔木、灌木均用树池，与小片草坪相结合。 (3) 盆栽。屋面上全部用大小花盆、花槽，摆齐放满。这种形式绿化较差，但防水简单易行，摆放布局灵活，根据需要可以随时改变。 （二十二）种植屋面防水构造(从上至下为序)。 一) 种值土可以用野外的田土，也可以用生土，掺加动物粪便、草木灰、切碎杂草、树叶糠、珍珠岩、蛙石等，混合。增加土壤肥力，减轻荷载。 土层厚度依植物而定。草坪：1520厘米；小灌木：30厘米；大灌木50厘米，乔木：80 厘米以上。 土层厚度不能少于15厘米，土层太薄，没有蓄水能力，每天要浇水，否则干透。逢雨季应足够的排水能力，积水多，植物烂根，特别种植蔬菜，更不能太薄。从保温和隔热以及吸声考虑，也不能太薄。 二) 隔离过滤层 为了防止种植土被水带入排水层流失，故在种植土下放置一层隔离层。隔离层采用无纺布或玻纤毡，可以透水，又能阻止泥土流失。 三) 排水层 大雨或人工浇灌水过多时，种植土吸水饱和，多余的水应排出屋面。排水层采用卵石，粒径不大于3厘米。总厚度56厘米。排水层又可作蓄水层，多余水蓄在卵石层内，当种植土干燥时，又可返吸人土中。现在有多孔硬泡板，可吸收大量水，供给种植土返吸。蓄水层具有节约用水，又能保持土壤湿润的作用。四) 防根穿刺层 植物根有很强的穿刺能力，特别树根，年代越久，扎的越深，并且分泌一种腐蚀力强的液汁，许多防水材料经受不住。目前我国防水材料中可以入选的有三种：1、铝合金卷材。厚0.81.2毫米，耐腐蚀，防水性能好，焊接施工，耐久性好。古代建筑屋顶，使用500年之久。此种卷材由浙江永康骏宁特种防漏有限公司独家生产。2、高密度聚乙烯种低密度聚乙烯土工膜，厚为115毫米，焊接合缝。本材有多家生产。 3、聚氯乙烯，焊接施工，厚度1.21.5 毫米，此材已有多家生产。要求必须是P型的。五) 隔离层，有时候出现耐根穿刺层和防水层不相容现象，为此中间加一道隔离层。隔离层采用聚乙烯膜、玻纤布、无纺布或抹一道水泥砂浆均可。 六) 防水层。卷材或防水料均可。如用高分子卷材，拒绝粘结合缝。 七) 砂浆基层。 八) 保温层：覆土较薄的严寒地区，应考虑保温。 （二十三）种植屋面应为二级建筑设防。至少两道防水。如果发生渗漏，翻工维修很困难，花费大。 （二十四）在严寒地区种植屋面的边墙，要考虑种植土冻胀对边墙的推力。 （二十五）地区不同，种植屋面结构不尽相同。 1、严寒又多雨的东北，应考虑加保温层和排水层。 2、干旱又寒冷的西北地区，冬季草死、土干，以土代替保温层。不必另设排水层。3、炎热多雨的南方地区。种植屋面坡度不宜大于50以防雨水冲刷、土壤流失。多雨的南方不必加保温层，但要作好排水层和排水系统。 4、覆土80厘米以上，四周与大地土层相连，不必设保温层，也不必设排水层。（二十六）种植屋面包括假山和瀑布喷泉时，这些设置荷载很大，设计屋盖时必须特别考虑屋盖结构的承载力。（二十七）屋顶绿化是城市园林化的重要组成部分。据国外报道和报纸以及有关书刊，城市气候恶化的重要原因之一是高楼大厦的密集群。今后城市现代化、不再是以楼高为表征，而是以其设施的现代化为准。特别要走园林化、街道园林化、住宅区园林化、厂区园林化、学校机关园林化的道路。 （二十八）墙体立面绿化，女儿墙顶绿化，都是建筑绿化的组成部分。许多城市已开始工作，成都市政府已明令实施全市房屋立体绿化工程。 （二十九）屋面绿化历史 考证世界屋顶历史，约4000年。在4000年前幼发拉底河下游(伊拉克)苏美尔人建立城堡庙塔，在屋顶上建花园，公元十三世纪蒙古军队占领阿拉伯，烧毁了这个屋顶花园。公元前604年，巴比伦国王尼布甲尼撒，为爱妃在巴比伦堆土山建宫室，宫室顶以石板铺筑，再铺浸透柏油(沥青)的柳条，再铺二层砖(类似砖的烧结块)，其铺一层铅饼，最后填土约4米厚。种植花草和大树，并引水浇灌，这是较早的也是完善的空中花园。这一屋顶种植是世界奇迹。屋顶绿化的类型根据德国的标准，通常将屋顶绿化分为三种类型：拓展型屋顶绿化(Extensive Green-Roof)、半密集型屋顶绿化(Semi-intensive Green-Roof)和密集型屋顶绿化(Intensive Green-Roof)。 拓展型屋顶绿化 国内称为简单式屋顶花园，顾名思义就是根据建筑荷载比较小的特点，利用草坪、地被、小型灌木和攀援植物进行屋顶覆盖绿化。中国的做法多采用草坪，而德国多采用景天科（Sedum）这种耐干旱低养护的植物，往往不需要单独设置灌溉系统，只靠自然降水就可以解决植物养护的问题。 拓展型屋顶绿化目前要比密集型的屋顶绿化更普及一些，它就像一个活的“植物毯子”，建造速度快、成本低、重量轻，并且几乎不用维护，每年只要检查1到2次就可以了，但通常不能让人在上面活动。半密集型屋顶花园 半密集型屋顶花园适用于可以看得见的屋顶，需要全年都能观赏到绿色和开花植物。其厚度较拓展型的厚，植物选择的范围也更广，但不包括乔木类的高大树木。其需要定期灌溉和维护，屋顶上可以留有小路和庭院供人们行走和停留。密集型屋顶绿化 密集型屋顶绿化可以说是真正意义上的屋顶花园，通常可以加入树、草、亭子、水池、假山和木椅等各种园林设计元素，为人们提供了休闲和运动的空间，但也需要经常的维护和保养。 对于建筑静荷载大于等于250kg/平方米的建筑物，可以选择半密集型屋顶绿化；对于建筑静荷载大于等于500kg/平方米的建筑物，可以选择密集型屋顶绿化（国内称为花园式屋顶绿化），其植物选择种类比较丰富，灌木或者乔木都是可以选择的，可以采用乔、灌、草结合的复层植物配植方式，产生比较好的生态效益和景观效果。一些景观设计上的元素，例如花架、山石、水景等较重的物体都应设计在墙、柱、梁等位置，地面也可以设计出地形。1.1拓展型屋顶绿化概述 屋顶绿化的生态价值和经济价值城市绿地流失这个问题不仅存在于中国，同时也是一个世界范围内的问题。20世纪70年代的欧洲屋顶绿化作为一种新兴的城市绿化形式逐渐被一些发达国家广泛应用。顾名思义，屋顶绿化是指采用各种绿化材料和建筑材料在建筑物的顶部进行绿化建设的一种技术，屋顶绿化是一种具有很好的生态价值和经济价值的绿化形式。较为突出的生态价值是：1） 屋顶绿化不占用城市地面面积进行绿化；2） 缓解城市热岛效应；3） 屋顶绿化的植物可以增加城市空气中的氧气含量；4） 减少建筑物屋顶的辐射热；5） 为城市中已经无处栖身的生物重新提供了栖息的场所；生态价值已经有很多文章进行过论述，相对于生态价值屋顶绿化的经济价值则是很多人所忽视的。很多开发商认为开发一个楼盘或者项目绿化方面的重点是做好建筑物周边的配套环境，不惜重金聘请国外老牌顶尖设计公司打造出一个个“天下无双”的环境景观，谁又会把钱花费在那些人们无法看的清楚地屋顶上呢？ 分析一下屋顶绿化中到底存在着多少经济价值：1） 当建筑物漏水的时候我们可能都会想到是防水层出现了问题，是因为屋顶上的水太多而让防水层渗漏的吗?实际上的情况不是这样的，防水层的材料多为PVC, SBS，EPDM 等化工产品，本身都有不让水分子通过的特性，但是长时间的裸露在阳光下被阳光中的U/V射线照射而提前老化以致使一些接口或者搭接缝的地方出现了渗水的空隙。假如在裸露的建筑物屋顶上建造一个屋顶花园，那么屋顶绿化将成为一个保护层防止太阳光直接照射在裸露的防水层上，也就是说延长了防水层的使用寿命，节约了屋面防水材料的维修费用。2）屋顶绿化一般覆土最少也要在8厘米左右，再加上土壤层下面的蓄排水系统，可以充分减小热传导和热辐射，换句话说就是起到了一定的保温层的作用，节约了能源的费用。3）建筑物屋面排水方式多为设置排水沟或者雨水斗汇水，如果遇到大暴雨的话排水系统就将面临巨大的压力，一个雨季之后很可能就要进行检修。而屋顶绿化一方面利用自然降雨进行灌溉另一方面又减小了屋顶排水系统得压力（德国Duesserdolf Uni 做过试验后论证以德国ZinCo FD25 屋顶绿化系统为例可以减小65-70%左右的排水系统的压力），这样看来还可以节约一部份维修排水系统的费用。先进屋顶绿化技术和传统技术构造比较提到屋顶绿化的排水方式，至关重要的原则就是利用整个屋面现有的排水系统，无论设计中使用的是排水沟、雨水斗、落水系统还是虹吸排水，在设计中尽量都不要破坏屋面排水的整体性，尽量避免地表径流的方式排水。德国现在广泛使用的是塑料制品的蓄排水系统， 国内也慢慢开始广泛使用，这种产品的好处就是排水迅速，在屋面上不会形成积水，有利于植物生长；另外和传统的陶粒卵石排水不但排水层厚度减小了而且重量方面也减小了很多，减轻了屋面的荷载。如上图所示以种植草坪为例，可以看出构造层的厚度区别，传统做法使用砾石或者陶粒作为排水层整体厚度需要38厘米；而使用先进屋顶绿化技术的构造层整体厚度为20厘米。图形旁边的表格则表示干燥和完全保水两种情况下的荷载。传统做法的干燥荷载为850kg/平方米, 完全保水的荷载为950kg/平方米；而先进的屋顶绿化系统干燥荷载为174kg/平方米，完全保水的荷载为220kg/平方米。由此可以看出先进的屋顶绿化技术不仅可以大大降低整体厚度和荷载，而且具有一定的保水能力，也就是说每平方米至少可以保存15升的水分促进植物的生长。拓展型屋顶绿化介绍Extensive Green Roof 拓展型屋顶绿化（国内称为简单式屋顶花园）。顾名思义就是根据建筑荷载比较小的特点，利用草坪、地被、小型灌木和攀援植物进行屋顶覆盖绿化。中国的做法多采用草坪，而在国外多采用景天科（Sedum）这种耐干旱低养护的植物，往往不需要单独设置灌溉系统只靠自然降水就可以解决植物养护的问题。现在中国国内正在推广的一种佛甲草就属于景天科的一种，这种植物的优势就是耐旱，可以在相当长的时间内不用浇水，但是耐旱并不等于植物本身不需要水分。曾经听到过生产佛甲草的苗圃的人说过“佛甲草三年不需要浇水”，本着客观的态度弄到一些试种，结果如何呢?三天没有浇水植物本身没有什么变化；一个星期没有浇水植物的叶片就会出现发蔫的状况；两个星期没有浇水植物叶片就会发现周边泛黄卷边发蔫严重的状况；一个月没有浇水植物叶片就已经全部卷边变成黄色并且可以看到植物本身的叶片几乎已经没有水分。当重新浇水后植物的整体状况又恢复如初。据观察的原因是景天科的植物主要将水分贮存在叶片和茎中，所以可以起到类似于骆驼驼峰的作用，但是如果没有浇水那么植物就会消耗本身的养分和水分，最后慢慢枯萎。而且另外一点佛甲草本身属于多浆多肉植物所以不像草坪一样可以踩踏，所以景天科的植物多用于不上人屋面或者局部的种植。德国景天科植物的实际效果最初在中国国内推广拓展型屋顶绿化的时候，从德国引进了十多个品种的景天科植物在北京市园林科院所进行本地化的培育和驯化，以期待在不久的将来可以应用于实际工程。现在在南京的一个工程整体采用拓展型屋顶绿化并且我们为客户制作了一个小的模型，模型模仿建筑物的斜屋面并且种植了景天植物。屋顶绿化植物配置荷载参考对于屋顶绿化的设计及荷载可以参考下图，图中标注了不同植物所需要的土壤层厚度以及完全水分饱和后的荷载。（供参考）快车下载：经常接触到屋顶绿化的项目，经常会有业主从节约成本的角度要求使用自然原土作为屋顶绿化的基质材料，其实自然土壤根本不适用于屋顶绿化。自然土壤的荷载过大，1800kg/平方米，以10厘米土壤层计算下来一平方米土壤就需要180kg，在屋面宝贵的荷载范围内就占据了很大的比例。而火山岩土壤完全保水之后的容重只有500kg左右，同样以10 厘米的厚度计算一平方米只需要50kg；自然土壤颗粒细密，密实度大，如果遇到自然降雨，雨水很难迅速进入土壤更别说可以渗透到下面的蓄排水系统中，我们希望看到的整体排水又变成了地表径流。其实现在屋顶绿化专用的土壤也出现了很多种，比如：腐殖土加入陶粒、火山岩土壤等等。原则上都是使用轻质的人工基质加入一些直径在5-8毫米左右的轻质颗粒物，比如常见的粘土砖破碎的颗粒、蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土颗粒等等，目的就是增加基质层中的空隙率加快水的渗透速度同时减轻荷载。火山岩土壤作为最轻的种植基质完全保水之后荷载为500千克/立方米，价格在300元/立方米左右；腐殖土加入陶粒完全保水之后荷载为900千克/立方米，价格在180-200 元/立方米左右；粘土砖破碎颗粒和营养土混合完全保水之后荷载为1000-1200 千克/立方米，价格约为250元/立方米左右。综上所述，真正的荷载数值还要取决于人工种植土壤的选择和厚度，根据厚度可以计算出土壤完全保水之后的容重。而种植土壤下面的材料荷载是固定的，依次为过滤层（0.1kg/平方米）;FD25 蓄排水盘具有储存9升水的能力（1.7 kg/平方米+9 kg/平方米=10.7 kg/平方米）；保湿保护毯具有储存5升水的能力（0.45kg/平方米+5kg/平方米=5.45kg/平方米）；隔根层具有防植物根系穿刺的能力，如果选择阻根防水材料那么可以省略隔根层（0.95kg/平方米）。建筑师可以参考材料的荷载再加上土壤层的荷载以及植物的荷载那么所得到的结果就是建筑结构设计所依据的数值。先进屋顶绿化系统的工作原理快车下载：快车下载：快车下载：快车下载：屋顶绿化植物根系阻拦的必要性一。追根溯源德国在屋顶花园的研究方面处于世界领先的地位，日本、美国等对花园屋面的技术研究及发展均是基于德国的基本理论。德国FLL机构对植物根阻拦材料的试验研究及检测标准是世界上公认的最具权威性的植物根阻拦性能认证标准。快车下载：在德国，植物根阻拦材料并不是最先在花园屋面上得到应用的。如图11，12 所示，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。二对花园屋面的认知在花园屋面上，由于土层的存在，产生了更有利于植物生长的环境。中国有句俗话种瓜得瓜，种豆得豆，但用在花园屋面上却有失偏颇。其他的一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，如果认为草类植物的根系不够发达或强度较差，就会走入另一个误区。如图22及23所示，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不亚于灌木和乔木。快车下载：(三) 植物根阻拦的必要性植物如果在无下部结构的自然土的生长环境下，植物的根系可按自然规律生长而不受其他条件的限制。而当我们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，其必要性在于：1 防止植物根穿透防水层而造成防水功能失效；在屋面结构层上进行园林建设由于排水、蓄水、过滤等功能的需要，屋面种植结构层远比普通自然种植的结构复杂，而防水层一般处于最下面一层。如果一旦防水层被穿透而进行维修时，将导致运作良好的其他各层被同时翻起，增加不必要的直接维修费用。同时，维修过程中所需材料、机具的搬运及运输而影响建筑物的正常运作，建筑物所有者为保持清洁和形象而导致的间接损失不可估量。2 防止植物根穿透结构层而造成更为严重的结构破坏；在没有植物根阻拦措施的情况下，屋面所种植物的根系会扎入屋面突出物（如电梯井、通风孔等）的结构层、女儿墙而造成结构破坏。这种破坏一方面来讲不仅比第一种情况会增加更多的维修费用，而另一方面这种破坏如不及时补救，将会危及整个建筑物的使用安全。综上所述，从经济和安全角度考虑，植物根阻拦层的设置对于花园屋面的建设是不可或缺的。如果忽略植物根阻拦层的设置，将造成因小失大的严重后果。快车下载：快车下载：快车下载：快车下载：快车下载：快车下载：1.2 屋顶绿化在国外发展的情况近代开屋顶绿化先风的是美国一位风景建筑师。1959年，他以开拓者的精神在一座6层楼的顶部建造了一个景色秀丽的空中花园，全园面积1.2公顷。他在屋顶上作了防水渗透处理后，上敷薄层土壤，配植乔木、花草，有曲折的甬道穿行其间，并设靠椅和小凳供人休憩。此后，屋顶绿化开始呈现出勃勃生机。一些发达国家在新营造的建筑群中，在设计楼房图纸时就考虑到了屋顶花园项目，造园水平越来越高。法国：在巴黎一幢幢高楼大厦的平顶上，栽种着各种树木与花卉，令人赏心悦目。有些人为在近千平方米的屋顶建造花园，更是倾注了大量心血，建人造草坪、圆形拱顶小屋，夏天在“空中花园”避暑，冬日则在用白雪装点的圆形拱顶内欢度良宵。英国：在伦敦，人们修筑带有屋顶林荫道的住宅区，人行其上，别具感觉：顶上绿草如茵，同广场的花圃、喷泉相映成趣。日本：东京规定，凡是新建建筑物占地面积超过1000平方米者，屋顶必须有20%为绿色植物覆盖，否则要被课以罚款。目前，该市屋顶绿化率已经达到14%。德国：进一步更新楼房造型及其结构，将楼房建成阶梯式或金字塔式的住宅群，当人们布置起各种形式的屋顶花园后，远看如半壁花山，近看又似斑斓峡谷，俯视则如同一条五彩缤纷的巨型地毯，令人心旷神怡，美不胜收。加拿大：设计师、建筑师和园艺师们打破传统的分工，同心合力，别出心裁，在一座18层的办公大厦中，采用轻型多孔材料，建成了一个集假山、瀑布、水池、草坪、花坛等多种景致于一体的盆景式“空中花园”。此外，在俄罗斯、意大利、澳大利亚、瑞士等国的大城市，也都有千姿百态、风格各异、风景绮丽的屋顶花园。1.3 屋顶绿化在中国发展的情况二十世纪60年代初，重庆、成都开始出现屋顶花园，至80年代末，成都市中心有200多座商住楼屋面绿化率达72%；珠海、深圳都重视美化屋顶，提出“美化建筑第五面”。近年来，上海为了改善城市环境，绿地建设突飞猛进。由于上海是寸土寸金的国际化大都市，兴建绿地的拆迁成本昂贵，市中心每增添平方米的绿地就要付出上万元的代价，导致地面绿化的增长空间非常有限。上海共有2亿平方米的屋顶面积，到2002年底，申城屋顶绿化面积只有22.29万平方米，仅利用了0.11%的屋顶进行绿化，至今依然是大片的“空中荒漠”。研究表明粗放型屋顶绿化每平方米的造价在350元左右，与同等级的地面绿地相差不多，而且屋顶草坪养护费用极低。因此，在不占用土地的情况下，屋顶绿化是改善上海城市环境的最佳方法。近年来，国内部分大中城市开始普及和推广屋顶绿化，屋顶绿化可以缓解城市的“热岛效应”，改善城市生态环境，却不占用可贵的地表资源，可以说是一种双赢甚至多赢的城市建设的生态型技术解决方案，下面归纳介绍屋顶绿化的主要功能和作用：1）从城市环境角度来看：a) 改善城市环境和气候，缓解城市的“热岛效应”，调节城市的温湿度；b) 绿化植物可以滞留空气中的尘埃，净化空气；c) 缓解暴雨所造成的积水、洪涝等地质灾害；d) 改善城市景观，达到与环境协调、共存、发展的目的；e) 为鸟类和昆虫等创造适宜的生长环境，有利于生物多样性保护；2）从建筑角度来看： a) 改善建筑物的外观，遮盖影响视觉效果的屋顶或墙体； b) 缓解建筑物热胀冷缩而导致屋顶裂纹引起的损害，以及防水层的老化和渗漏； c) 有效地降低屋顶表面的温度，从而节省空调用电量，达到节能的目的； d) 火灾发生时，起到保护建筑物和燃烧延迟的作用； e) 对于办公写字楼和工厂厂房等建筑，可以最大限度地利用建筑空间，建成供员工小憩的“屋顶花园”； f) 对于商业性建筑，可以达到改善环境、吸引客流的目的； 3）从使用者角度来看： a) 改善周围环境，起到视线遮挡、保护私密性的作用； b) 可以减噪和防风，有效地减小建筑物墙体的日光反射； c) 绿化环境可以缓解人们精神上和身体上的紧张和疲劳感； d) 为人们提供栽培、园艺活动的场所，丰富人们的生活，怡情养性。屋顶绿化在北京乃至中国的实施情况如何？佛甲草在屋顶绿化中起的作用如何？都是人们关注的一个焦点。然而一个事实是，大家都在努力，为提高城市建设的科学性，建立生态健全、景观良好的现代化国际都市而努力。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。如果能很好地加以利用和推广，形成城市的空中绿化系统，对城市环境的改善作用是不可估量的。 ) 屋顶绿化的特点1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。2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。3绿地边界规整屋顶形状一般为规则的几何形状且多重复出现，尤其在小区中更为明显。设计时应注意协调统一又富于变化，形成韵律。) 屋顶绿化的设计1花园形式屋顶绿化可做成小游园的形式服务于游人，多用于服务性建筑牞如宾馆、酒楼等，能为客人提供游憩空间。小游园应有适当起伏的地貌，配以小型亭、花架等园林建筑小品，并点缀以山石。选择浅根性的小乔木，与灌木、花卉、草坪、藤本植物等搭配。为满足植物根系生长需要，种植土要30厘米至40厘米厚，局部可设计成60厘米至80厘米。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。2色块图案形式采用大叶黄杨、紫叶小檗、金叶女贞等观叶植物或整齐、艳丽的各色草花配以草坪构成图案，俯视效果好，多用于屋顶高低交错时低层屋顶的绿化。因其注重整体视觉效果，内部可不设园路，只留出管理用信道。3应季布置形式采用盆栽花卉，根据其盛花期随时更换，并可在楼的边缘处摆放悬垂植物，兼顾墙体绿化。此法多用于低层屋顶绿化。(三) 造园层的结构结构层一般分为保温隔热层、防水层、排水层、过滤层、土壤层、植物层等。1保温隔热层：可采用聚苯乙烯泡沫板，铺设时要注意上下找平密接。2防水层屋顶绿化后应绝对避免出现渗漏现象，一旦出现问题，将使房屋的使用者产生排斥心理，直接影响屋顶绿化的推广。最好设计成复合防水层。3排水层设在防水层上，可与屋顶雨水管道相结合，将过多水分排出，以减轻防水层的负担。排水层多用砾石、陶粒等材料。4种植层种植层一般多采用无土基质，以蛭石、珍珠岩、泥炭等与腐殖质、草炭土、沙土配制而成。屋顶绿化有两个拦路虎：一个是1米以上厚厚的土层，增加了建筑物的承重，提高了建筑成本；二是经常浇水，损害防水层。这两个难题多年来阻碍了屋顶绿化的进展。一次成坪佛甲草苗块新技术很好地解决了这两大难点。苗块基质薄、重量很轻、科技含量高，不增加屋顶承重、不改变屋顶结构、不影响屋顶排水、不用人工浇水，有效保护防水层，取代隔热层，既可以广泛使用于面广量大的老房子屋顶，又可以为房地产商开发新的住宅提供平屋顶绿化的新型材料，由此可以看出，老的问题解决了，屋顶绿化有了新的突破。据北京市园林专家介绍，佛甲草具有在屋顶耐干旱、抗严寒、绿色期长、管理粗放等优点，该技术符合北京的实际，能解决屋顶绿化的问题，为平屋顶的绿化提供了一种可靠新颖的技术，适合在北京推广。屋顶绿化在技术上最大的问题是绿化材料的选择。比如像北京多风、干旱、雨水集中、节水、节能的城市，市区和郊区的老房子房顶的承重，减少或防止屋顶渗漏，种植后应起码有10年以上自然生长期及其生长中应达到少管理等等问题。北京市在屋顶绿化材料的选择了佛甲草作为一种轻型屋顶绿化材料在北京城市屋顶绿化中具有一定的应用前景。景天科植物作为屋顶绿化材料的优点是：自然屋顶状况下生长良好；极耐干旱，能忍耐较长时间的干旱；抗低温；无需厚基质种植，减轻平屋面负荷；根系无穿透力，不会破坏屋面结构；无须管理，自生自繁。佛甲草作为屋顶绿化植物材料在上海的开发利用完全成功，从而全面推广，已形成一个产品和完整的一套工艺流程。推广应用面积10万平方米，已是上海屋顶绿化的主要方式之一。由于北京的气候条件不同于上海，冬季寒冷的时间较长、寒风和春风以及干旱的影响，限制了一些植物在北京地区的应用，需要有一个引种选育和跟踪实验的过程。北京旷野屋顶绿化有限公司新开发的“一次成坪佛甲草苗块”屋顶绿化技术符合北京的实际，能解决屋顶绿化的部分问题，为平屋顶的绿化提供了一种可靠新颖的技术，适合在北京城市中推广应用。在确定行政管辖范围的基础上，加大行政管理力度以推进屋顶绿化的进程，为北京市贯彻刘淇同志“立体绿化”的批示精神提供依据，为2008年绿化美化工程奠定基础。屋顶绿化的实现，有利于增加绿化面积、改变家中景观、缓冲顶楼房间冷热变化、保护屋顶结构和延长防水层的使用寿命、创造大面积多层平顶房绿化的奇迹、体现现代大城市风采，鸟瞰城市更漂亮更美丽。继地面绿化、立面垂直绿化后，又一块绿化处女地正在被开发利用，它就是屋顶绿化。 当前上海、北京等城市园林绿化发展的突出问题是园林绿化发展与用地的矛盾。城市中心地区当前的绿化覆盖率和人均绿地指标严重不足。要改善城市中心地区的环境状况，必须全方位地挖掘潜力，努力扩大绿化面积提高绿化质量，于是，屋顶绿化的理念应运而生。 在这个项目上，中国的上海和北京走在了前面。 屋顶绿化又被称为“第五立体绿化面”，经测试，只要屋顶每平方米承重力超过30公斤就可以种植草坪，城市绝大多数楼房都具有这种负载力，不会产生安全问题，作为一种不占用土地的空中高科技绿化形式，运用范围越来越广泛，其价值不仅仅体现为给城市增添绿色、美色，盛夏时节还能大量减少房顶建筑材料的热辐射和城市的热岛效应，降低大气污染，改善城市环境。 据测算，在发达国家，屋顶绿化已被纳入城市法制化管理体系，做到了新建楼房规划设计、建设施工与屋顶绿化同步进行。因此，中国的城市更需要把屋顶绿化作为城市绿化的重要组成部分立法加以保障，将其纳入城市总体规划，统一布局，精心设计；同时，把屋顶绿化作为一种绿色文化与城市的个性、品位融为一体。 据专家介绍，北京屋顶绿化的作用主要有以下几个方面，首先，屋顶绿化对于2008年北京举办奥运会期间，提高北京城市景观质量和空间利用率，增加城市绿地数量和可视绿量，提高城市建设的科学性，建立生态健全、景观良好的现代化国际都市具有战略意义。其次，城市屋顶绿化更有效地利用了城市土地。地下空间的开发和地上绿化的同步进行以及屋顶空间的利用，可大大缓解城市用地紧张的矛盾。再次，城市屋顶绿化能够使自然植物与人工建筑有机地结合和相互延续，增加了人与自然的亲密度。另外，城市屋顶绿化还能够储蓄部分天然降水。据统计，屋顶绿化能够有效截留约70%的天然降水，并在雨后若干时间内逐步被植物吸收和蒸发到大气中，能够改善局部生态环境。无论是地上还是地下建筑，由于建筑屋顶的绿地被覆，夏季可以有效缓解城市局部热岛效应，减轻太阳辐射强度；冬季具有保温作用，降低能源消耗。屋顶防水层的合理使用年限为15年，保修期仅为5年买房需关心屋顶“安全”大多住宅防水层达标。二、屋顶绿化设计中应注意的问题2.1屋顶绿化的荷载问题屋顶应采用整体浇筑或预制装配的钢筋混凝土屋面板作结构层，有条件者，可用隔热防渗透水材料制成的“生态屋顶块”。一般情况下，要求提供350千克平方米以上的外加荷载能力。同时在具体设计中，除考虑屋面静荷载外，还应考虑非固定设施、人员数量流动、外加自然力等因素。为了减轻荷载，应将亭、廊、花坛、水池、假山等重量较大的景点设计在承重结构或跨度较小的位置上，同时尽量选择人造土、泥炭土、腐殖土等轻型材料。屋顶绿化的形式应考虑房屋结构，设计时以屋顶允许承载重量为依据。必须做到：屋顶允许承载重量一定厚度种植层最大湿度重量+一定厚度排水物质重量+植物重量+其它物质重量。在了解好这些之后，就应根据屋顶实际承重能力，设计不同功能的屋顶花园。1、屋顶绿化的主要荷载不同平顶式的建筑形式，其结构也不尽相同。在绿化装饰之前，首先必须了解屋顶的承载重量，然后结合需要，科学地布局，以保证其安全。屋顶荷载应先算出单位面积的荷载，进行结构计算。在花园布局时，尽量把重量大的部分，如大乔木、山石、亭、梁、花架等放置在梁、柱和承重墙等主要承重结构上。屋顶绿化的荷载包括静荷载和动荷载。其中静荷载包括屋顶结构自重、防水层、保温隔热层、找平层、排水层、栽培介质层、园林植物及设施等。动荷载是指屋顶绿化中游人的荷载。在屋顶绿化设计时，动荷载往往不是控制值，而屋顶花园中的植物种植、园林小品等的平均荷载常常超过动荷载，需要认真核算屋顶结构是否满足总荷载的要求。根据设计载荷的重量，屋顶绿化可以分为四种类型：超轻型，只是屋顶简单绿化，以草坪等地被植物为主，其培养基厚度一般不超过7厘米。屋顶绿化静荷载不超过100kg/平方米。轻型，是常见的屋顶绿化类型，其培养基厚度一般不超过15厘米。植物以草皮为主，土建设施一般为建设花坛，放置花盆。屋顶荷载通常不超过200kg/平方米。中型，屋顶绿化总荷载一般在350-400kg/平方米。培养基厚度通常不超过30厘米，只适宜树冠矮小的花卉灌木生长，园林设施包括花槽、立体花坛和简易棚架。重型，齐全的屋顶花园属于此类。设计荷载一般在500 kg/平方米，局部范围可能还要加重一些。栽培介质厚度在30厘米以上。植物除了地被、灌木、藤蔓植物之外，还可种植一些小乔木。园林设施可包括喷水池、亭子、花墙、棚架等。2、屋顶结构形式与承载分析目前现有楼房的屋顶面主要有两种，即多孔预制板屋面和钢筋混凝土屋面。新建楼房屋面多采用现浇钢筋混凝土屋面，整体性好，屋顶上种植植物不但不易发生渗漏，而且承载力强，通过选用相应数量的钢筋加强承载能力，屋顶绿化的荷载问题容易解决。建造较早的楼房常采用预制楼板，根据荷载需要，选用相应荷载型号的楼板。在多孔预制板屋面上进行绿化，需要认真对房屋的结构作复核，查看梁、柱和基础的结构情况，以确保承载的安全性。对于荷载较重的屋顶花园、喷水池、棚架等园林设施的集中载荷需直接传递到建筑物的梁、柱等承重结构上。为减轻屋顶荷载，屋顶绿化中常采用轻质的种植介质，种植低矮的地被植物和花卉小灌木，并减少园林设施等，以提高安全可靠性。通常设计师面对屋顶绿化的时候会遇到两种情况：一种是新建的建筑物屋顶；另一种就是老旧建筑物的屋顶改造。根据建筑设计规范，不上人屋面静荷载为大于等于140kg/平方米，但是这个数值对于屋顶绿化是比较小的。对于这样的建筑物我们只能选择Extensive Green Roof 拓展型屋顶绿化（国内称为简单式屋顶花园）。顾名思义就是根据建筑荷载比较小的特点，利用草坪、地被、小型灌木和攀援植物进行屋顶覆盖绿化。中国的做法多采用草坪，而在国外多采用景天科（Sedum）这种耐干旱低养护的植物，往往不需要单独设置灌溉系统只靠自然降水就可以解决植物养护的问题。对于建筑静荷载大于等于250kg/平方米的建筑物，我们可以选择Semi-Intensive Green Roof 半密集型屋顶绿化或者Intensive Green Roof 密集型屋顶绿化（国内称为花园式屋顶绿化）。植物选择种类比较丰富，灌木或者乔木都是可以选择的，可以采用乔、灌、草结合得复层植物配植方式，产生比较好的生态效益和景观效果。一些景观设计上的元素例如：花架、山石、水景等较重的物体都应设计在墙、柱、梁等位置。地面也可以设计出地形。荷载是衡量屋顶单位面积上承受重量的指标，是建筑物安全及屋顶园林成功与否的保障。用于园林造景的屋顶应采用整体浇筑或预制装配的钢筋混凝土屋面板作结构层，有条件者，可用隔热防渗透水材料制成的“生态屋顶块”。一般情况下，要求提供350千克平方米以上的外加荷载能力。同时在具体设计中，除考虑屋面静荷载外，还应考虑非固定设施、人员数量流动、外加自然力等因素。为了减轻荷载，应将亭、廊、花坛、水池、假山等重量较大的景点设计在承重结构或跨度较小的位置上，同时尽量选择人造土、泥炭土、腐殖土等轻型材料。2.2 屋顶绿化的防水排水2.2.1防水防水处理的成败直接影响屋顶花园的使用效果及建筑物的安全，屋顶花园建成后一旦发现漏水，就得部分或全部重新返工。所以防水层的处理是屋顶花园的技术关键，也是人们最为关注的问题。目前在屋顶花园建设上使用的防水处理方法主要有“刚”、“柔”之分，各有特点。刚性防水层主要是在屋面板上铺筑50mm厚细石混凝土，内中放4200 双向钢筋网片一层（此种做法即成整筑层），在混凝土总可加入适量微膨胀剂、减水剂、防水剂等添加剂，以提高其抗裂、抗渗性能。这种防水层比较坚硬，能防止根系发达的乔灌木穿透，起到保护屋顶的作用，而且使整个屋顶有较好的整体性，不易产生裂缝，使用的寿命也长，但是自重较大，一般是柔性防水层的2倍。因而对于屋顶绿化来说，更倾向采用柔性防水层。目前大多数建筑物都用柔性防水层防渗漏。屋顶花园中常用“三毡四油”或“二毡三油”，再结合聚氯乙烯泥或聚氯乙烯涂料处理。近年来，一些新型防水材料也开始投入使用，已投入屋顶施工的有三元乙丙防水布，使用效果不错。国外还有尝试用中空类的泡沫塑料制品作为绿化土层与屋顶之间的良好排水层和填充物，以减轻自重。也有用再生橡胶打底，加上沥青防水涂料，粘贴厚mm玻璃纤维布作为防水层，且这样更有利于快速施工。中国建筑科学研究所等单位研制的系列屋顶保温防水材料，是一种利用废橡胶改性沥青作为防水层的防水粘结材料，它吸取橡胶弹性好，温度适应范围广和沥青有较高粘结性、防水性等优点，并克服了沥青热淌冷脆等缺点，具有不透水、粘结性强、耐老化等优点，且造价低廉，自重较轻，比较适用于做屋顶花园的防水层。针对屋面渗透问题，目前又有人提出了“生态种植屋面复合排水呼吸系统”的概念。采用先进的屋面生态防水换气导水技术，达到顺应自然的屋面防水的长期目标，其中心思想是“引导”，不与大自然相抗衡，通过导水、排潮、换气和植被的生态循环，解决保温层内积水饱和问题以及内外温差气压问题，达到隔水、防水、美化环境的多重目标。该系统是在原有防水设计基础上发展起来的，既克服了卷材防水层的不足，又利用了种植层的隔热保温作用特点。其机理是客土层既是植被的培土层、排水层，又起到吸水、隔绝热量和保护屋面找坡层或基层的作用。植被吸收室内外排出的二氧化碳，呼出氧气，同时又有吸收客土层中水分的作用，因为植被能吸收太阳辐射的热量，通过光合作用转化为生化能，从而改变能量存在的形式。此外其表面的反射热小，长波辐射小，冬季又有较好的保温性能，所以植被也具有良好的热工性能。通过排气，可将室内的潮湿水气及浑浊空气向室外大气排放。所排出的较温暖且含二氧化碳的空气又有利于植被生长，室外新鲜空气可同时从导 管进入室内，由此促进空气流动，减缓室内外气压差，减少甚至不再形成冷凝水积聚现象。屋面滤水层滤下的雨水，通过区间找平层纵横交错的排水槽系统迅速排泄，不会在屋面形成积水，故无水向下渗漏。屋面水箱连通若干根支管，在客土层内分区布置，利用节水灌溉技术，在旱、夏季给植被层补充水分，有利于植被生长，植被生长又利于夏季隔热、降低室温，如此形成一个大的生态循环系统。在施工工艺上，屋顶花园首先要解决防水问题。目前国内市场上质优价廉的防水材料比比皆是，防水层应该是高强度的，能够经得起一般性的冲击和摩擦，在人们经常活动的地区还应该修建坚固的水泥小径，以保护防水层不受损伤。目前的屋顶绿化采用了在屋面上铺设一层塑料平板层，接缝处涂防水粘接剂，使之能形成一个整体的隔水层，有效地防渗漏。其次，要解决场地出入问题。现有的楼房上下楼顶很不方便，需要加以改造，让每个单元的住户都能方便地到达屋顶花园。楼顶四周应加设一定的防护设施。第三，考虑到楼顶风大、土薄等情况，屋顶花园适宜种植一些低矮的灌木、花卉和大量的草坪，这些植物依靠薄土层即可成活。低矮的灌木、花卉最好种植在塑料桶、箱等特制的容器中，并参照楼层设计图，将其摆放在承重墙上。这样做更有利于减轻楼板的负重，使花园更安全。当然，在有条件的地方采用无土栽培法种植草坪，把肥料溶解在水中喷施就更好了。对于在倾斜的屋顶上建植草皮，为了使草皮以及坪床在倾斜的屋顶上易于固定，采用一些特殊的措施是必要的。例如，在屋顶上铺设木条网格或带钩刺的塑料垫，也可使用重量轻、安全性高、便于铺设的材料作为草坪的底层结构。要进行基质配制，需要考虑几个问题：要质轻；保水又疏水；保肥，持水时不超过允许的屋面负重，不易被雨水冲走，也不易被风吹起。这就是利用生态学原理，让屋顶绿化以多种结构组成，使屋顶四季常绿，鲜花盛开。第四，屋顶花园可以有效地利用天然降水，但仅仅依靠天是不够的。所以，建立人工或自动灌溉给水系统是非常必要的。考虑到屋顶花园的特殊地形条件，应尽量选用喷灌和滴灌等微量灌溉方式，以提高水资源利用率，减少绿化用水对居民生活的影响。屋顶绿化的防水措施屋顶绿化实施后，种植介质层具有较好的保水能力，使原本迅速流走的雨水，在一段时间内蓄积在屋面上，因而对防水措施提出了更高要求。为了确保建筑物的正常使用，屋顶绿化成败的关键是防止水的渗漏。因此在设计屋顶绿化时，要采用