我国屋顶绿化发展综述

我国屋顶绿化发展综述改善城市生态环境非常重要的是城市绿化，而目前城市绿化最大的难题是城区缺少土地。屋顶绿化因解决了这个问题而日渐被人关注。在德国、日本、美国等发达国家，屋顶绿化已很普遍。我国的屋顶绿化经过8年的研究实践，已在上海、深圳、厦门、广州、杭州、南京、武汉等城市成功开展，取得了一定的景观和生态效果。 屋顶被称为城市建筑的“第五面”，屋顶绿化是在有限的城市空间提高绿地率最有效的方式，有利于改变空中景观，体现现代大城市风采；有利于保护生态、调节气候、净化空气、遮荫覆盖、降低室温、噪声和城市热岛效应、节水节能、保护屋顶结构和延长防水层的使用寿命，环保效益巨大，并且其经济效益同样不容忽视。以绿化成本为例，在杭州中心城区，绿化万平方米土地，加上征地，拆迁补偿费用在内，约需3000万元，而建造1万平方米屋顶绿化的投入只需约300万元，约为前者的110。更为重要的是，屋顶绿化能陶冶情操、改变人们的精神面貌，推动社会进步，有利于城市各种功能的发挥，树立良好的城市形象。 1屋顶绿化方式和迅速发展原因 1.1屋顶绿化方式 由于建筑物的多样性设计，造成面积大小、高度不一、形状各异的各种屋面，加上新颖多变的布局设计，以及各种植物材料、附属配套设施的使用，形成类型多样的屋顶绿化。屋顶花园按高度分为低层建筑屋顶花园和高层建筑屋顶花园两种；按空间组织状况可分为开敞式、封闭式和半封闭式3种；无论哪一种屋顶花园，其设计手法与地面庭院大致相同。从使用功能来看，可以划分为花圃苗圃型、棚架型、庭院型、草坪地毯型、立体多层型、花园型、经济开发型等几种主要类型。目前屋顶绿化方式主要有3种。一是针对承载力较弱、事前没有绿化设计的轻型屋面，采用适合少量种植土生长的草种密集种植的地毯式绿化，地毯式绿化种植各类地被植物，若采用图案化则效果更佳。如上海市农业科学院研究成功的适用于轻型平屋顶绿化的“屋顶绿化一次成坪技术”，该项技术已获国家知识产权专利，并通过了上海市高新技术转化项目认证，已在上海和北京均有5万平方米以上的应用面积，是上海和北京屋顶绿化面积最大的一个推广项目1 。此技术选用景天科的佛甲草，其特性肉质、矮小、匍匐生长、节上生枝、自生自繁、极耐旱抗寒耐瘠薄，冬季绿色减淡而不死，春来又返绿，节水、省工，几乎不用管理。用23cm厚的基质材料在基地培植的草坪块，能在屋顶一次铺植成坪。与刷涂料、铺塑板（垫）、平改坡等屋顶治理方法比较，成本较低。专家和媒体称这种景天科植物为目前屋顶绿化的的最佳植物。二是针对承载力较强的屋面，种植乔灌木树种的花园式绿化，这种方式适用于面积较大的屋顶，多用于高级酒店、宾馆和高层建筑，使屋顶空间变化多，产生层次丰富、色彩斑斓的效果，如杭州武林广场东侧一屋顶花园建在有拱桥相连的两座3层楼顶上面，有足球场大，园内栽有50多种花木，四季如春，在它的四周是高出几层的居民楼，住户只要打开门窗就如同置身于花园一般。三是组合式，即自由摆放，主要在屋顶四角和承重墙边用缸栽盆栽方式布置的屋顶绿化，这种方式比较灵活。选用何种方式要根据屋顶的荷载量、载重墙的位置、人流量、周边环境、用途等来确定。棚架式绿化用于种植藤本植物，如葡萄、猕猴桃等，因为栽培基质和棚架立柱可集中安放在承重墙上，棚架和植物荷载较小。这种绿化方式对屋顶所加载荷较小，一般的屋顶结构均可承受，特别适用于高层建筑前低矮裙房的屋顶。花圃苗圃型如重庆一些楼房屋顶种起了红薯、辣椒及花卉；成都一些屋顶不仅种花，还建起苗圃、药圃、瓜园，其屋顶绿化面积已超过10万平方米，屋顶花园已达数百座，较大的花园面积达2000平方米。2 1.2屋顶绿化迅速发展原因 一是由于人们对城市绿化认识的提高，迫切要求搞好绿化改善和美化环境；二是都市市区人多地少，用地紧张，绿化用地不足，需要寻求新的绿化途径；三是建筑技术水平提高，提供了质量可靠的屋顶，绿化技术和艺术水平的提高，使得屋顶绿化荷载减轻、造价降低、技术简便、效益明显，从而大受欢迎。3四是利用空间经济便捷。城市是建筑物密集区，也是人口密集区，在一定的地域范围内、发挥着政治、经济、文化、交通、商贸等中心地位的作用。合理、经济地利用城市空间环境，始终是城市规划者、建设者、管理者追求的目标。除地面绿化形式外、其他的立体绿化形式如棚架、墙体、阳台等都在城市绿地系统构成中发挥着各自的作用。棚架绿化的作用往往局限于一点，墙体绿化的作用是在一个面上，屋顶绿化则是在城市的立体平面上发挥作用。长期以来、城市大量闲置的平顶屋面往往未得到充分的利用。发展屋顶绿化为此提供了经济便捷地利用城市屋面空间的手段。 2屋顶绿化技术 屋顶绿化是以建筑物顶部平台为依托，进行蓄水、覆土并栽种植物的一种绿化形式。 2.1种植区构造及施工 种植区在屋顶防水层以上包括排水层、过滤层、种植基质层三部分。种植基质用人造轻质土，配置的基质需要具备以下特性：质轻、保水、透气、保肥、低成本，不易被雨水冲走。可用腐叶土、锯木屑、珍珠岩、蛭石、泥煤、粉煤灰、草碳等材料按比例混合而成，容重约900kg/m3，或用专业工厂生产的人造轻质土。基质层厚度根据栽培植物不同，一般在1075cm之间，一般栽植草皮的厚度需1015cm，栽植低矮的草花需2030cm，灌木土深4050cm，小乔木土深6075cm。4过滤层的作用是防止种植基质随雨水或灌溉流失堵塞排水管道。可用玻璃纤维、尼龙布、金属丝网、无纺布等。防水层的作用是排去多余雨水和灌溉水份。可用陶粒、碎石、泡沫块、蛭石、塑料粒等。为充分利用雨水，减少灌溉，可将排水层下部作为蓄水层来储存水份。排水层厚度一般520cm，如果设计蓄水功能，排水层厚度不能底于10cm，设计蓄水高度占排水层厚度的1/23/4，设置完整的排水系统。除溢水孔、天沟外，还应设置出水口、排水管道等，满足日常排水及暴雨时泄洪的需要。5另外，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。花台床埂严禁使用女儿墙作为其边缘之一，并应在床埂与女儿墙间留出净宽符合要求的天沟。6 2.2屋顶防水抗渗漏设计 植物根有很强的穿刺能力，特别是树根，年代越久，扎得越深，并且分泌一种腐蚀力强的液汁，许多防水材料经受不住它的腐蚀。科学合理设计好保护层、防水层、隔离层等，尤为关键。保护层用来保护防水层，它处在防水层和排水层之间。其作用有两个：一是防止铺作排水层的卵石伤害防水层；二是防止植物根扎伤防水层。迄今尚未找到最有效、最耐久的保护层材料，目前一般选用铝箔面沥青油毡、聚乙烯卷材或中密聚乙烯土工布。防水层：种植屋面应为二级建筑设防，至少作两道防水。如用合成高分子卷材和涂料，上为15cm厚的P型宽幅聚乙烯卷材，或1cm厚的高密度聚乙烯，下为2cm厚的聚氨酯涂膜或硅橡胶涂膜，或上为高密度聚乙烯卷材，下为硅橡胶和聚氨基涂膜。如用沥育基卷材，可采用迭层，均为聚酯胎SBS、APP改性沥育卷材，厚度为45cm，满黏法黏结，覆面材料为金属箔。在屋顶绿化实施过程中，无论加砌花台、水池及安装水、电管线等，均不得打开或破坏屋面的防水层或保护层，宜在建筑物设计时同步设计绿化屋顶，预置管线和亭、台、架、立柱等设施位置。隔离层：有时候出现耐根穿刺层和防水层不相容的现象，为此中间加一道隔离层。隔离层采用聚乙烯膜、纤维布、无纺布或抹一道水泥砂浆均可。6 2.3植物选择 植物成活与生长的好坏决定于其生长的立地条件的优劣。由于屋面自然条件的限制、用于屋面种植的植物材料比地面使用的植物材料要严格。一殷来说、应选择适应性强、长日照的浅根性小乔木以及灌、花、草、藤类植物；深根性、钻透性强的植物材料不宜选用，生长快、长得高大的乔木应慎用。一般而言，屋顶绿化用的植物应适应当地的气候土壤条件，乡土植物材料比较适宜、在经济许可的情况下也可选用其他的植物材料。3对符合下列条件的植物应优先应用：抗风力、抗倒伏力强的；耐极端温度的；耐干旱和耐瘠薄土层的；叶子革质或腊质，抗干热风能力及辐射能力强的；根系对屋顶侵蚀破坏作用小的。屋顶绿化一般用草坪、地被、灌木、藤本植物较多。小乔木作为孤赏树可适当点缀，大乔木极少应用。草坪可选用佛甲草、马尼拉、狗牙根等；地被可选用红花酢浆草、麦冬等；灌木选择范围较广，如梅花、月季、牡丹、榆叶梅、石榴、黄杨等；藤本可用紫藤、凌宵、三叶地锦、常春藤、葡萄、木香、金银花等；小乔木选用长成后树冠较小的树种，如红叶李、女贞、龙柏等；果树和蔬菜宜选用矮化苹果、金橘、草莓、青椒等。根据德国资料，山毛榉、欧洲黑桦、松树、欧洲红松、金合欢属、桤木属、山毛柳属、落羽杉属、竹科等植物不宜在屋顶绿化中应用。在具体的植物设计中，要综合考虑以下因素：屋顶高度 一般说来，距地面越高的屋面，自然条件越恶劣，植物选择要更为严格；应尽可能地选用适应性强、生长缓慢、病虫害少、浅根性植物材料； 考虑布局设计的需要、功能发挥和观赏效果、防风等安全性的要求、水肥供应状况；退台式屋面还要考虑墙体材料和受光条件等。3 3屋顶绿化应注意的问题 3.1新建筑物的屋顶绿化，园林设计人员应提前介入 在工程设计时作为一项专业工种参与设计，使屋顶绿化与建筑物同时设计、同时施工、同时交付使用，使屋顶绿化的设计风格与建筑物的设计风格达到完善的统一。同时可节约资金，提高建设质量，最大限度地发挥屋顶绿化的使用价值。4 3.2在旧建筑物上增建屋顶绿化工程，必须慎重 首先应查明旧建筑物的设计结构及承载能力，必须在建筑物的安全承重范围内进行设计施工。施工前对屋顶防水要彻底翻建或检修，经灌水试验确定屋顶不漏水后，才可进行屋顶绿化施工。 3.3屋顶绿化荷载量要求和计算 屋顶是房屋最上层起覆盖作用的围护和承重结构。屋顶绿化设计时，首先要考虑屋面荷载的大小，总荷载量包括种植基质层的重量、排水层和蓄水层的重量、长成的植物重量、风雨雪给建筑物增加的荷载量、人的活动给建筑物增加的荷载量、各种建筑小品的重量等，对屋顶绿化的荷载量要认真计算，不可漏计或少计，屋顶绿化的设计总荷载量要绝对控制在建筑物的安全荷载量内。4屋面的荷载的大小直接影响着花园的布局形式、园林设施、介质种类和植物材料的选择等。在屋面的不同部位，承载力有所不同，如小开间的卫生间、厨房等，以及墙体、柱子等部位的承载力较大。在布局时，应尽量把重量大的部分如大乔木、山石、亭、花架等放置在梁、柱和承重墙等主要结构构件上；在小开间位置，可将覆土厚度相对增加，为植物选材等设计提供更好的条件2。一般来说，屋顶绿化对建筑物承受压力最低要求不应少于200kg/m2，建筑物承受压力为200300kg/m2，可选用地毯式模式进行屋顶绿化。据调查，屋顶铺上2535cm厚的人造土，再与植物重量相加只有200 kg/m2左右的压力，不会压坏屋顶。花园式屋顶绿化(群落式)对屋顶的荷载要求较高，一般为400 kg/m2以上，土层厚度约3050cm。7 3.4屋顶绿化的管理 精心的管理是屋顶绿化植物正常生长、维持屋顶绿化正常使用的保证。屋顶绿化阻断了植物与大地的联系，植物生长完全靠灌溉和人工施肥来满足对水、肥的需要。同时，屋顶的气候环境也比地面恶劣得多，其上面风大，极端温度差大于地面，蒸发量大，空气湿度也比地面小，不利于植物生长，管理不善将会使植物生长不良，严重影响屋顶绿化的效果，甚至造成屋顶绿化失败。必须做好定期清洁、疏导工作，保证水分供应是植物成活和生长的需要，在绿化屋顶上应设水管，一般在100m2以内应设置一个，最好采用喷灌或滴灌形式补充土壤水分，供植物生长和蒸发，设置各种喷头进行调节，保证水分喷洒到有植物生长的区域。适当地进行施肥以补充土壤养分，松土、密度调节、支撑、修剪、遮荫、防病虫、牵引、保温等日常管理措施仍然是不可少的。8 4屋顶绿化存在的问题 根据上海市屋顶绿化试点地区静安区的经验，笔者认为屋顶绿化在政策和措施上还存在3个瓶颈。首先是资金来源不足。老房子的屋顶绿化必须先进行防渗水处理和承重检测，需要大量资金投入，但政府和使用单位还没有此项专款。其次是法律配套还不完善。独立产权的房屋问题不大，但多业主商品房问题就大了。多业主商品房的屋顶是共有财产，产权归属于所有业主，一个业主不同意，屋顶绿化建设就难以实施；最重要的是观念还没有转变。许多业主存在“多一事不如少一事”的想法，认为进行了屋顶绿化，会平白无故增加养护工作的费用支出。此外，屋顶绿化在技术上也存在许多难点。屋顶绿化不像地面绿化那么容易。屋顶受负荷的影响，不可能放上许多供植物生长的栽培土壤或基质，影响供水供肥和固定植物。屋顶空气流动量大，水分挥发损失快，没有地下水可以持续供应，不但植物容易失水，难以很好生长，而且较大的植物难以固定。许多屋顶难以上人，给养护管理也带来诸多不便。屋顶绿化还应考虑到减少或防止屋顶渗漏、注意不引起火灾、种植后应起码有10年以上自然生长期、养护管理应达到少管理或不管理的目标等。这些在进行屋顶绿化前都要事先考虑到。9 5国内外重视屋顶绿化情况 由于受资金、技术等条件限制，立体绿化在我国还未得到普及，因此政府部门有必要在政策、资金方面予以支持，逐步培育这个市场。据报道，从1999年开始，日本政府决定对修建楼顶花园的业主提供低息贷款；建筑面积在2000平方米以上、楼顶花园面积占楼顶总面积40以上的，不仅可以得到修建楼顶花园所需资金的低息贷款，而且主体建筑也可享受部分低息贷款；东京城市建设管理部门规定：兴建大型建筑必须有一定比例的绿化面积，楼顶花园可以作为绿化面积使用。北京最近出台的北京市城市环境建设规划明确要求，北京市高层建筑中30%的层顶和低层建筑中60%的层顶要进行绿化。深圳市政府主管部门将屋顶绿化当作一项改善城区生态环境，提高城区景观质量的系统工程来抓。政府主管部门将在三大政策上加以扶持。这三大政策包括：第一，在产业政策上明确提出发展屋顶绿化，使之作为住宅产业化的一项重要内容。第二，在经济政策上运用税收、减息等经济杠杆，扶持引导房地产、物业管理企业等发展屋顶绿化。第三，在技术政策上研究、发展一套屋顶绿化的技术标准，解决屋顶绿化所产生的防水、防腐等一系列问题。上海明年准备将屋顶绿化纳入上海绿化管理条例，以法规形式确定屋顶绿化的地位，明确责任主体，支持屋顶绿化的推广，届时，新的住宅和商务楼，将在规划之初就要做出屋顶绿化设计。10 6屋顶绿化发展对策 6.1制定屋顶绿化的地方性法规和技术规范 省级人大或政府应制定鼓励发展屋顶绿化的地方性法规和技术规范，政府要从规划开始就融入屋顶绿化的理念，为屋顶绿化建设创造前期条件，这需要绿化、住宅、规划等诸多部门的共同协调。老房子的屋顶绿化建设意义最大，问题也最大，因而应落实相关的政策和法规，责成相关单位，把屋顶绿化建设的硬指标定下来。 6.2 加强对屋顶绿化的宣传 以各种形式生动的、内容具体的实例宣传屋顶绿化的意义和作用，以及做屋顶绿化的法规和技术，并做好养护管理等配套工作，消除人们的思想顾虑，使发展屋顶绿化成为全社会的共识。3 6.3进一步规范管理和总结已取得的屋顶绿化的经验 做好屋顶绿化的植物合理配置、轻质土选择、屋顶绿化植物的养护管理，切实解决屋顶安全负载、防排水、防渗漏等技术难题。认真学习屋顶绿化先进城市的经验和方法，对当地屋顶绿化工程进行规范管理和技术指导。 6.4推广科学的屋顶绿化技术，加强技术攻关和科研工作 深入探讨适合当地屋顶绿化的优良草种及无土栽培，多花地被植物及观赏价值高的灌木、小乔木的筛选和引种试验，建立繁殖园，向市场提供量多质优的屋顶绿化植物，同时，研究设计更科学先进的建筑设计和绿化设计方案，提高屋顶绿化的技术水平，创建生态型屋顶绿化示范工程。 6.5抓紧培养城市屋顶绿化的专业人才 在高等院校和职技校中开设屋顶绿化专业，抓紧培养城市屋顶绿化的专业人才，特别是一些既懂园林设计又懂建筑设计的复合型人才。 7屋顶绿化前景与展望 我国是世界上发展最快的发展中国家，也是人口最多的国家之