屋顶绿化在城市雨水利用中的作用

1、水世界-中国城镇水网水业焦点i水业手册i金业之窗i求职招聘i学术论坛www. china citywate r.o rg行业论文专家咨询会展信息i行业分析i下载专区屋顶绿化在城市雨水利用中的作用刘滨谊万静(同济大学建筑与城市规划学院，上海，200092)摘要：城市雨水利用是城市改善城市水环境的一个重要方而，屋顶绿化为城市雨水利用开辟了一条生态 的可行的途径。本文从削减屋面雨水径流量、储存雨水、补给地卜水三方而分析了屋顶绿化在城市雨水利 用、改善城市水坏境方而的作用。结合国内外的一些实例对当前国内外屋顶绿化的运用状况进行了分析， 论述了屋顶绿化的分类与运用范围，总结了当前屋顶花园建造技术，包括在

2、植物品种和种植基质选择、蒂 排水和防水隔根等方面的技术，并分析了相关政策法规在推广屋顶绿化方而的作用。关键词：屋顶花园、屋顶绿化、城市雨水利用the function of green roofs in utilization of urban rainwater, * cz 丁丿by liu binyi and wan jing<f(college of architecture and urban planning tongji university shanghai200092)abstract: the utilization of urban rainwater resourc

3、es is an important aspect of improving urban water environment. the green roof makes it possible to make use of urban rainfall through a feasible and ecological way./£mwthe function of the green roofs to decrease urban rainfall drainage and improving urban water environment is analyzed in this

4、paper, while the actualities of green roof construction and its categorize and construction techniques includes the plant and soil selecting, waterproof and drainage, related policies are also concerned厶/wkey words: roof garden, green roof, utilization of urban rainwater城市中大面枳的硬质不透水表面导致了城市雨水大屋排放、地下水

5、位降低等一系列问 题，而城市中屋面的面积占去了整个城市硬质表面的30%左右，采用种植屋面可以吸收汇集 部分雨水，增加城市雨水的回收利用，减缓雨水排放，改善城市水环境。1城市雨水问题城市建设导致口然植被和土壤等覆盖的口然地农不断遭到破坏，口然地农被建筑、道路、 停车场等人工构筑物所替代。长期以來，在这些人丄构筑物的建设中一直采用不透水面层的 处理，使得降落在其衣面的雨水通过排水装置迅速排入城帀雨水管网。随着城市化进程的加 快和城市空间区域的迅速蔓延扩张，城市的人工硬质表面不断扩大，导致雨水在短时间内大 量汇集，城市雨水管网的负荷不断加重。城市的雨水大量排出城市，排入河流、溪流等水体, -方面造成

6、下游地区的洪水威胁，另一方面城市的硬质农面切断了城市口身地下水的补给， 造成地下水位下降等严重问题。2屋顶绿化在城市雨水利用方面的作用城市雨水收集利用方式主要包括屋而雨水利用，屋顶绿化雨水利用，园区雨水利用和冋水世界-中国城镇水网水业焦点1水业手册1金业之窗1求职招聘1学术论坛www. china citywate r.o rg行业论文专家咨询会展信息1行业分析1下载专区灌地卜水雨水利川四种，屋顶绿化是城市西水利用的一个重要组成部分，推广屋顶绿化可以 软化城市第五立面的硬质表面，有效地蓄积与利用西水，对缓解城市雨水问题起到不町忽视的作川。在欧洲和北美的许多国家的城市，随着减少城市雨水排放的潮流

7、兴起，减少厲水排 放被认为是屋顶绿化的丄要益处，因此屋顶绿化东各类建筑匕得到广泛运川，特别是在徳国,从上个世纪50年代就开始了推广屋顶绿化。图1德国屋顶花园（半密集型）2.1屋顶绿化可以有效地削减屋面雨水径流量屋顶绿化系统可使屋面径流系数减小到非屋顶绿化的0. 3 （见表1）,当大部分屋顶都被植被覆盖后，屋血排水可以大量减少，减轻了城市排水系统的压力，同时也可以显著减少处理污水的费用。表1屋面雨水径流系屋一面类别、雨水径流系数（雨水从屋南流过速度系数）未绿化坡屋面（ 15°）1未绿化坡屋面（ 15° s j0.8乂、/屋面铺砾石0.57、绿化屋面$0.3实验数据表明绿化屋顶

8、对以使排水强度减低70%,在排水丄程中对以相应的减小下水管 道、溢洪管及储水池的尺寸，节省建造费用。2.2屋顶绿化具有储水功能绿化屋而可以通过植物的茎叶对雨水的截流作用和和种植基质的吸水把人呆的降水储 存起来，实验表明，人约有一半的降水留存在屋而上。另外，绿化屋而排水层往往乂可作蓄 水层，：多余水蓄在卵石层内，当种植土干燥时，乂可返吸人土中。现在常采用的蜩料蓄排水 盘代替传统的卵石作为排水层（见图2）,可在凹处蕃积一部分雨水，在排水的同时还有50%蓄水功能（每平方米可正常蓄水10公升以上），具有保持十壤湿润的作用。同时由于植物生长的根系是追水而生，蓄排水功能保证了植物生长所需的足够水分，也使根

9、系快速向下生根,牢固的扎根于土壤中。绿化屋顶上蓄积的雨水不仅町以为屋顶绿化的植物提供水分补给，还町通过水分蒸发改水世界-中国城镇水网水业焦点1水业手册1金业之窗1求职招聘1学术论坛www. china citywate r.o rg行业论文专家咨询会展信息1行业分析1下载专区善建筑的小环境。在多阳地区，屋顶绿化可以与蓄水池相结介，大用厉覆土吸水饱和，多余 水积蓄起來，不使流失。当土壤干燥时，可以使用积存水浇灌。在一些易受洪水影响的地区,绿化屋顶通过其蓄积雨水的能力可以控制暴雨雨水流量的7096100%o2. 3屋顶绿化与雨水渗漏和地下水补给.所谓雨水渗漏是指将雨水经过一定的处理后让其渗入地下,

10、广来减少了向城市雨水管网 的排水量，二来冇利于地下水形成。由于建筑系统的上部结构和下部构造都是封闭的，绿化屋顶系统本身不能把地表水渗漏 到地下，由绿化屋面渗出的水较z普通屋面大大减少，而只排放速度减缓，可以通过排水管 引入地下，让其缓慢渗入，成为地卜水的补给。还可以把屋顶排出的南水收集在南水蒂积池 中，在需要补充水的时候利用。/入把屋顶绿化、蒂水池和南水渗漏补给地卜水等措施结合起来，可以使因为建筑而被破坏 的自然的水循环过程得到恢复，其核心在于屋顶绿化补偿了建筑占据的自然植被，如來在城市各类建筑上广泛建设屋顶花园，就可以大大缓解城市的南水排放量大和地下水减少等问 题，改善城市的水环境。可见，屋

11、顶绿化是增加城市雨水利用，改善城市水环境的良好开端。3屋顶绿化的实际应用j亠“3a *.屋顶绿化除了具有上述西水利用方面的作用外，还具有缓解城市热岛效应，改善屋顶热水世界-中国城镇水网 www. china citywate r.o rg水业焦点1水业手册1金业之窗1求职招聘1学术论坛行业论文专家咨询会展信息1行业分析1下载专区工性能等作川，因此，绿化屋顶是一种值得推广的建筑方式，在徳国等发达国家，屋顶绿化 技术己经口趋成熟并得到广泛运川（见图3）o3.1屋顶绿化的分类与运用范围按照屋顶花园的种植密度和养护强度，可以将常见的屋顶花园分为三大类，一是普及 型（见图4）,厚度15cm以下，主要种植

12、苔蘇、景天科草坪，主要是屋顶绿化；二是半密集 型（见图1）,厚度15至25cm,种植草坪和灌木；三是密集型（见图5）,也定真正的屋顶 花园，厚度25100cm,可以种植从草坪、花卉、灌木到乔木等各种植物，也包括园路、水 池、各类园林小品。图4美国西雅图市政厅屋顶花园（普及型卩 图5上海民立中学屋顶花园（密集型）屋顶绿化既可用于平屋顶，也可用于坡屋顶。新旧建筑都可以进行屋顶绿化。屋顶花园 可以适用于各类用途的建筑。 %、入9公共建筑，包括商业建筑、;办公建筑学校建筑等，冇较大面积的屋面，一般处于城市 的中心地段，将这类建筑屋而做成种植屋而，可形成规模，弥补城由中心地段绿化而积普遍 不足的现状。有

13、条件的可做成屋顶花园，特别是商业建筑的屋顶花园还有其独特的商业价值。 人片的公共建筑，其屋顶的绿化连成片，不但是城审的乂一景观，也是控制城市空气污染、 减少城市雨水排放，优化排放雨水水质的有效办法。住宅建筑可以运用种植屋而优化建筑的热工性能，改善居住环境。当前有许多新建的生 态住宅区广泛运用了屋顶绿化技术（如图6）,还有一些住宅区对原有建筑屋而进行平改绿、 坡改绿等改造，收到良好的效果，如福州市湖滨一至四里平改绿试点工程（如图7）。图6北京郦城小区住宅种植屋面水世界-中国城镇水网水业焦点1水业手册1金业之窗1求职招聘1学术论坛www. china citywate r.o rg行业论文专家咨询

14、会展信息1行业分析1下载专区3.2屋顶绿化的技术支持 代疋徳国为解决屋顶的绿化问题作了大暈的技术研究，植物和种植土壤的选择是屋顶绿化的 技术关键，蓄排水设施是屋顶花园雨水利用的重要环节，防渗漏和屋面荷载则是安全保障。植物应根据当地气候和口然条件，筛选本地生的耐旱植物，还应与土壤类型、厚度相适 应。为使植物种植后能形成有活力的生态系统，植物品种要进行合理搭配，一般要多于9个 种类。屋顶绿化对屋面种植层的基质的厚度、材料成份、构造措施也有特殊的要求。种植基 质应选择孔隙率高、密度小、耐冲刷、且适宜植物牛长的天然或人工材料。在徳国常用的有 火山石、沸石、浮石等，目前大量釆用的烧结土，在我国国内也有大

15、量的资源，此土可以保 水，并口在水份多的情况下具有快速排水的功能，植物后期生长不易板结。选种的植物多为 色彩斑斓的各种矮小草木植物，十分宜人。屋顶的种植层某质一般7到9厘米厚。屋顶绿化 后，山于种植层有大量孔隙，下雨后可吸收大量雨水，供屋顶植物使用，因此-般都不需对 屋顶植被进行专门管理。目前国内釆用的屋顶绿化种植技术主要有两种，一种是采用轻型基 质栽培的空中花园种植技术；另久种是二次成坪的苗块及无土草坪毡技术。屋顶绿化需要着重考虑蓄水和排水的统一。白然降水后，尤其是短时间大量密集的降水 若不能在短时问内排走，可能会造成屋面短时间内积水重暈超出屋面荷载，危机建筑安全。 在干旱少雨的季节，又需要

16、屋顶绿化有蓄水功能保证植物的止常牛长。现在多采用蓄排水盘 结合其上的烧结土基质层和其下的保湿层满足蓄排水的要求（如图8）。原睛水慝:它is质土图8屋顶花园构造示意图楼顶板水世界-中国城镇水网水业焦点1水业手册1金业之窗1求职招聘1学术论坛www. china citywate r.o rg行业论文专家咨询会展信息1行业分析1下载专区传统在屋面种植的防水措施方面，一般情况下，最好采用具冇隔根功能的防水材料。做法多采用注有添加剂的改性沥青卷材用作防水隔根材料，q些最新的产殆如vedaplan-br-竹根系防穿刺绿色屋而防水卷材，可以用于抵御竹类、莎草等强人的根状茎。 在做屋面种植z前要进行48小时

17、的闭水试验，认真检查屋血防水是否冇死角。在屋面荷载方面，普及型屋顶绿化一般对于屋面的荷载没冇特殊的要求，在门房改造、 平改绿等工程项忖中可以广泛使用。半密集型屋顶绿化一般要求屋面荷载在每平方米300 公斤以上，密集型屋顶绿化要求屋顶荷载每平方米500公斤以上,造价每平方米400元以上, 管理养护要精细。采用屋顶绿化的建筑最好在建筑结构设计中就充分考虑种植屋面的要求， 并可省去屋顶的保温层，可以降低建筑成木和屋顶荷载。3.3屋顶绿化的政策支持1、由于屋顶花园的建设往往会增加建筑屋面工程造价，在德国及其它一些发达国家的许多 城市都颁布了专门的政策法规推广屋顶绿化。例如德国联邦政府以法规形式规定新的

18、建筑产 生的对环境的影响必须降低到最小程度，许多城市都以法规形式规定建房者必须通过屋顶绿 化等方式偿还一定面积的绿化。德国联邦法律规定对于与市政排污系统连接的部分要按照雨 水排放面积的总平米数来收取费用，鼓励业主通过建造种植屋面可以按折扌ii费率收取费用而 得到收益。汉诺威等城市颁布了专门的屋顶绿化建筑规划指导方针，详细说明屋顶绿化 的优缺点，并明确规定哪些情况下应进行屋顶绿化。美国芝加哥为减轻城市热岛效应，正推动一项屋顶花园工程来为城市降温。日本东京明 文规定新建筑占地面积只要超过1000平方米，屋顶的1/5必须为绿色植物所覆盖，否则开 发商就得接受罚款。在我国，屋顶绿化已在北京、上海、成都

19、、深圳、杭州等大城市开始得到政府的大力推广。例如上海市今年将对屋顶绿化给予法律支持，把其纳入上海市绿化管理条例，新建住宅和商务楼均将被强制推行屋顶绿化，这样全市冇可能增添1金2亿平方米的空间绿化;北京在2004年至2008年北京市城市环境建设规划中规定高层建筑中30%要进行屋顶绿化，低层建筑中60%要进行屋顶绿化；成都市则规定，凡是12层楼以下、40米高度以下水世界-中国城镇水网水业焦点1水业手册1金业之窗1求职招聘1学术论坛www. china citywate r.o rg行业论文专家咨询会展信息1行业分析1下载专区的屮高层和多层、低层非坡屋顶建筑必须按耍求实施屋顶绿化，凡是成都市范围内建

20、筑竣工 时间在近20年以内、产权明晰、满足房屋建筑安全耍求的建筑均叮实施屋顶绿化。国内人城市的这些相关政策法规的相继出台，为屋顶绿化的推广营造了良好的环境氛 围，还需要进一步加人政策支持力度，细化屋顶绿化的整体规划、设计和施工等方面的各项 技术指标，同时通过适当的经济补偿鼓励和引导业主建造绿化屋面。4结论传统的屋面在城市的水环境中仅冇排除雨水的作用，经过现代成熟的屋顶绿化技术改造后的屋面则能够起到蓄积雨水、下渗补给地下水，缓慢排除雨水的一系列作用，为城市南水 利用开辟了一条生态的、可行的途径。忖前国际上在此方面已经冇许多先进的成熟的经验, 而国内的屋顶绿化建设才刚刚起步，随看我国对城市生态环境建设的不断重视，屋顶绿化在 我国的发展前景