屋頂綠化排水層、過濾層、底部滲透阻擋層技術(shù)指南.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除屋頂綠化的過濾、排水、阻根層技術(shù)指南 第一章 屋頂綠化過濾層第一部分 總述1.1 引言 該說明書介紹了屋頂綠化的過濾、排水、阻根層設(shè)計(jì)的基本要求。 屋頂綠化景觀被設(shè)計(jì)和安裝在新的和目前已有的建筑頂部空閑位置，是房屋建筑面很重要的一部分。 建筑屋頂承重土壤基質(zhì)，而過濾層包含基質(zhì)層并且起到基質(zhì)層的作用。 屋頂綠化中房屋頂部過量的水需要及時(shí)的排走。而排水層的技術(shù)可以達(dá)到這一功能。建筑屋頂表面的合理設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)可以阻擋植被根系生長。阻根層的合理安裝可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)作用。1.2 目標(biāo) 該說明書意在介紹屋頂綠化過濾層、排水層和阻根層的設(shè)計(jì)指南。 它給屋頂綠化過濾層、排水層和阻根層技術(shù)提供了質(zhì)量保證和參考標(biāo)準(zhǔn)。 屋頂綠化的建筑設(shè)計(jì)必須要遵守相關(guān)的條約和制度規(guī)范。1.3 定義綠色屋頂：大量的綠色屋頂設(shè)計(jì)基本上沒有休閑娛樂作用，而其主要作用是具有美觀價(jià)值和生態(tài)效益。該設(shè)計(jì)材料特點(diǎn)：安裝成本低，輕質(zhì)材料（50-150kg/m2）、淺層礦物基質(zhì)、最少的維護(hù)工作。一般情況至少一年一次或兩次進(jìn)行檢查維修。植物選擇一般要求自生能力強(qiáng)，低維護(hù)的品種。大量的屋頂綠化系統(tǒng)都安裝在屋頂斜坡30上，它們一般在歐洲國家比較常見，特別是德國。屋頂花園人們可以接觸到的大部分的綠色花園或屋頂花園，它們常常被用于休息娛樂和其他的社會(huì)活動(dòng)。因此它們的特點(diǎn)是：附加重量，較高的基本建設(shè)成本，更多的密集種植品種和較高的維護(hù)工作和費(fèi)用。這種屋頂花園的植物選擇范圍較大，從觀賞草坪，灌木，矮樹叢到喬木，種類較多。因此，它們的設(shè)計(jì)需要正常的維護(hù)養(yǎng)護(hù)，例如：除草，施肥，澆水等。1.4 技術(shù)要求過濾層過濾層的主要作用是控制和保持基質(zhì)層，阻擋顆粒和基質(zhì)養(yǎng)分的流失。基質(zhì)養(yǎng)分的大量流失會(huì)嚴(yán)重影響植物的生長和定植，尤其是綠色屋頂?shù)纳系幕|(zhì)層很薄，養(yǎng)分更容易流失。 過濾層可以防止骨料顆粒和植物殘枝通過排水層時(shí)堵塞排水層（過濾層在排水層之下），但是它具有良好的透水性和透氣性。 過濾層應(yīng)該選擇合適的化學(xué)和物理物質(zhì)放在確定位置來改善屋頂綠化的微氣候條件。過濾層不應(yīng)該阻礙植被的生長和根系的發(fā)育。排水層排水層在屋頂景觀中起到很好的效果，過量的水分會(huì)被其有效的排出植物基質(zhì)層外，并將此部分水儲(chǔ)存起來需要時(shí)再進(jìn)行灌溉，特別適合用在大量的綠色屋頂景觀中。排水層在屋頂景觀微氣候條件比較極端（集中光照，強(qiáng)勁風(fēng)力，較高的緯度），因此排水層的選擇、安裝和維護(hù)都需要著重考慮。排水層在屋頂綠化景觀中起到很好的效果，而且在其上的植物生長也不受任何限制。阻根層阻根層主要作用是將植被根系從建筑結(jié)構(gòu)的表層分離出來，該層可以阻止植被根系生長從而保證屋頂表面和結(jié)構(gòu)的完整性，因?yàn)橹参锟梢杂绊懙浇ㄖ脑行阅堋?阻根層在屋頂綠化景觀中起到很好的效果，而且在其上的植物生長也不受任何限制。阻根層應(yīng)該選擇合適的化學(xué)和物理物質(zhì)放在確定位置來改善屋頂綠化的微氣候條件。第二部分 過濾層2.1 引言2.1.1 土工織物(Geo-textiles)常常用在屋頂花園和綠色屋頂設(shè)計(jì)中，它作為一種過濾層保持和阻止來自基質(zhì)層的土壤顆粒的移動(dòng)。這種織物的主要作用是形成一種基質(zhì)土壤的邊界層，保持基質(zhì)土壤的顆粒。Figure1&2 濾板及其在綠色屋頂系統(tǒng)建造中的位置2.1.2土工織物(Geo-textiles)常常有以下的形式:l 抓絨布料-這主要由對齊的或者隨機(jī)合成纖維組成，它可以通過手工操作或者加熱的辦法固定在一側(cè)。簡言之，就是較長的纖維在加熱固定后質(zhì)量較高。l 梭織布-這是一種平面織物是由兩組互相垂直的織線組合在一起的。這種布有高的抗伸強(qiáng)度。它主要是由兩組或更多組的紗線，纖維，膠帶或者其他如聚酯類的物質(zhì)在正確的角度插入中間而產(chǎn)生的。2.2 要求-技術(shù)指標(biāo)2.2.1 密度l 在平坦屋頂表面上，基質(zhì)層的深度可達(dá)到250mm，而建議過濾層的最小密度為100g/sqm(克/平方米)，允許范圍在100 g/sqm-200g/sqm之間。l 在平坦屋頂和坡度屋頂?shù)娜艋|(zhì)深度更大，則高密度的過濾層應(yīng)用要達(dá)到以下的標(biāo)準(zhǔn)： -阻礙根系入滲 -抗伸強(qiáng)度 -伸縮性2.2.2 機(jī)械抗逆性l 過濾層至少能夠抵抗的滲透力為0.5KN或50kg。2.2.3 孔的寬度-機(jī)械過濾的有效性l 過濾層的有效性主要是因?yàn)闄C(jī)械過濾直接和過濾層孔隙的寬度有關(guān)（它涉及到過濾層纖維之間的微小間隙）。l 有效孔的寬度表示標(biāo)準(zhǔn)測試土壤微粒的直徑，這種土工織物的孔徑保留了90%的土壤顆粒，允許剩余的10%流失。l 有效孔的寬度范圍為0.06mm到0.2mm。2.2.4 根系滲透的敏感性l 市場上有抵抗根部的土工織物產(chǎn)品，但是針對屋頂綠化的目前還沒有。過濾層允許植被底部穿透。l 這種特別適合淺而薄的綠色屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。植被根系可以穿透過濾層到達(dá)底層排水層（設(shè)蓄水池）。l 根系需要不時(shí)的進(jìn)行檢查以確保排水層不被其阻塞。2.2.5 抵抗天氣變化l 土工織物不是防風(fēng)雨物質(zhì)，它易受環(huán)境氣候的直接影響。因此它們不應(yīng)該暴露在生產(chǎn)廠家規(guī)定之外的環(huán)境中。2.2.6 抵抗微生物l 過濾層的抵抗微生物的襲擊能力可以通過泥質(zhì)土的埋藏微生物測試得到。l 測試標(biāo)準(zhǔn)包括該種測試方法，BS EN 12225：20002.2.7 抵抗化學(xué)物質(zhì)l 過濾層能夠抵抗和忍耐屋頂綠化中設(shè)計(jì)到的常見的化學(xué)物質(zhì)。l 抵抗化學(xué)物質(zhì)的證明（包括：試驗(yàn)證明）常?？梢栽谔峁┩凉た椢锏纳a(chǎn)廠家那里獲得。2.3 建筑2.3.1 在綠色屋頂系統(tǒng)建設(shè)中，過濾層經(jīng)常被放在排水層（設(shè)蓄水池）上面。2.3.2 過濾層可以和排水層分離開來，也可以實(shí)現(xiàn)和排水層一體化設(shè)計(jì)。2.3.3 重疊層-兩個(gè)過濾層之間必須有至少100mm的重疊層。2.3.4 過濾層的交界處或邊緣應(yīng)該和基質(zhì)層頂部在一個(gè)水平上。這樣可以減少基質(zhì)層物質(zhì)的移動(dòng)并進(jìn)入下面的排水層的可能性。2.3.5過濾層會(huì)隨著環(huán)境的變化而老化，但是我們應(yīng)該盡力讓過濾層暴露面積最小。2.3.6過濾層位于基質(zhì)層上面，它應(yīng)該在最短的時(shí)間內(nèi)以盡可能快的速度被基質(zhì)層所覆蓋。2.3.7 在過濾層沒有被基質(zhì)層覆蓋的地方，我們應(yīng)該盡可能的考慮和保護(hù)過濾層，以防其被強(qiáng)風(fēng)壓和吸力所損害。第三部分 排水層3.1 引言3.1.1 “排水層”是很普通的術(shù)語，它是指屋頂綠化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)在過濾層和基質(zhì)層之下的一層。這層物質(zhì)必須有以下性能：l 僅有排水功能l 既有排水又有水分儲(chǔ)存功能3.1.2 這部分一般主要強(qiáng)調(diào)“排水層”，其包含的物質(zhì)具有以上的功能。3.1.3 綠色植物環(huán)境中，排水才呢過具有以下的功能：l 排除過量的水分和防止水分淤積l 通過儲(chǔ)水裝置供應(yīng)水分l 對于根系滲透提供更多附加的空間l 綠色屋頂上它可以促進(jìn)各種類型的植被生長3.1.4 排水層的設(shè)計(jì)和安裝需要考慮以下標(biāo)準(zhǔn)：l 排水功能l 需要承受的荷載量l 保護(hù)功能3.2 物質(zhì)組成和類型排水層由多種物質(zhì)組成，總結(jié)如下：l 自然物質(zhì)的聚合物 -礫石和細(xì)碎屑 -熔巖和浮石 -膨脹粘土和頁巖，分壓碎型和非壓碎型 -膨脹頁巖，分壓碎型和非壓碎型l 重復(fù)利用的物質(zhì)聚合物 -壓碎和無釉黏土磚 -爐廢料 -泡沫玻璃l 排水墊 -結(jié)構(gòu)化羊毛席子 -塑料席子 -纖維編織席子 -泡沫墊l 排水板-橡膠板-剛性塑料板-塑料泡沫板l 排水基質(zhì)層-改良型泡沫板3.3 要求技術(shù)性能評價(jià)排水層材料的合理性，這些材料的技術(shù)性能需要同時(shí)考慮一下幾點(diǎn)：-這種材料已經(jīng)被用的情況 -現(xiàn)場的具體情況和要求通過測試標(biāo)準(zhǔn)來驗(yàn)證材料的技術(shù)性能，而建筑規(guī)范有助于以上的材料測試。這些測試在表格1里。從植物學(xué)的角度排水層顆粒的重要技術(shù)參數(shù)都在表格1中。請參考29頁。3.3.1 顆粒級配l 排水層的顆粒一般處于壓實(shí)狀態(tài)l 粒徑小于0.063mm的顆粒含量不應(yīng)超過總量的10%l 以下為排水層粒徑分布的深度排水層深度（mm）粒徑（mm）下限上限40-1002-82-12100-2004-88-162004-816-323.3.2 結(jié)構(gòu)性及層的穩(wěn)定性l 材料必須有一定的結(jié)構(gòu)完整性及達(dá)到一定強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，在存儲(chǔ)，安裝，后期安裝階段可以承重來自材料的荷載變化（包括它的外形，組成和重量的變化），這些荷載重量會(huì)施加在材料上，其包括： -材料的重量 -覆蓋材料或結(jié)構(gòu)的重量 -水的重量（基質(zhì)飽和時(shí)） -養(yǎng)護(hù)和日常活動(dòng)產(chǎn)生的荷載l 排水板和排水墊主要由塑料材質(zhì)組成，由于植被層的物質(zhì)和微生物的作用，因此它們應(yīng)該具有抗腐爛和抗裂的特性。l 為了確保該系統(tǒng)的有效性，我們應(yīng)該留意并確保其不被嚙齒類動(dòng)物和害蟲所破壞。l 固體顆粒的形狀在材料的安裝過程中也起著很重要的作用，鋒利且有棱角的顆粒降低了材料的穩(wěn)定性。3.3.3 l 排水板和排水墊一般由塑料組成，在其使用壽命范圍內(nèi)它能夠承受來自其上的覆蓋物的壓力，而不需要類似于滲透率之類的技術(shù)參數(shù)。3.3.4 水的滲透率l 排水層的材料具有多孔透水性，能夠有效的排出綠色屋頂多余的水至排水口。l 排水層的技術(shù)參數(shù)一般用下面的方程計(jì)算：q=（A*c*q）/b (l/s*m)q=排水量A=排水截面積，m2c=表面徑流系數(shù)q=最大降雨量b-徑流寬度，m排水層深度（mm）表面徑流系數(shù)小于15斜坡大于15斜坡5000.1-250 to 5000.2-150 to 2500.3-100 to 1500.40.560 to 1000.50.640 to 600.60.720 to 400.70.8l 對于很薄的屋頂綠化系統(tǒng)，諸如傾盆大雨之類天氣很常見。而正確的綠色屋頂設(shè)計(jì)基本上沒有徑流的殘留，即使有也是很少量的。l 柔軟的排水層滲透系數(shù)和深度是決定排水性能的重要參數(shù)。l 從長遠(yuǎn)來看，因排水層的顆粒大小對材料結(jié)構(gòu)，物理和化學(xué)方面會(huì)產(chǎn)生影響，所以我們應(yīng)該考慮盡量減少顆粒的粒徑。l 我們需要定時(shí)的檢查根系的以防其堵塞排水層。3.3.5 蓄水量l 礦物質(zhì)組成的排水層具有很好的排水和蓄水能力，它會(huì)達(dá)到一個(gè)最佳的適合植被生長的蓄水水平。 -開氣孔，相反于閉氣孔。因此，膨脹粘土比非膨脹粘土更適合。 -保水劑和斥水劑l 為了確保基質(zhì)層能夠進(jìn)水且可將過量的水通過排水層有效的排走，排水層在最大地下水位之上需要有足夠的干燥層來儲(chǔ)存水分。l 排水板組成的排水層一般會(huì)設(shè)計(jì)蓄水池。從植被安全的角度考慮，排水層應(yīng)該排除過量的水分并且保存合適的水量確保植被生長所需。3.3.6 pH值l 基質(zhì)層最佳的pH值如下表：綠色屋頂?shù)念愋蚿H Value花園式屋頂5.5-8.0綠色坡屋頂5.5-8.0l 當(dāng)然，對于特殊的植被需要酸性基質(zhì)的情況，我們需要將pH值再細(xì)化。3.3.7 碳含量l 含碳量高的物質(zhì)一定不要用在排水層中，因?yàn)樗鼤?huì)引起燒結(jié)，例如,再生化合物和碳酸鈣顆粒等。l 燒結(jié)是將粉末狀物轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅芪铮⒉唤?jīng)過液化的過程?；衔镏刑妓猁}的過量釋放會(huì)降低排水層的性能。例如綠色屋頂附近的鋪路材料是由砂漿層，混凝土和碳酸鹽組成的，而其中碳酸鹽溶解時(shí)會(huì)以團(tuán)或塊狀存在，會(huì)降低排水層的排水性能。3.3.8 含鹽量l 從植被角度來考慮，排水層的含鹽量表如下：綠色屋頂?shù)念愋秃}量花園式屋頂Max 1.5g/l綠色坡屋頂Max 1.5g/ll 含鹽量在合理范圍內(nèi)盡可能低，這樣可以防止由于淋溶情況而導(dǎo)致的土壤環(huán)境污染。l 含鹽量通過土壤電導(dǎo)率值得到。l 基質(zhì)層的EC值一般少于2.0ds/m.(參考CS A01:2009, 園林綠化用土混合料的規(guī)格)3.4 結(jié)構(gòu)3.4.1 較好的排水層應(yīng)該覆蓋在平坦而均勻的表面上。3.4.2 屋頂?shù)钠秸葲Q定排水層的厚度，具體參考如下：排水層深度mm屋頂表面凹凸面距離mm100Max 10100200Max 15200Max 203.4.3 排水層的最小深度必須在相關(guān)的位置點(diǎn)，其它層的功能需要加到排水層中。否則排水層的性能將會(huì)受到牽制。3.4.4 排水層需要排水墊和排水板，它們表面的平整度要滿足屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此外兩片墊子或板之間的空隙我們也應(yīng)該考慮到，以防空隙不能被完全填充（基質(zhì)）。這種部分填充或全部填充的空隙會(huì)阻礙排水層的排水功能。3.4.5 屋頂斜坡小于2%或1:50時(shí)，我們應(yīng)該采取措施盡量使屋頂?shù)牟灰?guī)則表面平滑些。否則，就得加強(qiáng)排水層的厚度。3.4.6 我們應(yīng)該采用剛性的或者硬質(zhì)的塑料排水材料來防止鋒利或者有棱角的土壤顆粒對基層防水層的破壞和阻礙根系的生長。在這種情況下，在塑料排水設(shè)施上面的保護(hù)層的設(shè)計(jì)必須納入考慮范圍。3.5 排水設(shè)施3.5.1 排水設(shè)施的類型，包括以下幾部分： -屋頂排水框架 -內(nèi)部管道系統(tǒng) -門口和欄桿的排水口 -排水溝 -落水管 -溢流道3.5.2 設(shè)計(jì)規(guī)范l 排水設(shè)施一定要符合新加坡屋頂排水施工規(guī)范SS525：2006，不用考慮排水附近是否有綠色植被。3.5.3 要求l 排水設(shè)施主要是用來收集和排出雨水的： -溢流道（排水層） -地表徑流（植被層）l 從排水系統(tǒng)周圍（水平、垂直和斜面的）和鄰接的、外立面收集的雨水在任何條件下對綠色屋頂不會(huì)產(chǎn)生破壞。l 綠色屋頂排水設(shè)施需要的物理量包含以下幾個(gè)方面： -至少有一種設(shè)施滿足地表徑流和過量雨水的排泄 -至少有一個(gè)溢流道l 有壓流排水（如虹吸管系統(tǒng)）-綠色屋頂有壓水流的地方，屋頂設(shè)計(jì)時(shí)要確保逐個(gè)項(xiàng)目底部檢查完全，使其功能最大化。-有植被小型屋頂設(shè)計(jì)檢查需要確保雨水收集量，以及保證有壓流系統(tǒng)自清洗功能。-不同的屋頂類型其產(chǎn)生的水流流速不盡相同，因此設(shè)計(jì)檢查時(shí)應(yīng)該確保有壓流系統(tǒng)的適宜性。-綠色屋頂排水層的水流被排除后其流動(dòng)特點(diǎn)，可以防止蚊子的繁殖。l 屋頂排水口和水落管必須易見且可容易接觸到，而且要保證不被植被、散料（如礫石、花崗巖等）所堵塞。l 常規(guī)的系統(tǒng)維護(hù)和檢查必須有保證3.6 安裝3.6.1 屋頂植被區(qū)的排水口l 檢查箱一般被安裝在出水口上方，可以很容易的檢查出水口的安全隱患。我們可以隨時(shí)隨地的檢查其出水口的安全性。它可以阻止污染物或植物進(jìn)入進(jìn)水口，確保排水的通暢性。l 檢查箱的種類有預(yù)制金屬構(gòu)件和硬質(zhì)塑料兩種。l 確保檢查箱不能影響系統(tǒng)排水。3.6.2 無植物覆蓋的屋頂排水口l 屋頂排水口一般遠(yuǎn)離植被區(qū)，他們一般被穩(wěn)定而耐用的柵格組成，能夠有效的過濾掉來自屋頂排水系統(tǒng)較大的礫石和土粒。l 排水口位置一般選擇在地形凹陷處，設(shè)計(jì)要求排水口易見且結(jié)構(gòu)堅(jiān)固牢靠，并與墊高的地面基本持平。3.6.3 溢流口l 溢流道一定不能被任何物體所攔擋l 溢流口有以下幾個(gè)特點(diǎn)：-無植被，無論是人為種植或自然生長的草類-可以目視檢查溢流口的安全隱患-出流很容易3.6.4 斜屋頂?shù)乃饕苿?dòng)l 斜屋頂上，通過屋檐進(jìn)行排水在新加坡不提倡，因?yàn)槲蓍苄枰诒ＷC穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上抵抗滑動(dòng)摩擦力，并且充分排出地表和地下徑流。l 陡峭的屋頂（25度以上）的更大量的地表徑流和地下排水是可以預(yù)期的，尤其是在屋檐上。在屋檐需要懸掛或懸垂式的植被特很不適合在其上面種植。表1：排水層與材料性能相關(guān)的技術(shù)要求S/No性能礦物質(zhì)材料人造排水墊或板適應(yīng)性試驗(yàn)現(xiàn)場檢查適應(yīng)性試驗(yàn)現(xiàn)場檢查1密度（體積、干燥度、濕度）TCTC-2材料荷載（干燥度、濕度）-TCTC3粒徑級配TCTC-4結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性Mfg-5透水性TC-TC-6最大儲(chǔ)水量TC-TC-7Ph值TCTC-8含鹽量TCTC-9植物適用性及其危害Mfg/p-Mfg/p-10環(huán)境適用性Mfg/p-Mfg/p-11火勢-p-12材料的適用性-p-TS-是指基于標(biāo)準(zhǔn)測試證書或測試報(bào)告要求Mfg-表示制造商提供的材料書面保證P-表示測試按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的要求第四章 根系滲透阻擋層4.1 類型和材料4.1.1 根系滲透阻擋層的作用就是保護(hù)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)面板，不因根系滲透而破壞。有以下幾種形式：-保護(hù)膜-表面涂層或密封劑4.1.2 下面的屋頂類型可以抵抗根系滲透l 采用防水混凝土建造的屋頂結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的施工及其縫隙在根系穿透的情況下會(huì)變成“薄弱點(diǎn)”，因此，他們必須經(jīng)過特殊處理來抵抗根系穿透力。l 采用全焊接金屬型材和板材金屬屋頂結(jié)構(gòu)。4.1.3“二合一”產(chǎn)品的防水層和根系滲透阻擋層同時(shí)具備了防水盒阻擋根系生長兩種功能。這種二合一的產(chǎn)品有較高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（例如：德國綠色屋頂設(shè)計(jì)指南，包括防水和阻擋根系滲透作用）4.2 要求4.2.1 無論是綠色屋頂或花園式屋頂，其根系阻擋層的最基本功能是保護(hù)防水層和結(jié)構(gòu)層，以防其因植被根系滲透進(jìn)入而遭到破壞。4.2.2 禾本科植物具有強(qiáng)烈的根莖生長能力，我們必須采取特殊的措施（包括系統(tǒng)的維護(hù)管理）來加強(qiáng)和保護(hù)底層結(jié)構(gòu)以抵抗根系滲透作用。4.3 實(shí)施4.3.1 兩種單獨(dú)的產(chǎn)品l 如4.1.1提到的根系滲透阻擋層主要作用是抵抗根系的滲透作用。l