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文檔簡介
1、建筑改造中屋頂菜園的實施策略作者:盧穎宏來源:海峽科技與產(chǎn)業(yè)2018年第3期摘要:本文結(jié)合作者曾經(jīng)參與的上海嘉善老市屋頂菜園的具體項目,以屋頂菜園改造與建 設(shè)過程中的難點為研究對象,提出舊建筑屋頂進行屋頂菜園改造的實施策略并對城市屋頂菜園 的發(fā)展提出了建議。關(guān)鍵詞:屋頂菜園;建筑改造;景觀設(shè)計;實施策略中圖分類號:Tu985文獻標識碼:A隨著都市田園生活在市民心中的呼喚越來越熱切,部分規(guī)劃設(shè)計師也已經(jīng)認識到農(nóng)業(yè)與城 市密切依存的關(guān)系,但在土地資源稀缺的城市,如何利用城市有限的土地來發(fā)展城市農(nóng)業(yè),由 屋頂綠化與都市農(nóng)業(yè)兩者理念結(jié)合而生、從建筑延伸至城市上空的屋頂菜園成為了新的發(fā)展可 能。屋頂菜園
2、作為一個新興的理念與實踐方式,其產(chǎn)生與發(fā)展不僅是市民的需求,更是城市未 來可持續(xù)發(fā)展的需求?!拔蓓敳藞@”是近幾年興起的一種屋頂綠化形式,在學術(shù)領(lǐng)域還沒有明確的定義。相關(guān)的 概念還有“天空農(nóng)場”“空中菜園”等。主要是指利用城市中各種建筑的空閑屋頂,以各類蔬 菜、瓜果為主要種植對象,配合適當?shù)木坝^設(shè)施,將生產(chǎn)勞動與景觀效果相結(jié)合,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 生態(tài)節(jié)能、休閑娛樂、文化傳承等功能合為一體的可持續(xù)的屋頂綠化方式,是農(nóng)業(yè)景觀與人文 景觀的結(jié)合,是一種集觀賞性、互動性、參與性、生態(tài)性于一體的城市立體綠地景觀發(fā)展新模 式。雖然屋頂菜園是理念與技術(shù)交叉運用的新生事物,但建造屋頂菜園有其現(xiàn)實意義。主要表 現(xiàn)在直
3、接以商品形式產(chǎn)出的經(jīng)濟效益,以及間接對城市起到改善效果的生態(tài)景觀效益與社會文 化效益。2.1經(jīng)濟效益城市經(jīng)濟發(fā)展與長遠環(huán)境效益之間的矛盾集中反映在建筑用地與綠化用地之間的平衡上。 相較于地面綠化,屋頂菜園的成本要低廉得多。而且屋頂菜園作為一種都市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性景觀, 通過在屋頂菜園進行種植,不僅可以直接產(chǎn)出多種應(yīng)季蔬果并產(chǎn)生效益,并可補償在高密度人 居環(huán)境條件下的農(nóng)業(yè)種植用地與綠地的不足,豐富城市綠化景觀的層次。另外,一個設(shè)施完善、安全衛(wèi)生、景色宜人的屋頂菜園足以成為一個建筑的亮點所在,必 然可以成為一項特殊的吸引力,其所有者將能獲得更高的利潤,企業(yè)也能夠通過這一展示空間 獲得更多客戶。通過一個屋
4、頂菜園,甚至可以達到以點帶面,形成集辦公、休閑、購物、娛樂 為一體的綜合性場所,不僅能促進周邊區(qū)域的整體更新,增加地區(qū)的銷售業(yè)績和財政稅收,為 城市發(fā)展開拓出一個全新的綜合區(qū)域。2.2生態(tài)效益屋頂菜園在調(diào)節(jié)城市生態(tài)方面具有顯著作用,如調(diào)節(jié)城市溫度、緩解城市雨洪、降低城市 噪音等。屋頂菜園植物表面溫度在夏季比沒有綠化的硬質(zhì)地面低80C左右,在冬季比沒有綠化 的硬質(zhì)地面溫度高60C左右,是冬暖夏涼的“綠色空調(diào)”。同時建筑屋面能夠減少紫外線對建 筑結(jié)構(gòu)的損傷,延長建筑物使用壽命。除了對溫度的調(diào)控,屋頂菜園可以截留并蓄存60%70% 的天然降雨,緩解城市雨洪泛濫現(xiàn)象。在降低城市噪音方面,在屋頂種植農(nóng)作
5、物至少可以減少3dB的噪聲,同時隔絕噪聲能達到 8dB。屋頂菜園還可將一些建筑垃圾經(jīng)過適當處理可以作為培養(yǎng)的基質(zhì),大量的有機物垃圾可以 用作堆肥引入屋頂菜園,而一些較為干凈的廢水也可以作為灌溉用水,為城市廢棄物帶來了巨 大的利用良機。通過在城市中種植農(nóng)作物,可以將這些廢物、廢水以及廢氣重新利用起來作用 于土壤轉(zhuǎn)變成農(nóng)產(chǎn)品為人們所用,實為一舉多得。2.3景觀效益城市發(fā)展起源于村莊與農(nóng)業(yè)的發(fā)達原本密不可分,而現(xiàn)代快速發(fā)展中的城市似乎日漸拋棄 了與城市風貌格格不入的農(nóng)業(yè)景觀,取而代之的是修剪的大草坪和行列種植的樹木花卉。農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)性景觀審美的特殊價值在于人勞作中的自然,農(nóng)作物快速的生長和觀賞周期使其
6、對季節(jié)影 響產(chǎn)生更明顯的高度、色彩、空間外部變化。屋頂菜園將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性景觀引入城市,也會給城 市景觀帶來新的亮點和視覺體驗。2.4社會效益屋頂菜園的產(chǎn)生起源于對食物健康安全的關(guān)注,通過辛勤的耕作,產(chǎn)出本地的、應(yīng)季的、 健康的食物,以最新鮮的蔬果提供,減少了冷藏、運輸過程中防腐劑等的添加,來改變高熱量、 反季蔬菜等不健康的飲食方式。屋頂菜園不僅為人們提供安全健康的食物,更能為人們提供一種身心健康的生活方式。已 有專業(yè)人士表示,通過在田地里勞作,不僅能讓人們有一定的運動量,保持身體的健康,更能 通過與自然的親密接觸,釋放、緩解精神壓力。2.5文化效益農(nóng)耕文化體現(xiàn)了人與自然相互依存的關(guān)系,反應(yīng)了人與
7、自然相互適應(yīng)、改造的歷程。然而 經(jīng)濟技術(shù)的進步讓我們享受現(xiàn)代化的同時,也疏離了土地這一供養(yǎng)之源。以屋頂菜園代表的生 產(chǎn)性景觀提供了-一個將被遺忘的農(nóng)耕文化重新融入城市的機會。農(nóng)耕文化的參與與傳承,讓人 們在欣賞自然生機的美與力量的同時,通過參與勞動不僅有物質(zhì)的收獲,更有精神的喜悅和滿 足,也領(lǐng)悟到對于土地、自然以及生命的尊重。本人以上海嘉善老市屋頂菜園的具體項目為案例,通過對項目建設(shè)過程進行詳細剖析,提 出舊建筑屋頂改造屋頂菜園的實施策略。3.1基地概況及項目定位基地所在廠房位于上海著名的原法租界內(nèi),由于廠房被住宅區(qū)包圍,出入道路狹窄,加上 工廠停工后人員雜居,年久失修,搭建零亂,現(xiàn)狀情況可謂
8、之令人慘不忍睹。由于基地外籍人士多、消費水平高、重視生活品位和生活質(zhì)量等特點,因此嘉善老市創(chuàng)意 園區(qū)的項目定位為中型精品特色酒店、健康型小型超市、loft型公寓和中檔消費型西式餐飲業(yè), 秉持“低碳環(huán)保,盡量多一些綠色的東西”的設(shè)計理念。3.2項目難點本次設(shè)計遇到了以下四個方面的難點:第一,舊建筑屋頂荷載的計算和選擇合適的屋頂改造方法。在舊建筑改造屋頂綠化之前,首先需對原建筑的屋頂形式,原設(shè)計荷載等進行仔細考察, 確定合適的綠化形式,提出合理的構(gòu)造建議。尊重原建筑是保證改造的屋頂綠化能夠持續(xù)合理 運作的關(guān)鍵。第二,舊建筑排水問題的處理。老建筑的排水一般都未考慮植物滲透水的問題,因此在下雨,或者對
9、植物進行澆灌時,混 合了植物根葉及泥沙等雜物的排水易對排水口或管道造成堵塞。因此需要在排水孔口的位置加 設(shè)網(wǎng)罩防止阻塞。第三,創(chuàng)意園區(qū)內(nèi)整體屋頂菜園系統(tǒng)的聯(lián)動。在嘉善老市創(chuàng)意園區(qū)內(nèi),設(shè)計的屋頂菜園并不是獨立的,而是幾個屋頂菜園連成的一個系 統(tǒng),因此需要連通彼此之間的關(guān)系,并形成完整的游客體驗路線。第四,舊建筑改造中的風貌延續(xù)。項目中的屋頂菜園的改造基礎(chǔ)是一組歷史悠久的建筑,最老的建筑竣工于1946年,因此設(shè) 計需要特別關(guān)注建筑空間形態(tài)及歷史文脈的延續(xù)。而為了使這些衰落破敗的建筑煥發(fā)新的生命 力,就需要通過細節(jié)的改造創(chuàng)造新的協(xié)調(diào)空間,為老建筑賦予新的功能,滿足當今環(huán)境下人們 的新需求。3.3實施
10、策略根據(jù)前文的分析,本次設(shè)計主要針對上述四個難點,分別從屋頂荷載計算和屋頂改造、屋 頂防水和排水處理、屋頂菜園的功能布局和整體性、屋頂菜園的控制與管理這四個方面進行逐 一破解。3.3.1屋頂荷載計算與屋頂改造方法在屋頂進行上人的菜園建設(shè)前,必須進行屋頂荷載計算,保證屋頂結(jié)構(gòu)能夠承載種植所需 的種植土、蓄排水層及各類植物本身的重量等。本次設(shè)計首先對屋頂荷載進行了初步估算,下 表列出了本次設(shè)計中對屋頂荷載的估算情況。在屋頂改造上采用新的防水層、隔離過濾層、保溫隔熱層材料,估算屋頂荷載約為 5.05kN/m2,比舊建筑的7kN/m2要減少約2kN/m2的荷載量。按照現(xiàn)行的建筑設(shè)計規(guī)范,關(guān)于可 上人屋
11、頂設(shè)計取定的荷載標準值為10l5kN/m2,因此本次設(shè)計基質(zhì)層和植被層可以增加約5 lOkN/m2的荷載量。據(jù)此分析,本次設(shè)計在土壤選擇中采用了輕質(zhì)泥炭混合土?;|(zhì)層荷載控制在5.0 6.OkN/m2,植物荷載控制在2.03.OkN/m2。種植土采用了 2030cm厚的混合了有機質(zhì)的輕質(zhì)泥炭混合土,土壤與輕質(zhì)骨料的比例約為 3:1,將土壤吸水后重量會增重20%30%來計算,荷載取值為85kN/m3.種植土厚度為20 30cm;排水與過濾層主要用XHP排水板和粗砂,其荷載取值為排水板0.6kN/m3,粗砂22kN/m3。植物荷載參照屋頂花園中的常規(guī)分類與蔬菜的體量類比,取值為普通地被蔬菜為 0.
12、05kN/m2,深根性蔬菜及攀援類蔬菜為O.lkN/m2,較大的灌木為0.6kN/m2。為了豐富屋頂菜園的層次,同時為了方便人們的種植與管理操作,在設(shè)計中加入了一些抬 高種植池的設(shè)計。因為種植池的荷載較大,為避免破壞建筑結(jié)構(gòu),根據(jù)建筑原設(shè)計圖紙,將這 些種植池的位置選擇在建筑的承重結(jié)構(gòu)柱梁之上,確保種植池和植栽的穩(wěn)定性。計算時將所有 種植池的容器與土壤重量相加,然后分攤到整個屋頂面積中取平均值。為避免日后因增加的荷載對屋面可能造成的滲漏等影響,采用屋面處疊合鋼筋混凝土加固 法,提高屋面樓板以及混凝土梁的截面高度,從而提升屋頂?shù)某休d能力以及抗?jié)B能力。3.3.2屋面防水處理、排水處理及灌溉系統(tǒng)種植
13、屋面的防漏問題一直是業(yè)主關(guān)注的焦點,因此必須要對原舊建筑屋面進行一次徹底的 翻修防水處理,重點處理拼接縫、水孔等節(jié)點的防水,然后進行閉水實驗,確認無滲漏現(xiàn)象后 方才進入后續(xù)園林工程的施工。本次設(shè)計選擇了德國威達公司生產(chǎn)的專業(yè)聚乙烯丙綸防水阻根 卷材來進行屋面的防水處理。既減小了屋頂荷載,又增強了屋面的防水能力。屋面的排水系統(tǒng)選用新型輕質(zhì)材料XHP排水板,其密度為500600g/m2,排水板不僅可以 快速排出多余水分,還可利用其凹槽儲存部分水分提供給生長中的植物。為防止泥土通過排水 板堵塞排水系統(tǒng),在排水板頂部膠接無紡布一層,以阻止土方的流失。針對屋頂菜園的灌溉,屋頂安裝了噴淋設(shè)備,也設(shè)置了管道
14、將菜地與屋頂兩側(cè)的排水溝相 連。具體做法為,清理屋面并處理5%0的找坡后,配多孔滲水管將排水板中排出的水集中排到 附近的下水管。并在排水板上鋪設(shè)土工布,回填35cm粗砂,加強排水板的濾水性。3.3.3屋頂菜園的功能布局和整體性呈現(xiàn)為使項目中的屋頂菜園形成一個完整的系統(tǒng)方案將園區(qū)內(nèi)所有的平面屋頂,利用建筑的屋 頂高差,設(shè)計出錯落的階梯狀屋頂菜園,經(jīng)過設(shè)計結(jié)構(gòu)改造與交通重組,形成了數(shù)個屋頂菜園 與休閑空間組成的連續(xù)步行系統(tǒng),總面積約200m2,對于其中的種植區(qū)域,面積大的作為菜園 種菜,面積小的就種植花草。整個空間布局從半開敞空間到開敞空間到私密空間,形成多種類型的屋頂空間,以便滿足 不同人群的活
15、動需求,形成豐富多樣的景觀場所。這樣不僅營造出老建筑周圍怡人的景觀,而 且豐富了原有的建筑空間層次。綠色屋頂與周邊建筑風貌相得益彰,提升了建筑改造對周邊環(huán) 境的適應(yīng)度和匹配性。當人們在此休閑與勞作時,會不斷感受到這些老建筑帶給他們的驚喜, 體會到空間的生機與活力。在蔬菜田園地中,主要種植的是低矮的空心菜、雞毛菜、花生、蘿卜、茄子、番茄、卷心 菜等葉菜類、茄果類、根莖類植物,藤架區(qū)種植絲瓜、豇豆等豆類、瓜菜類蔬果。而種植池中 的植物則多種多樣,既有無花果、橘子、棗樹等果樹灌木,也有桂花、紅楓、月季等觀賞灌木 及花卉。除了規(guī)劃的種植區(qū),一些邊角地帶也被有效的利用起來,如在邊緣的圍欄處種植了攀援植 物西紅柿、豇豆等,另外還有一些活動種植箱,可種植一些小蔥等淺根系作物等。3.3.4屋頂菜園的控制與管理建成后的菜園被分成了一片片的小菜地,每塊菜地約6m2,屋頂菜園的主人自己種了部分 菜地,剩余菜地以“屋頂農(nóng)場”的名義對外出租,目前都已出租完畢,每塊地年租金1000元, 并已經(jīng)按照租客自己的意愿種上了作物。嘉善路屋頂菜園不僅是樓下餐廳的宣傳展示場所,同時也為承租者及周邊居民提供了一個 開放的農(nóng)耕活動空間。在屋頂菜園中不僅可以享受陽光,耕種蔬果,親近自然,還能通過多種 有主題的活動相互交流。在這里可以近距離的
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