探討坡屋頂種植屋綠化的設(shè)計(jì)與技術(shù)

坡屋頂綠化的設(shè)計(jì)與技術(shù)Designandtechnologyofslopingroofgreening摘要：現(xiàn)階段對(duì)屋頂綠化的研究成果主要集中在平屋頂，而對(duì)坡屋頂綠化的特點(diǎn)研究甚少。本文著重介紹坡屋頂綠化的防滑技術(shù)要點(diǎn)，同時(shí)分析其與平屋頂之間技術(shù)和效果上的差別。關(guān)鍵詞：坡屋頂綠化；防滑；技術(shù)Abstract:Theresearchachievementsofthepresentstageofroofgreeningismainlyfocusedontheflatroof,andlittleresearchonthecharacteristicsofslopingroofgreening.Introducethemainantiskidtechnicalpointsoftheslopingroofgreening,analysiswiththetechnologyandtheeffectonthedifferencebetweenflatroof.Keywords:slopingroofgreening;design;technology引言建筑屋頂綠化，不僅對(duì)建筑室內(nèi)空間物理環(huán)境的改善有著顯著的作用，而且還原建筑所占用的土地資源，重現(xiàn)灰色城市中的綠色自然，對(duì)于城市生態(tài)環(huán)境的改善、節(jié)約能源、減少全球的溫室效應(yīng)也有著重要的意義。國(guó)內(nèi)對(duì)屋頂綠化的城市主要集中在北京、四川、上海等大型城市，中小型城市重視度不夠。且主要的研究成果主要是針對(duì)平屋頂，坡屋頂?shù)木G化則沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的介紹和研究。坡屋頂建筑包括從屋頂延伸到地面的傾斜式屋面和傳統(tǒng)坡屋頂，相對(duì)于平屋頂綠化，坡屋頂可達(dá)到增大綠化面積、延伸景觀、豐富建筑形態(tài)等特點(diǎn)。而構(gòu)造難點(diǎn)在于采用怎樣的防滑措施防止結(jié)構(gòu)層和基質(zhì)的滑落。本文主要內(nèi)容一是總結(jié)坡屋頂綠化同平屋頂綠化、坡屋頂?shù)牟顒e；二是其不同做法進(jìn)行案例分析，總結(jié)在各種坡度下的適應(yīng)性設(shè)計(jì)。1坡屋頂綠化在城市建設(shè)中的意義圖1坡屋頂與平屋頂吸收輻射熱能力Fig.1圖1坡屋頂與平屋頂吸收輻射熱能力Fig.1thecapacityofabsorbingradiantheatbetweenslopingroofandflatroof平屋頂?shù)木G化同地面綠化一樣，只要在荷載允許的情況下合理的選擇防水材料進(jìn)行種植。這樣具有植物種類(lèi)選擇性多、施工方便、后期維護(hù)管理方便等特點(diǎn)。而坡屋頂則不同，由于坡度大，導(dǎo)致植物受力不均勻，不易生長(zhǎng)。有些不規(guī)則或曲線屋頂更是給屋頂結(jié)構(gòu)、綠化帶來(lái)不便。因此許多專(zhuān)家都認(rèn)為坡屋頂綠化不應(yīng)提倡。但是技術(shù)的問(wèn)題不應(yīng)限制坡屋頂綠化發(fā)展腳步。坡屋頂綠化不僅具有緩解城市熱島效應(yīng)；調(diào)節(jié)屋頂?shù)臏囟群涂諝鉂穸龋Ｗo(hù)屋頂；提高建筑保溫效能、降低能耗；減塵降噪、提高空氣質(zhì)量；美化建筑、改善城市環(huán)境面貌等平屋頂綠化特點(diǎn)，更是具有以下的特特點(diǎn)：1.1擴(kuò)大綠化面積，增強(qiáng)吸收輻射能力建筑平面相同，坡屋頂接觸空氣的表面積大于相對(duì)應(yīng)的平屋頂，若綠化的面積增大，吸收的太陽(yáng)輻射熱更多。如圖1所示，建筑高度相同，由平屋頂傾斜了一個(gè)角度形成坡屋頂，再對(duì)其綠化，相當(dāng)于增加了垂直墻面的綠化，即增加了吸收鄰近建筑的輻射熱，減少空氣中的熱量，改善城市環(huán)境。由此可知，坡屋頂不僅能吸收更多太陽(yáng)輻射熱，同時(shí)也降低了建筑墻面的輻射熱。1.2美化城市天際線，延伸生態(tài)視線圖2人視線接收綠色的范圍Fig.圖2人視線接收綠色的范圍Fig.2Thescopeofpeoplelineofsighttoreceivegreen圖3南洋理工大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)媒體學(xué)院Fig.3theSchoolof圖3南洋理工大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)媒體學(xué)院Fig.3theSchoolofArt,DesignandMedia南洋理工大學(xué)藝術(shù)、設(shè)計(jì)與媒體學(xué)院[J].城市建筑，2008,（02）:81.1.3綠化坡屋頂界面，增加建筑生態(tài)功能圖4北京酈城云樓綠化屋頂Fig.4thegreen圖4北京酈城云樓綠化屋頂Fig.4thegreenroofofLichengcloudfloorinBeijing圖5坡屋頂構(gòu)造層次Fig.5constructionofslopingroof北京酈城云樓（圖4），該項(xiàng)目位于北京市西四環(huán)外，東側(cè)緊鄰四環(huán)路綠化帶，西北側(cè)為皇家園林——頤和園。周邊視野開(kāi)闊，可遠(yuǎn)眺西山美景，環(huán)境優(yōu)越。設(shè)計(jì)師考慮到與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)成了波浪形的屋面，多座這樣起伏的住宅，層層疊疊形成流動(dòng)的山浪，與遠(yuǎn)山、遠(yuǎn)景和諧共生。這樣的造型不僅不同于現(xiàn)代建筑的單板，更是增加建筑的動(dòng)感及空間的流動(dòng)性。2坡屋頂種植技術(shù)要點(diǎn)坡屋頂種植的構(gòu)造層次包括植被層、種植土、過(guò)濾層、蓄排水層、耐根穿刺防水層、普通防水層、保溫隔熱層和結(jié)構(gòu)層，同平屋頂相比少了找坡層（圖5）。因種植土和植物具有較好的保溫隔熱性能，在我國(guó)除寒冷地區(qū)外可不設(shè)置保溫層。防水層應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選擇防水卷材類(lèi)型。坡屋頂大多為不可上人式,因?yàn)槠涮厥獾慕Y(jié)構(gòu),綠化要求建筑靜荷載僅大于等于100kg·m-2,在建筑設(shè)計(jì)時(shí)只考慮人員施工與屋面維修等,因此其綠化以后不利于經(jīng)常上人維護(hù);因此,要想做好坡屋頂綠化,就應(yīng)在盡可能減少屋頂綠化投資的前提下,從技術(shù)結(jié)構(gòu)方面采取必要措施,以克服坡屋頂結(jié)構(gòu)的特殊性所容易引發(fā)的一系列難題張斌,胡永紅,秦俊,王麗勉.輕型坡屋頂綠化技術(shù)的研究與實(shí)踐[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2009,02:171-175+212.張斌,胡永紅,秦俊,王麗勉.輕型坡屋頂綠化技術(shù)的研究與實(shí)踐[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2009,02:171-175+212.2.1坡度的處理方式圖6坡屋面防滑做法Fig.6s圖6坡屋面防滑做法Fig.6slopingroofskidpractice2.1.1直坡式直坡式是指屋頂樓蓋板層斜直面，后再一層鋪設(shè)保溫層、防水卷材、蓄水層、過(guò)濾層和種植層。當(dāng)坡度＞20%時(shí)，可在樓板上設(shè)置擋土墻，也可采用預(yù)制擋板支撐作為防滑措施。圖7支撐構(gòu)件圖7支撐構(gòu)件Fig.7Thesupportmember圖8愛(ài)爾蘭館種植屋面Fig.8theplantedroofofIrelandPavilion圖8愛(ài)爾蘭館種植屋面Fig.8theplantedroofofIrelandPavilion3李海英，白玉星，高建嶺屋頂綠化的建筑設(shè)計(jì)與案例，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012如2010年上海世博會(huì)的愛(ài)爾蘭的坡屋頂綠化（圖9）。愛(ài)爾蘭館屋面有平屋面和斜坡屋面兩種，其中，平屋面約2000m2、斜坡屋面約460m24吳玉勇.世博會(huì)愛(ài)爾蘭館綠化屋面系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工[J].中國(guó)建筑防水,2012,03:25-29.4。屋面系統(tǒng)設(shè)計(jì)為綠化屋面系統(tǒng)，由特選植物、輕質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土、過(guò)濾布、蓄排水板、保濕保護(hù)毯、根阻型防水卷材、保溫板、隔汽層及附屬配件組成。4吳玉勇.世博會(huì)愛(ài)爾蘭館綠化屋面系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工[J].中國(guó)建筑防水,2012,03:25-29.圖10重大A區(qū)主教階梯式種植屋頂Fig.10theplantedroofladderofclassroominCQU圖10重大A區(qū)主教階梯式種植屋頂Fig.10theplantedroofladderofclassroominCQU圖9階梯式種植屋面Fig.9plantedroofladder圖11臺(tái)階式種植屋面Fig.11stepped圖11臺(tái)階式種植屋面Fig.11steppedplantedroof臺(tái)階式種植的方式是利用結(jié)構(gòu)形式將屋面做成臺(tái)階狀，不同的臺(tái)階之間用基質(zhì)填充，種植植物。此種做法的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)層水平，種植土和土中水和營(yíng)養(yǎng)均衡，有利于植物的生長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)受力均勻，便于施工。如圖11，這種做法消去坡屋頂?shù)钠露炔焕攸c(diǎn)變成平屋頂?shù)淖龇?，?duì)于上人屋面，便于行走。同時(shí)也利于設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)各種休憩等小品。這樣的臺(tái)階也有利于后期維護(hù)人員在屋面上灌溉、修護(hù)等工作。這樣的做法等同于平屋頂?shù)姆N植，植物的選擇可以靈活多變。圖12日本福岡市ACROS臺(tái)階屋頂綠化Fig.12thesteppedgreenroofofACROS圖12日本福岡市ACROS臺(tái)階屋頂綠化Fig.12thesteppedgreenroofofACROSFukuokainJapan5福岡市ACROS福岡臺(tái)階狀屋頂花園[J].工程質(zhì)量，2007,（14）:562.2坡屋頂種植植物的選擇原則與地面相比，屋面環(huán)境具有濕度小、風(fēng)大、種植土薄、日照時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大、溫差大等特點(diǎn)，同時(shí)屋頂綠化是在人工創(chuàng)造化的環(huán)境中進(jìn)行植被栽植，采用客土、人工灌溉系統(tǒng)為植被提供必要的生長(zhǎng)條件。因此屋頂種植應(yīng)充分考慮植物的生長(zhǎng)需求、屋頂?shù)呢?fù)荷能力和建筑整體的設(shè)計(jì)要求后配置選擇植物，從而形成良好的綠化效果。坡屋面由于存在南北分區(qū)明顯，日照強(qiáng)度差異明顯，在坡屋頂綠化地被植物選擇上更是應(yīng)該謹(jǐn)慎的選擇，坡屋頂種植植物的選擇應(yīng)當(dāng)具備以下特性：2.2.1

選擇耐旱、耐寒性較強(qiáng)的低矮灌木和草本植物屋頂夏季氣溫高、風(fēng)大、土層保濕性能差，冬季則保溫性差，因而應(yīng)選擇耐旱、耐寒性較強(qiáng)的植物為主，坡道式處理的坡屋頂因種植土層薄，保水不均勻，不適合高大的植物，因此選擇耐旱性強(qiáng)的易存活的草本植物。2.2.2受陽(yáng)面選擇陽(yáng)性、背陽(yáng)面選擇喜陰、耐瘠薄的淺根性植物的植物屋頂受陽(yáng)面基本上正對(duì)太陽(yáng)，全日照直射，光照強(qiáng)度大，植物應(yīng)盡量選用陽(yáng)性植物，但背陽(yáng)面剛好相反，幾乎沒(méi)有陽(yáng)光直射、光照強(qiáng)度小，則應(yīng)選擇喜陰的植物。屋頂?shù)姆N植層較薄，為了防止根系對(duì)屋頂建筑結(jié)構(gòu)的侵蝕，應(yīng)盡量選擇淺根系的植物。因施用肥料會(huì)影響周?chē)h(huán)境的衛(wèi)生狀況，故屋頂花園應(yīng)盡量種植耐瘠薄的植物種類(lèi)。2.2.3盡量選擇低矮、耐積水的植物種類(lèi)在屋頂上空風(fēng)力一般較地面大，特別是雨季或有臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)，風(fēng)雨交加對(duì)植物的生存危害最大，加上屋頂種植層薄，土壤的蓄水性能差，一旦下暴雨，易造成短時(shí)積水，故應(yīng)盡可能選擇一些抗風(fēng)、不易倒伏，同時(shí)又能耐短時(shí)積水的物。臺(tái)階式的種植方式可以使用此類(lèi)灌木或喬木，但其他形式的坡屋頂則應(yīng)選擇地被、小灌木等低矮植物。2.2.4選擇以常綠為主，冬季能露地越冬的植物營(yíng)建屋頂花園的目的是增加城市的綠化面積，美化“第五立面”，屋頂花園的植物應(yīng)盡可能以常綠為主，宜用葉形和株形秀麗的品種，為了使屋頂花園更加絢麗多彩，體現(xiàn)花園的季相變化，還可適當(dāng)栽植一些色葉樹(shù)種；另在條件許可的情況下，可布置一些盆栽的時(shí)令花卉，使花園四季有花，但容器式種植方式不宜用在坡屋頂。2.2.5盡量選用鄉(xiāng)土植物，適當(dāng)引種綠化新品種鄉(xiāng)土植物對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蛴懈叨鹊倪m應(yīng)性，在環(huán)境相對(duì)惡劣的屋頂花園，選用鄉(xiāng)土植物有事半功倍之效，同時(shí)考慮到屋頂花園的面積一般較小，為將其布置得較為精致，可選用一些觀賞價(jià)值較高的新品種，以提高屋頂綠化的檔次。揚(yáng)州大學(xué)對(duì)建筑坡屋頂?shù)碾A梯式構(gòu)造與普通坡屋頂處理方式做了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)證明在坡度為37°的坡面屋頂上有著較好的改良效果，佛甲草在各高度上相比普通坡面有所提高，而且海濱雀稗生長(zhǎng)的均一性有很好的改良，適用于在該坡度范圍內(nèi)的坡面屋頂建植草坪，可以有效地實(shí)現(xiàn)基質(zhì)水分在坡面屋頂上的均勻分布，保證屋頂草坪的均衡生長(zhǎng)。所以對(duì)建筑植物種類(lèi)選擇要求不高的可以盡量選擇佛甲草這類(lèi)地被植物6李潔.坡面屋頂草坪建植技術(shù)研究[D].揚(yáng)州大學(xué),2007.6李潔.坡面屋頂草坪建植技術(shù)研究[D].揚(yáng)州大學(xué),2007.圖片來(lái)源圖1、2、5、6、7、9、11：作者自繪圖3：/phpbb/viewtopic.php?t=19153圖4：作者拍攝圖8：/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&ipn=d&word=%E7%88%B1%E5%B0%94%E5%85%B0%E9%A6%86&step_word=&ie=utf-8&in=198&cl=2&lm=-1&st=&pn=5&rn=1&di=185941070550&ln=1949&fr=&&fmq=1222495151796_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=&ist=&jit=&objurl圖11：唐鳴放教授提供圖12：/Special/Hanging-Gardens/Index.html圖片說(shuō)明圖1坡屋頂與平屋頂吸收輻射熱能力Fig.1thecapacityofabsorbingradiantheatbetweenslopingroofandflatroof圖2人視線接收綠色的范圍Fig.2Thescopeofpeoplelineofsighttoreceivegreen圖3南洋理工大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)媒體學(xué)院Fig.3theSchoolofArt,DesignandMedia圖4北京酈城云樓綠化屋頂Fig.4thegreenroofofLichengcloud