屋顶花园的绿化栽植

6.5　屋顶花园的绿化栽植

城市化进程使都市人口大量增加，高楼大厦迅猛崛起，耸立云天，它们在给现代都市裹上华丽“外衣”的同时，也带来了一系列的环境问题：绿地面积越来越少，人居环境质量日趋下降。近年来向“第五立面”索取绿色，营建屋顶花园，为都市人在紧张工作之余提供一个休息和消除疲劳的舒适场所。屋顶花园从栽植条件来看，属于人工地面。人工地面是指人工修造的代替天然地面的构筑物，或者说是一种新地面。这是针对城市建筑过密而产生土地利用问题的一种解决方法，是由建筑师们最先发起的，试图通过多层化、高密度地利用城市空间，把城市有限的土地充分利用起来。包括利用屋顶花园、地下构筑物的顶面（地下停车场、地下通道、地下蓄水池等）。

影响人工地面绿化栽植的因素有3方面：一是地面层（结构层）承载力的限制；二是地面（顶面）结构防水、排水的要求；三是生境条件的限制（土壤条件、温湿条件、风向风力等）。

6.5.1　屋顶花园的功能

6.5.1.1　供休憩和娱乐活动场所

在建筑密集的城市中，人们常常为满眼都是冰冷的混凝土构筑物，周围见不到一点绿色而烦躁，利用屋顶空间进行绿化，既可开辟休息和活动场所，又可点缀街景，增添城市建筑的艺术魅力。有人估计，一座城市的屋顶面积，大约为居住区面积的20%。试想屋顶若被全部绿化，人们将置身于一座真正的园林城市，可在花香鸟语中尽情享受大自然的恩赐。

6.5.1.2　增强屋项的隔热效果

一年四季温度各不相同，而屋顶表面始终处于剧烈的温度变化之中。夏季经过阳光直射的屋顶，表面温度往往要超出空气温度，而在冬季则可低于空气温度。屋顶经过绿化以后，温度变化幅度将显著减小，这是因为植物能蒸发水分，并从中消耗大量热量，从而起到保温隔热的作用。

6.5.1.3　隔音作用

因为植物层对声波具有吸收作用，因而绿化后的屋顶可以隔音和减低噪声。按照崔希尔·施密德原理，绿化后的屋顶与砾屋顶相比，可减低噪声20～30dB，当平屋面屋顶土层12cm厚时隔音大约为40dB。

6.5.1.4　蓄水作用

普通的屋面约有80%的雨水流入下水道，尤其在雨季给下水道形成很大的压力。屋顶种植了植物之后能提高蓄水能力，减少雨水下泄。屋顶绿化后，50%的雨水滞留在屋顶上，储藏于植物的根部和栽培介质中，待日后逐步蒸发，从而减轻了下水道的压力，对城市环境起到了平衡作用。除此以外，屋顶绿化还有吸附飘尘和吸收二氧化碳，放出氧气等作用。总之，对于城市来说，建设屋顶花园是调节小气候、净化空气、降低室温的一项重要措施，也是美化城市、增加景观层次的一种好办法。

屋顶花园位于空中楼顶上，与大地土壤不再相连，属典型的人工地面，其生境与地面差别很大，对于植物来说，有利也有弊。有利的因素有：和地面相比，屋顶光照强，光照时间长，大大促进光合作用；昼夜温差大，利于植物的营养积累；屋顶上气流通畅清新，污染明显减少，受外界影响小，有利于植物的保护与生长。不利的因素有：植物易受干旱；土温、气温变化较大，对植物生长不利；屋顶风力一般比地面大；和地面相比，屋顶花园增加了承重和防水投资，施工和养护的费用也有所增加。

6.5.2　屋顶花园的设计原则

屋顶花园设计的关键包括减轻屋顶荷载、改良种植土、设置排水设施、屋顶结构选型及植物的选择与种植设计等问题。设计必须做到：以植物造景为主，把生态功能放在首位；确保营建屋顶花园所增加的荷重不超过建筑结构的承重能力，屋面防水构造能安全使用；因为屋顶花园相对于地面的公园、游园等绿地来讲面积较小，必须精心设计，才能取得较为理想的艺术效果；尽量降低造价。从现有条件来看，只有较为合理的造价，才有可能使屋顶花园得到普及。

6.5.3　屋顶花园（绿化）的类型

按建筑结构与屋顶形式，屋面的绿化类型可分为两类：

6.5.3.1　坡屋面绿化

建筑的屋顶分为人字形坡屋面和单斜屋面。在一些低层建筑或平房屋面上可采用适应性强、栽培管理粗放的藤本植物，如葛藤、爬山虎、南瓜、渗草、葫芦等。在欧洲，建筑屋顶常种植草皮，形成绿茵茵的“草房”，让人备感亲切。

6.5.3.2　平屋面绿化

平屋面在现代建筑中较为普遍，这是发展屋顶花园最有潜力的部分，通常分为以下几种形式：

1）苗圃式

从生产效益出发，将屋顶作为生产基地，种植蔬菜、中草药、果树、花木和农作物。在农村还可以利用屋顶扩大副业生产，取得经济效益。

2）周边式

沿屋顶女儿墙四周设置种植槽，槽深0.3～0.5m。根据植物材料的数量和需要来决定槽宽，最狭的种植槽宽0.3m，最宽可达1.5m以上。这种布局格式较适合于住宅楼、办公楼和旅社的屋顶花园，在屋顶的四周种植高低错落、疏密有致的花木，中间留有人们活动的场地，设置花坛、坐凳等。四周绿化还可选用枝叶垂挂的植物，以美化建筑物立面。

3）活动（预制）盆栽式

这种方式机动性大、布置灵活，常被家庭采用。

4）庭园式（屋顶花园式）

是屋顶绿化中要求较高的形式，设置树木、花坛、草坪，并配有园林建筑小品，如水池花架、室外家具等。这种形式多用于宾馆、酒店，也适用于企事业单位及居住区公共建筑的屋顶绿化。

除以上的分类方法外，还可以按建筑物屋顶的高度分为低层建筑屋顶花园和高层建筑屋顶花园；按空间组织形式可以分为开放式、半开放式和封闭式；按使用功能可以分为游览性、装饰性和生产性等。屋顶花园的建设形式多样，可结合具体情况选用不同类型。

6.5.4　屋顶花园屋面面层结构基本构造

一般屋顶花园屋面面层结构从上到下依次是：植物和景点层、种植基质层、过滤层、隔根层、排水（蓄水）层、防水层、找平层、保温隔热层、现浇混凝土楼板或预制空心楼板层（图6.20）。

图6.20　屋顶花园的屋面构造

6.5.5　屋顶荷载的减轻方法

在屋顶花园设计时，应进行屋顶架空层楼面荷载的计算（一般绿化要求达到350kg/m²）。而屋顶荷载的减轻，需采用屋顶绿化的先进技术，即一方面要借助屋顶结构选型，减轻结构自重和结构防水问题；另一方面要减轻屋顶所需“绿化材料”自重，包括将排水层的碎石改成轻质的材料等，当然上述两个方面若能结合起来考虑，使屋顶建筑的功能与绿化的效果大体—致，既能隔热保温，又能减缓柔性防漏材料的老化，那就“一举两得”了。具体方法如下：减轻种植基质重量，采用轻基质如木屑、蛭石、珍珠岩等；植物材料尽量选用一些中、小型花灌木以及地被植物、草坪等，少用大乔木；少设置园林小品并选用轻质材料，如轻型混凝土、竹、木、铝材、玻璃钢等制作小品；合理布置承重，把较重物件如亭、台、假山、水池等安置在建筑物主梁、柱、承重墙等主要承重构件上或者安排在这些承重构件的附近，以利用荷载传递，提高安全系数（见图6.21）；利用粘钢加固处理技术，可对建筑结构的现状进行补强加固及改造处理。

图6.21　屋顶绿化种植示意

6.5.6　屋顶花园的防水与排水处理

防水处理的好坏直接影响到屋顶花园的使用效果及建筑物的安全。如果防水处理不谨慎，出现漏水现象，整个工程全部或部分返工。

1）防水系统

目前，屋面防水常用柔性防水和刚性防水两种方法。

（1）柔性卷材防水。是以防水卷材作为防水胎层，与沥青等黏贴剂交错粘合形成连续致密的结构层，从而达到防水目的。如：北方地区用的SBS改性沥青卷材、南方地区用的APP改性沥青卷材，以及“三毡四油”或“二毡三油”等均属柔性防水。

（2）刚性防水。即在屋面板上铺设不少于40mm厚的细石混凝土，并加防水剂、泡沫剂、矾士水泥及石膏粉等材料，以提高沙浆和沙石混凝土的密实性和抗裂性，从而达到防水目的。

2）排水系统

屋顶花园的排水系统是由排水层、排水管、排水口、排水沟等组成，一般通过屋面坡度排至屋面排水沟或排水管。小面积的屋顶花园，一般通过屋顶坡度外排水方式排水。面积较大的屋顶花园要采用较大管径的排水管，以免积水而引起植物烂根。

6.5.7　屋顶绿化基质

为减少屋顶的荷载，尽量采用轻质基质。同时，为满足屋顶绿化植物正常的水分和养分供应，常将无机和有机基质按一定比例混合，形成养分充足、保水性和通气性好且易于排水的人工轻质土壤。常用的轻基质材料如泥炭土、草炭土、本屑、腐殖土、蛭石、珍珠岩等（表6.5）。

表6.5　国内屋顶花园种植基质

6.5.8　屋顶花园绿化栽植过程的注意事项

6.5.8.1　屋顶花园的边缘空间处理

屋顶花园的边缘空间包括种植屋面的女儿墙、周边泛水部位和屋面檐口部位等。边缘空间处理时应沿女儿墙设置隔离带，其宽度不应小于500mm，铺设卵石进行分割，并沿女儿墙设置排水沟。同时，为取得景观效果，可沿女儿墙布置网架（应注意坚固和安全）进行绿化（图6.22）。

6.5.8.2　屋顶花园的水循环系统

屋顶花园的水循环系统设计主要以节水型灌溉系统来体现。

节水型灌溉系统是采用储水层、低压滴灌和自动喷灌相结合的技术。所谓储水层，即在屋顶花园等排水层以下部分注入一定的水量，水位高度可达到排水层以下几厘米的部位，通过植物根部的毛细管作用，供给植物生长所需水分；低压滴灌是指利用低压管道系统直接将水分输送到植物的根系周围；自动喷灌系统是指利用喷水控制系统和喷射装置将水供给场地植物需水。

图6.22　屋顶花园边缘处的攀援网架

6.5.8.3　屋顶花园的大树固定技术

屋顶环境较地面风力大，且种植土层薄，新植树木若高度超过2.5m，必须采用固定措施。地埋金属网格固定法是其中常见的方法之一。即将金属网格（尺寸为固定植物树冠投影面积的1～1.5倍）预埋在种植基质层内；用结实且有弹性的牵引绳将金属网格四角和树木主要枝干部位连接，绑缚固定（绑扎时注意对树木枝干的保护）（图6.23）。

图6.23　树木固定技术流程图