口碑好的整形美容医院:屋顶绿化研究进展——上海屋顶花园概论

屋顶绿化研究进展——上海屋顶花园概论

作者: 竹蜻蜓 点击率: 623

绿色植物是人类赖以生存和发展的必不可少的条件，绿色植物与人类互为补充、互为依存达到一个生态平衡。随着现代社会的工业化进程日益加快，城市人口密集，废气污染、尘埃飞扬、噪声扰人、“热岛效应”等，大都市环境日益恶化，严重损害都市人的身心健康。由此可见，改善日益恶化的城市生态环境，已成为当今城市问题的当务之急[1，4]。

最早的屋顶花园是2500 多年前建在幼发拉底河岸的巴比伦空中花园。自上世纪初，英国、美国、德国、日本等国家建造了大量的屋顶花园[5，6，8]。1959 年美国建成的具有高技术含量的奥克兰市凯泽中心屋顶花园，被认为是现代屋顶花园发展史上的一个里程碑。随着建筑工程技术的不断进步、发展，越来越多的新型建筑材料的开发与应用，使得屋顶花园的建造变得更加轻而易举。

二十世纪60 年代初，重庆、成都开始出现屋顶花园，至80 年代末，成都市中心有200 多座商住楼屋面绿化率达72%；珠海、深圳都重视美化屋顶，提出“美化建筑第五面”。近年来，上海为了改善城市环境，绿地建设突飞猛进。由于上海是寸土寸金的国际化大都市，兴建绿地的拆迁成本昂贵，市中心每增添１平方米的绿地就要付出上万元的代价，导致地面绿化的增长空间非常有限。上海共有2 亿平方米的屋顶面积，到2002 年底，申城屋顶绿化面积只有22.29 万平方米，仅利用了0.11%的屋顶进行绿化，至今依然是大片的“空中荒漠”[7]。研究表明粗放型屋顶绿化每平方米的造价在350 元左右，与同等级的地面绿地相差不多，而且屋顶草坪养护费用极低。因此，在不占用土地的情况下，屋顶绿化是改善上海城市环境的最佳方法。

1 屋顶绿化的生态效益
随着人类社会的进步和城市化的发展，人们对生活环境的要求也越来越高。一座现代化的城市不仅应有完美的建筑与设施，还应有一个优美的环境以消除疲劳、陶冶身心，而优美环境的最主要组成部分是绿色植物[2]。据了解，植物能够调节人的神经系统，使紧张疲劳得以缓和消除，使激动情绪恢复平静。从景观角度看，屋顶作为建筑的第五立面，是城市建设与美化过程中不可忽视的环节。
1.补偿作用[9，13]。国际生态和环境组织调查指出：要使城市获得最佳环境，人均占有绿地面积需达到60ｍ2 以上[8.15]，而统计表明上海现有人均绿地面积仅为9.16ｍ2。上海地价昂贵，建筑密度高，道路密集，高架路、立交桥纵横交错，城内地面大多是人工化的硬质铺地。如果能充分利用建筑物的屋顶、露台进行绿化，就可以大大提高人均绿地面积，起到很好的补偿作用。
2.涵养水土[9，13]。城市中建筑林立，提供给人们户外活动的开敞空间多是硬质铺地，雨水无法被土壤所涵养、储存，必须急速地由下水道排放。若遇到排水系统受阻的情况，则会造成一雨成灾[13]。而屋顶绿化可适当缓解这种状况，因其表面的植物、土壤有利于雨水的储存，落到屋顶的雨水仅有１/３排出，２/３被留在屋面上或蒸发到空气中，从而调节了小气候。屋顶绿化可以减缓温度剧烈变化，使建筑物内部冬暖夏凉，形成舒适的人居环境[17]。
3.增加空气湿度[9，13]。由于绿色植物的蒸腾作用和土壤的蒸发会使绿化屋面的水蒸气含量增加，致使绿化屋面空气绝对湿度增加。加上绿化后其温度有所降低，故其相对湿度增加更为明显。可见，屋面绿化对城市的“干岛”有减弱作用。
4.降低气温[9，13]。屋顶绿化还可以改善住宅的室内气温，对改善人居环境及节能大有好处。据测算有绿化的屋面温度可下降3-5℃，室内空调可节电20%[2]。况且绿地生态效应的有效辐射距离是50ｍ，因此利用住宅建筑屋面布置绿化，更是十分珍贵。由于绿色屋面对阳光的反射率比深色水泥屋面大，加上绿色植物的遮阳作用和为满足生理所需的同化作用，使绿色屋顶的净辐射热量远小于未绿化的屋顶。同时，绿色屋顶因植物的蒸腾和潮湿土壤的蒸发作用消耗的潜热明显比未绿化的屋面大，导致绿色屋顶面的贮热量减少，绿化屋顶空气获得的热量也减少，热效应降低，从而减弱了城市的“热岛”效应。
5.形成生物气候缓冲带。屋顶花园涵养充分的水土能形成人工建筑与自然之间的生物气候缓冲带，为建筑系统提供良好的微气候环境，尽量满足居民的各种生活舒适标准；提高建筑系统生物组成的多样性，为鸟语花香提供现实的土壤，实现人与自然的和谐共处。
6.净化空气、降低噪音。一个人每天要吸收0.75 公斤氧气，呼出0.9 公斤二氧化碳，而自然界中唯一能制造氧气是植物的光合作用，由此推算出每人至少要拥有10-15 平方米森林或25-30 平方米草坪才能获得足够的新鲜空气。加上工业、交通运输的耗氧量远远大于人，这就要求拥有更多的人均绿地才能满足空气成分平衡的需要。植物还能吸收人类生产活动过程中产生大量废气如NOx、SO2 等有害气体和滞留灰尘微粒等。据估算，如果大城市1%的建筑物建成屋顶花园，则城市大气中二氧化碳和硫化物可减少一半。一个城市如果把屋顶都利用起来进行绿化，那么这个城市中的CO2 较之没有绿化前要少85%[16]。因此屋顶花园可降低空气中的CO2 浓度和飘尘含量，提高大气中氧浓度，清新空气。绿色植物除了可以减轻大气污染，还可以阻挡、吸收、滞留和过滤空气中的噪声，减轻城市噪声污染，对改善和保护城市环境很有益处。

7.有效保护屋顶、延长建筑物寿命[15]。由于夏冬温差大和干燥收缩产生屋面板体积的变化，夏季高温易引起沥青流淌和卷材层下滑，可使屋面丧失防水功能。另外，屋面在紫外线的照射下，随着时间的增加，会引起沥青材料及其它密封材料老化，使屋面寿命减短。而屋顶绿化使屋面和大气隔离开来，屋面内外表面的温度波动小，减小了由于温度应力而产生裂缝的可能性。隔阻了空气，使屋面不直接接受太阳光的直射，延长了各种密封材料的老化，增加了屋面的使用寿命。
8.减缓风速、调节风向。屋面绿化，增加了屋顶粗糙度，增大摩擦使风速减少，同时也使风向发生偏转。另外，由于绿地降温消弱了“热岛”效应，从而也在一定程度上减弱了“热岛环流”，减小了风速
9.影响云、雾和降水。城市人口密集，工业集中，能耗大，废气、废渣和废水排放多，凝结核充沛。再加上“热岛环流”的作用，使城区的云、雾和降水比郊区多，具有“雾岛”和“雨岛”特征。城市平顶屋面绿化后，对云、雾和降水的影响视不同的情况而异。当前者的影响大于后者时，则云、雾和降水减少，反之增加。而这两种不同的影响又取决于城市的具体情况(如城市性质、规模、布局、密度、绿被率等)。
由此可见，如果能很好地利用和推广屋顶绿化，形成城市的空中绿化系统，对城市环境的改善作用是不可估量的。

2 屋顶绿化的设计
整个屋顶绿化层包括保温隔热层、防水层、排水层、过滤层、栽培基质层、植物层等[20]。
1.保温隔热层可采用聚苯乙烯泡沫板，铺设时要注意上下找平密接。
2.防水层采用柔性(油毯卷材)防水层、刚性防水层或新材料(如三元乙丙防水布等)，但目前使用最多的是柔性防水层，如高弹性防水涂料，防水性能好，使用寿命长；国外还有采用硬塑料做防水层的实例[27]。屋顶绿化后，防水层应绝对避免出现渗漏现象，最好设计成复合防水层[24]。在柔性防水层与防根系保护层之间应加设隔离层，隔离层可用中性材料[17]。
3.排水层(蓄水层)设在防水层上，过滤层之下。其作用是排除上层积水和过滤水，但又储存部分水分供植物生长之用[17，21，31]。可与屋顶雨水管道相结合，将过多水分排出，以减轻防水层的负担。排水系统由排水层、排水管、排水口、排水沟等组成。小面积屋顶花园，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来排水，以免积水而造成植物烂根。灌溉系统有人工浇灌、自动喷灌、低压滴灌等多种，所用管道应是轻质管如塑料管[17]。可用材料主要有陶粒(100k-200mm 厚)、砾石(100k-200mm 厚)、焦碴(50mm 厚)和疏水板等轻质材料[21]。

4.为防止种植土中小颗粒及养料随水而流失，且堵塞排水管道，需在种植基质层下铺设过滤层。过滤层采用稻草层、玻璃纤维布或粗沙层(50mm 厚)、炉碴层、玻璃纤维布、稻草(30mm 厚)，所要达到的质量要求是：既可通畅排灌又可防止颗料渗漏。
5.种植层一般多采用无土基质，以蛭石、珍珠岩、泥炭、草炭土等轻质材料配制而成。
屋顶花园的设计应服从于建筑设计[17，20]。设计屋顶花园前，首先要了解建筑的结构类型，如砖木结构、钢结构屋面是不允许建屋顶花园的。混合结构的平屋面、混凝土结构的平屋面、坡屋面才允许建造屋顶花园。同时园林设计人员也要把屋顶花园设计提供给建筑、结构、水电设计人员，使园林设计的特殊要求能够在房屋设计中得到综合处理，完美结合。园林工程的一切预埋件、排水孔、水管电缆预埋，必须与屋面工程施工一同进行，尽量避免二次浇注，造成屋面渗漏的隐患。 1