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1、城市屋面绿化技术与应用初探导读摘要：随着经济的快速发展和人民生活水平的普遍提高，城市绿化的作用和地位更加突出，各级政府普遍重视，都急需大力发展城市园林绿化，来改善城市生态环境，优化城市投资环境，提高城市建设管理水平。本文即围绕城市屋面绿化展开讨论，包括提倡实现城市绿化的重要意义、城市屋面绿化的主要形式、城市屋面绿化的关键技术以及城市屋面绿化的应用优势等。 关键词：绿化 屋面 技术 节能建筑节能是一项综合性很强的工作，涉及到很多部门与行业，需要大家密切地配合。笔者以自己的实践经验证实，屋面绿化不仅提高了建筑夏天隔热和冬天保湿的效果；而且美化了生活空间与环境，还能达到建筑节能目的，从而为我国的能源
2、节约做一些力所能及的事，我们何不充分利用现有的屋面空间，营造一个不可多得的“休闲小花园” ，既节约能源，又美化了环境。一、提倡实现城市屋面绿化的重要意义随着经济的发展和社会的进步，人们对生活质量的追求在逐步提高，消费在建筑上的能耗在逐步增加，继而向环境排放的污染物在增长，导致地球的“温室效应” 更加严重。同时，城市化的发展使得热岛效应日益凸现，给城市生产、生活带来诸多不便，尤其是在夏季，城市建筑物外表面温度可达 60以上。这使得相当大的一部分能耗不得不消耗在空调降温上。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例在 3040之间。据统计我国建筑能耗在国民总能耗中的比例约为 27.8，而采暖、空调能耗又
3、占建筑能耗的 5070 ，所以开发建筑节能技术、降低空调能耗意义重大。采取相应的节能措施，尽量少地使用空调，避免因过多使用空调面对健康产生不利影响，如：病态建筑综合症（SBS）、建筑物并发症（ BRI）和多种化学物过敏症（MCS）。只有建筑物本身节能，尽可能少地依赖外部设备，才是建筑节能的根本，在保持和提高建筑物舒适性的同时，减少对一次能源的需求与消耗，同时也减少了由于能耗对环境造成的污染。综上所述，屋面能耗在顶层用户围护结构能耗中所占的比例为 2040，可见，屋面作为围护结构的一部分是建筑能耗的重要环节，做好屋面的节能工作对整个建筑的节能具有重要意义。建筑节能是贯彻可持续发展战略的重要组成部
4、分，是执行国家节约能源、保护环境、建立和谐型社会基本国策的重要组成部分，也是世界建筑发展的大趋势。屋面绿化对改善人们居住环境、提高生活质量及降低建筑能耗具有十分重要的现实意义。二、城市屋面绿化的主要形式常见的屋面绿化形式有以下几种：1、苗圃式 在屋面防水层上用砖或砌块砌筑床埂以形成较规整的苗床；床埂下每隔一定问距设排水孔，苗床内铺设一定厚度的种植介质，栽培草皮花卉、蔬菜、中草药、果树等。这种形式一般适用于大面积的屋面，供人们体闲娱乐的空间少。2、棚架式 可设置种植池，低层建筑也可以不设置种植池，直接利用地面种植的攀缘植物。棚架高度以 2m 左右为宜，方便居民在荫棚下体闲和活动。在选择植物时以叶
5、面较大且枝叶藤蔓稠密的攀援类植物如葡萄、效瓜、葫芦、牵牛花、金银花、常春藤、扁豆等为主，使之沿棚架攀援生长，形成绿色荫棚。3、艺术园林式 在屋顶上设置花坛、绿化盆景以及水池、假山、花架、雕塑、凉亭等园林建筑小品，采用园林艺术手法布局，构成优美景观，以供园林艺术欣赏和屋顶体闲娱乐活动。这种形式一般应用于较高档的公共建筑和私人别墅中。4、蓄水养植式 这种形式类似于蓄水屋面，只是在蓄水屋面的水面上养殖一些浮游植物，如水泡莲，浮萍等繁殖能力强的浮游植物，同时还可以养鱼，兼有蓄水屋面和种植屋面的效果。三、城市屋面绿化的关键技术屋面绿化涉及到的技术比较多，且相对较复杂，主要涉及到以下几个方面内容：1、屋面
6、构造技术 绿化屋面的构造首先要相对合理，要满足建筑防水技术要求及现行建筑节能规范要求，还须保证屋面荷载要轻，以利后期一旦屋面出现渗漏，可以方便地进行检修。绿化屋面须选择不吸水高效保温材料，将保温层置于防水层的下面并设置滑移层，优先考虑使用防水抗根材料，以利于保证保温节能效果及渗漏检修。2、栽培质选型 随着自然土壤资源的日益贫乏及屋顶绿化的普及，采用人工栽培基质作为屋面绿化生长介质是必然选择。我国受经济、技术水平和关注程度等因素制约，栽培质的研究和开发近几年才刚开始。栽培质的性能对整个系统的生长及后期长期维护起着关键作用，且成本造价也占到整个系统造价的 2030因此，要因地制宜，充分挖掘木地廉价
7、、易得的原料资源，通过优化工艺、技术创新，提高栽培质的品质和生产能力，降低应用成本，以期促进屋面绿化的全面普及。常用的无土栽培基质有：岩棉、珍珠岩、蛙石、煤渣、锯末屑、发酵土、离子培养土、蛆叫粪、椰糠、塘泥、山土、炭化谷壳、火山灰、堆肥土、树皮、秸杆、陶化营养土等。目前包括屋顶绿化无土栽培质的生产在国内尚无统一的质量标准，不同厂家按照实际情况所制定的产品标准差异很大。具体如下表 1 示：表 1 有机无机复合型栽培基质产品质量部分理化标准3、蓄排水选型 屋面植物都有其生长特点，耐旱植物较多，往往怕涝。在屋面绿化中需考虑到蓄排水问题，要保证少量的雨水能留存，富余的水分能即时排走。屋面蓄排水问题的解
8、决主要有两种方式：（1）通过构造来达到，如 YK 蓄排水板（鸡蛋架式构造），LJ屋面绿化保水箱（溢水孔箱式构造）等；（2）通过栽培质来实现，保水性的栽培质有：有机保水剂（后期易引起土壤的板块问题）、无机钠基膨润土等；采用滤水性的栽培质有：螟石、细陶粒、膨胀珍珠岩、海泡石、天然沸石等。当然，两种方式也可结合使用。4、抗根防水层选型 目前我国屋面绿化用的抗根型防水材料主要包括：（1）铝合金卷材；（2）高密度聚乙烯土工膜（HDPE）；（3 ）聚氯乙烯 P 型卷材；（4）聚醚聚氨酯防水毯；（5）T-99 抗根涂料。由于我国没有防水材料的抗根试验方法，防水材料生产厂家只能采用德国 DIN4062 的标准
9、，但该标准是按一定量的扇豆类植物在一定环境条件下种植半年，看材料是否被植物根须穿刺。因重型绿化屋面的物种种植时间一般较长，根须穿刺能力较强，德国 DIN4062 标准并不适宜用作屋面绿化植物的抗根试验方法。材料的抗根性主要表现在非透气性，抗冲击性、耐磨性、耐腐蚀性与耐侯性等几个方面。5、旧建筑的屋面绿化改造 首先检查屋面有无渗漏现象，并查看工程图纸防水层的做法及耐用性，如果有渗漏或防水层耐久性较差，可直接在旧屋面上重新铺设 T-99 抗根防水毯即可。T-99 抗根防水毯具有无需找平层及保护层的特点，比常规材料荷载更轻、更方便。当屋面防水层有一定的耐用性，仅考虑屋面绿化，可直接在旧屋面铺设 90
10、 厚 LJ 屋面绿化保水箱。因为 LJ 屋面绿化保水箱可以搬动，易维护且成本较低。旧屋面的改造应结合屋面原有构造的具体情况，尽可能地选择轻质材料，采用轻型薄层绿化屋面，顶层保温效果不好时宜增设保温层。四、城市屋面绿化的应用优势1、实现顶层室内冬暖夏凉 传统的平屋面保温隔热性能较差，居住在顶层的人们普遍感觉到冬冷夏热。平屋面绿化后，绿色植物和培土均有较好的隔热保温作用。尤其是在炎热的夏季，大量的太阳辐射热被屋面绿色植物吸收转化为生物能，使传入室内的热量大为减少。2、有利于延长屋面防水层寿命 由于绿色植物和覆土层使防水层免受太阳的直接暴晒，防水层的温度变化范围缩小，从面减缓了防水材料的老化速度，延
11、长了其使用年限。3、有助于改善城市空气质量（1）植物在进行光合作用时吸收 CO2，放出 O2。国内外生态学界一致认为，城市绿地率只有达到 30以上才能有效改善城市的生态环境质量，平均每人占有 3040 平方米的绿地面积才能调节二氧化碳和氧的平衡，保持空气的新鲜；（2）绿色植物对大气中某些有害气体具有一定的吸收能力。如法桐、垂柳、臭椿等对 SO2 吸收能力较强；冷杉、桧柏、梧桐等对氟化氢的吸收能力较强；黄杨、女贞、合欢等对空气中氯气的吸收能力较强等等；（3）绿色植物能够阻档飘尘流动，吸收过滤尘埃，起到净化空气的作用。绿化较好地区的降尘量仅是未绿化地区的 3060；（4）绿化植物能够分泌一种挥发性
12、的有机化合物灭菌素，不但能杀灭细菌，还能对动物和人的机体的生理过程产生良好的作用。一般城市建筑地区上空每立方米空气中含菌量在 34 万以上，而林地内只有 300400 个，相差达 100 倍。据初步估算，城市中建筑占地面积约为城市占地总面积的 1020 ，如果将建筑的屋顶全部绿化，则相当于城市的绿化率提高 1020，其对空气质量的改善是可以想象的。4、有利于缓解都市压力，促进邻里交流 绿色植物可以缓解人的视觉疲劳和心理压力，现代城市生活节奏加快，人的心理压力增大，绿化的屋顶给人们提供了一个娱乐休闲的空间。绿化的屋顶可以供人们登高望远，休闲聊天观景，特别是给老人和小孩提供了一个公共娱乐空间，在这
13、里没有地面空间的压抑感，有利于左邻右舍的交流，增进邻里之间的关系。同时绿化屋顶所带来的娱乐休闲空间，以及层次丰富，满目叠翠的城市景观，有利于减少和缓解城市“高楼综合症 ”。特别是，我们的城市居民能否也像我们的农村居民一样，在屋顶拥有一块自己的“自留地 ”，平时种植娱乐，享受田园之乐，释放生活压力，同时通过种植和彼此的学习种植，增进邻里交流，从而改变那种“老死不相往来” 的局面。屋顶绿化设计/施工/管理技术目前国内的屋顶绿化技术和建植手段已经趋于成熟。 其中包括：建筑荷载要求、建筑物防水技术、植物防穿刺技术、屋顶绿化蓄排水技术、屋顶绿化灌溉技术、雨水综合利用技术、植物材料选择、人工种植基质轻量化
14、、植物固定技术、园林小品建设技术等。屋顶绿化建设成本屋顶绿化的结构处理和承重要求，其造价在建筑设计中只增加整体建筑施工投资的13%，未来新建筑的屋顶绿化有很强的实施性和操作性。屋顶绿化在土层厚度（乔木 80CM 左右，灌木 40CM 左右，草坪、地被 25CM 左右）允许的情况下，植物种类只要掌握适地适树的原则，基本上能满足植物在屋顶的生长要求。屋顶绿化按照简式和复式两种不同模式分别计算造价（包括运输、种植等全部费用）。其中，简单式绿化单方造价为 85200 元/平米；花园式绿化为 400550 元/平米(以绿化种植为主，园林小品造价另计)。屋顶绿化对水资源的有效利用屋顶绿化可以有效的利用水资
15、源，减少城市水资源的浪费。以北京为例在城市园林绿地中开展雨水利用的潜力巨大。北京市区绿地植物平均年蒸腾总水量为 4.39 亿 m3，而北京地区年平均降水为 600mm，按规划区 1040km2 计算，年平均降水约 6.24 亿 m3（古润泽，2002）。如果将这些宝贵的雨水充分收集利用，完全能够满足城市绿地灌溉的需要，但由于城市大部分地区采用不透水铺装，使雨水不能渗入地下就汇集流走，造成水资源白白浪费。屋顶绿化术语和定义下列术语和定义适用于本标准。屋顶绿化 roof greening在高出地面以上，周边不与自然土层相连接的各类建筑物、构筑物等的顶部以及天台、露台上的绿化。花园式屋顶绿化 int
16、ensive roof greening根据屋顶具体条件，选择小型乔木、低矮灌木和草坪、地被植物进行屋顶绿化植物配置，设置园路、座椅和园林小品等，提供一定的游览和休憩活动空间的复杂绿化。简单式屋顶绿化 extensive roof greening利用低矮灌木或草坪、地被植物进行屋顶绿化，不设置园林小品等设施，一般不允许非维修人员活动的简单绿化。屋顶荷载 roof load通过屋顶的楼盖梁板传递到墙、柱及基础上的荷载（包括活荷载和静荷载）。活荷载（临时荷载） temporary load由积雪和雨水回流，以及建筑物修缮、维护等工作产生的屋面荷载。静荷载（有效荷载） payload由屋面构造层、屋顶绿化构造层和植被层等产生的屋面荷载。防水层 waterproof layer为了防止雨水和灌溉用水等进入屋面而设的材料层。一般包括柔性防水层、刚性防水层和涂膜防水层三种类型。柔性防水层 floppy waterproof layer由油毡或 PEC 高分子防水卷材粘贴而成的防水层。刚性防水层 ri
