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1、种植屋面的设计与施工2009-06-06 16:21摘 要 分析了种植屋面的特点和推广种植屋面的好处，介绍了种植屋面的构造层次和要求。关键词 种植屋面；构造；防排水 随着我国改革开放的深化和城市化程度的不断扩大，在城市中可以用于绿化的土地资源己是“寸土寸金”。然而，数以亿计的屋面多是光秃秃的，如能充分利用这块尚未开发的“空地”，发展种植屋而，建造成“空中花园”，是提高城市绿化覆盖率、改善生态环境、减缓“热岛效应”、美化城市景观的最有效途径。1 种植屋面的特点(1) 可减缓城市的“热岛效应” 由于各类建筑物的屋面、墙体以及道路等均属性能良好的“大型蓄热器”，它们白天吸收太阳光的辐射能量，夜晚放出
2、热量，造成市区夜间的气温居高不下，比郊区高2-3。因气温升高部分呈岛状，故称其为“热岛效应”。如能将屋面建造成种植屋面，在屋面上广泛种植花、草、树木，不但可以极大限度地提高城市的绿化覆盖率，而且可以通过植物的蒸腾作用，不断地从周围环境中吸收大量的热量，从而有效地缓解城市的“热岛效应”。据报导，每公顷绿地每天能从环境中吸收的热量，相当于1890台功率为1000W空调的作用。研究证明，种植屋面顶层室内的气温比非种植屋面顶层室内的气温要低3-5，优于目前国内任何一种屋面的隔热措施(见图1和表1)。(2) 有利于增加城市大气中的氧气含量 屋面绿化可以通过植物生长过程中的光合作用，吸收大气中的二氧化碳，
3、放出氧气，变害为利，便于维持空气中二氧化碳与氧气之间的平衡，减缓“温室效应”和提高空气质量。据测定，24m2的旱熟禾草坪，一昼夜可制造出氧气1380g，足以供应一个成年人正常生活一天所需的氧气;一棵成年的山毛榉一昼夜则可吸收二氧化碳2352g，并放出氧气1712g，起到了净化空气的作用。(3) 吸收有害物质，减轻大气污染 屋面的植物能够吸附、滞留和固定大气中的细菌、烟尘、重金属元素，并能吸收、稀释、分解空气中的二氧化硫、氮氧化物、氨气、氯气等有害物质，同时还具有降低城市噪音的功能。据测定，120mm厚植物层的隔音量可达到40db，故可显著减少城市的大气污染和噪音污染。(4) 调节生态环境，美化
4、城市景观 推行种植屋面，还能调节城市的温、湿度，减少雨水流失，抑制暴雨、风沙;起到美化城市景观的作用，是建筑技术与风景园林艺术相结合的具体体现;也有利于改善居住生态环境，实现人与自然的和谐相处,还是创建“花园城市”的重要考核指标。2.种植屋面的防排水设计与施工 种植屋面的构造层次较多，技术要求也比较高，涉及建筑、农林和园艺等专业学利，是一个系统工程，必须从设计、选材、施工和管理维护等方面进行综合处理。 为了保证种植屋面上的植物能良好生长，屋面应能顺利排除积水，有时还需浇灌，因此，要求屋面不渗不漏，以满足房屋建筑的使用功能。为此，其构造层次较复杂，各个构造层次都有自己的功能和作用，不能随意减少。
5、另一方面，种植屋面一旦发生渗漏现象，整个屋面必须翻工重做，不但工程量大，费用也较昂贵，故在设计时，应按屋面防水等级为I级或II级进行多道防水设防，并做好防排水构造的系统处理(见图2) 现将种植屋面各构造层次的设计与施工介绍如下:(1) 屋面结构层 屋面结构层应根据种植植物的种类和荷载进行设计与施工。一般应采用强度等级不低于C20和抗渗等级不小于S6的现浇钢筋混凝土作屋面的结构层。当采用预制的钢筋棍凝土板时，应用强度等级不低于C20的细石混凝土将板缝灌填密实,在板缝宽度大于40mm或上窄下宽时，应在板缝中放置构造钢筋后再灌填细石混凝土，以提高结构的整体刚度，并应在板端缝处嵌填密封材料封闭严密。(
6、2) 找坡层 为便于及时排除种植屋面的积水，确保植物正常生长，屋面宜采用结构找坡。当不能采用结构找坡而需用材料找坡时，应选用有一定强度的轻质材料(如陶粒、加气棍凝土、泡沫玻璃等)做找坡层，其坡度宜为1%3%。在寒冷地区还可加厚找坡层，使其同时起到保温层的作用。根据工程需要，也可在找坡层之上采用有一定强度、导热系数小和吸水率低的保温材料另外设置一道保温层。(3) 找平层 为便于铺设卷材或涂膜防水层，在找坡层或保温层上应做水泥砂浆找平层。找平层应压实平整，待找平层收水后，尚应进行二次压光和充分保湿养护。找平层不得有酥松、起砂、起皮和空鼓等现象。(4) 卷材或涂膜防水层 为确保防水工程质量，应采用具
7、有耐水、耐腐蚀、耐霉烂和对基层伸缩或开裂变形适应性强的卷材(如聚酯胎高聚物改性沥青防水卷材、合成高分了防水卷材等)或涂料(如双组分或单组分聚氨酯防水涂料等)作柔性防水层。当采用卷材作防水层时，根据国家标准屋面工程技术规范和屋面工程质量验收规范的规定，应优先选用空铺法、点粘法或条粘法进行铺设，但卷材的接缝以及卷材防水层的周边应满粘，并组合成为一个接缝粘结牢固、封闭严密的整体防水系统。 种植屋面的四周应砌筑挡墙，柔性防水层应连续铺设至挡墙的上部。挡墙下部留置的泄水孔位置应准确，并应做好防水密封处理；泄水孔应与水落口连通，不得有堵塞现象，以便及时排除种植屋面的积水。(5) 耐根系穿刺防水层 众所周知
8、，各种植物的根系都具有很强的穿刺能力，许多传统的防水材料均容易被植物的根系所穿透，从而导致屋面发生渗漏现象。为此，在种植屋面中，必须在一般的卷材或涂膜防水层之上，空铺或点粘一道具有足够耐根系穿刺功能的材料作为耐根系穿刺的防水层，如高密度聚乙烯 (HDPE)土工膜、低密度聚乙烯 (LDPE)土工膜、热塑性聚烯烃（TPO）卷材、聚氯乙烯(PVC)卷材或铅合金（PSS）卷材等，这此材料的主要技术性能应符合表2的要求。为避免植物根系穿透材料的接缝部位，要求耐根系防水层的接缝均应采用焊接法施工，并须使接缝焊接牢固、封闭严密。对热塑性材料采用单缝焊接时，搭接宽度为60mm,其有效焊接宽度不应小于25 mm
9、;采用双缝焊接时，搭接宽度为80 mm,其有效焊接宽度为10 mm2+空腔宽度;铅合金卷材的接缝，应采用专用的焊条和工具进行焊接。上述材料接缝在剪切状态下的焊接性能，均应符合表2的要求。防水层施工完成后，应进行蓄水24 h检验，经检验确无渗漏后，应尽快铺设排水层、隔离过滤层、种植介质层的施工，并确保在进行上述施工中不得损坏防水层，以免留下渗漏隐患。(6) 排水层 在耐根系穿刺防水层之上，应设置排水层，排水层应根据种植介质层的厚度和植物种类分别选用具有不同承载能力的塑料排水板、橡胶排水板或卵石等材料。 当在地下车库、地下室或地下管廊的顶板上种植乔木等高大植物时，种植介质层的厚度一般在1000mm
10、以上，同时宜选用粒径为30-60mm,厚度为80mm以上的卵石或专用的橡胶排水板做排水层;当在中、高层建筑的屋面种植草坪或灌木时，种植介质层的厚度为200-600mm，同时宜选用专用的塑料排水板或橡胶排水板做排水层。排水层的作用是将通过过滤层的水，从排水层的空隙中汇集到泄水孔排除出去。(7) 隔离过滤层 在排水层之上，应铺设单位面积质量不低于250g/m2的聚酯纤维或聚丙烯纤维土工布等材料作隔离过滤层，其目的是将种植介质层中因下雨或浇水后多余的水及时通过过滤后排除，以防止因积水而导致植物烂根和枯萎，同时可将种植介质材料保留下来，避兔发生流失。(8) 种植介质层 种植介质是屋面种植的植物赖以生长
11、的土壤层。要求所选用的种植介质具有自重轻、不板结、保水保肥、适宜植物培育生长、施工简便和经济、环保等性能。一般可选用种植土、草炭、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、细砂和经过发酵处理的动物粪便等材料，按一定的比例混合配制而成。其中草炭和发酵后的动物粪便可为植物生长提供有机质、腐植酸和缓效的基肥;膨胀蛭石和膨胀珍珠岩不但可以减小种植介质的堆积密度，而且是有利于保水、透气、防植物烂根、促进植物生长的材料。这些材料还能及时补充植物生长所需的铁、镁、钾等元素，也是种植介质中pH值的缓冲剂和调节剂。也可直接选用为种植屋面专门生产，成分及粒度配置合理，保水保肥，能够促进植物根系发育和生长，且堆积密度仅为450kg/m
12、3左右的人工合成无机栽培材料作种植介质(如天津二华实业有限公司采用韩国专利技术生产的人工基础绿化栽培介质等材料)。 种植介质层的厚度应根据屋面结构的承载能力以及介质的堆积密度和种植植物的种类，通过计算确定。一般草坪为200-300mm，小灌木为300-400mm，大灌木为400-600mm:乔木为1000mm以上。(9) 植物层 屋面一般宜种植耐干旱、抗虫害、生长快、绿期长的草坪和灌木。有条件的屋面，最好能使其形成草坪、灌:木与乔木相组合的立体园林式的“空中花园”。二、常用种植屋面防水保温构造及防水材料选用 在分析各层次与防水层的影响关系后，我们应从种植屋面的特性出发，在掌握各种防水材料性能的
13、基层上，设计合理的防水体系。要做到确保屋面不渗漏水，必须将影响防水的各种因素综合起来考虑，才能达到良好的效果。 由于防水与景观不属同一专业，相互间存在配合和统一性的问题，特别在防水层的收头，施工的交叉作业等问题上，矛盾较为突出。 有的景观设计很复杂，防水处理显得很困难。在这种情况下，防水层的设计尽可能“以不变应万变”的方案来实现防水层的完整性。下面是一工程实例，主要指导思想是，在已完成防水层上，设计一道刚性层，以达到保护防水层和使防水层起到整体防水的效果，刚性层上的景观造型设计与施工完全与防水层分开，方便了防水施工，同时也给景观设计与施工创造了方便。 根据种植屋面防水特点，结合实际工程案例，提
14、供以下常用种植屋面防水保温构造及防水材料供设计选用。（表四）（表五）（表六）表四 常用种植屋面防水保温构造及防水材料选用 屋面形式构 造选 材 说 明非 保 温 单 道 防 水屋 面 一1、植被2、种植土3、滤水层4、排（蓄）水层5、保护层6、防水层7、找平层8、结构层滤水层1、200400g/m2聚丙烯或聚酯无纺布2、粗砂排（蓄）水层1、陶粒或蛭石等粒状集料2、塑料排水板保护层1、塑料排水板；2、泡沫塑料；3、水泥砂浆；4、细石混凝土（设隔离层）防水层036%坡度、36%坡度同上，不推荐或有条件使用、非 保 温 二 道 防 水屋 面 二1、植被2、种植土3、滤水层4、排（蓄）水层5、保护层6
15、、防水层27、防水层18、找平层9、结构层防水层1防水层2、保 温 种 植 屋 面屋 面 三（倒置式保温）1、植被2、种植土3、滤水层4、排（蓄）水层5、保温层6、（防水层2）7、防水层18、找平层9、结构层1、倒置式保温种植屋面防水层的设置，与非保温屋面相同。2、倒置式保温屋面中的保温材料必须是不吸水的。3、保温层的厚度需根据计算确定。屋 面 四1、植被2、种植土3、滤水层4、排（蓄）水层5、保护层6、防水层27、保温层8、防水层19、找平层10、结构层防水层1防水层2、注：1、防水材料编号参见：种植屋面可选防水材料品类表（表六） 2、防水材料有可能受植物根系作用破坏时，在防水层与种植土之间必须设置抗根系保护层。表五 构 造 说 明 示 意 图
