屋顶花园设计研究

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通过对屋顶花园元发展趋势、屋顶花园与地面花园的区别、价值与功能、设计影响因素的着重分析，提出了屋顶花园在设计及营造过程中要综合考虑屋顶花园的功能、使用对象及屋顶花园的设计影响因素，并提出了屋顶花园设计及营造中的重要关注点。

屋顶花园发展现状

在发达国家，屋顶绿化及建植工艺已经相当成熟。许多发达国家，在建筑图纸设计阶段就已经开始考虑屋顶绿化，除增加待绿化屋面的荷载量外，建筑物的外观结构也趋向绿化美化的方向发展。

虽然我国拥有着悠久的建筑史和精美的古代建筑，但在屋顶上大面积建造花园种植花木并不多见。春秋战国时期的姑苏台是我国最早的屋顶花园。与西方发达国家相比，中国的屋顶花园绿化，由于受到基建投资、建造技术和材料等的影响，还处于起步阶段，相关的材料检测、设计规范、施工规范及验收尚没有形成标准或规范。就全国而论，屋顶花园仅在南方个别省市和地区有着发展和建造，而这些也多为利用原有建筑物的屋顶平台加以改造，改建成屋顶绿化，真正按规划设计建造的较大型的屋顶花园尚属极个别情况。

屋顶花园的价值与功能

屋顶花园作为一种特殊的绿化形式有着较高的经济价值、生态价值及社会价值。首先，屋顶花园作为屋顶构筑物，其能起到保护建筑屋顶，并起到遮阳、保暖、节约能源的作用，同时屋顶花园作为一种景观形式还能起到吸引游客、宣传及美化城市形象的作用；其次，屋顶花园在积极改善城市生态环境、智力环境污染等方面有着非常重要的作用，同时屋顶绿化作为一种绿地形式还是解决城市人口与绿地之间、建筑与园林绿地之间矛盾的有效形式。最后，屋顶花园还可美化城市环境，调节城市气候，缓解城市生活带来的各种负面情绪，创造宜居空间。

1.屋顶花园的经济价值

（1）延长屋顶使用寿命

建筑物屋顶建造使得屋顶与天空之间有了花园构筑这一隔层，在雨季可以吸收大量的雨水，起到保护屋顶防水层，防止屋顶漏水的作用。同时，在炎热的夏季，屋顶绿化还能吸收大量的紫外线及热能，从而降低屋顶保护层因温差急剧变化及紫外线照射导致建筑材料开裂、老化的可能，起到保护屋顶材料，延长屋顶使用寿命的作用。

（2）隔热保温节约能源

夏季，屋顶的种植层及绿化植物既减少了太阳辐射对屋顶的照射，同时也有效阻止了屋顶表面温度的升高，从而降低室内温度，节约室内空调耗能。冬季，由于屋顶花园种植层及绿化的作用，室内温度不易扩散，同时室外低温也不易入侵，从而起到防寒保温的作用，减少取温能耗。

2.屋顶花园的生态价值

（1）调节城市气候，环节“热岛效应”

环保专家认为，“热岛效应”80%的因素归咎于绿地及湿地面积减少，因此城市绿化的增加有助于吸收城市热量，调节城市气温。此外，屋顶花园除可增加绿化面积外，还可增加空气湿度，防止光照反射、防风，对小环境的改善有显著效果。而绿化场地周围的若干“小气候改善”的交叉作用使城市整体的气候条件得以改善，针对日益严重的“城市热岛”，屋顶绿化是一条有效的解决途径。

（2）净化城市空气，提高生态效应

城市空气因交通工具及住宅、写字楼的空调设备等造成的污染已成为困扰城市环境问题的一大难题，屋顶花园作为一种绿化形式，其绿化植物材料与陆地植物一样，同样具有吸收二氧化碳、释放氧气、吸收有毒空气、吸附粉尘的作用，并且，屋顶花园还能有效调节空气湿度，使空气更加清新、洁净，与地面植物相比，屋顶花园位置较高，可净化城市上层空气，达到地面植被达不到的效果。

（3）增加城市绿化，改善城市生境

人类文明的发展及城市化进程的进行必然会涉及人类如何与自然共生的问题，节能环保、完善的城市生态系统是城市可持续发展的基础。城市化进程的加剧，必然会对原有的生态系统造成影响甚至破坏其平衡。这样就会导致当地原有的很多物种消失，而如果在建筑物营造屋顶花园，便可以向大自然补偿一定的有效生态面积。大量的动植物便有了可栖息之地，多样的化城市绿化形式，能从根本上解决城市化进程造成的生态问题。

3.屋顶花园的社会价值

（1）改善城市居住环境

屋顶花园可使建筑与城市景观有机结合，丰富建筑轮廓线，软化城市天际线，美化城市空间，改善城市环境，树立美好城市形象。据调查，在人的视觉中，当绿色达到25%时，人的心情是最愉快的，精神感觉是最好的。现代生活中，随着建筑的不断增高，工作压力不断增高，并且高空生活不可避免的会带来眩光，屋顶花园的建造不但可以缓解眩光对人体的损害。同时还可以缓解人们的紧张度、消除工作疲劳、缓解心理压力，改善城市居住环境。

（2）缓解城市绿化矛盾

当今，城市化进程的不断加快，城市中建筑用地与绿化用地之间的矛盾越来越凸显，并且，随着人们生活水平的不断提高，社会各界人士也越来越呼吁增加城市绿化面积。屋顶花园及城市建筑立面绿化受到人们的关注，但相对于建筑立面绿化，由于屋顶花园更为经济实用且施工方便，因此普遍受到人们的欢迎。据相关统计，一座城市的屋顶面积大约为居住区的1/5，若将这部分用来营造屋顶花园，那么，对于缓解城市建筑用地及绿化用地之间的矛盾，提升城市环境将大有裨益。

屋顶花园与陆地花园的区别

1.基址位置的不同

屋顶花园与陆地花园最大的不同就在于其基址悬于空中。因其所处的位置及屋顶材料的原因，屋顶花园的营造最先考虑的就是荷载量。如，水体、铺装、土层、小品等的重量不得超过屋顶承受能力。其次，由于其基址土壤层的悬空，屋顶花园的水分很容易蒸发或者洪涝，其排水及储水是屋顶花园需要重点考虑的对象。最后，屋顶花园由于其所处位置，还应考虑到的安全防护、防水、防潮等。

2.基址材料的不同

屋顶花园的基址有别于陆地的土壤基址，一般为水泥混凝土，这就决定了屋顶花园的营造及设计不像陆地花园那样可以随意的改变地形，这无形中限制了屋顶花园的营造层次。其次，由于屋顶花园悬空，所以其在营造的过程还应考虑到基址的保护等问题。最后，相对于陆地花园，屋顶花园营造过程中的施工工艺及材料将更加复杂、考究、精细。

3.花园功能的不同

相对于陆地花园，屋顶花园的布局形式及功能需求，与陆地花园都有所不同。首先，屋顶花园由于其所处高度不同，有利于软化城市空中边界，统一城市景观氛围。其次，屋顶花园的建造还有助于协调城市环境，环节绿化与建筑争地的矛盾。

4.欣赏角度的不同

屋顶花园作为空中花园具有与陆地花园不同的观赏角度。首先，屋顶花园作为空中花园，若从高空俯瞰或者由高地远眺，屋顶花园更容易被人关注，形成强有力的视觉刺激。其次，在屋顶花园中观赏，身临其境，直观的感受景观，其视野比之陆地花园更为广阔，无形中扩大了景观边界及景观的层次。

5.栽植形式的不同

屋顶花园由于其基址的关系，除预留养殖槽外，屋顶花园往往需要另行建造种植载体、如：花池、花架、花盆等。由于屋顶昼夜温差大、土层薄、日照时间长、湿度小的问题，植物选择上应尽量选择耐热、耐寒、耐湿、耐旱、喜光、生命力旺盛、根系较浅、水平根系发达的植物，并且应尽量避免栽植大颗及垂直根系发达的植物，提高植物的抗风性及避免根系破坏防水层或屋顶结构。灌溉方式应考虑使用喷灌、滴管或者人工灌溉。

屋顶花园设计的影响要素

1.使用对象对设计的影响

按照建筑的所有者及使用对象的不同，屋顶花园可分为公共休闲类屋顶花园、经济商业类屋顶花园、私家庭院类屋顶花园、科学研究类屋顶花园四类，使用对象的不同，其设计形式也将存在极大差异。

公共休闲类屋顶花园属于公共绿地范畴，包括地下、半地下、塔楼中层活动平台及高层建筑物屋顶花园，其面向社会大众，使用对象较多，逗留时间也不尽相同，所以在设计中除了要满足景观需要外，还要考虑到各年龄段及性别人群的不同活动需求，方便使用对象公共活动、出行及游玩。

经济商业类屋顶花园主要应用于酒店、商务会所、宾馆等商务办公建筑中，其主要使用对象是消费者或者游客。所以这类屋顶花园营造或设计之初，就要考虑其所属单位的企业文化及适用范围，如是否需要露天歌舞会、露天剧场等大型预留场所及导视物、茶座、景观桌椅等小型实用景观小品。

私家庭院类屋顶花园的使用对象主要是业主，目的是为了满足业主个人的精神需求及活动需求。和类屋顶花园不同其它屋顶花园，这类屋顶花园面积小，布局形式多样化，景观以植物为主，一般不设置景观小品，但会充分利用空间进行有趣的植物栽植布局。

科学研究类屋顶花园的使用对象主要是科研单位或实验基地，其目的是进行植物栽植实验，最重要的种植池、灌溉管道、实验监控设施的布置。这类屋顶花园的布局一般较为方正，且很少有正规的道路系统，甚至有时会出现小型温室，其绿化植被主要以新引进或新培育的花卉、盆栽、瓜果等为主。

2.功能需求对设计的影响

功能需求是景观设计极为重要的一部分，在屋顶花园设计中，屋顶花园的风格、材料、设计元素、植物种类、布局形式等等一系列都要为屋顶花园的使用功能服务的。目前，按照屋顶花园的功能需求可分为经济保护型屋顶花园、生态需求型屋顶花园、景观美化型屋顶花园三类。

经济保护型屋顶花园不需要华美的设计及布局，也不需要多么名贵芬芳的植被做装饰，这类屋顶花园对屋顶的要求不高，且基本不用护理，土层较薄，植被较少，需求的荷载量较小，其主要目的是为了遮阳、保护以及遮盖屋顶丑陋灰暗的平面，很适用于老屋顶的改造。

生态需求型屋顶花园较前者复杂，其主要构成元素是草本植被、乔灌木，以观赏植被造型为主，一般不建造景观小品。这类屋顶花园的主要目的是建造一个绿色空间，营造城市生境、平衡城市生态、减少城市污染等。

景观美化型屋顶花园是三类屋顶花园中最为复杂的，其不仅要满足屋顶的保护需求和绿化生态功能，还要满足屋顶花园的景观美化需求。这类屋顶花园不仅要求多层次的绿化效果，还要求丰富的地形变化。植被构成较为复杂集合了乔、灌、草三种层次的植物，同时也需要设置亭廊、藤甲、山水等景观小品，种植土层较厚，荷载量需求大，设计及营造时需要着重考虑承重、灌溉、排水及防水等。

3.自然条件对设计的影响

中国疆域辽阔，不同的地区气候差别较大，植被种植及周围自然环境也不相同，这些都影响着屋顶花园的建造及设计，并且，屋顶花园由于其所处位置较之地面花园受到自然环境、气候影响更大，如：阳光、湿度、风等自然因素影响。

阳光，屋顶的太阳辐射较强，升温快，昼夜温差大等，过高的温度有可能导致植被叶子枯萎或者根系受损，温度过低时又容易产生冻害，损害植被生长，这在一定程度内限制了屋顶花园的设计营造。但反过来，一定范围内的温度变化有利于土壤营养的积累，更利于植物生长，所以在屋顶花园的设计及营造过程中要一定要考虑阳光对花园的影响。

湿度，一般情况下，屋顶花园的湿度相对于地面花园的湿度要低10%―20%，并且由于受屋顶环境的影响，屋顶植被的蒸腾作用要强于地面，易导致植枯。其次，由于屋顶材质的影响，若是雨季，则又容易形成洪涝灾害，导致植物根系腐烂。所以在设计中一定要考虑到屋顶花园的灌溉形式及排水、防渗处理。

风，风是屋顶花园设计的重要影响因素之一，相对于地面花园，屋顶花园受到风的影响更大。微风让人愉快，但，大风却能产生破坏力。在开放性屋顶花园的建造中应尽量选用防风植物，并且尽量避免采用大乔木，并且还要注意藤架、遮阳伞、塑料桌椅等设施所在区域的防风措施。屋顶花园的防风一般通过防风玻璃及防风墙阻止大风或者迫使大风转向，可单独建造也可作为遮阳的一部分，在屋顶花园的设计及营造中应予以着重考虑。

4.屋顶的空间形态对设计的影响

屋顶花园的空间形态因建筑的空间格局而有所不同，根据屋顶花园的所处位置，屋顶花园可分为开敞式屋顶花园、半开敞式屋顶花园及封闭式屋顶花园。

开敞式屋顶花园指的是建筑物最高层屋顶，且周围建筑高度与该屋顶持平或者低于该屋顶，使得该屋顶花园呈完全开放状态。这类屋顶花园多见于办公楼楼顶、住宅楼顶及地下式地面屋顶花园。由于其开阔的视野，在设计上相对比较灵活，但此类屋顶花园日照时间长、光照强度大、温差大且风影响因素大，所以在植被选择上选择耐寒、耐旱、防风、喜光、生命力强并且水平根系发达的植物，并且应尽量避免使用大乔木和轻型景观设施。

半开敞式屋顶花园指的是屋顶被周边建筑一面、两面或者三面包围的屋顶花园，多出现在建筑裙房、出挑平台及退台式建筑的层层退台上，这类屋顶花园有助于改善屋内环境，还可以为同层或者周围建筑提供良好的景观视野。由于此类屋顶花园与周边建筑及室内有着密切的联系，所以设计时要注意与周边建筑及环境的协调，并且不能选用花果或叶子有毒或有刺激气味的植被，以防对人们造成不良影响，并且，还可根据实际情况增加墙面绿化，丰富景观层次。

封闭式屋顶花园指的是屋顶被周围建筑包围，屋顶低于周围建筑的“向心型”屋顶花园。这类屋顶花园有的独立存在有的出现于大型综合建筑。由于此类屋顶花园四面较高，阴影较多，所以再设计时应尽量选择对光照要求不是很高的植物，并且，此类屋顶花园由于其“向心性”作用成为该楼层的景观焦点，服务对象也较多，所以在设计时不仅要注意景观效果的营造，还要注意空间的有效划分及各空间内交通布置，为居民营造一个舒适、愉快的活动空间。

5.屋顶的荷载与结构对设计的影响

屋顶结构及荷载量作为屋顶花园的基础对屋顶花园的成功与否骑着重要作用，其结构和荷载决定了屋顶花园的覆土深度、植被选择及是否适合营造山水等等。不同的建筑有着不同的结构，这也就造成了屋顶设施安装位置的不固定性，这直接影响到了给排水及施工的可操作性，因此屋顶花园在营造和设计时要注意随建筑结构进行设计或营造。其次，屋顶花园的营造和设计还要重点考虑屋顶和楼面的荷载量，建筑的承载是有限的，因此在设计及营造中一定要将屋顶花园的重量控制在建筑的荷载范围之内，确保屋顶的安全及花园的有效实施。

本章小结

通过对屋顶花园现状、发展趋势、屋顶花园与地面花园的区别、屋顶花园的价值功能、屋顶花园设计影响要素的分析，对屋顶花园的设计及营造做了普遍性分析，并对不同类型屋顶花园的营造及设计的重点做了归纳梳理，期望对屋顶花园的推广及设计起到一定的助益。

（作者单位：桂林理工大学）

作者简介：马学旺，硕士研究生，助教，研究生党支部书记。