粗放式屋顶绿化常见技术问题研究

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摘 要 简述了我国城市建筑物屋顶绿化的现状及粗放式屋顶绿化在改善城市生态环境、降低建筑物能耗方面的作用。提出了粗放式屋顶绿化常见技术问题及相应解决措施。并讨论了粗放式屋顶绿化在我国城市发展中广阔的前景。

关键词 建筑物；粗放式屋顶绿化；技术

中图分类号S68 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0121-02

近年来，随着我国社会经济的蓬勃发展、城市化进程的快速推进，高楼大厦兴建速度达到了空前的水平。在如今日益拥堵、寸土寸金的城市，鳞次栉比的建筑物必然会与绿化用地产生难以调和的矛盾。因此，在约占整个城市建筑面积的1/5的屋顶上发展绿化工程，被认为是在宝贵且有限的城市空间中提高绿地面积、降低建筑能耗、改善城市生态环境最经济有效的方法之一。

1我国城市绿化现状及屋顶绿化简介

1.1我国城市绿化现状

随着社会环保意识的增强，我国绿化建设有了长足的进步，截止至2011年全国城市建成区的绿化覆盖面积达到161.2万公顷，城市人均拥有公园绿地面积达到11.18平方米。全国城市建成区绿化覆盖率、绿地率已分别达到38.62%和34.74%。但是其中存在的问题仍然十分突出，大面积草坪铺设与寸土寸金城市建设用地的冲突、“大树进城”移植和养护成本高昂等。由此可见，从绿化角度和经济节能方面考虑，屋顶绿化是城市绿化发展的必由之路，更是迫在眉睫的探索和实践。

1.2屋顶绿化简介

屋顶绿化是在各类建筑物、构筑物、桥梁（立交桥）等的屋顶、露台、天台、阳台或人工假山、台架上进行造园、种植草木花卉的总称[1]。屋顶绿化是一种比较特殊的绿化形式，因为屋顶绿化设置在建筑物顶部，其建设就要考虑植被栽种对建筑物的荷重、腐蚀、防水等问题。同时，由于建筑物顶部环境与地面也有很大不同，如日照更强烈、风速不均衡等，都直接影响了屋顶绿化植被类型的选择、植物的栽培方式及养护管理方式等。

1.2.1屋顶绿化分类

屋顶绿化由其用途大致可为两类：精细式屋顶绿化和粗放式屋顶绿化。精细式屋顶绿化除具有绿化效益外，主要是发挥其休闲、游乐功能，在设计上应考虑到它的公共性，植物配置应以观赏性能为主，需要专门地养护管理。而粗放式屋顶绿化主要以绿化功能为主，植物配置多选择易成活、生长缓慢、耐修剪、无需经常养护的植物[2]。

粗放式屋顶绿化方式适用于任何常见建筑物，成本低廉，二次投资较小，故在城市屋顶绿化中值得大力推广，故下文主要针对该种屋顶绿化方式进行探讨。

2粗放式屋顶绿化的效益

2.1降低城市绿化成本

在城区中心，绿化1万平方米土地，加上征地费、拆迁补偿费等约需3000万元人民币。相比之下，建造1万平方米屋顶绿化只需投入约200万元，约为前者的1/15[3]。而且粗放式屋顶绿化方式配置容易成活、无需经常养护的植物，后期投入较低。该绿化方式环保经济，可以大大缓解城市用地紧张，充分利用城市土地。

2.2缓解城市热岛效应、改善空气质量

2.2.1缓解城市热岛效应

进行粗放式屋顶绿化后的屋面获得的净辐射热量远小于屋面，同时，由于植物的蒸腾作用和培养土中水分的蒸发作用，绿化屋面较屋面吸收的热量小、热效应低。

2.2.2改善城市空气质量

绿化屋面通过吸收空气中的有害气体、增大空气湿度，从而起到降低城市上空浮尘、净化空气、改善城市空气质量的作用。联合国环境署的一项研究表明，如果城市的屋顶绿化率达到70%以上，其上空的CO2含量将下将约80%，这个数字相当可观。

我国现约有400亿平方米建筑，屋顶的面积约为100亿平方米，若能充分利用发展粗放式屋顶绿化，将有效缓解城市热岛效应，改善空气质量。

2.3降低建筑物能耗、提升建筑物档次

粗放式绿化后，通过植物本身的机能，可降低屋顶表面和室内的温度。在夏季可有效降低屋面温度约15℃，室内温度可降低2℃～3℃，由此进行屋顶绿化后减少空调的使用能耗。试验表明：没有进行屋顶绿化的房屋，空调耗能为 6000千瓦/小时～8000千瓦/小时；相反，经过屋顶绿化后的房屋，空调耗能仅为2000千瓦/小时，能节约近70%的能量。大大降低了建筑物的能耗，实现了节能减排的目的。

我国目前的建筑系统大多是高能耗的，粗放式屋顶绿化在建筑物中的使用，不仅降低了建筑物能耗，还美化了建筑物本身，从而提升了整个建筑物的档次，进而提高了商品房的单价。

3粗放式屋顶绿化中常见技术问题

3.1荷重问题

荷重是屋顶单位面积上承受的重量，是建筑物安全及屋顶绿化成功保障。屋顶绿化应采用整体浇筑或预制装配的钢筋混凝土屋面板作为结构层，粗放式屋顶绿化以草坪为主。试验中，工程每平方米重量为20kg～40kg ，即使饱和水状态下也达40kg～80kg，因此要求屋顶净荷载每平方米250kg 以上。

3.2植物配置问题

3.2.1南北植物选择差异

由于屋顶环境和地面环境相差较大，屋顶太阳辐射更强、风速更大、绿化地点分散以致养护频率较低等特点决定了屋顶绿化植物应具有矮小、根系浅、喜阳、耐旱、耐寒、宿根、四季常绿、生命力顽强、无需经常养护等特点。

由于南北方气候差异较大，故适合屋顶绿化的植物有较大不同，以下列举一些南北方常见屋顶绿化常用植物见表1、表2。

3.2.2佛甲草对粗放式屋顶绿化的适用性

长期栽培试验证明，景天科多年生草本植物佛甲草适合生长区域广泛、气候适应性强，其用做粗放式屋顶绿化草种有以下明显优势：

1）易播种、生长迅速

由于佛甲草茎节着地生根，繁殖很容易。试验中采用撒种繁殖，把生长旺盛的茎叶剪成3cm～5cm，均匀的撒种在整好的畦内，撒种的茎叶间距大概1cm～2cm，之后以薄土覆盖，佛甲草生长初期要求保持土壤湿润，约一周左右即可生根。

2）绿色期长、无需管理

佛甲草属多浆植物的常绿草种，在南方地区栽种，四季常绿，春夏两季开小黄花；在北方栽种，春夏秋三季长势茂盛，花期在4月～5月。佛甲草即使在寒冬期地上部分茎叶冻枯，翌年土壤一解冻仍能萌发新芽，继续生长。且佛甲草株高8-12厘米，株型整齐，自然成形，无需施肥、修剪，管理粗放。

3）气候适应性强

佛甲草在栽种成活后，可长期自生自繁。热旱试验中，在夏旱期连续一个月35℃～50℃屋面高温、无额外灌溉情况下，与佛甲草对比栽培的其它草类早已干枯死亡，佛甲草也不会死亡，节水效益明显。霜冻试验中，人工模拟北方霜冻天气（零下摄氏度5℃～30℃），培养土冻结，佛甲草进入冬季休眠期。恢复常温后1-2周，佛甲草重新生长。

4）所需培养土层薄、根系不损伤屋面

佛甲草主根匍匐生长，须根发达且细密，呈网状分布，不会穿透屋面防水层。佛甲草其所需培养土层浅薄，试验中4cm～6cm即可，不会给建筑物增加过大荷重。

3.3培养土的选择

粗放型屋顶绿化除了要提供给绿化植物充足的水分、养分等，还要尽量满足易制备、成本低、质量轻等要求。试验中采用的复合土为普通土样混合一定比例的腐熟锯木屑和细砂制成，来源广泛、制作成本低。

且该复合土饱和容重约为300kg/cm3～500kg/cm3，为一般土壤的1/3～1/2。且腐熟木屑具有较强的吸水和保水能力，且经土中微生物分解后能为植物提供养料。经试种佛甲草效果良好。

3.4灌溉方式选择

屋顶绿化灌溉方式应以喷灌、滴灌为主，并考虑不同绿化植物的需水量适时浇灌。粗放式屋顶绿化方式以管理养护简便，节省人力资源见长，可以采用自动检测浇灌系统。

试验中，利用干土电阻大于湿土电阻的原理，往安置在试验田两侧的检测片上通电。检测片将检测试验田中土壤的电阻，反馈给处理器。若反馈回来的电阻大于设定的干土电阻临界值，则打开灌溉系统进行浇灌；直到反馈回来的电阻值达到设定的最佳土壤湿度对应的电阻值，则关闭灌溉系统。

3.5种植、排水方式选择

屋顶绿化必需考虑快速排水，如果屋面上长期积水，轻则会造成绿化植物烂根枯死，重则可能会导致防水材料寿命缩短而导致屋顶漏水。并且植物根系具有较强的穿透能力，如果建筑物原防水层与培养土直接接触，植物根系有可能会破坏建筑屋面和防水层。

并且植物根系或培养土中的微生物发酵产生的物质可能会对防水层有一定腐蚀作用，造成防水层受损而影响其使用寿命，重则造成屋顶渗漏。

在试验中，针对不同建筑物我们设计了两种种植方案：

1）容许载荷较大的屋面，可采用架空技术，将种植层和屋面分开，通过包裹土工无纺布的塑料管道排水；

2）容许载荷较小的屋面，可采用六棱塑料钵体育苗盘铺置在屋面上，该育苗盘底部设有渗水孔，可以直接排水。

4 结论

随着我国城镇化进程的推进，城市人口、建筑密度也在快速增长。为了可持续的科学发展，我们不能再走先发展后治理的老路。城市土地资源紧缺，粉尘问题严重，空气质量下降，建筑能耗巨大等等已成为目前亟待解决的问题。

所以发展绿色建筑、节能建筑已成为未来建筑行业发展的必由之路。国际生态和环境组织调查指出：要使城市获得最佳宜居环境，人均占有的绿地面积至少达到60m2。就全国城市而言，人均拥有公共绿地仅为6.49m2，城市绿化仍然任重而道远。未来30年，城镇化进程还要兴建约400亿m2的建筑，仍然会有100亿m2的屋顶可以开发利用。我国城市的生态环境现状及粗放式屋顶绿化的特殊优势决定了其在城市发展中的广阔前景。

参考文献

[1]赵定国.屋顶绿化及轻型平屋顶绿化技术[J].中国建筑防水，2004（4）：30-32.

[2]郭岩.种植屋顶建筑技术的研究[J].太原理工大学学报，2008，39（6）：616-619.

[3]王亮，沈玲，杜博.对我国城市建筑物屋面绿化的效益分析[D].安徽农业科学，2011，39（2）：916-917，966.

[4]金莉.桂林地区屋顶绿化植物选择研究[D].桂林理工大学，2009.

[5]王东红，杨建明.太原市发展屋顶花园应注意的若干问题[J].太原科技，2003（6）： 4.