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屋顶绿化设计的方法介绍

屋顶绿化作为一种不占用地面土地的绿化形式,其应用越来越广泛。它的价值不仅在于能为城市增添绿色,而且能减少建筑材料屋顶的辐射热,减弱城市的热岛效应。如果能很好地加以利用和推广,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。

一、屋顶绿化的特点
    1.温湿度条件差因屋顶位于高处,四周相对空旷,因此风速比地面大,水分蒸发快。屋顶距地面越高,绿化条件越差。
    2.造园及植物选择有一定的局限性因屋顶承重能力的限制,无法具备与地面完全一致的土壤环境,因此在设计时应避免地貌高差过大,在植物的选择上一般应避免采用深根性或生长迅速的高大乔木。
3.绿地边界规整屋顶形状一般为规则的几何形状且多重复出现,尤其在小区中更为明显。设计时应注意协调统一又富于变化,形成韵律。
    二、屋顶绿化的设计
    1.花园形式屋顶绿化可做成小游园的形式服务于游人,多用于服务性建筑牞如宾馆、酒楼等,能为客人提供游憩空间。小游园应有适当起伏的地貌,配以小型亭、花架等园林建筑小品,并点缀以山石。选择浅根性的小乔木,与灌木、花卉、草坪、藤本植物等搭配。为满足植物根系生长需要,种植土要30厘米至40厘米厚,局部可设计成60厘米至80厘米。此类屋顶花园要特别注意在建筑设计时统筹考虑,以满足屋顶花园对屋顶承重能力的要求,设计时还要尽量使较重的部位(如亭、花架、山石等)设计在梁柱上方的位置。

    2.色块图案形式采用大叶黄杨、紫叶小檗、金叶女贞等观叶植物或整齐、艳丽的各色草花配以草坪构成图案,俯视效果好,多用于屋顶高低交错时低层屋顶的绿化。因其注重整体视觉效果,内部可不设园路,只留出管理用通道。

    3.应季布置形式采用盆栽花卉,根据其盛花期随时更换,并可在楼的边缘处摆放悬垂植物,兼顾墙体绿化。此法多用于低层屋顶绿化。
    三、造园层的结构结构层一般分为保温隔热层、防水层、排水层、过滤层、土壤层、植物层等
    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.防水层屋顶绿化后应绝对避免出现渗漏现象,一旦出现问题,将使房屋的使用者产生排斥心理,直接影响屋顶绿化的推广。最好设计成复合防水层。
    3.排水层设在防水层上,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。排水层多用砾石、陶粒等材料。
    4.种植层种植层一般多采用无土基质,以蛭石、珍珠岩、泥炭等与腐殖质、草炭土、沙土配制而成。

屋顶绿化问题概述
    屋面视为抬高的一片平地,除了作其他功能用途外,种植是屋面一项重要功能,也是一种屋面形式。作种植屋面的技术较为复杂。土层的厚度要根据植物种类确定,土质配比、多雨或少雨地区,南方或北方地区,设计各有不同。是否设保温房、蓄水排水层,必须依据具体工程而定。至于种植屋面对城区环境所起的保护意义,换句话说为什么要在屋面上种植,不仅是建筑师设计问题,更是防水工作者面对的技术问题。关于这些问题,下面提供一些技术资料供参考。
    一、城市是人工环境。原因是密集的建筑群,密布的道路网,存车场,上述都不能吸收水份,雨水直流入下水道,流人河湖,城区干燥。
              二、城市机动车多,发出余热的地方多,如住宅炊食,工厂散热,建筑、道路吸收日光热,机动车散热,使城市成为热岛。据气象部门测定日本东京、中国北京气温比前些年升高三度。
    三、称谓:种植屋面——抬高的园林或农田。
        道路、存车场、篮球场——坏死的皮肤。
        坡屋面——伤疤、吸热器。
        市区河流——担心堵塞的血管。
        汽车——均匀散布污浊空气的机器。
    四、雨水经流系数(雨水从屋南流过速度系数)
        流经地       径流系统
        坡屋面>15o        1
        坡屋面<15o       0.8
        屋面铺砾石        0.5
        绿化屋面          0.3
    五、植物叶吸收热能60%的辐射热变为树叶蒸发热,水分散入空气中,空气湿润,缓解空气剧烈的变化。
                 太阳能辐射热吸收系数
         屋面种类                     吸收系数
         屋顶植树                     0.86
         屋面植草                     0.70
         屋顶铺地砖                    0.56
         沥青卷材(光面)               0.80—0.90
         绿色沥青卷材                   0.86
    六、滞留尘埃——树叶吸附灰尘。枝叶稠密如同过滤器。林木草地中的空气尘埃含量比稠密建筑群中的空气尘埃少5/6。
    七、屋顶草木吸收二氧化碳、放出氧气。一平方米的草坪放出的氧气相当于100平方米的林木放出的氧气。
    一株百年的小毛榉,每小时吸收2352克二氧化碳,放出1712克氧气,超过一个成年人一天所用的氧气量。
    八、吸附灰尘。叶表面生长绒毛,有褶皱或分泌粘液,吸附灰尘。缺少树的城市,每天降尘量850mg/m2,而城区城郊绿化好的城市每天降尘量不足100mg/m2。
    九、吸收有害气体。氟化氢气体通过40米宽的刺槐林,比通过40米宽的空旷地降低50%。每千克海桐叶吸收911mg氟,每千克合欢树叶吸收二氧化碳37.7g,悬铃木、梧桐树吸收二氧化碳30g以上,夹竹桃、棕榈树、桑树、大叶黄杨树均能吸收汞蒸气,有些树吸收苯、醛、酮等污染物。
    十、植物杀灭细菌。植物叶分泌物质有杀灭细菌的作用。据南京植物研究所在当地测得:绿化差的中华门火车站为49700个细菌,缺林的马路上为44050个细菌。有绿化的马路为24480个,中山植物园为1046个,柏树林为747个,而松树林中仅有589个。
    十一、植物可消除噪音。三斤硝酸基甲苯炸药,放在一公里深处的海水中,爆炸声可传至4500公里;如果放空气中爆炸可传至4公里;若在森林中爆炸,其声传至400米即消失。
    十二、密稠的树叶是消声器。树叶重重叠叠,叶上气孔和毛泥迟滞声的和传递,叶子不断颤抖消弱声强。一株中等大小的桦树,约二十万片叶子,其面积1200平方米,相当于2亩地的面积。至于针叶树,其面积更大了。
    十三、屋顶绿化。因种植土吸水,植物也吸水,所以雨水落在屋顶,仅1/3排出屋面(大雨),2/3存留在屋面上,晴天部分蒸发到空气中,从而调节城市气候。
    十四、种植屋面覆土和植物重(荷载)是结构设计重要依据,覆土20厘米厚,一般按400kg/m2。如植高大乔木应另行计算。水池、假山、人行道,按具体情况计算荷载。
    十五、种植屋面具有强高隔热效果,夏季屋顶温度达60℃,气温34℃,室内温度比非种植物屋面降低4℃。随覆土厚度增加,降温效果越好。
    十六、种植屋面保温效果很明显。不论北方或南方都有保温作用。特别干旱地区,入冬后草木枯死,土壤干燥,保温性能更佳。保温效果随土层厚增加而增加。种植屋顶有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高或骤然下降而大幅波动。冰岛和斯堪的那维亚半岛的种植屋面,已有百年历史,证实上述情况。
    十七、种植屋面的坡度。其坡度0。——30。覆土一米以上可以平的,覆土薄30厘米时坡度可在5o以下。屋面坡度大于5o时,应考虑土层滑移,或者作成梯田式。
    十八、屋顶应设积水池(多雨地区)。大雨后覆土吸水饱和,多余水积蓄起来,不使流失。当土壤干燥时,使用积存水浇灌。
    十九、种植屋面构造层。这是设计时最为关键的一项工作。不同的屋顶,采用何种方式绿化;选择何种植物,当地气候特点,(寒热、多雨、干旱等条件,必须细细考虑)。选用何种土,是否设保温层,要不要蓄水层和排水层,防冬季土层冻胀,大乔木防风问题,硫莱烂根现象等,直至于选择的防水材料,供水和诽水构造,人行道、女儿墙,都是设计人员考虑的问题。
    二十、种植屋顶有两类:一类是地面上楼房屋顶,就是抬在空中的地面。这类屋面覆土较薄,一般不超过30厘米,若种乔木须单作树池。二类是地下建筑顶板上种植。这类屋面覆土较厚,常在一米以上,建筑四周无女儿墙分隔,种植土和大地相连成片。
    二十一、屋顶绿化形式有三种:
           (1)全屋面覆土种植,这种方式绿化效果最佳,尽量采取这种形式。
           (2)大小乔木、灌木均用树池,与小片草坪相结合。
           (3)盆栽。屋面上全部用大小花盆、花槽,摆齐放满。这种形式绿化较差,但防水简单易行,摆放布局灵活,根据需要可以随时改变。
二十二、种植屋面防水构造(从上至下为序)。
    (一)种值土可以用野外的田土,也可以用生土,掺加动物粪便、草木灰、切碎杂草、树叶糠、珍珠岩、蛙石等,混合。增加土壤肥力,减轻荷载。
    土层厚度依植物而定。草坪:15—20厘米;小灌木:30厘米;大灌木50厘米,乔木:80厘米以上。
    土层厚度不能少于15厘米,土层太薄,没有蓄水能力,每天要浇水,否则干透。逢雨季应足够的排水能力,积水多,植物烂根,特别种植蔬菜,更不能太薄。从保温和隔热以及吸声考虑,也不能太薄。
    (二)隔离过滤层
    为了防止种植土被水带入排水层流失,故在种植土下放置一层隔离层。隔离层采用无纺布或玻纤毡,可以透水,又能阻止泥土流失。
    (三)排水层
    大雨或人工浇灌水过多时,种植土吸水饱和,多余的水应排出屋面。排水层采用卵石,粒径不大于3厘米。总厚度5—6厘米。排水层又可作蓄水层,多余水蓄在卵石层内,当种植土干燥时,又可返吸人土中。现在有多孔硬泡板,可吸收大量水,供给种植土返吸。蓄水层具有节约用水,又能保持土壤湿润的作用。
    (四)防根穿刺层
    植物根有很强的穿刺能力,特别树根,年代越久,扎的越深,并且分泌一种腐蚀力强的液汁,许多防水材料经受不住。目前我国防水材料中可以入选的有三种:
    1、铝合金卷材。厚0.8—1.2毫米,耐腐蚀,防水性能好,焊接施工,耐久性好。古代建筑屋顶,使用500年之久。此种卷材由浙江永康骏宁特种防漏有限公司独家生产。
    2、高密度聚乙烯种低密度聚乙烯土工膜,厚为1—1.5毫米,焊接合缝。本材有多家生产。
    3、聚氯乙烯,焊接施工,厚度1.2——1.5毫米,此材已有多家生产。要求必须是P型的。
    (五)隔离层,有时候出现耐根穿刺层和防水层不相容现象,为此中间加一道隔离层。隔离层采用聚乙烯膜、玻纤布、无纺布或抹一道水泥砂浆均可。
    (六)防水层。卷材或防水料均可。如用高分子卷材,拒绝粘结合缝。
    (七)砂浆基层。
    (八)保温层:覆土较薄的严寒地区,应考虑保温。
    二十三、种植屋面应为二级建筑设防。至少两道防水。如果发生渗漏,翻工维修很困难,花费大。
    二十四、在严寒地区种植屋面的边墙,要考虑种植土冻胀对边墙的推力。
    二十五、地区不同,种植屋面结构不尽相同。
        1、严寒又多雨的东北,应考虑加保温层和排水层。
        2、干旱又寒冷的西北地区,冬季草死、土干,以土代替保温层。不必另设排水层。
        3、炎热多雨的南方地区。种植屋面坡度不宜大于50o以防雨水冲刷、土壤流失。多雨的南方不必加保温层,但要作好排水层和排水系统。
        4、覆土80厘米以上,四周与大地土层相连,不必设保温层,也不必设排水层。
    二十六、种植屋面包括假山和瀑布喷泉时,这些设置荷载很大,设计屋盖时必须特别考虑屋盖结构的承载力。
    二十七、屋顶绿化是城市园林化的重要组成部分。据国外报道和报纸以及有关书刊,城市气候恶化的重要原因之一是高楼大厦的密集群。今后城市现代化、不再是以楼高为表征,而是以其设施的现代化为准。特别要走园林化、街道园林化、住宅区园林化、厂区园林化、学校机关园林化的道路。
    二十八、墙体立面绿化,女儿墙顶绿化,都是建筑绿化的组成部分。许多城市已开始工作,成都市政府已明令实施全市房屋立体绿化工程。
    二十九、屋面绿化历史
    考证世界屋顶历史,约4000年。在4000年前幼发拉底河下游(伊拉克)苏美尔人建立城堡庙塔,在屋顶上建花园,公元十三世纪蒙古军队占领阿拉伯,烧毁了这个屋顶花园。公元前604年,巴比伦国王尼布甲尼撒,为爱妃在巴比伦堆土山建宫室,宫室顶以石板铺筑,再铺浸透柏油(沥青)的柳条,再铺二层砖(类似砖的烧结块),其铺一层铅饼,最后填土约4米厚。种植花草和大树,并引水浇灌,这是较早的也是完善的空中花园。这一屋顶种植是世界奇迹。
    在中国南京城墙上种植树木,已有500多年,明代山海关城墙上已种植花木,山西娘子关长城上亦种树木,承德普宁寺大乘阁前的石筑平台上种植花木。近代全世界屋顶花园不计其数,屋顶花园将成为普遍的建筑屋顶。将来建筑设计势必首先考虑屋顶花园,万不得己时才用其他屋顶形式。
    三十、屋顶花园对人的心理作用。园林绿化的情趣对人的心理感受比其他物质享受更为深远,花木通过人们感官接触,给予人心理上的一系列美好刺激,植物以极其丰富的形态美、色彩美、芳香美和风韵美。花木能够调节人的神经系统,使紧张疲劳得缓和消除,使激动情绪恢复平静。当你繁忙工作之后回到家中屋顶花园里,花木的芳香和静雅的环境将一扫吵闹不宁的情绪,神经系统就会从强刺激的压抑中解放出来,在宁静安逸气氛中休息调整。
    三十一、屋顶绿化起到调节建筑物与周围环境的联系,使自然植物与人工建筑有机的结合和互相延续,保护和美化环境,使人们更贴近自然,建筑物更能溶人绿色中。
    三十二、我国城市建筑、道路、绿化占地比例:各类建筑占地75%左右,道路占地20%,公共绿地不足5%。中国及国外大都市人均公共绿地数:
              北京——5.8m2  武汉———1.6m2
              上海——1.2m2  常州———1.9m2
              南京——7.3m2  巴黎———70m2
              天津——1.9m2  堪培拉——70m2
              重庆——0.8m2  华沙———70m2
    三十三、旧屋面改造作屋顶花园
    1、旧屋顶是平顶。在旧防水层上铺筑现浇钢筋混凝土板,厚度及配筋以计算确定。然后作种植构造。
    2、旧屋面为坡屋面,改为乎屋面。拆除屋面瓦和屋架。浇筑现浇钢筋混凝土屋面板,然后作种植构造。
    三十四、花池或树池。花池或树池的面积一般为1—10平方米,采用钢筋混凝土作成,为五面体,自身独自作防水层,不与屋面防水层相连,宜只作底部防水层,侧壁如有漫渗并不影响种植。
    三十五、屋顶水池。屋顶水池一般不大,因作点缀花园用,所以水池应单独作防水处理。不与屋面防水相连。在严寒地区不宜设计屋顶水池。
    三十六、高层建筑屋顶设计花园,宜种花和草坪,也可种小灌木,不应种乔木。在沿海台风经常经过的地区,屋顶花园地区也不应植乔木。
    三十七、宾馆、机关大楼建筑,常有较大的雨蓬,雨蓬最应作屋顶种植。既美化人口处环境,又能在夏季降低门口处温度。
    三十八、植物荷载:
            ┌─────┬───┬───┬────┬───┬───┬───┐
            │     │   │    │中等灌木│    │     │    │
            │ 植物品种 │草蔬菜│小灌木│ /1.5 │高灌木│小乔木│乔木/│
            │     │   │   │m高  │ 3m高 │ 10m高│15m高 │
            ├─────┼───┼───┼────┼───┼───┼───┤
            │ 荷 载/ │    │    │    │    │    │    │
            │kg/平方米 │ 5  │ 10 │ 20  │ 30 │ 60 │ 150 │
            └─────┴───┴───┴────┴───┴───┴───┘

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屋顶绿化设计的方法介绍
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