屋頂綠化的效益

高銘鴻,鄧生文

(西南交通大學(xué),四川成都 610031)

如果說屋頂綠化誕生之本意只是為了美觀和心理的需求的話,那促使屋頂綠化在現(xiàn)代蓬勃發(fā)展的根源則是日益惡化的城市人居環(huán)境。地面空間的缺失、居住環(huán)境的惡化、城市問題的加劇、能源的消耗與匱乏……所有這些,如鞭子一樣逼迫著我們在城市建設(shè)的過程中不得不考慮可持續(xù)性、生態(tài)性、節(jié)能性……越來越多的研究結(jié)果表明,屋頂綠化無論是在城市社會、經(jīng)濟、環(huán)境、生態(tài)方面,都有著卓越的貢獻。

1 屋頂綠化的經(jīng)濟效益

1.1 延長建筑物屋頂?shù)氖褂脡勖?/h3>

裸露在外的屋頂材料長期受陽光曝曬、冰雪霜凍、暴雨沖刷,使得屋頂材料極易萎縮老化,從而產(chǎn)生屋頂裂縫、漏水等問題。經(jīng)驗證明,即使是建筑質(zhì)量良好的裸露平屋頂,正常的使用壽命也只有 15～25年。而經(jīng)過綠化的屋頂擁有種植土和植被層的保護,阻滯了屋面材料和外界氣溫之間進行直接的熱傳導(dǎo),從而延緩了屋面建材的老化,增加了屋面的使用壽命,節(jié)省了屋面損耗帶來的經(jīng)濟損失。

1.2 調(diào)節(jié)氣溫,形成天然空調(diào)

可持續(xù)發(fā)展對城市建設(shè)要求的重要一項即是大力發(fā)展低耗能建筑,然而為抵御夏日的酷暑和冬季的嚴(yán)寒需要消耗大量的能源。屋頂綠化為綠色建筑的開發(fā)建設(shè)提供了強有力的支持。成都市園林局的研究數(shù)據(jù)顯示:在夏季,經(jīng)過綠化的屋頂比裸露的水泥屋頂?shù)氖覂?nèi)溫度平均低 2.6℃;而在冬季,則高出 0.84℃[1]。

1.3 提高建筑自身價值

在現(xiàn)代城市里,有著宜人屋頂花園的辦公大樓可以獲得比普通的辦公大樓更高的租金;在酒店里,住在可以直接通往花園或者可以看見花園的房間比普通房間需要花費更高的費用;而對于收益巨大的房地產(chǎn)業(yè)來說,有著屋頂花園或者能夠提供業(yè)主建造屋頂花園的平臺的住宅往往比其他普通住宅更容易高價售出。

1.4 發(fā)展屋頂農(nóng)業(yè)

糧食問題一直是困擾世界各國的重要問題。而我國大量的城市建設(shè)導(dǎo)致的耕地的日漸減少更加重了糧食緊缺的問題。如今在歐美國家新興的“屋頂農(nóng)業(yè)”為解決城市建設(shè)和耕地之間的矛盾提出了一個切實可行的方案。

加拿大農(nóng)業(yè)生物學(xué)家馬克·安德烈在 2007年設(shè)計了一個名為 Biotop的屋頂農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)。使用這一系統(tǒng),可以在約 185m2的屋頂平臺生產(chǎn)約 1t新鮮水果和蔬菜。假設(shè),如果一個城市能夠利用 100萬平方米的平屋頂用來發(fā)展屋頂農(nóng)業(yè)種植水稻,則一年可以產(chǎn)出 500t糧食。

1.5 減少城市市政管網(wǎng)和雨污處理的投資

對于城市建成區(qū)來說,由于布滿大量的建筑物和不透水地面,幾乎大于 90%的降水都沿著城市建筑屋頂通過檐溝和落水管排入市政管道,當(dāng)市政管道無法承擔(dān)這些短時間排水時,就會造成排水不暢和洪澇災(zāi)害。而與此同時,我國的人均水資源占有量僅為 2500m3,約為世界人均占有量的 1/4,排名百位之后,被列為世界幾個人均水資源貧乏的國家之一。一邊是大量的水資源的浪費,一邊是用水緊缺。

而屋頂綠化可以作為一項解決城市雨洪問題、節(jié)約用水的最好辦法。經(jīng)過綠化的屋頂可以將 45%～90%(取決于綠化系統(tǒng)和當(dāng)?shù)氐臍夂?的雨水涵養(yǎng)下來。其中一部分將保存在泥土里被植物消耗掉,另一部分則慢慢下滲至排水口排放,這樣至少可以將徑流峰時推遲至少 45min,從而極大地減少市政管網(wǎng)的壓力。在德國,經(jīng)過特殊設(shè)計的屋頂綠化系統(tǒng)和使用的改良土壤,甚至可以將雨水排放量降低到零。

2 屋頂綠化的環(huán)境效益

2.1 改善城市熱島效應(yīng)

屋頂綠化對減弱城市熱島效應(yīng)的作用比地面綠化更為出色,原因是:

(1)屋面比地面空氣流通好,易與周圍大氣進行熱量交換;

(2)綠色植物的遮陽作用使得綠色屋面的凈輻射熱量遠(yuǎn)小于未綠化的屋面;

(3)屋頂植物的蒸騰作用和土壤中水分的蒸發(fā)作用消耗了大量來自于建筑的潛熱,減少了建筑對空氣的熱排放。

2.2 屋頂綠化有利于改善空氣質(zhì)量

植物可以吸附空氣中的粉塵和顆粒,吸收二氧化碳,產(chǎn)生氧氣……廣泛種植則可以改善空氣質(zhì)量,而屋頂綠化在凈化空氣方面的貢獻則更為顯著。與地面植物相比,屋頂植物生長位置較高,能在城市空間中多層次地攔截、過濾和吸附灰塵。每 1m2的草皮屋頂一年能從空氣中吸附約 0.2kg的粉塵顆粒(數(shù)據(jù)來源:www.greenroofs.org)。

2.3 屋頂綠化可以涵養(yǎng)雨水,增加空氣濕度

屋頂綠化的植物和土壤可以涵養(yǎng)雨水,這些涵養(yǎng)下來的雨水會逐步通過土壤的蒸發(fā)作用和綠色植物的蒸騰作用擴散到大氣中,使得貯存于空氣中的水分增加。從而減弱城市“干島”效應(yīng),改善城市氣候。

2.4 降低噪音

噪聲是影響城市居民生活環(huán)境質(zhì)量重要因素之一,它可以導(dǎo)致人聽力下降、頭昏、失眠、心煩等癥狀,對人體造成嚴(yán)重的危害。綠色植物是降低噪音干擾的最好也是最普通的辦法。屋頂覆蓋的植被可以反射城市的噪音,同時其植土層和蓄水層也可以起到良好的隔聲效果。經(jīng)過綠化的屋頂與普通屋頂相比,噪聲減低約 2～3dB。屋頂土層 12cm厚時隔音大約為 40dB,20cm厚時隔音大約為 46dB。

3 屋頂綠化的生態(tài)效益

3.1 屋頂綠化有利于保護城市生物多樣性

如今學(xué)術(shù)界已經(jīng)公認(rèn):屋頂綠化可以為“人造城市生境單調(diào)脆弱”這一論題提供良好的解決方式。通過精心設(shè)計的屋頂綠化完全可以在人口稠密的城市上空建立復(fù)雜的野生動物棲息場所,為昆蟲、鳥類和無脊椎動物提供棲息的生態(tài)環(huán)境,從而避免一些瀕危本土物種的滅絕。在一些生態(tài)敏感地段,屋頂植被可以彌補同等面積的地面,并且因為在建筑物頂部,可以充分避免人為的破壞和干擾。

3.2 削減雨水污染負(fù)荷

屋面材料對徑流雨水水質(zhì)影響很大,且瀝青油氈屋面初期徑流雨水污染嚴(yán)重。然而屋頂進行綠化后,便可以杜絕瀝青等屋面材料對徑流雨水的污染。并且經(jīng)過綠化的屋頂會截留、吸納部分天然雨水,并逐漸利用植物和人工種植土層中微生物的作用降解、凈化所蓄集污染物質(zhì)。避免這些得不到及時處理的污染雨水大量排入河流或侵入土壤,造成污染。

4 屋頂綠化的社會效益

4.1 為城市居民提供更多的綠色游憩地

國際生態(tài)和環(huán)境組織調(diào)查指出:要使城市獲得最佳環(huán)境,人均占有綠地面積需達(dá)到 60m2以上。

要滿足城市高速發(fā)展的要求,又要解決建筑占地與綠化爭地的問題,最好辦法就是使綠化向空中發(fā)展。屋頂綠化幾乎以等面積補償了建筑物所占面積,還改變了城市綠化的立體層次,增加城市綠地覆蓋率。如果將城市中大多數(shù)的建筑物布置成屋頂綠化或建成屋頂花園,則城市綠地面積的增加是相當(dāng)可觀的。例如英國倫敦巴比干小區(qū),總用地面積15.2hm2,由于在低層公共建筑屋頂開辟了綠化區(qū),使得總用地面積擴大到了 19.42hm2。

4.2 美化環(huán)境

屋頂綠化的誕生就是和美化環(huán)境分不開的,屋頂綠化同時也和地面綠化一樣,反映了一個城市的地域文化內(nèi)涵,濃縮了地域文化中的精神內(nèi)容,并且形成的城市獨特的風(fēng)格和個性景觀,并逐步從園林上升到藝術(shù)的高度。

4.3 緩解城市生存壓力

綠色植物能調(diào)節(jié)人的神經(jīng)系統(tǒng),使緊張疲勞得到緩和消除,研究表明,在人的視野中,只有當(dāng)綠色達(dá)到 25%時,人才會心情舒暢,精神最佳。而生活在高密度現(xiàn)代城市上空的人們,如果只能俯視到黑色瀝青和灰色混泥土的路面、屋頂,則容易神經(jīng)緊張,進而發(fā)展出許多不知名的都市心理疾病。

屋頂花園能給高層樓群上居住的人們提供綠色的園林美景享受,使人們避開喧嚷的街市或勞累的工作環(huán)境,在寧靜安逸的氣氛中得到休息和調(diào)整,促進和保證人們的身體和心理健康。

4.4 提供更安全的游園環(huán)境

夜晚的地面公園往往有潛伏的安全隱患,對于兒童、女性和老年人來說,他們會懼怕那些幽暗的叢林而避免進入,所以夜晚幽謐的公園深處總是乏人問津的。但是屋頂?shù)氖褂萌巳簞t具有可控的限制性(住戶或員工),從而降低了遭遇危險的可能。

對于一個社區(qū)來說,如果利用天橋建立連續(xù)的天臺花園,則完全可以成為一個安全并富于樂趣的娛樂場所。這個場所具有封閉性、設(shè)計周密,并可以通過圍墻和護欄等排除安全隱患。讓年幼的孩子在這種屋頂花園玩耍會比室外的花園讓家長更感到放心。

5 小 結(jié)

在屋頂綠化發(fā)展的短短歷史里,如今發(fā)現(xiàn)的這些效益,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是它所代表的全部。屋頂綠化,以它簡單屈卑的存在模式,造就了巨大的環(huán)境效益,不得不說是人類城市建設(shè)史上的一個奇跡,是遠(yuǎn)古以來的人類智慧的偉大遺存,值得我們保護和發(fā)展。

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