綠色建筑中的屋頂綠化

楊 青

綠色建筑是以生態(tài)學(xué)原則為指導(dǎo),以獲取生態(tài)效益和休閑功能為取向,所進(jìn)行的一種既能獲得社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益又能促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的邊緣性生態(tài)工程和建筑形式。綠色建筑的屋頂綠化是綠色建筑的有效生態(tài)手段,同時(shí)它也因?yàn)榻ㄖ螒B(tài)等條件而形成了多種類型[1]。

1 屋頂綠化的主要類型

由于建筑物的多樣性設(shè)計(jì),造成面積大小、高度不一、形狀各異的各種屋面,加上新穎多變的布局設(shè)計(jì)以及各種植物材料、附屬配套設(shè)施的使用,形成類型多樣的屋頂綠化。屋頂花園是一種不與大地土壤連接,位于建筑物頂部空間的綠化構(gòu)成,是一種新型的屋面處理方式。可以廣泛的理解為在各類古今建筑物、構(gòu)筑物、城圍、橋梁(立交橋)等的屋頂、露臺、天臺、陽臺或大型人工假山山體上進(jìn)行造園、種植樹木花卉的統(tǒng)稱[2]。

目前屋頂綠化方式主要有以下三種類型:

1)生態(tài)型屋頂綠化。生態(tài)型屋頂綠化,對于這類屋頂綠化,在屋頂綠化種植的時(shí)候,可選擇灌木和草本植物配置,以植物造型為主,不建造園林小品。主要的目的是營造一個(gè)綠色植物的生長空間(見圖1)。

2)生態(tài)景觀型屋頂綠化。生態(tài)景觀屋頂綠化,在屋頂進(jìn)行綠色植物覆蓋的同時(shí),建造花圃、花架、廊亭等園林小品。這種花園型屋頂綠化,需要較深厚的生長基質(zhì);該類屋頂綠化的建設(shè),可選用的植物類型也較多,植物的配置較復(fù)雜(見圖2)。

3)經(jīng)濟(jì)型屋頂綠化。經(jīng)濟(jì)型屋頂綠化,就是在屋面上覆蓋綠色植被,并配有給排水設(shè)施。對于此類屋頂綠化,一般使用薄型的覆土層,植物種類也以景天科等抗逆性高的植物為主。這一類型幾乎不需要管理養(yǎng)護(hù),對屋頂要求不高。此類的屋頂綠化也可以用于舊房改造的屋頂綠化(見圖3)。

2 屋頂綠化的生態(tài)效益

2.1 對建筑本體能源的節(jié)約及生態(tài)作用

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)胡長龍教授提出:沒有建設(shè)屋頂綠化的屋頂最高溫度可達(dá)80℃,最低可達(dá)-20℃,全年溫差高達(dá)100℃;而綠化后的屋頂,可以減少溫度變化幅度,全年可控制在30℃左右。根據(jù)胡教授的一些實(shí)驗(yàn),夏季高溫時(shí),5 cm輕質(zhì)屋頂綠化覆蓋屋頂比裸露屋頂要低20℃。這是因?yàn)?綠化和其生長的基質(zhì)層有效阻擋了太陽對屋頂?shù)闹鄙?而植物的蒸騰作用又帶走了熱量,而土層則起了隔熱作用。在冬天,綠化屋頂像一個(gè)溫暖罩保護(hù)著建筑物。一個(gè)綠化屋頂就是一臺自然空調(diào)。

2.2 緩解城市的熱島效應(yīng)和環(huán)境的凈化作用

城市屋頂綠化對氣候中的熱量和溫度的影響。綠色屋面對陽光的反射率比深色水泥屋面大,加上綠色植物的遮陽作用以及為滿足其自身的生理所需的同化作用,使得綠色屋面的凈輻射熱量遠(yuǎn)小于未綠化的屋面[3]。同時(shí),綠色屋面因植物的蒸騰作用和潮濕下墊面的蒸發(fā)作用所消耗的潛熱明顯比未綠化的屋面大,從而使得綠化屋面中空氣獲得的熱量少,熱效應(yīng)降低,可見,屋頂綠化是緩解熱島效應(yīng)的有效手段之一。

2.3 節(jié)約土地資源和擴(kuò)大綠化面積

屋頂花園可以補(bǔ)償建筑物的占地面積,緩解由于城市人口猛增,街道拓寬,新區(qū)開發(fā),舊區(qū)拆建,人均綠地面積下降的趨勢,成為解決人和建筑物兩者與綠地爭地的矛盾,是滿足城市綠化要求的一種最佳措施[4]。因此,對于我國綠化覆蓋率低,人口比重大的城市,屋頂綠化具有重要意義[5]。

3 生態(tài)建筑屋頂綠化設(shè)計(jì)原則和方法

3.1 屋頂綠化的設(shè)計(jì)原則

1)屋頂綠化的規(guī)劃和設(shè)計(jì)要遵循適用、安全、經(jīng)濟(jì)的基本原則;2)所用材料、建造技術(shù)和維護(hù)措施遵循生態(tài)學(xué)理論和循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則;3)園林小品構(gòu)建,要遵循功能、科學(xué)和藝術(shù)相結(jié)合的原則。

3.2 屋頂綠化種植設(shè)計(jì)的原則要點(diǎn)

1)選擇耐旱、抗寒性強(qiáng)的矮灌木和草本植物。由于屋頂綠化夏季氣溫高、風(fēng)大、土層保濕性能差,冬季則保溫性差,因而應(yīng)選擇耐干旱、抗寒性強(qiáng)的植物為主,同時(shí),考慮到屋頂?shù)奶厥獾乩憝h(huán)境和承重的要求,應(yīng)注意多選擇矮小的灌木和草本植物,以利于植物的運(yùn)輸、栽種[2]。2)選擇陽性、耐瘠薄的淺根性植物。屋頂綠化大部分地方為全日照直射,光照強(qiáng)度大,植物應(yīng)盡量選用陽性植物,為了防止根系對屋頂建筑結(jié)構(gòu)的侵蝕,應(yīng)盡量選擇淺根系的植物。3)選擇抗風(fēng)、不易倒伏、耐積水的植物種類。在屋頂上空風(fēng)力一般較地面大,特別是雨季或有臺風(fēng)來臨時(shí),風(fēng)雨交加對植物的生存危害最大,加上屋頂種植層薄,土壤的蓄水性能差,一旦下暴雨,易造成短時(shí)積水,故應(yīng)盡可能選擇一些抗風(fēng)、不易倒伏,同時(shí)又能耐短時(shí)積水的物種。4)選擇以常綠為主,冬季能露地越冬的植物。營建屋頂綠化的目的是增加城市的綠化面積,盡可能以常綠為主,使屋頂綠化更加絢麗多彩,體現(xiàn)花園的季相變化。5)盡量選用鄉(xiāng)土植物,適當(dāng)引種綠化新品種。鄉(xiāng)土植物對當(dāng)?shù)氐臍夂蛴懈叨鹊倪m應(yīng)性,在環(huán)境相對惡劣的屋頂綠化,選用鄉(xiāng)土植物有事半功倍之效。

3.3 生態(tài)建筑屋頂綠化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)——生態(tài)服務(wù)

由于生態(tài)建筑的特殊要求,屋頂綠化對于生態(tài)建筑已經(jīng)不單單是作為提高建筑生態(tài)系統(tǒng)的一部分,屋頂綠化具備自己獨(dú)立的生態(tài)系統(tǒng),因而,在對建筑生態(tài)補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí),屋頂綠化也具備其生態(tài)服務(wù)的內(nèi)容[3]。城市屋頂綠化生態(tài)系統(tǒng)(Rooftop Garden E-cosystem)屬于城市生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,是指屋頂綠化所在構(gòu)筑物空間范圍內(nèi)的城市居民與其自然生態(tài)亞系統(tǒng)、人工建造的社會(huì)亞系統(tǒng)及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)亞系統(tǒng)相互作用、相互影響而形成的統(tǒng)一體,它是以自然環(huán)境為依托,資源流動(dòng)為命脈,社會(huì)環(huán)境為經(jīng)絡(luò)的半人工生態(tài)系統(tǒng)。

4 結(jié)語

對于綠色建筑屋頂綠化還有許多其他功能。首先是增加綠化面積。城市屋頂面積巨大,約占城市總綠化面積的一半,另據(jù)有關(guān)資料顯示表明在人的視野下綠色達(dá)到一定的比率時(shí)會(huì)感覺輕松、心情舒暢,可見進(jìn)一步增加綠化面積十分重要。

[1] 張廣增,張義飛.生態(tài)園林是生態(tài)城市建設(shè)的必然[J].城市發(fā)展研究,2001(S1):23-24.

[2] 黃金琦.屋頂花園:設(shè)計(jì)與營造[M].北京:中國林業(yè)出版社,1994.

[3] 駱高遠(yuǎn).城市“屋項(xiàng)花園”對城市氣候影響方法研究[J].長江流域資源與環(huán)境,2001,10(4):373-379.

[4] 張 引,張拉鎖.談城市立體綠化[J].山西林業(yè)科技,2004(2):43-44.

[5] 趙志剛,岳 明.城市屋頂花園的建設(shè)與效應(yīng)[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2005(4):15-20.

[6] 王如松,趙景柱.生態(tài)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1999(10):23-24.