地下建筑屋頂花園景觀設(shè)計(jì)

楊峰

（上海源景建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所，上海200082）

1 引言

景觀設(shè)計(jì)經(jīng)常遇到面對(duì)單建式地下車庫(kù)、地下商場(chǎng)等地下建筑建造屋頂花園的問(wèn)題。尤其在用地緊張的大城市，利用地下建筑頂板之上的空間建造綠化景觀已經(jīng)成為把停車難和綠地不足兩個(gè)問(wèn)題結(jié)合起來(lái)一并解決的最佳模式。在具體案例中，受地塊性質(zhì)、規(guī)劃控制指標(biāo)和停車位配置要求的影響，地下建筑頂板范圍面積占綠地總面積的比例不盡相同。一般情況下，多高層居住小區(qū)的這一比例為20%～40%左右，個(gè)別案例甚至接近100%，即所謂滿鋪地下車庫(kù)的做法。結(jié)合公共綠地廣場(chǎng)修建地下公共車庫(kù)或地下商場(chǎng)近年也日益常見(jiàn)，比如上海市近年新建的大中型綠地廣場(chǎng)，包括人民廣場(chǎng)、不夜城綠地、延中綠地等，均或多或少地布置了地下建筑。

地下建筑屋頂花園本質(zhì)上屬于屋頂花園的一種。屋頂花園與一般地面花園，即露地造園的最大區(qū)別在于把植物種植于人工的建筑物或構(gòu)筑物之上，種植土壤不與大地土壤相連［1］。地下建筑屋頂花園與傳統(tǒng)意義的屋頂花園相比，也有很多特殊之處。過(guò)去主要考慮屋頂花園能夠在有限的城市空間里向盡可能多增加綠量，作為地面綠化的補(bǔ)充，以體現(xiàn)生態(tài)效應(yīng)為主。實(shí)際案例中，多數(shù)屋頂花園面積不大，覆土厚度僅幾十厘米，以種植草坪和小型灌木為主，硬質(zhì)景觀設(shè)施一般也僅限于簡(jiǎn)單的園路。相比而言，地下建筑屋頂花園的面積范圍大得多，與地面綠地景觀連成一體，而且往往位于整個(gè)綠地景觀比較核心的位置。因此其綠地景觀效果對(duì)整體效果更加關(guān)鍵，設(shè)計(jì)及建造要求與地面花園逐漸接近。具體講，綠化種植方面，要考慮大中型喬木；硬質(zhì)景觀方面可能要考慮亭、廊、花架等景觀建筑小品，而樹(shù)池花槽、水景噴泉等這些地面花園常用的景觀設(shè)計(jì)元素都可能會(huì)出現(xiàn)在地下建筑屋頂花園里。在建成后的管理方面，也希望能夠采用與地面花園類似的一般管理，屋頂花園需要特殊維護(hù)管理的要求越低越好。這些都對(duì)地下建筑屋頂花園的景觀設(shè)計(jì)提出了全新的要求。

2 地下建筑屋頂花園景觀設(shè)計(jì)

2.1 制約因素

討論地下建筑屋頂花園景觀設(shè)計(jì)的問(wèn)題，要清楚地認(rèn)識(shí)到地下建筑將對(duì)位于其頂板上部的花園景觀的設(shè)計(jì)造成諸多制約，從而在一定程度上限制了景觀設(shè)計(jì)創(chuàng)意的自由發(fā)揮。這要求景觀設(shè)計(jì)師更加熟練、透徹地了解這些制約因素，并掌握一些技巧方法，不讓這些制約因素約束了景觀設(shè)計(jì)的創(chuàng)意思維，以取得更好的景觀效果。

諸多制約因素主要?dú)w結(jié)于兩點(diǎn)：一是地下建筑頂板荷載的要求對(duì)頂板上所有軟硬質(zhì)景觀及人的活動(dòng)所帶來(lái)的重量的限制；二是必須妥善解決好不與大地土壤完全相連的土壤蓄排水問(wèn)題。

2.2 植物布局

在一般性管理?xiàng)l件下，淺根性喬木需要的種植土及排水層厚度之和至少為1.2m，深根性喬木的這個(gè)數(shù)字為1.8m［2］。經(jīng)常面臨的問(wèn)題是由于造價(jià)及其他限制，地下建筑頂板的覆土厚度整體比較薄，比如在有些案例中，地下建筑頂板結(jié)構(gòu)只能滿足0.6m（含排水層）的覆土，無(wú)法種植喬木。即便在滿足種植喬木覆土厚度的前提下，更厚的土層也有利于植物生長(zhǎng)。但增加覆土厚度會(huì)增加造價(jià)，這不僅包括覆土層增厚帶來(lái)的地下建筑頂板均布恒荷載的荷載值增加，而且導(dǎo)致地下建筑埋深增加。覆土厚度往往成為在造價(jià)和綠化效果之間權(quán)衡的重點(diǎn)。景觀設(shè)計(jì)師不能簡(jiǎn)單地一味要求增加覆土厚度，需要考慮如何在不增加、少量增加或局部增加覆土厚度的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)。

化解地下建筑頂板荷載導(dǎo)致的土層厚度對(duì)植物布局的限制，主要有下列方法可供參考。

（1）盡早確定布局方案，以便地下建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在布置喬木樹(shù)林的位置局部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，增加覆土厚度。

（2）地下建筑結(jié)構(gòu)采用反梁系統(tǒng)可以再不增加整體結(jié)構(gòu)埋深的前提下增加覆土厚度，可增加相當(dāng)于梁高50%～90%不等的覆土厚度。但需在土層底部反梁貼近頂板上表面位置埋設(shè)過(guò)水管，避免反梁圍成的“槽”無(wú)法排水。

（3）在沒(méi)有地下建筑的位置多布置喬木，即便地下建筑頂板范圍內(nèi)的綠量不足，總體綠量仍可保證。

（4）利用局部堆高的樹(shù)池種植喬木，并將樹(shù)池盡量布置在柱、梁的位置，對(duì)結(jié)構(gòu)造價(jià)提高的影響較小。日本的崎玉新都心櫸樹(shù)廣場(chǎng)［3］就是采用該做法的著名成功案例，設(shè)計(jì)師利用了地下建筑的制約因素，形成一種獨(dú)特的景觀效果。

（5）使用輕量土可以在荷載不變的前提下，增加土層厚度。一般的腐殖土容重為15～16kN／m3，而將田園土、草炭等材料按一定比例配方的輕量土容重僅為非輕量土的2／3左右，《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ155－2007）第4.6.2條列舉了多種可供選擇的輕量種植土配制比例及密度指標(biāo)［4］。另外，目前已經(jīng)有一些專業(yè)單位專門研發(fā)生產(chǎn)輕量土，成分性能等各項(xiàng)指標(biāo)更加有利于減輕重量和植物生長(zhǎng)。使用輕量土需注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。土層增厚但地下建筑頂板未降低，導(dǎo)致室外地坪標(biāo)高抬高，需妥善處理好豎向及地表排水；使用輕量土的種植，尤其在種植完成的最初階段，抗風(fēng)性更差，需提醒施工單位注意加強(qiáng)防護(hù)。

（6）采用屋頂花園防排水新材料新技術(shù)，減少蓄排水層厚度。蓄排水層是屋面種植不可或缺的部分，一般所說(shuō)種植土土層厚度均應(yīng)包括蓄排水層厚度，以淺根性喬木需要的種植土及排水層厚度之和至少為1.2m［2］為例，其中排水層厚度為0.3m，這里的排水層指的是傳統(tǒng)卵石排水層，如果將卵石排水層替換為排（蓄）水板，滲水盲管等新型排水系統(tǒng)，厚度不到0.1m，這就使有效覆土厚度增加了不少。

2.3 景觀建筑小品的布局

景觀建筑小品如亭、廊、花架的柱將對(duì)地下建筑頂板形成一個(gè)較大的集中力，如果這些柱沒(méi)有落在結(jié)構(gòu)梁或柱上，地下建筑結(jié)構(gòu)往往需要布置次梁來(lái)承受這個(gè)集中力，從而對(duì)地下建筑結(jié)構(gòu)布局體系造成較大影響，增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作量，增加了造價(jià)，造成頂板結(jié)構(gòu)不夠整齊美觀，甚至與地下建筑上部空間的管線布局沖突。所以景觀建筑小品的布局不能隨意，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）亭、廊、花架等景觀建筑小品盡量采用輕型結(jié)構(gòu)而非鋼筋混凝土或砌體結(jié)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)，不僅重量輕很多，而且環(huán)保、時(shí)尚。某些情況下，木結(jié)構(gòu)景觀建筑對(duì)下部結(jié)構(gòu)荷載影響很小，布局的自由度很大。

（2）不管采用何種結(jié)構(gòu)材料，都要盡量將景觀建筑的柱網(wǎng)與地下建筑柱網(wǎng)對(duì)齊。比如，布置四柱涼亭，最好其中一個(gè)柱與地下建筑結(jié)構(gòu)柱對(duì)齊，另外兩個(gè)柱位于梁上，還有一根柱子需要結(jié)構(gòu)布置次梁來(lái)承受。同時(shí)注意盡量采用與地下建筑柱網(wǎng)體系吻合度較好的方形或矩形平面來(lái)設(shè)計(jì)景觀建筑小品。

（3）結(jié)合地下建筑的人員出入口的地面構(gòu)筑物布置挑廊、花架等，比如利用出入口構(gòu)筑物未設(shè)入口的墻面設(shè)挑廊，增加的挑廊荷載可以與出入口構(gòu)筑物一并考慮，地面各類景觀及功能構(gòu)筑物的布局也比較簡(jiǎn)潔。

2.4 其他硬質(zhì)景觀元素的布局及做法

其他硬質(zhì)景觀元素的種類很多，主要包括，園路場(chǎng)地等硬質(zhì)鋪地及側(cè)石、花池樹(shù)池等種植槽墻或種植槽座墻、座墻座凳座椅、各種高度的景墻及擋土墻、矮柱及柱墩、花缽、小型雕塑、景觀燈柱等。

高景墻、擋土墻、較大型的花缽雕塑等高度較高、體量較大的景觀元素對(duì)地下建筑頂板荷載的影響與景觀建筑小品類似，可能會(huì)對(duì)頂板形成較大的集中力，首先要盡量采用輕質(zhì)材料。如：采用木格柵制作的景墻；采用輕型鋼結(jié)構(gòu)框架外表干掛石板的景墻；采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊等輕質(zhì)材料砌筑的景墻（蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊的容重為5.5kN／m3，僅為腐殖土容重的1／3），等。高度較高的重力式擋土墻必須采用容重較大的材料砌筑，如塊石、實(shí)心磚，應(yīng)盡量避免在屋頂花園采用。如果不能有效地減小這類景觀元素的重量，就要考慮頂板結(jié)構(gòu)專門處理，應(yīng)參照景觀建筑小品的處理原則。

高度很低、體量很小的景觀元素往往在硬質(zhì)景觀中占主體，數(shù)量多，分布廣，對(duì)景觀的靈活布局影響大，但對(duì)地下建筑頂板荷載的影響也比較小。鋪地及其構(gòu)造層的容重比腐殖土稍大，其他高出地面的元素如果布置在局部落低的區(qū)域，增加的重量正好可以由減少的土層厚度抵消。所以在景觀設(shè)計(jì)的具體操作中，尤其在初始方案階段，無(wú)需太多考慮這類元素對(duì)頂板荷載的影響，以便自由靈活布局，但定稿后應(yīng)該交地下建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)核。景觀設(shè)計(jì)師應(yīng)該對(duì)腐殖土、石材、常用砌筑材料等建筑材料的容重比較熟悉，以便在設(shè)計(jì)中隨時(shí)檢查景觀元素對(duì)地下建筑頂板荷載的影響。

2.5 水景布局及做法

水景包括噴泉水池、瀑布跌水以及仿自然形態(tài)的溪流、池沼等。水景對(duì)地下建筑頂板荷載的影響與前面介紹的硬質(zhì)景觀元素類似，高大的瀑布跌水景觀必須考慮額外增加重量的影響，一般低矮的水池溪流與鋪地、花槽墻的情況基本一致。

布置在地下建筑頂板的水景可以視為局部的蓄水屋面，由于長(zhǎng)期蓄存較大量的水，容易對(duì)地下建筑頂板防水帶來(lái)隱患。在地下建筑頂板布置水景主要應(yīng)注意以下兩點(diǎn)。

（1）水景布局時(shí)注意水景面積不宜過(guò)大，尤其注意水面不應(yīng)跨越地下建筑頂板范圍線和變形縫位置，因?yàn)檫@些位置容易產(chǎn)生不均勻沉降和橫向伸縮，導(dǎo)致水景結(jié)構(gòu)的損壞。如果溪流等帶狀水體必須跨越地下建筑頂板范圍線和變形縫位置線時(shí)，可以將兩側(cè)的結(jié)構(gòu)分開(kāi)成為兩個(gè)獨(dú)立的水景結(jié)構(gòu)，采用埋設(shè)軟管連通水體，暴露的兩個(gè)相鄰的水景池壁可采用景石遮蔽。

（2）不可采用地下建筑頂板防水層剛性保護(hù)層作為水景的結(jié)構(gòu)池底。地下建筑頂板蓄水種植屋面防水層上面應(yīng)做設(shè)剛性保護(hù)層［5］，剛性保護(hù)層一般采用50mm左右厚度的細(xì)石鋼筋混凝土，水景池壁與細(xì)石鋼筋混凝土剛性防水層的連接容易造成剛性防水層受力不均導(dǎo)致?lián)p壞。所以應(yīng)該在地下建筑剛性防水層以上，做包括池底、池壁的獨(dú)立水景結(jié)構(gòu)。這就要求景觀設(shè)計(jì)必須綜合考慮水面標(biāo)高、水深、水景結(jié)構(gòu)等因素。

2.6 豎向地形設(shè)計(jì)

種植土層不僅作為綠化種植的基質(zhì)，對(duì)種植土進(jìn)行高低起伏有致的豎向地形塑造也是景觀創(chuàng)意的重要手段。這必然首先關(guān)系到種植土層增厚影響地下建筑頂板荷載的問(wèn)題，即如何在不增加覆土厚度的前提下做出較鮮明的地形起伏效果。

由于頂板荷載限制，地下建筑頂板覆土厚度即便增厚，一般也只能達(dá)到1.5m左右，能夠做地形起伏高差的尺度空間更小，可能只有幾十厘米，很難塑造豐富的地形效果。適當(dāng)提高堆土標(biāo)高，又不導(dǎo)致覆土荷載大幅度增加的辦法是采用“EPS”工法?！癊PS工法”是近年來(lái)在軟土路基施工等領(lǐng)域采用的一種新型工藝，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是利用比重很小的聚苯乙烯泡沫（EPS）板墊高路面，EPS板容重極小，僅為腐殖土容重的1／100～1／50。該工法自從20世紀(jì)90年代經(jīng)由國(guó)外引入我國(guó)，目前應(yīng)用廣泛［6］。引進(jìn)到景觀領(lǐng)域，則可以利用EPS板墊高種植土，取得局部較大的地形起伏，而荷載增加很小，控制在結(jié)構(gòu)允許范圍之內(nèi)。

2.7 防水與蓄排水

地下建筑屋頂花園作為地下建筑屋頂系統(tǒng)，主要應(yīng)滿足3大功能：即防水、蓄排水、保溫隔熱。

屋頂花園的種植土層本身就起到很好的保溫隔熱效果，所以無(wú)需象普通屋頂那樣專門設(shè)一道保溫隔熱構(gòu)造層。根據(jù)地下建筑的屋面防水等級(jí)，防水層合理使用年限、具體設(shè)防要求均有差別［5］，種植屋面防水層明確要求合理使用年限不應(yīng)少于15年，應(yīng)采用二道或二道以上防水層［4］，最上面一道防水層應(yīng)為耐根穿刺防水材料。再上面為剛性保護(hù)層，一般采用50mm厚度的細(xì)石混凝土內(nèi)配鋼筋網(wǎng)片，再上面就是蓄排水層和過(guò)濾層。

蓄排水層對(duì)于地下建筑屋頂花園植物生長(zhǎng)很重要，主要目的是改善種植土的通氣情況，使種植土的含水量適中［7］。傳統(tǒng)蓄排水層一般為100～300mm厚度的卵石或陶粒，出于增加有效覆土厚度考慮，應(yīng)盡量采用排（蓄）水板等新型材料。過(guò)濾層主要為了防止種植土進(jìn)入排水層造成流失和排水層失效，一般采用200～400g／m2的土工布［4］。凹凸型排（蓄）水板結(jié)合土工布過(guò)濾層的做法目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用推廣，具體可參照《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ155－2007）及生產(chǎn)廠商提供的技術(shù)資料。在實(shí)際案例中，還經(jīng)常采用滲水盲管的做法。具體做法是在種植土底部，剛性保護(hù)層以上按照一定間距埋設(shè)滲水盲管支管，支管匯接入干管，再接入排水窨井。種植土中多余的水會(huì)滲入盲管，依靠水壓力排出。這樣就把過(guò)濾層與蓄排水層又結(jié)合在一起了，施工方便可靠，造價(jià)節(jié)省。

上海君欣豪庭小區(qū)的地下建筑屋頂花園就采用滲水盲管蓄排水技術(shù)，按照5m間距雙向布置滲水盲管。建成已有3年，植物生長(zhǎng)良好。

3 結(jié)語(yǔ)

地下建筑屋頂花園所面臨的制約因素對(duì)景觀設(shè)計(jì)的影響牽涉到景觀設(shè)計(jì)從方案布局到施工圖對(duì)材料構(gòu)造確定等各個(gè)階段，對(duì)景觀設(shè)計(jì)師與地下建筑各專業(yè)設(shè)計(jì)師之間的密切配合提出特別要求，還牽涉到景觀設(shè)計(jì)對(duì)施工工藝的考慮以及在施工現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)及應(yīng)變，以及對(duì)有關(guān)的新材料新技術(shù)的掌握和運(yùn)用等。希望通過(guò)本文就該問(wèn)題做一個(gè)初步分析總結(jié)，為我國(guó)綠化景觀建設(shè)水平的提高做點(diǎn)貢獻(xiàn)。

［1］李樹(shù)華，殷麗峰.世界屋頂花園的歷史與分類［J］.中國(guó)園林，2005（5）：57～61.

［2］張 慶.建筑設(shè)計(jì)資料集［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1994.

［3］周世倫.日本最新景觀設(shè)計(jì)［M］.大連：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

［4］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.種植屋面工程技術(shù)規(guī)程（JGJ155－2007）［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

［5］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.屋面工程技術(shù)規(guī)范（GB50345－2004）［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

［6］種俊杰，張慶賀，段瑞明.一種軟土路基新型設(shè)計(jì)施工方法－EPS工法［J］.中國(guó)市政工程，1996（1）：1～6.

［7］韓麗莉.科技部節(jié)能示范樓屋頂綠化的規(guī)劃與工程實(shí)施［J］.北京園林，2004（4）：12～25.