屋頂花園設(shè)計研究

通過對屋頂花園元發(fā)展趨勢、屋頂花園與地面花園的區(qū)別、價值與功能、設(shè)計影響因素的著重分析，提出了屋頂花園在設(shè)計及營造過程中要綜合考慮屋頂花園的功能、使用對象及屋頂花園的設(shè)計影響因素，并提出了屋頂花園設(shè)計及營造中的重要關(guān)注點。

屋頂花園發(fā)展現(xiàn)狀

在發(fā)達國家，屋頂綠化及建植工藝已經(jīng)相當成熟。許多發(fā)達國家，在建筑圖紙設(shè)計階段就已經(jīng)開始考慮屋頂綠化，除增加待綠化屋面的荷載量外，建筑物的外觀結(jié)構(gòu)也趨向綠化美化的方向發(fā)展。

雖然我國擁有著悠久的建筑史和精美的古代建筑，但在屋頂上大面積建造花園種植花木并不多見。春秋戰(zhàn)國時期的姑蘇臺是我國最早的屋頂花園。與西方發(fā)達國家相比，中國的屋頂花園綠化，由于受到基建投資、建造技術(shù)和材料等的影響，還處于起步階段，相關(guān)的材料檢測、設(shè)計規(guī)范、施工規(guī)范及驗收尚沒有形成標準或規(guī)范。就全國而論，屋頂花園僅在南方個別省市和地區(qū)有著發(fā)展和建造，而這些也多為利用原有建筑物的屋頂平臺加以改造，改建成屋頂綠化，真正按規(guī)劃設(shè)計建造的較大型的屋頂花園尚屬極個別情況。

屋頂花園的價值與功能

屋頂花園作為一種特殊的綠化形式有著較高的經(jīng)濟價值、生態(tài)價值及社會價值。首先，屋頂花園作為屋頂構(gòu)筑物，其能起到保護建筑屋頂，并起到遮陽、保暖、節(jié)約能源的作用，同時屋頂花園作為一種景觀形式還能起到吸引游客、宣傳及美化城市形象的作用；其次，屋頂花園在積極改善城市生態(tài)環(huán)境、智力環(huán)境污染等方面有著非常重要的作用，同時屋頂綠化作為一種綠地形式還是解決城市人口與綠地之間、建筑與園林綠地之間矛盾的有效形式。最后，屋頂花園還可美化城市環(huán)境，調(diào)節(jié)城市氣候，緩解城市生活帶來的各種負面情緒，創(chuàng)造宜居空間。

1.屋頂花園的經(jīng)濟價值

（1）延長屋頂使用壽命

建筑物屋頂建造使得屋頂與天空之間有了花園構(gòu)筑這一隔層，在雨季可以吸收大量的雨水，起到保護屋頂防水層，防止屋頂漏水的作用。同時，在炎熱的夏季，屋頂綠化還能吸收大量的紫外線及熱能，從而降低屋頂保護層因溫差急劇變化及紫外線照射導(dǎo)致建筑材料開裂、老化的可能，起到保護屋頂材料，延長屋頂使用壽命的作用。

（2）隔熱保溫節(jié)約能源

夏季，屋頂?shù)姆N植層及綠化植物既減少了太陽輻射對屋頂?shù)恼丈?，同時也有效阻止了屋頂表面溫度的升高，從而降低室內(nèi)溫度，節(jié)約室內(nèi)空調(diào)耗能。冬季，由于屋頂花園種植層及綠化的作用，室內(nèi)溫度不易擴散，同時室外低溫也不易入侵，從而起到防寒保溫的作用，減少取溫能耗。

2.屋頂花園的生態(tài)價值

（1）調(diào)節(jié)城市氣候，環(huán)節(jié)“熱島效應(yīng)”

環(huán)保專家認為，“熱島效應(yīng)”80%的因素歸咎于綠地及濕地面積減少，因此城市綠化的增加有助于吸收城市熱量，調(diào)節(jié)城市氣溫。此外，屋頂花園除可增加綠化面積外，還可增加空氣濕度，防止光照反射、防風，對小環(huán)境的改善有顯著效果。而綠化場地周圍的若干“小氣候改善”的交叉作用使城市整體的氣候條件得以改善，針對日益嚴重的“城市熱島”，屋頂綠化是一條有效的解決途徑。

（2）凈化城市空氣，提高生態(tài)效應(yīng)

城市空氣因交通工具及住宅、寫字樓的空調(diào)設(shè)備等造成的污染已成為困擾城市環(huán)境問題的一大難題，屋頂花園作為一種綠化形式，其綠化植物材料與陸地植物一樣，同樣具有吸收二氧化碳、釋放氧氣、吸收有毒空氣、吸附粉塵的作用，并且，屋頂花園還能有效調(diào)節(jié)空氣濕度，使空氣更加清新、潔凈，與地面植物相比，屋頂花園位置較高，可凈化城市上層空氣，達到地面植被達不到的效果。

（3）增加城市綠化，改善城市生境

人類文明的發(fā)展及城市化進程的進行必然會涉及人類如何與自然共生的問題，節(jié)能環(huán)保、完善的城市生態(tài)系統(tǒng)是城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。城市化進程的加劇，必然會對原有的生態(tài)系統(tǒng)造成影響甚至破壞其平衡。這樣就會導(dǎo)致當?shù)卦械暮芏辔锓N消失，而如果在建筑物營造屋頂花園，便可以向大自然補償一定的有效生態(tài)面積。大量的動植物便有了可棲息之地，多樣的化城市綠化形式，能從根本上解決城市化進程造成的生態(tài)問題。

3.屋頂花園的社會價值

（1）改善城市居住環(huán)境

屋頂花園可使建筑與城市景觀有機結(jié)合，豐富建筑輪廓線，軟化城市天際線，美化城市空間，改善城市環(huán)境，樹立美好城市形象。據(jù)調(diào)查，在人的視覺中，當綠色達到25%時，人的心情是最愉快的，精神感覺是最好的?，F(xiàn)代生活中，隨著建筑的不斷增高，工作壓力不斷增高，并且高空生活不可避免的會帶來眩光，屋頂花園的建造不但可以緩解眩光對人體的損害。同時還可以緩解人們的緊張度、消除工作疲勞、緩解心理壓力，改善城市居住環(huán)境。

（2）緩解城市綠化矛盾

當今，城市化進程的不斷加快，城市中建筑用地與綠化用地之間的矛盾越來越凸顯，并且，隨著人們生活水平的不斷提高，社會各界人士也越來越呼吁增加城市綠化面積。屋頂花園及城市建筑立面綠化受到人們的關(guān)注，但相對于建筑立面綠化，由于屋頂花園更為經(jīng)濟實用且施工方便，因此普遍受到人們的歡迎。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，一座城市的屋頂面積大約為居住區(qū)的1/5，若將這部分用來營造屋頂花園，那么，對于緩解城市建筑用地及綠化用地之間的矛盾，提升城市環(huán)境將大有裨益。

屋頂花園與陸地花園的區(qū)別

1.基址位置的不同

屋頂花園與陸地花園最大的不同就在于其基址懸于空中。因其所處的位置及屋頂材料的原因，屋頂花園的營造最先考慮的就是荷載量。如，水體、鋪裝、土層、小品等的重量不得超過屋頂承受能力。其次，由于其基址土壤層的懸空，屋頂花園的水分很容易蒸發(fā)或者洪澇，其排水及儲水是屋頂花園需要重點考慮的對象。最后，屋頂花園由于其所處位置，還應(yīng)考慮到的安全防護、防水、防潮等。

2.基址材料的不同

屋頂花園的基址有別于陸地的土壤基址，一般為水泥混凝土，這就決定了屋頂花園的營造及設(shè)計不像陸地花園那樣可以隨意的改變地形，這無形中限制了屋頂花園的營造層次。其次，由于屋頂花園懸空，所以其在營造的過程還應(yīng)考慮到基址的保護等問題。最后，相對于陸地花園，屋頂花園營造過程中的施工工藝及材料將更加復(fù)雜、考究、精細。

3.花園功能的不同

相對于陸地花園，屋頂花園的布局形式及功能需求，與陸地花園都有所不同。首先，屋頂花園由于其所處高度不同，有利于軟化城市空中邊界，統(tǒng)一城市景觀氛圍。其次，屋頂花園的建造還有助于協(xié)調(diào)城市環(huán)境，環(huán)節(jié)綠化與建筑爭地的矛盾。

4.欣賞角度的不同

屋頂花園作為空中花園具有與陸地花園不同的觀賞角度。首先，屋頂花園作為空中花園，若從高空俯瞰或者由高地遠眺，屋頂花園更容易被人關(guān)注，形成強有力的視覺刺激。其次，在屋頂花園中觀賞，身臨其境，直觀的感受景觀，其視野比之陸地花園更為廣闊，無形中擴大了景觀邊界及景觀的層次。

5.栽植形式的不同

屋頂花園由于其基址的關(guān)系，除預(yù)留養(yǎng)殖槽外，屋頂花園往往需要另行建造種植載體、如：花池、花架、花盆等。由于屋頂晝夜溫差大、土層薄、日照時間長、濕度小的問題，植物選擇上應(yīng)盡量選擇耐熱、耐寒、耐濕、耐旱、喜光、生命力旺盛、根系較淺、水平根系發(fā)達的植物，并且應(yīng)盡量避免栽植大顆及垂直根系發(fā)達的植物，提高植物的抗風性及避免根系破壞防水層或屋頂結(jié)構(gòu)。灌溉方式應(yīng)考慮使用噴灌、滴管或者人工灌溉。

屋頂花園設(shè)計的影響要素

1.使用對象對設(shè)計的影響

按照建筑的所有者及使用對象的不同，屋頂花園可分為公共休閑類屋頂花園、經(jīng)濟商業(yè)類屋頂花園、私家庭院類屋頂花園、科學研究類屋頂花園四類，使用對象的不同，其設(shè)計形式也將存在極大差異。

公共休閑類屋頂花園屬于公共綠地范疇，包括地下、半地下、塔樓中層活動平臺及高層建筑物屋頂花園，其面向社會大眾，使用對象較多，逗留時間也不盡相同，所以在設(shè)計中除了要滿足景觀需要外，還要考慮到各年齡段及性別人群的不同活動需求，方便使用對象公共活動、出行及游玩。

經(jīng)濟商業(yè)類屋頂花園主要應(yīng)用于酒店、商務(wù)會所、賓館等商務(wù)辦公建筑中，其主要使用對象是消費者或者游客。所以這類屋頂花園營造或設(shè)計之初，就要考慮其所屬單位的企業(yè)文化及適用范圍，如是否需要露天歌舞會、露天劇場等大型預(yù)留場所及導(dǎo)視物、茶座、景觀桌椅等小型實用景觀小品。

私家庭院類屋頂花園的使用對象主要是業(yè)主，目的是為了滿足業(yè)主個人的精神需求及活動需求。和類屋頂花園不同其它屋頂花園，這類屋頂花園面積小，布局形式多樣化，景觀以植物為主，一般不設(shè)置景觀小品，但會充分利用空間進行有趣的植物栽植布局。

科學研究類屋頂花園的使用對象主要是科研單位或?qū)嶒灮?，其目的是進行植物栽植實驗，最重要的種植池、灌溉管道、實驗監(jiān)控設(shè)施的布置。這類屋頂花園的布局一般較為方正，且很少有正規(guī)的道路系統(tǒng)，甚至有時會出現(xiàn)小型溫室，其綠化植被主要以新引進或新培育的花卉、盆栽、瓜果等為主。

2.功能需求對設(shè)計的影響

功能需求是景觀設(shè)計極為重要的一部分，在屋頂花園設(shè)計中，屋頂花園的風格、材料、設(shè)計元素、植物種類、布局形式等等一系列都要為屋頂花園的使用功能服務(wù)的。目前，按照屋頂花園的功能需求可分為經(jīng)濟保護型屋頂花園、生態(tài)需求型屋頂花園、景觀美化型屋頂花園三類。

經(jīng)濟保護型屋頂花園不需要華美的設(shè)計及布局，也不需要多么名貴芬芳的植被做裝飾，這類屋頂花園對屋頂?shù)囊蟛桓撸一静挥米o理，土層較薄，植被較少，需求的荷載量較小，其主要目的是為了遮陽、保護以及遮蓋屋頂丑陋灰暗的平面，很適用于老屋頂?shù)母脑臁?/p>

生態(tài)需求型屋頂花園較前者復(fù)雜，其主要構(gòu)成元素是草本植被、喬灌木，以觀賞植被造型為主，一般不建造景觀小品。這類屋頂花園的主要目的是建造一個綠色空間，營造城市生境、平衡城市生態(tài)、減少城市污染等。

景觀美化型屋頂花園是三類屋頂花園中最為復(fù)雜的，其不僅要滿足屋頂?shù)谋Ｗo需求和綠化生態(tài)功能，還要滿足屋頂花園的景觀美化需求。這類屋頂花園不僅要求多層次的綠化效果，還要求豐富的地形變化。植被構(gòu)成較為復(fù)雜集合了喬、灌、草三種層次的植物，同時也需要設(shè)置亭廊、藤甲、山水等景觀小品，種植土層較厚，荷載量需求大，設(shè)計及營造時需要著重考慮承重、灌溉、排水及防水等。

3.自然條件對設(shè)計的影響

中國疆域遼闊，不同的地區(qū)氣候差別較大，植被種植及周圍自然環(huán)境也不相同，這些都影響著屋頂花園的建造及設(shè)計，并且，屋頂花園由于其所處位置較之地面花園受到自然環(huán)境、氣候影響更大，如：陽光、濕度、風等自然因素影響。

陽光，屋頂?shù)奶栞椛漭^強，升溫快，晝夜溫差大等，過高的溫度有可能導(dǎo)致植被葉子枯萎或者根系受損，溫度過低時又容易產(chǎn)生凍害，損害植被生長，這在一定程度內(nèi)限制了屋頂花園的設(shè)計營造。但反過來，一定范圍內(nèi)的溫度變化有利于土壤營養(yǎng)的積累，更利于植物生長，所以在屋頂花園的設(shè)計及營造過程中要一定要考慮陽光對花園的影響。

濕度，一般情況下，屋頂花園的濕度相對于地面花園的濕度要低10%—20%，并且由于受屋頂環(huán)境的影響，屋頂植被的蒸騰作用要強于地面，易導(dǎo)致植被干枯。其次，由于屋頂材質(zhì)的影響，若是雨季，則又容易形成洪澇災(zāi)害，導(dǎo)致植物根系腐爛。所以在設(shè)計中一定要考慮到屋頂花園的灌溉形式及排水、防滲處理。

風，風是屋頂花園設(shè)計的重要影響因素之一，相對于地面花園，屋頂花園受到風的影響更大。微風讓人愉快，但，大風卻能產(chǎn)生破壞力。在開放性屋頂花園的建造中應(yīng)盡量選用防風植物，并且盡量避免采用大喬木，并且還要注意藤架、遮陽傘、塑料桌椅等設(shè)施所在區(qū)域的防風措施。屋頂花園的防風一般通過防風玻璃及防風墻阻止大風或者迫使大風轉(zhuǎn)向，可單獨建造也可作為遮陽的一部分，在屋頂花園的設(shè)計及營造中應(yīng)予以著重考慮。

4.屋頂?shù)目臻g形態(tài)對設(shè)計的影響

屋頂花園的空間形態(tài)因建筑的空間格局而有所不同，根據(jù)屋頂花園的所處位置，屋頂花園可分為開敞式屋頂花園、半開敞式屋頂花園及封閉式屋頂花園。

開敞式屋頂花園指的是建筑物最高層屋頂，且周圍建筑高度與該屋頂持平或者低于該屋頂，使得該屋頂花園呈完全開放狀態(tài)。這類屋頂花園多見于辦公樓樓頂、住宅樓頂及地下式地面屋頂花園。由于其開闊的視野，在設(shè)計上相對比較靈活，但此類屋頂花園日照時間長、光照強度大、溫差大且風影響因素大，所以在植被選擇上選擇耐寒、耐旱、防風、喜光、生命力強并且水平根系發(fā)達的植物，并且應(yīng)盡量避免使用大喬木和輕型景觀設(shè)施。

半開敞式屋頂花園指的是屋頂被周邊建筑一面、兩面或者三面包圍的屋頂花園，多出現(xiàn)在建筑裙房、出挑平臺及退臺式建筑的層層退臺上，這類屋頂花園有助于改善屋內(nèi)環(huán)境，還可以為同層或者周圍建筑提供良好的景觀視野。由于此類屋頂花園與周邊建筑及室內(nèi)有著密切的聯(lián)系，所以設(shè)計時要注意與周邊建筑及環(huán)境的協(xié)調(diào)，并且不能選用花果或葉子有毒或有刺激氣味的植被，以防對人們造成不良影響，并且，還可根據(jù)實際情況增加墻面綠化，豐富景觀層次。

封閉式屋頂花園指的是屋頂被周圍建筑包圍，屋頂?shù)陀谥車ㄖ摹跋蛐男汀蔽蓓敾▓@。這類屋頂花園有的獨立存在有的出現(xiàn)于大型綜合建筑。由于此類屋頂花園四面較高，陰影較多，所以再設(shè)計時應(yīng)盡量選擇對光照要求不是很高的植物，并且，此類屋頂花園由于其“向心性”作用成為該樓層的景觀焦點，服務(wù)對象也較多，所以在設(shè)計時不僅要注意景觀效果的營造，還要注意空間的有效劃分及各空間內(nèi)交通布置，為居民營造一個舒適、愉快的活動空間。

5.屋頂?shù)暮奢d與結(jié)構(gòu)對設(shè)計的影響

屋頂結(jié)構(gòu)及荷載量作為屋頂花園的基礎(chǔ)對屋頂花園的成功與否騎著重要作用，其結(jié)構(gòu)和荷載決定了屋頂花園的覆土深度、植被選擇及是否適合營造山水等等。不同的建筑有著不同的結(jié)構(gòu)，這也就造成了屋頂設(shè)施安裝位置的不固定性，這直接影響到了給排水及施工的可操作性，因此屋頂花園在營造和設(shè)計時要注意隨建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計或營造。其次，屋頂花園的營造和設(shè)計還要重點考慮屋頂和樓面的荷載量，建筑的承載是有限的，因此在設(shè)計及營造中一定要將屋頂花園的重量控制在建筑的荷載范圍之內(nèi)，確保屋頂?shù)陌踩盎▓@的有效實施。

本章小結(jié)

通過對屋頂花園現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、屋頂花園與地面花園的區(qū)別、屋頂花園的價值功能、屋頂花園設(shè)計影響要素的分析，對屋頂花園的設(shè)計及營造做了普遍性分析，并對不同類型屋頂花園的營造及設(shè)計的重點做了歸納梳理，期望對屋頂花園的推廣及設(shè)計起到一定的助益。

（作者單位：桂林理工大學）

作者簡介：馬學旺，碩士研究生，助教，研究生黨支部書記。