談既有建筑屋頂綠化技術(shù)

邊華英　馬　挺河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）2河南省科學(xué)院質(zhì)量檢驗(yàn)與分析測(cè)試研究中心（450002）

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談既有建筑屋頂綠化技術(shù)

邊華英1，2馬挺1
1河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）2河南省科學(xué)院質(zhì)量檢驗(yàn)與分析測(cè)試研究中心（450002）

摘要：闡述了在生態(tài)城市和海綿城市發(fā)展進(jìn)程中重視屋頂綠化和雨水資源化技術(shù)的必要性。在當(dāng)前既有的灰色混凝土森林中，為了居住環(huán)境的改善和居民幸福指數(shù)的提高，重視屋頂綠化和雨水資源化技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：屋頂綠化；第五立面；雨水資源化；花園式屋頂綠化；簡(jiǎn)單式屋頂綠化

0　前言

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，新型城鎮(zhèn)和社區(qū)內(nèi)一幢幢高樓拔地而起，形成了灰色的混凝土森林，為了節(jié)地和降低成本一般情況下樓盤容積率較高，地面硬化比例大，綠化率較低。粗放式的發(fā)展模式使得“城市病”顯現(xiàn)，出現(xiàn)嚴(yán)重的城市內(nèi)澇和熱島效應(yīng)。于是，漸漸地大家從人類健康、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和低影響開發(fā)的角度來規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)施新型的海綿城市、生態(tài)智慧城市建。談及生態(tài)城市建設(shè)應(yīng)該借鑒世界發(fā)達(dá)國(guó)家的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，筆者在這里著重探討既有建筑的屋頂綠化和雨水資源化技術(shù)。

屋頂綠化具有生態(tài)補(bǔ)償?shù)淖饔?，同時(shí)幫助實(shí)現(xiàn)部分建筑雨水的資源化，在現(xiàn)代化生態(tài)城市和海綿城市建設(shè)中對(duì)于微環(huán)境的調(diào)節(jié)具有重要意義，主要概括為以下幾方面：

冬暖夏涼。由于綠色植物的蒸騰作用、遮蔭特性，以及對(duì)雨水的過濾、蓄集、緩慢釋放和被屋頂植被的利用，屋頂綠化形成良好的生態(tài)屋頂隔熱層。

減緩強(qiáng)降雨對(duì)排水系統(tǒng)的壓力。綠色屋頂植被和各材料層的作用下對(duì)雨水具有滲、蓄、濾和調(diào)節(jié)徑流速度的效果，可延長(zhǎng)排水時(shí)間，阻滯集中排水。

潔凈空氣。屋頂綠化能夠幫助過濾空氣中的顆粒物、吸收SO2、NO、NO2及其他有害物質(zhì)，并通過光合作用釋放游離氧，具有天然氧吧的作用。

降低噪聲。屋頂綠化能夠反射、吸收噪聲，減低噪聲污染。

為動(dòng)植物提供棲息地。屋頂綠化使得鳥兒、蟲兒等微生態(tài)系統(tǒng)得以平衡，為動(dòng)植物的多樣性發(fā)展提供棲息地。

改善氣溫及小環(huán)境。屋頂綠化有助于降低環(huán)境溫度、增加濕度，使小環(huán)境舒適宜人。

拓展人居空間。屋頂綠化能夠增加業(yè)主的休憩或活動(dòng)空間，使人們得以親近自然，舒緩精神壓力。

1　屋頂綠化技術(shù)概述

屋頂被稱為建筑的第五立面，當(dāng)前第五立面在城市中總面積很大，如果能以適合的技術(shù)方案進(jìn)行綠化，則對(duì)于城市生態(tài)和環(huán)境氣候的改變，對(duì)于緩解久居于城市森林里的民眾的焦躁情緒具有較佳的調(diào)節(jié)作用。屋頂綠化是指對(duì)高出地面以上、周邊不與自然土層相連接的各類建筑物、構(gòu)筑物等的頂部、天臺(tái)、露臺(tái)的綠化。屋頂綠化又包括花園式屋頂綠化和簡(jiǎn)單式屋頂綠化等模式?；▓@式屋頂綠化通常在建筑設(shè)計(jì)時(shí)是經(jīng)過預(yù)先考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)的，屋面能承受較大的靜載荷與活載荷，通?？梢赃x擇小型的喬木、低矮灌木、草坪、地被植物進(jìn)行屋頂綠化植物的配植，并設(shè)置有園路、座椅、園林小品等設(shè)施，能提供一定的游覽、休憩活動(dòng)空間的復(fù)雜綠化方式。簡(jiǎn)單式屋頂綠化則是利用低矮灌木、草坪、地被植物進(jìn)行屋頂綠化，不設(shè)置園林小品等設(shè)施，也不允許非園丁、非維修人員活動(dòng)的簡(jiǎn)單綠化方式［1-2］。作為補(bǔ)充的散布式盆栽植物盆景在布置時(shí)必須考慮高空墜落風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行底部加固、防根穿刺、透水和防水技術(shù)。

目前，在我國(guó)城市和建筑物建設(shè)中雖然屋頂綠化方案和技術(shù)仍處于起步階段，還沒有上升為強(qiáng)制性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和要求，但是建筑物的主人們對(duì)于擁有綠色的渴望是真實(shí)的。所以有自發(fā)建設(shè)的空中花園，更有良心企業(yè)主動(dòng)建設(shè)的空中綠地。當(dāng)前已經(jīng)有一些城市和地方相繼出臺(tái)了相關(guān)的地方標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，比如深圳、北京、上海、河南等地方。

2　既有建筑采用屋頂綠化及雨水資源化技術(shù)的必要性

在粗放式發(fā)展階段為了節(jié)約可供用建筑地塊的面積，以提高容積率，降低開發(fā)成本，或說是出于減輕居民購(gòu)房負(fù)擔(dān)的初衷，之前的既有建筑多數(shù)沒有考慮屋頂綠化技術(shù)。鑒于中原地帶與北方缺水地域雨水資源的稀缺，考慮到建筑物密集區(qū)域的熱島效應(yīng)，住在高層建筑上放眼望去滿目的灰色屋頂面積，特別是一些設(shè)計(jì)和建造時(shí)具有高載荷能力的臨街商鋪、裙樓的屋頂部分，有較大面積的灰色平臺(tái)亟待開發(fā)利用，并應(yīng)同時(shí)考慮雨水的收集再利用，將滿目灰蒙蒙的平屋頂建植為綠色屋頂、空中花園。

中原地區(qū)因?yàn)楸饶戏饺鄙儆晁?，所以建筑物的雨水系統(tǒng)常采用斷落管方式直接流至樓前樓后的綠地上或者硬化地面上。這些僅有的綠地多數(shù)也不是經(jīng)過專業(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化配套設(shè)施，不能適應(yīng)生態(tài)城市或低影響開發(fā)的海綿城市的建設(shè)需要，達(dá)不到對(duì)強(qiáng)降水天氣時(shí)大徑流量雨水的棄留、吸、蓄、滲、濾、回用的需求。原則上高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)陽臺(tái)雨水和洗衣污水的排放必須分別走不同的排水管道，因?yàn)橄匆挛鬯休^多的磷，可能含有一些細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)，洗衣污水等應(yīng)該經(jīng)過凈化處理后集中排放。故洗衣污水應(yīng)該通過專門設(shè)計(jì)和建成的污水排放系統(tǒng)進(jìn)行分戶收集，處理后再加以利用或外排。但是，現(xiàn)實(shí)情況是在建筑的設(shè)計(jì)和建造時(shí)，一些高層住宅的陽臺(tái)部位沒有考慮同時(shí)分開設(shè)置雨、污水兩套排水系統(tǒng)，而陽臺(tái)往往被封閉后作為洗衣機(jī)房使用，洗衣污水便通過陽臺(tái)雨水排放設(shè)施開放式地加以排放。一方面這種廢水肆意排放會(huì)形成污染，另一方面這種廢水也算是資源，白白地流失也讓人心痛。所以呼吁對(duì)于當(dāng)前居民建成區(qū)樓群建筑的第五立面資源進(jìn)行開發(fā)，結(jié)合可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)城市理念進(jìn)行雨水和廢水的資源化以及屋頂綠化建設(shè)。

3　既有建筑的屋頂綠化技術(shù)方案

海綿城市建設(shè)技術(shù)指南指出，屋頂坡度較小的建筑可采用綠色屋頂，綠色屋頂結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。相應(yīng)地雨水資源采用雨落管斷接或設(shè)置集水井等方式將屋面雨水?dāng)嘟硬⒁胫苓吘G地內(nèi)小型、分散的低影響開發(fā)設(shè)施，或通過植草溝、雨水管渠將雨水引入場(chǎng)地內(nèi)的集中調(diào)蓄設(shè)施。不同的建筑層高情況下，將雨水集蓄設(shè)施設(shè)置在較低樓層的屋面上，將收集到的高層屋面的徑流雨水借助重力勢(shì)能供至低層使用而節(jié)能［3］。

圖1　綠色屋頂結(jié)構(gòu)示意圖

針對(duì)既有建筑屋面的情況主張采用簡(jiǎn)單式屋頂綠化技術(shù)。所選用植物以低矮、耐風(fēng)、耐曬、抗旱耐澇、耐瘠薄、宿根、須根、根系淺、不易產(chǎn)生病蟲害、生性強(qiáng)健、可自我繁殖的本地常綠和半常綠植物為主，原則上不選用高大的喬木、直根系植物或根系穿刺性較強(qiáng)的植物。經(jīng)驗(yàn)表明，佛甲草和垂盆草是兩種較適于屋頂綠化的景天科植物［4］。種植基質(zhì)

層土壤采用人工輕質(zhì)土，要求透水、透氣性好，耐沖刷、不易板結(jié)。過濾層一般選用透水又能隔絕種植土里細(xì)小顆粒的防腐材料，如聚酯纖維無紡布、玻璃纖維布等。排水層由礫石、卵石、粗砂、陶粒組成，或采用波浪板、拉比特板等透水、疏水材料。對(duì)于簡(jiǎn)單式屋頂綠化植被根系不發(fā)達(dá)不具有穿刺性的植物時(shí)，可以不設(shè)置隔根層，否則需要考慮隔根層的設(shè)計(jì)和施工。隔根層設(shè)置在排水層下，應(yīng)選用輕質(zhì)防腐和可防止根刺破的PE、HDPE、橡膠等材料，宜選用同時(shí)具有防水性能的卷材，接縫進(jìn)行妥善處理，并向側(cè)墻面延伸150～200 mm，防止植物根系從接縫處穿入建筑結(jié)構(gòu)層形成破壞。

4　發(fā)展展望

在歐洲，屋頂綠化技術(shù)已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷史，北美國(guó)家是20世紀(jì)末開始重視綠色屋頂技術(shù)。屋頂綠化發(fā)展具有多重效應(yīng)，比如最明顯的是生態(tài)環(huán)境保護(hù)、創(chuàng)造就業(yè)、拉動(dòng)投資、增加基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備的供給、穩(wěn)定人口增長(zhǎng)等［5］。

國(guó)外一些城市對(duì)屋頂綠化進(jìn)行政策和財(cái)政鼓勵(lì)支持，比如由政府直接按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)屋頂綠化業(yè)主進(jìn)行補(bǔ)貼的直接財(cái)政鼓勵(lì)，在德國(guó)、加拿大的多倫多、美國(guó)的芝加哥、西雅圖等城市已經(jīng)實(shí)行。在德國(guó)一般每平方米補(bǔ)貼3～15歐元或者按照建造費(fèi)用的10％～50％進(jìn)行補(bǔ)貼，重型屋頂綠化補(bǔ)貼資金高于輕型屋頂綠化，這種政策特別適用于既有建筑的屋頂綠化。在美國(guó)把屋頂綠化納入了綠色建筑評(píng)估體系，在進(jìn)行LEED認(rèn)證時(shí)可以獲得加分，得到有關(guān)聯(lián)邦基金、州或市政當(dāng)局有關(guān)的財(cái)政補(bǔ)貼。間接的鼓勵(lì)政策比如日本自1999年始對(duì)修建樓頂花園的業(yè)主提供低息貸款支持，德國(guó)有13個(gè)城市對(duì)屋頂綠化的業(yè)主通過降低污水處理費(fèi)提供政策支持。而新加坡為了鼓勵(lì)開發(fā)商建設(shè)高樓空中花園，放寬了私宅興建陽臺(tái)條例的限制，給予額外的建造陽臺(tái)容積率補(bǔ)償［5］。

我國(guó)正在邁向生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體改善的新征程，“十三五”規(guī)劃綱要中提出了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體改善的目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)綠色發(fā)展的理念，制定了改善空氣質(zhì)量、地表水質(zhì)量的指標(biāo)，實(shí)行最嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)制度，發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)，構(gòu)筑生態(tài)安全屏障。對(duì)于可持續(xù)發(fā)展城市建設(shè)領(lǐng)域，各地在規(guī)劃的指導(dǎo)下借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，制定可實(shí)施的細(xì)部措施如城市屋頂綠化技術(shù)和雨水資源化技術(shù)，相信不久的將來，我們居住的城市環(huán)境越來越美好，廣大居民的幸福指數(shù)越來越高。

參考文獻(xiàn)：

［1］DB 440300/T 37- 2009，屋頂綠化設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.深圳市農(nóng)業(yè)地方標(biāo)準(zhǔn).

［2］許道坤，呂偉婭，等.屋頂綠化在隔熱降溫·蓄水減排和凈化屋面徑流污染中的作用［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012.40（3）.

［3］海綿城市建設(shè)技術(shù)指南（試行）［S］.住房城鄉(xiāng)建設(shè)部，2014，10.

［4］馮麗丹，祝平.選擇最合適的屋頂綠化植物［J］.房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2011，4.

［5］趙曉英，金曉玲，等.國(guó)外屋頂綠化政策對(duì)我國(guó)的啟示［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23（3）.