校園屋頂綠化模式研究

張鴻濤++付仕遷++汪春玲++沈萍++趙香苑++吳林杉++葉明琴

摘 要 校園屋頂綠化是一種融校園建筑藝術(shù)與綠化藝術(shù)于一體的綜合現(xiàn)代技術(shù)，它使建筑物的空間潛能與綠色植物的多種效益得到完美結(jié)合和充分發(fā)揮，是城市綠化發(fā)展的嶄新領(lǐng)域，具有廣闊發(fā)展前景。以廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院屋頂為例，分析國內(nèi)高校屋頂綠化現(xiàn)狀和不足，針對校園主要使用人群及周邊環(huán)境條件，以節(jié)能環(huán)保為原則，構(gòu)建一套適應(yīng)本地校園的、具有實(shí)際指導(dǎo)意義的屋頂綠化模式。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)狀分析 ；功能分區(qū) ；植物配置 ；環(huán)保節(jié)能

中圖分類號 S731.9

Abstract Campus greening roof is a modern art which combines campus' construction art and greening art， it is perfectly unite potential building space power with plants multiple benefits， and brings them into full play. It is also a new domain in country greening development with wide developing prospect. This paper treats the roof of Agricultural College in Guangxi University as an example， to analyze the present situation and backward cause of China's Universities， meanwhile， contrapose the major groups in campus and the surrounding environment situation， under the principle of energy conservation and environment protection， trying to build a set of adapt to the local school and practical guiding significance to the roof greening mode. To further promote the development of green roof.

Key words status analysis ； function division ； arrangement of plants ； environmental protection ； energy saving

隨著城市化進(jìn)程加快，城市建筑用地日趨緊張，建筑屋頂綠化的出現(xiàn)，有效緩解綠化用地與城市建設(shè)用地的矛盾沖突，成為現(xiàn)代建筑發(fā)展的必然趨勢。校園屋頂綠化占屋頂綠化相當(dāng)?shù)谋嚷?，所以研究校園屋頂綠化模式已經(jīng)成為現(xiàn)在研究屋頂綠化的一大焦點(diǎn)。

1 屋頂綠化的概念及意義

1.1 概念

屋頂綠化（Green Roof）是指一切脫離了地面的種植技術(shù)。屋頂綠化不僅指屋頂種植，還包括露臺、陽臺、天臺、墻體、立交橋及地下車庫頂部等一切不與地面自然土壤相連接的各類建筑物和構(gòu)筑物的空間綠化。它是一種節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地的綠化方式，現(xiàn)在也被國際社會稱為現(xiàn)代城市綠化。

1.2 意義

增加城市綠化面積是解決環(huán)境問題的關(guān)鍵，校園綠化在城市綠化的比率中占有相當(dāng)大的比重。“綠色校園”則定義為“一個通過可持續(xù)發(fā)展教育、健康生活和教育環(huán)境的創(chuàng)造，來建設(shè)改善能源效率、保護(hù)資源、提高環(huán)境質(zhì)量的高等教育社區(qū)[1]?！蔽蓓斁G化則可以在有效的空間里增加綠化面積，而創(chuàng)建校園屋頂綠化不但可以改善整個社會的生態(tài)環(huán)境，還能提高學(xué)習(xí)效率。

2 校園屋頂綠化現(xiàn)狀

校園屋頂綠化在國外的很多大學(xué)都得到了實(shí)現(xiàn)。美國綠建委于2006年公布了綠色學(xué)校評估體系（LEED for school）。至2013年，美國共有919所學(xué)校獲得LEED認(rèn)證。2012年，美國UNL推出的UNL校園規(guī)劃及景觀計(jì)劃得到了大家的一致認(rèn)可。相比之下，國內(nèi)校園綠化的發(fā)展還處于起步階段。對中國校園屋頂綠化發(fā)展緩慢的制約因素進(jìn)行分析，可能存在以下幾個方面的因素：

2.1 屋頂綠化建設(shè)規(guī)定不完善

中國只在一些大城市，如北京、上海、廣州、深圳等制定了一些地方性政策，且實(shí)施力度并不大。希望能出臺更多相應(yīng)的鼓勵政策，尤其針對一些老舊房屋的補(bǔ)貼規(guī)定，并且落實(shí)這一系列政策法規(guī)。

2.2 功能性與目的性應(yīng)用不明顯

由于一些學(xué)校對屋頂綠化的形式了解不足，忽略了設(shè)計(jì)的目的，致使屋頂綠化的效果不明顯。應(yīng)針對其主要使用人群對校園屋頂綠化做具體設(shè)計(jì)。尤其在功能性上，應(yīng)充分利用校園屋頂?shù)膬?yōu)良環(huán)境對其進(jìn)行功能分區(qū)，綠化區(qū)、學(xué)習(xí)區(qū)、休閑區(qū)是必不可少的劃分區(qū)域。當(dāng)然，還可以增加一些副食品種植區(qū)來豐富校園生活，為校園屋頂?shù)木G化增添一份新鮮感。

2.3 植物配置不當(dāng)

校園屋頂?shù)木G化效果是對綠化設(shè)計(jì)的最好驗(yàn)證。這就對植物配置的選擇有了一定的要求。由于多種條件的限制，當(dāng)前校園內(nèi)的屋頂綠化僅僅是利用爬山虎等滕蔓植物進(jìn)行簡單式屋頂綠化。雖然簡單式屋頂綠化成本少，養(yǎng)護(hù)管理方便，但其應(yīng)用場地、應(yīng)用景觀都較為單一，無法滿足人們對綠化多樣性和觀賞性的要求，能發(fā)揮的生態(tài)效益也有限[2]。所以，在校園屋頂綠化的植物配置方面，可以適當(dāng)增加一些設(shè)計(jì)元素，以此豐富校園屋頂?shù)木G化形式。

2.4 環(huán)保和節(jié)能意識不強(qiáng)

綠色校園的標(biāo)準(zhǔn)包括可持續(xù)發(fā)展用地、節(jié)能與能源利用、節(jié)材與材料利用等7個組成部分[3]。所以說，校園屋頂綠化本身是一種節(jié)能減排的建設(shè)。由于一些學(xué)校的環(huán)保和節(jié)能意識不強(qiáng)，缺乏對校園生態(tài)性的認(rèn)識，致使資源浪費(fèi)，從而使得校園屋頂綠化建設(shè)的造價提高。節(jié)能減排的理念應(yīng)在施工過程中得到首要的體現(xiàn)。加強(qiáng)這一意識不僅能夠降低造價成本，最重要的是還能回饋生態(tài)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

3 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院屋頂綠化設(shè)計(jì)

3.1 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院屋頂現(xiàn)狀分析

廣西大學(xué)位于南寧市西北角，地處亞熱帶，屬典型亞熱帶海洋性氣候，陽光充足，雨量充沛，霜少無雪，氣候溫和，全市年平均氣溫21 ℃，年平均降雨量1 300 mm，平均相對濕度79 %。經(jīng)勘察，屋頂四周草木旺盛，空氣濕度良好；南邊高于北邊，形成緩坡，為防水排水形成了得天獨(dú)厚的地理優(yōu)勢；該屋頂屬于老舊屋頂，荷載只有150 kg/m2，綠化設(shè)計(jì)的超荷是需重點(diǎn)避免的問題。

3.2 設(shè)計(jì)理念

在充分保證屋頂環(huán)境安全的前提下，以實(shí)用綠化為建園目的，以小型精致為整體特點(diǎn)，通過廢舊物品改造、生態(tài)材料使用和自然資源利用等方式，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展的具有多種季節(jié)的植物、多種顏色的花卉以及不同農(nóng)產(chǎn)品相結(jié)合呼應(yīng)的風(fēng)景優(yōu)美、怡人、休閑聚會的校園屋頂。

3.3 整體布局設(shè)計(jì)

將整個屋頂分成4個區(qū)，見圖1。分別是入口區(qū)、休閑區(qū)、文化區(qū)和會議區(qū)，配置上不同的植物與鋪裝，創(chuàng)造出不同功效的環(huán)境。

3.3.1 入口區(qū)

入口區(qū)兩旁種植藤蔓的豆類蔬菜或者園藝花卉，形成獨(dú)特的“菜門”和“花門”。表現(xiàn)農(nóng)學(xué)院的熱情好客時，也體現(xiàn)了農(nóng)學(xué)院的獨(dú)特風(fēng)格。同時，中間部位用鐵絲、輕質(zhì)的基質(zhì)、小花盆以及多肉植物拼成農(nóng)學(xué)院的“農(nóng)”字，突出了學(xué)院的特征，采用多肉植物也便于管理，節(jié)省開支，進(jìn)一步表達(dá)學(xué)生像多肉植物一樣吃苦耐勞的精神。

3.3.2 休閑區(qū)

休閑區(qū)東面以鄉(xiāng)土植物鵝掌柴為綠籬進(jìn)行擋景；南北面以鄉(xiāng)土植物竹子為綠籬進(jìn)行擋景；前面是一片開闊的視野，除了不同的校園屋頂和常綠樹冠外，還可以看到藍(lán)天白云。所以不進(jìn)行遮擋，形成一個半閉合的區(qū)域，利用獨(dú)特的屋頂借景方式展示更豐富的景色。

此外，在休閑區(qū)里，收集一些二手的木質(zhì)長桌椅，配置一套茶具。在經(jīng)常遮陰的地方，適當(dāng)種植一些陰生植物，以豐富屋頂?shù)闹参锞坝^，增加休閑區(qū)的樂趣。最后放置一些有芳香氣味的盆栽花卉，在增加休閑區(qū)色彩的同時，可為游玩的人調(diào)節(jié)心情。在適宜的時候，更換盆栽花卉，改變休閑區(qū)景觀的色彩、質(zhì)感，改善香味。

3.3.3 文化區(qū)

文化區(qū)里，主要以種植低矮、輕質(zhì)，具有觀賞價值的園藝經(jīng)濟(jì)作物為主，并結(jié)合相應(yīng)栽培技術(shù)來展示農(nóng)學(xué)院的特色。對于番茄、一串紅、百日菊等淺根系植物，直接露地種植，以減少人力投入；對于黃瓜、火龍果、美人蕉等深根系植物，用盆栽種植展示，以增加文化區(qū)植物的多樣性。并用標(biāo)牌介紹一些相關(guān)植物的栽培技術(shù)或生態(tài)習(xí)性。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)作物一年四季的顏色和形態(tài)變化，可以利用一些經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行季相栽培；也可以進(jìn)行陽生與陰生植物的搭配。在小景1處，種植一些高大的植物，來制造蔭蔽空間，再搭配種植一些相應(yīng)的陰生植物。

除了采用滴灌技術(shù)進(jìn)行澆水，配置太陽能燈等節(jié)能環(huán)保的技術(shù)和設(shè)施，并用廢棄的材料制作小景2。主要過程：收集一些塑料瓶，用鐵絲連起來，刷上不同的顏色，制成小景墻。在每一個瓶子里，放置一張紙質(zhì)的紙條，里面介紹相應(yīng)植物栽培技術(shù)、形態(tài)特征和生長習(xí)性等知識，并定期進(jìn)行裝換，以此增加游玩的樂趣。

3.3.4 會議區(qū)

在會議區(qū)，用觀音竹和爬山虎進(jìn)行合圍，形成一個密閉的空間，并適當(dāng)留一些空隙，使里面有適宜的光照。此外，在這個密閉的空間里，用收集的廢舊優(yōu)質(zhì)木材進(jìn)行鋪裝，并放置一些木質(zhì)桌椅。在會議區(qū)也使用太陽能燈，方便晚上使用。

3.4 植物的配置

3.4.1 植物選擇原則

屋頂一般是水泥結(jié)構(gòu)，位置比地面高，受光照直射面積大。具有熱容量小，易吸熱也易散熱，導(dǎo)致夏天溫度特別高、冬天溫度特別低的特點(diǎn)。同時，屋頂對于種植植物有一定荷載要求，種植層較薄。所以要選擇陽生、質(zhì)輕、耐貧瘠的植物種類。

屋頂位置比地面高，缺乏遮擋物，所以風(fēng)力比地面大，對植物的機(jī)械損傷比地面大，特別是雨季或有臺風(fēng)來臨時，風(fēng)雨交加對植物的生存危害最大。所以屋頂植物要具有抗風(fēng)、不易倒伏的特點(diǎn)。

屋頂綠化基質(zhì)層較薄，植物根系長則不利于屋頂?shù)氖褂脡勖?，所以一般要選取淺根系植物。此外，屋頂綠化要有一定的滲滯蓄能力，一旦下暴雨或者長時間下雨，易造成短時積水。并且大部分屋頂綠化的客觀條件很難滿足水生植物、濕生植物的生長環(huán)境[4]。所以在選擇植物時，要選擇具有耐短時潮濕積水的植物。

本土植物經(jīng)過長期的自然選擇生存下來，對當(dāng)?shù)氐臍夂蛴懈叨冗m應(yīng)性，在環(huán)境相對惡劣的屋頂花園，選用鄉(xiāng)土植物有事半功倍之效，也是體現(xiàn)當(dāng)?shù)仫L(fēng)格風(fēng)貌特色的必要元素，同時考慮到屋頂花園的面積一般較小，為將其布置得較為精致，可選用一些觀賞價值較高的新品種，以提高屋頂花園檔次[5]。盲目地使用外來物種，可能會帶來一些病蟲害的流行和爆發(fā)。

3.4.2 植物搭配

植物的種類豐富，形態(tài)各異，不同搭配有不同的效果?？梢詫⒌乇?、灌木、小喬木這些植物種類以叢植、孤植種植形式為主，突出群體美、個體美[6]。

（1）根據(jù)植物色彩進(jìn)行搭配。色彩，能喚起人的第一視覺，在景觀設(shè)計(jì)中，它起著最引人注目的作用。人們可以根據(jù)不同的偏好，創(chuàng)造出不同視覺感受的“中介空間”，色彩直接影響室外空間的氣氛和情感[7]。例如，行道樹為黃花槐，分車帶點(diǎn)栽垂葉榕，用紅桑和灑金榕交叉排列，暗紅色和淡黃色在白色的護(hù)欄背景下，體現(xiàn)出色彩的視覺美[8]。

（2）根據(jù)人們的需求進(jìn)行配置。例如，利用植物對空間進(jìn)行合圍，形成閉合、敞開、半閉合的空間。

（3）與農(nóng)作物進(jìn)行搭配。農(nóng)作物作為經(jīng)濟(jì)作物，往往被人們忽略觀賞價值而不被采用。實(shí)際上，農(nóng)作物作為鄉(xiāng)間植物，除了具有良好的適應(yīng)性，還具有良好的觀賞價值和經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 道路鋪磚

100 mm×100 mm的方形青磚是這次設(shè)計(jì)的主要鋪磚材料，其主要特點(diǎn)是有一種返璞歸真、素雅復(fù)古之感，沒有現(xiàn)代金屬、水泥氣息，與略帶復(fù)古風(fēng)的園林小品相互呼應(yīng)。另一特點(diǎn)就是環(huán)保養(yǎng)生，青磚是由天然的粘土在無氧狀態(tài)下燒制而成，具有良好的透氣性和吸水性，保證了周邊空氣的平衡[9]。同時，讓設(shè)計(jì)的道路具有一定透氣性能，雨后道路不會形成積水，并使其快速風(fēng)干。并且青磚中還含有少量硫磺，有一定殺菌效果，而天然的粘土是一種環(huán)保材料。

邊區(qū)域選用600 mm×600 mm的米黃色復(fù)古磚，搭配地面上的園林小品，提高周邊的光亮度，呼應(yīng)設(shè)計(jì)的復(fù)古風(fēng)格。汀步區(qū)域選用鵝卵石塊和草塊相間的方式鋪成，間隙用150 mm×100 mm的透水紅磚填補(bǔ)，增加設(shè)計(jì)的活潑感，鵝卵石與草地形成一種既對比又協(xié)調(diào)的效果，模擬自然，豐富視覺，造就美感。

3.6 屋頂節(jié)能化設(shè)計(jì)

隨著全球人口數(shù)量的增加，農(nóng)村的發(fā)展和城市的擴(kuò)張進(jìn)一步加劇，人們對生存空間的追求越來越高，對居住的建筑、小區(qū)環(huán)境、裝飾品從單純的美觀轉(zhuǎn)向?qū)?jié)能環(huán)保、安全健康與美觀相結(jié)合的綜合需求。然而，自然資源有限且短時間不可恢復(fù)，所以必須更科學(xué)、環(huán)保、節(jié)能地使用已有資源。

3.6.1 屋頂保溫隔熱設(shè)計(jì)

在屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)層之上，用水泥膨脹珍珠巖制成的巖棉板倒放在屋面，在板與屋面間形成3 cm的空氣間層，形成既保溫又通風(fēng)降溫的雙重屋頂。此外，其他材料均采用節(jié)能、傳熱系數(shù)小、穩(wěn)定性好、價格低、節(jié)土、重量輕的生態(tài)材料。

3.6.2 屋頂節(jié)能綠化設(shè)計(jì)

種植層容器采用竹、木、工程塑料等材料，并使用珍珠巖、蛭石、草炭腐殖土等種植土減輕荷重。同時，這些材料的性能穩(wěn)定，無病蟲害污染，不破壞自然環(huán)境，是節(jié)能減排的首要選擇對象。

3.6.3 屋頂排蓄水設(shè)計(jì)

采用自動化節(jié)水灌溉技術(shù)，使用土壤濕度和溫度2種探測裝置來控制自動開啟節(jié)水灌溉系統(tǒng)。同時設(shè)計(jì)一淺層的剛性防水層，收集降雨，利用水蒸發(fā)帶走熱量，減少屋頂?shù)奶栞椛錈?，降低溫度?/p>

3.6.4 太陽能屋頂設(shè)計(jì)

太陽能路燈，一方面可以通過對太陽輻射能的吸收減少屋頂熱量，降低屋頂溫度。另一方面把太陽能轉(zhuǎn)化成電能，供給路燈照明，減少電能消耗。

4 結(jié)論與展望

通過對校園屋頂模式的研究，以廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院屋頂為實(shí)例進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，總結(jié)如下：

（1）在屋頂綠化模式方面，以綠化實(shí)用為主，考慮到不同的需求，創(chuàng)造合理分區(qū)，給人們帶來不同的體驗(yàn)效果。

（2）植物配置方面，盡量以當(dāng)?shù)仄贩N為主，選擇陽生、質(zhì)輕、耐貧瘠、淺根性抗風(fēng)、不易倒伏、耐短時潮濕積水的植物，同時也要利用不同植物搭配出不同的效果。

（3）環(huán)保節(jié)約方面，盡量運(yùn)用新技術(shù)新材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到降低耗能，改善環(huán)境的目的。

隨著城市化的發(fā)展，資源越來越少，屋頂綠化需求越來越高，其環(huán)保節(jié)能技術(shù)成為主流方向。應(yīng)大力提倡屋頂綠化低碳節(jié)能技術(shù)，成立屋頂綠化協(xié)會，制定屋頂綠化規(guī)范，建立權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)，監(jiān)管施工質(zhì)量，加強(qiáng)對節(jié)能技術(shù)的宣傳，提高整體施工人員素質(zhì)。同時，加強(qiáng)屋頂綠化的科研投入，推進(jìn)其快速發(fā)展。

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