草坪式屋頂綠化的關(guān)鍵技術(shù)

葉心芬+劉克雄+羅生蘭+吳毓儀

摘要：長期以來屋頂綠化的推廣存在著不少問題，如忽略屋頂承重安全導(dǎo)致安全隱患，防水技術(shù)不規(guī)范造成漏水，基質(zhì)配方和植物選擇沒有考慮種植屋面的特殊環(huán)境，管理模式缺乏研究，等。通過對河源市開展“草坪式屋頂綠化技術(shù)研究”，提出對草坪式屋頂綠化的承重安全需要嚴格按相關(guān)規(guī)范要求，防水技術(shù)應(yīng)確保不漏水才能進行下一道工序，基質(zhì)配方需兼顧排水和持久供應(yīng)養(yǎng)分等因素，植物選擇優(yōu)先考慮節(jié)水植物和長壽植物，并推薦使用低管理模式等解決方法。

關(guān)鍵詞：草坪式屋頂綠化；關(guān)鍵技術(shù)；植物選擇；管理模式；解決方法

中圖分類號：S688

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2641（2017）03-0082-05

收稿日期：2017-03-24

修回日期：2017-05-25

Abstract： There have been many problems in the promotion of roof greening for a long time ， such as ignoring roof bearing security causes potential safety hazard， waterproof technology specification leads to leakage， matrix formula and vegetation selection do not take the special environment of roof into account， management mode is lack of research， etc. Base on lawn-type roof greening technology research in Heyuan City， the paper puts forward some relevant solutions that the roof bearing security of lawn-type roof greening needs to be strictly in accordance with relevant specification requirements. To carry out the next process， waterproof technology should ensure that water treatment technology is not leaking. Matrix formula should aspire to some factors such as drainage and lasting supply nutrients， and vegetation selection should priority to use low-management mode and water-saving plants and longevity plants.

Key words： Lawn-type roof greening； Key technology； Vegetation selection； Maintenance procedures； Practical solutions

屋頂面積約占城市建成區(qū)面積的三分之一[1]。對屋頂進行綠化和美化，可以拓展建成區(qū)生態(tài)綠地面積、有效改善城市生態(tài)環(huán)境、緩解城市熱島效應(yīng)、美化環(huán)境，同時還能滯留吸納雨水，有利于控制城市地表徑流，減輕甚至避免城市內(nèi)澇，是海綿城市建設(shè)過程中不可或缺的重要組成部分。

屋頂綠化有兩種基本形式，即花園式屋頂綠化和草坪式屋頂綠化?；▓@式屋頂綠化土層厚、荷載重，一般只適合于可以同步設(shè)計施工的新建筑，不適合在既有建筑上推廣。相對而言，草坪式屋頂綠化土層薄、荷載輕，可用于大部分既有建筑的屋頂，并且建設(shè)成本較低，極具推廣價值。因此，本文將屋頂綠化技術(shù)研發(fā)的重點放在草坪式屋頂綠化上。

通過對河源、廣州、深圳等嶺南地區(qū)的草坪式屋頂綠化進行調(diào)研，結(jié)合相關(guān)試驗發(fā)現(xiàn)，要做好本地區(qū)草坪式屋頂綠化研究，需要解決承重安全、防水技術(shù)、基質(zhì)配方、植物選擇和管理模式五個關(guān)鍵技術(shù)。以下就這五個關(guān)鍵技術(shù)進行初步的梳理和分析。

1屋頂綠化的承重安全

1.1承重安全的基本要求

承重安全是屋頂綠化最重要的關(guān)鍵技術(shù)指標，是推廣屋頂綠化首先要考慮的問題。承重安全要給予足夠的重視，舊樓屋頂因綠化而增加的所有屋頂荷載必須少于原屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計的活荷載。

《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程JGJ 155-2013》[2]有如下相關(guān)條文：

“3.2.3 種植屋面工程結(jié)構(gòu)時應(yīng)計算種植荷載。既有建筑屋面改造為種植屋面前，應(yīng)對原結(jié)構(gòu)進行鑒定。此為強制性條文。

3.2.4 種植屋面荷載取值應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009-2012的規(guī)定[3]。屋頂花園有特殊要求時，應(yīng)單獨計算結(jié)構(gòu)荷載?！?/p>

這里明確要求了兩大原則，即種植荷載嚴禁超載（原結(jié)構(gòu)活荷載）和既有建筑做屋頂綠化前必須對原結(jié)構(gòu)進行鑒定。這也是我們在承重安全方面必須要遵守的兩大原則。荷載的具體要求是：不上人的屋面活荷載的標準值是50 kg/m2，上人的屋面活荷載的標準值是200 kg/m2（1 kN/m2約等于100 kg/m2）。從這兩個活荷載數(shù)據(jù)分析，在既有建筑屋面上做綠化，只適宜做荷載相對較輕的草坪式屋頂綠化，而不適宜做荷載較重的花園式屋頂綠化。

1.2承重安全問題解決方式

屋頂綠化的承重安全可用下列方式解決：新建樓宇的屋頂綠化必須同步設(shè)計及施工，并符合荷載安全的要求；既有樓房必須找有資質(zhì)的專業(yè)單位檢測后出具有法律效力的屋頂結(jié)構(gòu)荷載數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)進行綠化設(shè)計；既有樓房活荷載200 kg以下的屋頂只能做草坪式等簡單綠化，土層厚度不宜超過10 cm；屋頂綠化的基質(zhì)配方可適當考慮輕質(zhì)的基質(zhì)組分。

2屋頂綠化的防水技術(shù)

2.1基本要求

一般而言，既有建筑的屋頂本來有防水，很多人包括一些業(yè)主單位認為不用再做。而規(guī)范要求滿足一級的防水要求、兩道防水層設(shè)防[4]，并且至少有一層是耐根穿刺防水層[2]。對既有建筑，首先要做的是對屋面原有的防水層進行有效性判定或測定，有效者按規(guī)范再加一層耐根穿刺防水層，無效者則要對原有的防水層拆除重做。

2.2經(jīng)驗總結(jié)

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有些屋頂原來不漏水，做了屋頂綠化之后卻漏水，結(jié)果所有責任都歸咎于綠化，使施工單位狼狽不堪，所有利潤倒貼回去返工補漏都不夠。究其原因，就是施工前沒有對原有防水層進行有效性檢測（當然更沒有加鋪耐根穿刺防水層），施工后由于種植層的長期濕潤，以及過水時間大大延長，使屋面原有防水層的小缺陷、小裂縫在長期濕潤和過水的條件下被暴露出來。所以，屋頂綠化對屋面防水要求更高，一定要給予足夠重視。

2.3耐根穿刺防水層的商榷

按照前述的規(guī)范要求，屋頂綠化必須做一級防水、兩道防水層，其中一道必須是耐根穿刺防水層。這種耐根穿刺防水層100元/m2成本較高，一般都要100元/m2以上，比草坪式屋頂綠化的綠化成本還高（草坪式屋頂綠化在嶺南地區(qū)的綠化成本多在100元/m2以下）。筆者認為，兩道防水層設(shè)防對花園式屋頂綠化有必要，但對于草坪式屋頂綠化，種植一些根系穿透能力很弱的草本植物，作用并不大。通過征詢規(guī)范起草單位的意見，得知這是考慮、預(yù)防其他非目標植物通過風(fēng)力或鳥類傳播在屋頂生長而對防水層造成威脅。這樣的解釋不無道理，但是卻是建立在該屋頂綠化無人管理的情況下的一種推測。

因此，當草坪式屋頂綠化用一些景天科Crassulaceae、鴨跖草科Commelinaceae等根系穿透能力弱的低矮植物，并進行適當?shù)牡蛷姸裙芾恚ǔs草和非目標植物）的情況下，耐根穿刺防水層或可考慮不做（用普通防水層代替），這將大大降低總體成本，更利于草坪式屋頂綠化的順利推廣。

3屋頂綠化的基質(zhì)配方

3.1基質(zhì)配方的特點

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，屋頂綠化的基質(zhì)是一個特殊環(huán)境的基質(zhì)，或基本上就是盆栽的基質(zhì)（有些用容器的基質(zhì)無疑就是盆栽基質(zhì)，而屋頂小環(huán)境也可以看作是一個大花盆），需要從盆栽基質(zhì)的特點考慮其配方，既要考慮排水，表土不易板結(jié)，也要考慮蓄水；既要考慮相對輕質(zhì)，也不能用太多的有機質(zhì)，避免基質(zhì)體積急劇下降等等。種植屋面工程技術(shù)規(guī)范對此也有明確的限制：“4.1.7 改良土有機材料摻入量不宜大于30%；有機質(zhì)材料應(yīng)充分腐熟滅菌?！盵2]

3.2設(shè)計的基本原則

本文分析總結(jié)出屋頂綠化基質(zhì)配方的6個基本原則：

1）不板結(jié)：符合容器基質(zhì)的基本要求—排水能力強，表土不板結(jié)。

2）排水好：適應(yīng)本地暴雨情況下，仍能有效排水。

3）壽命長：經(jīng)久耐用，土壤體積不下降，易腐朽的有機質(zhì)成分不能過多；

4）容重中：容重中等，適中，一般在0.8～1.2之間，不低于0.8。

5）耐沖刷：基質(zhì)組份性質(zhì)相近，不易被水分選。

6）養(yǎng)分全：基質(zhì)中的養(yǎng)分能均衡持久供應(yīng)。

3.3表土板結(jié)的解決方法

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，屋頂綠化基質(zhì)配方首先要解決表土板結(jié)問題，可以嘗試從以下三方面去解決：1）配方中不能用比例過高的黃泥和園土，這些土壤在沒有地表徑流的盆栽或相當于盆栽的情況下極易造成表土板結(jié)（圖1）。2）配方須考慮減少黏質(zhì)土組分，增加疏水透氣的粗粒的有機質(zhì)、粗泥炭、粗砂、珍珠巖、陶粒等疏水組分，以提升配方的排水功能。3）可在表層加鋪樹皮、粉碎樹枝、陶粒等防沖刷層。

3.4基質(zhì)配方的組分比例和組分的性質(zhì)差異問題

基質(zhì)配方還要注意兩個問題：一是主要組分比例要適度，所占比例不宜低于25%～30%，否則這個組分在配方中難以起到應(yīng)有的作用；二是基質(zhì)各組分的性質(zhì)、比重不宜相差太大，否則易被水分選，輕質(zhì)組分浮上表面，重質(zhì)組分下沉，使配方完全失效（圖2）。

4屋頂綠化的植物選擇

4.1特點

屋頂綠化是特殊環(huán)境的綠化，具有土層薄、風(fēng)力強、陽光猛、管理難等特點，比地面綠化更需要考慮“適地適樹”問題。

4.2原則

1）抗性強：耐瘠薄、耐干旱、耐污染、耐高溫、耐霜凍、抗風(fēng)。

2）根力弱：根系穿刺能力弱。慎用竹子、榕樹等根系容易破壞防水層的植物。

3）壽命長：生長相對較慢，不用經(jīng)常更換、更新。

4）耗水少：節(jié)水植物，如景天科植物（圖3）。

5）易管理：管理費用、管理難度和管理強度低（圖4）。

通過對河源地區(qū)廣泛收集引種的鄉(xiāng)土植物及現(xiàn)有草坪式屋頂綠化植物種類的栽培觀察，適合河源地區(qū)草坪式屋頂綠化的植物主要有垂盆草Sedum sarmentosum（圖5）、佛甲草Sedum lineare（圖6）、大花馬齒莧Portulaca grandifl ora、馬齒牡丹Portulaca oleracea ‘wildfi re（圖7）、鋪地錦竹草Callisia repens（圖8）、圓葉過路黃Lysimachia nummularia‘Aurea、花葉絡(luò)石Trachelospermum jasminoides等。

5屋頂綠化的管理模式

5.1管理難題

屋頂綠化目前普遍存在“建設(shè)不易”“管理更難”的尷尬境地，是屋頂綠化推廣的一大難題。屋頂?shù)漠a(chǎn)權(quán)、建設(shè)、管理、費用等的歸屬問題常使相關(guān)單位困惑不已。因此，如何選用優(yōu)良的植物和技術(shù)，降低管理強度、管理難度和管理費用，減少推廣阻力就成為屋頂綠化技術(shù)研發(fā)的重要目的。

5.2管理模式

目前屋頂綠化的管理模式大概有以下4種：

1）零管理：種植耐旱植物，基本不管。缺點：外觀不雅，有雜草叢生和毀滅性病蟲害風(fēng)險（圖9）。

2）低管理：每月除一次雜草，旱季澆一次水，優(yōu)點：外觀較好，接受程度較高。

3）中管理：當正常的綠地管理，由于土壤淺薄相當于盆栽，費用較地面綠化高。

4）高管理：如智能灌溉，節(jié)水灌溉等。設(shè)備投入較大，管理省工。

因此，要根據(jù)實際情況選擇和設(shè)計合適的管理模式。綜合考慮，應(yīng)用節(jié)水植物推廣簡單式屋頂綠化，管理上用“低管理”的方式是既節(jié)省管理費用又能收獲良好綠化效果的屋頂綠化形式，值得加大研發(fā)和推廣的力度。

6結(jié)語

屋頂綠化對提升城市生態(tài)效益，拓展生態(tài)綠地和綠地海綿體具有不可替代的重要意義。而屋頂綠化對承重要求、植物選擇和管理技術(shù)等要求甚高。在推廣屋頂綠化過程中，只有對其中的技術(shù)問題予以高度重視，加大研發(fā)的力度，選用合適的技術(shù)和植物，才有可能順利推廣，達至良好的效果。

注：本文照片均為作者自攝。

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