淺析高層建筑屋頂綠化的設(shè)計(jì)與工藝

安寧+袁勝?gòu)?qiáng)+侯小龍

【摘 要】屋頂綠化是進(jìn)入20世紀(jì)之后，被當(dāng)時(shí)最著名的建筑大師勒·柯布西耶所提出。論文結(jié)合高層建筑的屋頂設(shè)施與屋頂綠化的工藝特點(diǎn)，闡述了設(shè)計(jì)施工中的工藝流程與重難點(diǎn)，并列舉了現(xiàn)階段的材料與方法的選擇。驗(yàn)證了屋頂綠化在高層建筑屋頂上具有可行性，可形成了良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)效益。

【Abstract】Green roofs were introduced after the twentieth century， by Le Corbusie， the most famous architect of the time. Based on the characteristics of roof construction and roof greening of high-rise building， this paper expounds the technological process and difficulties in the design and construction， and lists the materials and methods at this stage. It is proved that roof greening is feasible on the roof of high-rise building， and it can form good economic， ecological， environmental and social benefits.

【關(guān)鍵詞】屋頂綠化；高層建筑；防水措施；給排水系統(tǒng)；后期維護(hù)

【Keywords】roof greening； high-rise building； waterproof measures； water supply and drainage system； later maintenance

【中圖分類號(hào)】S73 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）09-0185-02

1 屋頂綠化的歷史及發(fā)展

在印象中花園的概念根深蒂固，是一個(gè)有花、草供人嬉戲游玩的場(chǎng)所。一般來(lái)說(shuō)需要占地面積較大，在現(xiàn)代城市中占用大規(guī)模用地進(jìn)行綠化或建立這樣的花園顯得十分不現(xiàn)實(shí)，隨即人們重新提起一個(gè)概念那就是屋頂花園。然而它并不是憑空產(chǎn)生的，據(jù)歷史記載，最遠(yuǎn)可以追溯到古巴比倫的空中花園[1]。進(jìn)入二十世紀(jì)后，被稱為二十世紀(jì)最著名的建筑大師勒·柯布西耶在1926年提出的五個(gè)新建筑的特點(diǎn)之一就是屋頂花園[2]。從此在國(guó)外城市的建筑建設(shè)中，屋頂花園成為常見(jiàn)的配套式建筑。其中這方面做的最好的是日本與德國(guó)。以日本為例，僅在2008年末日本東京的屋頂綠化，花園建設(shè)已經(jīng)達(dá)到242萬(wàn)m2，東京屋頂綠化率已高達(dá)14%，并且最新立法規(guī)定屋頂綠化面積要達(dá)到建筑面積的20%[3]。國(guó)內(nèi)這方面設(shè)計(jì)相比國(guó)外起步要晚，直到現(xiàn)在也沒(méi)有具體規(guī)范及法規(guī)要求這方面的設(shè)計(jì)，然近期屋頂綠化在國(guó)內(nèi)反響更為強(qiáng)烈，相信大面積普及此類配套建筑指日可待。

2 屋頂綠化在現(xiàn)代建筑的作用

據(jù)統(tǒng)計(jì)，屋頂有效面積占所在城市的20%，這部分如果利用起來(lái)進(jìn)行綠化，不僅對(duì)綠化所在建筑里的人予以方便，提供休閑場(chǎng)所，還會(huì)對(duì)這棟建筑頂層減少電使用值，降低該層溫度，改善城市熱島效應(yīng)，凈化空氣。屋頂綠化對(duì)于我國(guó)現(xiàn)在環(huán)境狀況剛好合適，也是美化城市的一大部分。據(jù)研究表明，我們把整個(gè)城市現(xiàn)有屋頂都利用下來(lái)，二氧化碳會(huì)比之前降低85%。它的發(fā)展是一個(gè)必然趨勢(shì)，但面臨的問(wèn)題也很嚴(yán)峻，屋頂施工難度非常大，投入也必然大，對(duì)建筑和技術(shù)要求也自然會(huì)提高，結(jié)構(gòu)、土木、給排水等專業(yè)相結(jié)合，對(duì)于植被選取也有一定的選擇要求。

3 屋頂綠化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵

3.1 檢查樓板的防水性能

屋頂綠化設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的一部分就是如何保證綠化中用水之后的滲漏，雨水的收集及下滲，換句話說(shuō)最需要攻克的是防水設(shè)施，保證下一層用戶不受影響，保障建筑安全。在設(shè)計(jì)屋頂綠化之前，我們需測(cè)試原有樓板防水性能。先要封閉樓板上所有出水口，然后進(jìn)行整個(gè)樓板灌水，進(jìn)行96小時(shí)嚴(yán)格閉水試驗(yàn)[5]。如果在這段時(shí)間里，可以保證下一層住宅的樓板不會(huì)發(fā)生滲漏，那么我們就說(shuō)防水性能良好，可以進(jìn)行屋頂花園建設(shè)的下一步。

3.2 屋頂綠化新型的防水措施

隨著生態(tài)平衡的應(yīng)用與推廣，在屋頂綠化上也提出了一種生態(tài)循環(huán)的方式來(lái)達(dá)到長(zhǎng)期防水的目的。

此類生態(tài)循環(huán)的防水設(shè)施由植被層、客土層、濾水層、找坡層、樓板組成，附有導(dǎo)氣管、排水管以及排水槽等設(shè)施。

植被吸收由建筑導(dǎo)氣管排出的二氧化碳進(jìn)行光合作用，消耗各土層中的水分，產(chǎn)生新鮮的空氣可以通過(guò)導(dǎo)氣管進(jìn)入建筑內(nèi)，促進(jìn)了空氣的流通，也縮減了室內(nèi)外的壓差[6]。雨水經(jīng)過(guò)土壤的層層過(guò)濾已經(jīng)達(dá)到了灌溉的標(biāo)準(zhǔn)，所以經(jīng)過(guò)濾水層進(jìn)入排水槽進(jìn)入貯水池。

3.3 防根穿刺層的鋪設(shè)

據(jù)近年來(lái)調(diào)查顯示：植物的根生長(zhǎng)速度很快，隨著時(shí)間增加，根就會(huì)向它的豎向向下越深，在扎根時(shí)還會(huì)分泌一種帶有一定腐蝕能力的酸液，而正是這種酸液會(huì)破壞我們預(yù)先布置好的防水層。所以我們需布置防根穿刺層，在布置時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)防水層與防根穿刺層會(huì)相互重疊的地方，所以我們選擇在兩者之間放置一層隔離層，一般選用玻纖布、聚乙烯膜或者水泥砂漿。

3.4 排水層的設(shè)置

我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)給排水科學(xué)與工程在這里起到了至關(guān)重要的作用，除了選擇發(fā)達(dá)的植被，防止人為意外損毀防水設(shè)施之外，排水系統(tǒng)是決定防水的關(guān)鍵。不僅要處理掉多余雨水的剩余，還要處理好植被在土壤中貯藏的水分，我們可以設(shè)置一個(gè)貯水池，雨水等經(jīng)過(guò)層層土壤的凈化吸收已可以達(dá)到灌溉的標(biāo)準(zhǔn)，所以我們可以把這一部分水貯存起來(lái)，在需要灌溉時(shí)用給水系統(tǒng)供上去。

經(jīng)查詢，發(fā)現(xiàn)毛細(xì)透排水帶相比較來(lái)說(shuō)是具有一定優(yōu)勢(shì)的排水設(shè)施。這種排水方式不會(huì)造成土壤的流失，因?yàn)槭撬值闹鲃?dòng)吸取這樣就形成了水土分離，經(jīng)過(guò)多年試驗(yàn)及應(yīng)用，至今未發(fā)生堵塞導(dǎo)致排水系統(tǒng)失效的情況。因?yàn)橹鲃?dòng)吸水主要是靠毛細(xì)孔的數(shù)量來(lái)決定其能力的高低，毛細(xì)透排水帶開(kāi)孔率大于20%，有效地吸水面積大，排水能力強(qiáng)。它還有耐酸耐堿耐腐蝕的優(yōu)良特性，可以剛好解決植物年久之后根部產(chǎn)生的酸性、腐蝕性無(wú)形的破壞。毛細(xì)透排水帶還具有施工簡(jiǎn)易、等效相比成本低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。endprint

3.5 給水系統(tǒng)的設(shè)置

給水系統(tǒng)是保障整個(gè)屋頂綠化能穩(wěn)定存在運(yùn)行必不可少的部分，植被僅由雨水供給遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所以我們可以選擇一種適宜的給水系統(tǒng)，把貯水池里水供上去進(jìn)行灌溉，如果貯水池水量不足，還可以選擇把該建筑的中水引上來(lái)注入貯水池，不會(huì)造成水資源浪費(fèi)。

因地域等影響，雨水并不能全部滿足屋頂綠化植物的生長(zhǎng)用水，這時(shí)我們就需設(shè)置自動(dòng)節(jié)水灌溉系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在市面上已十分常見(jiàn)，但屋頂花園的情況有些特殊需要一些改進(jìn)。主要改制成檢測(cè)土壤濕度以及空氣溫度來(lái)進(jìn)行決定是否灌溉。

3.6 植被的選擇及土壤的培養(yǎng)

屋頂情況是固定的，所以我們要選擇與屋頂生活環(huán)境相似的植物。屋頂綠化的主要優(yōu)勢(shì)是它所在高度遠(yuǎn)高于地面，這里空氣清新，受污染少，空氣濁度也低于地面。屋頂光照比較強(qiáng)，接受太陽(yáng)輻射較多，所以選用的大多為喜陽(yáng)植物，在背陰處可以選用喜陰的植物[7]。配置栽培土有多種方式選擇，最為常見(jiàn)的是田園土、草炭土、珍珠巖、草木灰、蛭石等按照3：4：1：2進(jìn)行配制；在配制過(guò)程中還有適量的加入有機(jī)肥來(lái)提高配制的土壤肥力[8]。

4 屋頂綠化后期維護(hù)

國(guó)內(nèi)一些建筑也修建屋頂花園，不過(guò)應(yīng)用時(shí)間往往都不會(huì)太長(zhǎng)，一方面是國(guó)內(nèi)建筑對(duì)屋頂綠化的防水措施設(shè)備的施工不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，更大的一方面是后期維護(hù)屋頂綠化的問(wèn)題會(huì)更多，對(duì)屋頂綠化沒(méi)有專業(yè)的認(rèn)識(shí)，屋頂綠化是一個(gè)相比較來(lái)說(shuō)比較脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，需要人員來(lái)維護(hù)，如果沒(méi)有這方面的了解可能會(huì)破壞屋頂綠化的防水設(shè)施導(dǎo)致屋頂花園功虧一簣，所以需要專業(yè)的人員進(jìn)行維護(hù)，保障屋頂綠化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

屋頂綠化的設(shè)計(jì)與施工都要比低層的綠化要困難得多，不過(guò)屋頂綠化的發(fā)展是必然的趨勢(shì)，在城市建設(shè)中土地的稀缺程度越來(lái)越大，占用大面積的土地來(lái)綠化也越來(lái)越不現(xiàn)實(shí)，所以屋頂綠化的出現(xiàn)是一種很好的緩沖方式，不過(guò)國(guó)內(nèi)這方面的應(yīng)用與技術(shù)可能不太成熟，具體的規(guī)范與立法同樣不夠完善，希望在不久的將來(lái)國(guó)家會(huì)立法規(guī)定這方面的建筑規(guī)范，為我們國(guó)家的環(huán)境與空氣做出該有的貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】陳宏.屋頂綠化：緩解城市熱島效應(yīng)，改善城市生態(tài)環(huán)境的有效措施[J].海峽科學(xué)，2006（9）：39-40.

【2】謝浩，朱仁鴻.屋頂花園的防水設(shè)計(jì)與施工[J].廣東園林，2005（3）：25-27.

【3】李冠成.屋頂花園的綜合性建筑節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D].廣州：廣州工業(yè)大學(xué)，2012.endprint