福建地區(qū)屋頂綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)研究

陳凱鋒

摘 要：屋頂綠化的適應(yīng)性設(shè)計(jì)不僅對(duì)建筑本身節(jié)能及其室內(nèi)空間物理環(huán)境的改善有顯著的作用，而且對(duì)于城市綠地、居民公共活動(dòng)用地的增加有著重要作用，同時(shí)我國福建地區(qū)具有發(fā)展屋頂花園的良好天然的氣候條件，對(duì)于城市生態(tài)環(huán)境的改善以及節(jié)約能源和減少全球的溫室效應(yīng)也有重要意義。

關(guān)鍵詞：屋頂綠化；適應(yīng)性設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則；福建地區(qū)

一、引言

屋頂綠化（Green Roof）的通俗定義是指在各種類的建筑物、橋梁等的屋頂（不包括基礎(chǔ)不穩(wěn)固的板房和臨時(shí)搭建的建筑物）或是露臺(tái)、天臺(tái)等空間進(jìn)行植被種植等適應(yīng)性綠化設(shè)計(jì)的統(tǒng)稱，屋頂空間綠化是一種對(duì)各類建筑物屋頂空間進(jìn)行的特殊空間的綠化。

各類建筑物作為城市空間的重要組成部分，不僅數(shù)量繁多而且形式多樣，屋頂空間的綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)研究把屋頂這種幾乎處于“荒廢”狀態(tài)的特殊空間作為設(shè)計(jì)對(duì)象，可以改變屋頂空間利用率低、灰色簡陋的現(xiàn)狀，在建筑物頂部特殊空間營造植被綠化對(duì)于減少城市能耗、建設(shè)低碳社會(huì)有十分重要的意義。

福建地區(qū)的地理位置和氣候特征使得福建省大部地區(qū)溫濕條件適宜，使屋頂綠化的適應(yīng)性設(shè)計(jì)可選擇的植物配置品種和方式更豐富，可搭配不同品種植物的大小、形態(tài)、色彩等，且無需考慮植被凍害，便于設(shè)計(jì)與營造具有美感的屋頂綠化空間效果。

2015年福州省關(guān)于城市建筑物屋頂空間綠化出臺(tái)了具體規(guī)定，福州市城鄉(xiāng)規(guī)劃局對(duì)于正在實(shí)施的建筑物屋頂空間綠化的項(xiàng)目規(guī)定屋頂綠化實(shí)施面積不小于建筑物占地面積的30%，政府的管理政策的支持和重視更為屋頂空間綠化的適應(yīng)性設(shè)計(jì)作了有力保障。隨著各相關(guān)法規(guī)法律體系的出臺(tái)，關(guān)于屋頂空間綠化設(shè)計(jì)的評(píng)估及管理辦法和技術(shù)要求會(huì)越來越詳盡。

二、屋頂空間綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)研究的現(xiàn)狀

我國對(duì)于屋頂空間綠化的適應(yīng)性設(shè)計(jì)研究始于20世紀(jì)初，起步較晚，且受重視程度不高，相關(guān)理論研究積淀尚淺。最早是在我國西南重鎮(zhèn)成都發(fā)布了相關(guān)公共空間規(guī)劃管理暫行辦法，隨后上海、深圳等城市也出臺(tái)了相應(yīng)的關(guān)于城市中建筑物屋頂空間綠化的相關(guān)規(guī)范。

屋頂空間的綠化作為屋頂特殊區(qū)域的一種綠化方式，在減少區(qū)域熱島效應(yīng)、美化城市景觀、方便市民生活等方面效果明顯。屋頂空間的綠化設(shè)計(jì)不僅可以發(fā)揮其低碳環(huán)保功能，也增加了對(duì)生活在被鋼鐵水泥包裹中城市居民的精神文化撫慰功能，可以給老人和孩童增加相應(yīng)的娛樂及休憩空間。作為社區(qū)的公共空間是無形的財(cái)富，也在一定意義上緩解城市公共空間緊張的局面。

三、屋頂綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)的效益分析

建筑物屋頂空間的植被綠化增加了城市中的綠化資源，還能改善鄰里關(guān)系，增加居民活動(dòng)的互動(dòng)性，恢復(fù)鄰里之間應(yīng)有的互助關(guān)系和活力?，F(xiàn)城市多數(shù)建筑物為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，且為了便于維修，多為可上人的平屋頂，這就為建筑物屋頂空間的綠化設(shè)計(jì)改造開發(fā)提供了較大的可能性。同時(shí)屋頂空間的綠化在營造環(huán)境、提高居民居住質(zhì)量方面的作用更是不可忽視。

（一）節(jié)能減排，改善城市生態(tài)環(huán)境

屋頂空間有效的植被綠化增加了植被的蒸發(fā)量，這就大幅度降低了建筑物屋頂?shù)臏囟龋奶煨Ч@明顯。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，有植被綠化的建筑物屋頂其建筑物表面溫度可下降4～6℃，寒冷的冬季，屋頂空間經(jīng)過綠化后，建筑外部溫度變化幅度顯著減小。在我國建筑效能轉(zhuǎn)換效率低下的情況下，屋頂空間的綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)可大大減少采暖、空調(diào)所消耗的能源能耗，對(duì)于整個(gè)建筑的節(jié)能減排有重要意義。

（二）去除污染物，減弱噪音

屋頂空間有效綠化有利于城市的防洪排澇，同時(shí)對(duì)于雨水中的重金屬有較好的過濾去除效果。由此推算，屋頂綠化在夏季雨水的過濾中可以去除約87%的鉛、鋅、銅以及78%的鎘，在冬季可以去除68%的銅、82%的鋅、88%的鎘和94%的鉛，也就是說絕大多數(shù)的重金屬污染都可以通過屋頂空間的有效綠化而去除。另外，由于高低疏密的植物層對(duì)各種聲波具有明顯的吸收減震作用，經(jīng)過有效綠化后的屋頂可以有效降低城市活動(dòng)產(chǎn)生的各種噪音，經(jīng)過有效綠化后的屋頂空間與一般屋頂相比，可減低噪聲20～30 dB。

（三）增加城市綠地，拓展居民休憩和娛樂空間

在保證建筑物結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，對(duì)屋頂空間的綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)實(shí)際上是增加了城市的公共綠地面積。且福建地區(qū)的地理位置及氣候條件決定了屋頂空間綠化植物的種類繁多無需考慮凍害，更易存活，可選用地毯式種植方式，植物栽培組合多樣，在保證屋頂空間有效利用的同時(shí)可獲得較好的視覺景觀美化效果，給居民提供有利于身心健康的自然的綠色休閑空間，并且在提升城市環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)力，建設(shè)綠色文明城市方面有更大優(yōu)勢(shì)。

除上述功能外，屋頂綠化還具有保護(hù)建筑物免遭高溫、紫外線等的損害，延長其壽命和減少雨水的流失等功能，給城市社區(qū)居民帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)可把生態(tài)效益最大化，潛在提升了居民的生活和休閑質(zhì)量。

四、屋頂空間綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)分析及要點(diǎn)

屋頂空間的綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)未經(jīng)綠化的屋頂比較，涉及一系列技術(shù)分析如屋面防水、種植土壤選擇、屋面的保水性、太陽能發(fā)電技術(shù)、建筑屋頂承重技術(shù)等。屋頂空間的景觀綠化設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮與建筑物本身風(fēng)格的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，不僅要考慮自然條件的要素，亦要加入相應(yīng)的文化主題，使傳統(tǒng)或本土文化得以延續(xù)與發(fā)展。

（一）植被選擇分析

福建省位于我國東南沿海，地理位置“依山傍?！保瑢儆诤Ｑ笮詠啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，濕潤多雨，大部分地區(qū)沒有嚴(yán)寒期且水、熱資源豐富，可觀的氣候條件利于植被的種植與成活，既可栽種喬木、灌木，亦可種草本類及其他攀爬植物，較高的植被成活率為屋頂空間的綠化提供了根本保證。在選擇屋頂空間的綠化植被種類時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮本土植物，選取多種形態(tài)、顏色植物的組合種植方式，避免單一的植物配置。在空間美感的營造上要考慮不同季節(jié)的景觀視覺效果，注重居民的審美需求。

（二）綠化種植土壤基質(zhì)分析

屋頂空間的綠化設(shè)計(jì)一般以人工混合土壤為主。人工混合土壤既具有植被生長的必備營養(yǎng)物質(zhì)同時(shí)具有質(zhì)量輕的特點(diǎn)，可大大減少建筑物屋面的承重荷載，自然土壤由于密實(shí)度大，往往會(huì)超過屋頂?shù)某兄睾奢d要求，影響建筑物的安全，且不易于雨水的排泄。屋頂空間的綠化設(shè)計(jì)使用的輕質(zhì)人工基質(zhì)一般是以生活中的廢棄物為主，如草炭、木屑、碎磚沫、樹皮、碎石子等輕質(zhì)顆粒物為主，再配以其他有機(jī)營養(yǎng)物等，總之屋頂空間的植被種植土壤基質(zhì)選擇應(yīng)以輕質(zhì)、環(huán)保、不易板結(jié)且排水性強(qiáng)為基礎(chǔ)。

（三）文化條件分析

福建地區(qū)是一個(gè)有著深厚文化底蘊(yùn)和深刻文化內(nèi)涵積淀的地方，有客家文化、閩越文化、書院文化、茶文化等。其古樸、自然的溫婉細(xì)膩文化，為屋頂空間的綠化設(shè)計(jì)提供了良好的文化氛圍，且福建地區(qū)的建筑風(fēng)格細(xì)膩、精巧，在營造視覺及聽覺感受上有獨(dú)到之處。而這些文化特點(diǎn)可以用到屋頂空間的綠化設(shè)計(jì)當(dāng)中，在傳承傳統(tǒng)文化的同時(shí)也發(fā)揚(yáng)了創(chuàng)新精神。

五、屋頂綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)應(yīng)用前景

本文以福建地區(qū)自然氣候特征為背景，提出屋頂綠化植被的植物品種和引種原則，提出植被屋頂綠化節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)策略，但是屋頂綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)應(yīng)用及改造涉及到眾多學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，需要大量的實(shí)驗(yàn)及理論研究來積累經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)屋頂綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)研究也是應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的土地資源短缺的最有效的垂直綠化方式，不久的將來，屋頂綠化適應(yīng)性設(shè)計(jì)的發(fā)展必將填補(bǔ)我國建筑屋頂縱向利用方式的空白。

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作者單位：

武夷學(xué)院藝術(shù)學(xué)院環(huán)境設(shè)計(jì)系