探析霧霾城市中屋頂景觀空間的營造

梁靜 羅超英

摘 要：目前，中國城市正在快速發(fā)展，GDP每年保持中高速增長、工業(yè)實現(xiàn)迅速發(fā)展、人們的消費(fèi)觀念得到轉(zhuǎn)變等都是近年來快速發(fā)展帶來的好處，但人們也為此付出了沉重的身體健康與經(jīng)濟(jì)的代價，其中城市霧霾問題就是隨著城市發(fā)展而來的越來越棘手的城市環(huán)境問題。城市屋頂景觀不僅能改變城市小氣候，并且在城市用地緊張的條件下，以最小的改動增加了綠化面積與綠化率，也能為人們的健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供一種方案。文章從霧霾的危害入手，分析了屋頂景觀設(shè)計的發(fā)展、設(shè)計原則及城市屋頂景觀在霧霾治理中的積極作用，以及屋頂景觀植物的配置方法，說明了屋頂景觀綠化無論是從美學(xué)角度，還是從對抗霧霾、環(huán)境保護(hù)的功能上來看，在設(shè)計中因地制宜選取治霾的景觀設(shè)計方法必將是景觀發(fā)展的大趨勢之一。

關(guān)鍵詞：霧霾城市;環(huán)境設(shè)計;屋頂綠化;屋頂景觀

霧霾對于人類生存和發(fā)展的危害極大，例如引起呼吸道損傷以后激發(fā)感染甚至威脅生命。首先霧霾極大減弱了紫外線，導(dǎo)致許多細(xì)菌不能被殺死，細(xì)菌通過呼吸道到達(dá)人體引發(fā)人類疾病甚至死亡。同時由于這些可吸入顆粒很輕，不容易沉降，常漂浮于空中，陽光照射在這些顆粒上，吸收或散射，導(dǎo)致天空顏色暗淡，能見度很大程度下降，給人類生活帶來了很大的危害，例如影響農(nóng)作物的生長、交通運(yùn)輸安全等。霧霾對于人們的長期影響比短期危害大得多[1]。

針對霧霾，各個國家開展了不同的治理措施，其中屋頂景觀在霧霾治理方面有一定的積極作用。屋頂景觀設(shè)計作為實現(xiàn)綠化和提高綠化率而不占用地面面積的有效方式，是植物與建筑的完美結(jié)合。其能降溫增濕，阻塵、滯塵和吸附空氣中的有害物質(zhì)，對于霧霾都起到了小范圍的緩解作用，從而改善周圍的小氣候。

發(fā)達(dá)國家對于屋頂景觀設(shè)計已經(jīng)做出了許多研究與實踐。各個國家和地區(qū)都在鼓勵、支持、推廣城市立體綠化設(shè)計。歐洲是最早開始研究探索的地區(qū)，如瑞士一些城市已經(jīng)強(qiáng)行規(guī)定，新建的建筑必須修建綠色屋頂，來擴(kuò)大城市的綠色植被面積。德國是在新材料、新技術(shù)等方面做了相關(guān)的研究。美國紐約州政府2008年出臺減稅政策，其中一項為中低收入的家庭修建“生態(tài)屋頂”提出了減稅措施，該措施規(guī)定只要業(yè)主屋頂綠化面積達(dá)到50% 以上，就能減免地產(chǎn)稅，大大鼓勵了當(dāng)?shù)鼐用駥τ诰G色屋頂?shù)母脑?。亞洲地區(qū)的日本結(jié)合當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)園林的設(shè)計，把屋頂景觀作為地面景觀的補(bǔ)償達(dá)到了較高的水平[2]。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，如何改善城市空間環(huán)境問題的關(guān)注度也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷提升。我國經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的北上廣等地區(qū)分別出臺相關(guān)政策，鼓勵和宣傳城市建筑綠色屋頂景觀設(shè)計。例如上海市出臺的《上海市綠化管理條例》，對城市屋頂綠化給予了法律法規(guī)的支持，內(nèi)容包括使用獎勵和優(yōu)惠的措施鼓勵和宣傳建筑綠色屋頂設(shè)計，并且計劃在幾年時間內(nèi)以綠色的“空中花園”替代灰白色的屋頂“沙漠”等[3]。然而對于其他發(fā)展較為落后的城市來說，建筑綠色屋頂設(shè)計卻很少得到重視。

一、城市屋頂景觀綠化設(shè)計的概念與作用

（一）城市屋頂景觀綠化設(shè)計的概念

屋頂景觀綠化設(shè)計有許多不同的名稱，如空中花園、城市建筑的第五立面等。它指的是利用屋頂、天臺、露臺等種植花卉、樹木等植物來建造園林景觀，其特點(diǎn)是實現(xiàn)綠化和提高綠化率而不占用地面面積[4]。這個空間的設(shè)計不僅可以減少粉塵，更重要的是，它可以改善空氣質(zhì)量，并在控制霧霾中發(fā)揮積極作用。

（二）城市屋頂景觀綠化設(shè)計的作用

當(dāng)今霧霾嚴(yán)重的環(huán)境下，城市屋頂綠化是一種不錯的技術(shù)手段。通過屋頂綠化設(shè)計方案的科學(xué)制定，城市屋頂綠化在凈化霧霾的同時，還能夠有效保護(hù)建筑物結(jié)構(gòu)。

1.降溫增濕，改善周圍環(huán)境

屋頂綠化景觀的研究，歐洲一直是最為先進(jìn)的。通過對比觀察兩者之間的晝夜溫差區(qū)別，得出植被覆蓋區(qū)域的溫度要低于非覆蓋區(qū)域。多項研究對比表明，屋頂覆蓋種植大面積推廣后，會產(chǎn)生與地面植被一樣的效果，明顯緩解城市熱島效應(yīng)[5]。這符合我國城市發(fā)展現(xiàn)狀，值得推廣。

2.阻塵、滯塵和吸附

根據(jù)20世紀(jì)海外最早的綠地滯塵研究數(shù)據(jù)表明，植被覆蓋條件下地表含塵量比裸露地區(qū)濃度少百分之四十以上。如今，各種植被塵埃保持能力的比較研究結(jié)果表明，木本植物通常高于草本植物。當(dāng)然屋頂綠化除了滯塵，還有增加雨水天氣城市排水的荷載能力的作用。歐洲的研究充分證實了在屋頂進(jìn)行綠化設(shè)計是控制霧霾的必要和有效手段。

3.吸收空氣中有害物質(zhì)

20世紀(jì)70年代左右，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)對植被吸收空氣中有害物質(zhì)的大量實驗表明，綠色植被的葉片對吸附和凈化空氣中的有害物質(zhì)有明顯作用。城市植被的存在能有效控制有害物質(zhì)氟、氯、硫等游離態(tài)元素的濃度。這項研究也充分證明了屋頂景觀設(shè)計中植物對人體健康的有效意義。

4.生產(chǎn)負(fù)離子降低噪音

19世紀(jì)末期，空氣負(fù)離子被發(fā)現(xiàn)，并被證明對人體具有有益功效，20世紀(jì)80年代以來，通過大量研究觀察證明，密集種植的綠化植物附近負(fù)離子濃度有著明顯的提升[6]。另一方面，屋頂景觀設(shè)計的綠色植被對噪音有一定的吸收作用。沒有覆蓋綠植的屋頂比覆蓋了綠植的的屋頂，噪音高出2～3 dB?？梢钥闯觯蓓斁坝^設(shè)計對城市降噪有著重要影響。

二、城市屋頂綠化中緩解霧霾的植物配置選擇

屋頂綠化是一種人造環(huán)境。跟一般的地面綠化相比，它受到許多方面承載能力的限制。為了有效保證屋頂綠化的景觀效果，在具體的景觀設(shè)計中，有必要從屋面荷載、防水排水、土壤和植物等方面結(jié)合屋頂綠化的實際情況對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。為了更好地治理和緩解霧霾，從設(shè)計原則與緩解霧霾兩個方面入手，提出植物配置的選擇。

（一）屋頂景觀設(shè)計應(yīng)該注意三大原則

1.安全性原則

關(guān)于屋頂頂層負(fù)荷增加后的安全性問題必須要首先思考。要考慮景觀綠化相關(guān)的土層厚度，景觀綠化所需要的用水、降雨排水、屋頂防水以及相應(yīng)的大中型植物的穩(wěn)定性問題，還需要考慮的問題包括，所有植物的防風(fēng)荷載、防墜落等。植物的選擇上，屋頂具有比地面更快的風(fēng)速，為了不影響綠化的效果，不建議在屋頂種植過高的植物，建議選擇灌木、花草、藤蔓和草坪植物以及點(diǎn)綴性的小喬木[7]。

2.實用性原則

實用性原則是充分利用屋頂結(jié)構(gòu)和頂部平面形式進(jìn)行合理的景觀綠化設(shè)計，并選擇適當(dāng)?shù)木坝^綠化內(nèi)容和方法，避免大規(guī)模拆裝，造成資源浪費(fèi)[8]。屋頂?shù)淖匀画h(huán)境與戶外和室內(nèi)非常不同。由于它處于露天環(huán)境之中，風(fēng)晴雨雪都會對植物產(chǎn)生影響。因此，在屋頂景觀設(shè)計的植物配置過程中，通常需要選擇具有喜陽性、耐旱性和耐寒性的淺根植物，并且還必須是抗風(fēng)和抗移植的品種，要注意植物配置的豐富性，保證屋頂四季有景可觀。

3.經(jīng)濟(jì)性原則

屋頂景觀設(shè)計應(yīng)首先確保屋頂景觀景觀綠化面積在50%至70%之間，以起到屋頂景觀綠化的作用[8]。其次，要在設(shè)計前進(jìn)行合理的預(yù)算，豐富樹木在景觀綠化中的作用，充分考慮季節(jié)氣候等因素對景觀增值的影響。盡量選擇維護(hù)成本較低的樹種，選擇具有耐旱性、耐熱性，成活率和活力高的景觀種植形式，減少后期維護(hù)成本。

（二）結(jié)合三原則選擇治理霧霾的植物配置

據(jù)調(diào)查分析，植物對于可吸入污染物的吸附能力順序一般為純針葉﹤草坪﹤灌草﹤喬草﹤喬灌草[9]。因此在屋頂綠化的植物選擇上，需要喬木、灌木和草坪植物的合理搭配，錯落有致的復(fù)層結(jié)構(gòu)的“喬+灌+草”型群落模式滯塵消霾效果能力最強(qiáng)[9]，應(yīng)在植物配置中得到廣泛的應(yīng)用。其中喬木類植物體積較大，能夠減慢風(fēng)速，阻滯空中飄塵。由于屋頂?shù)某休d能力有限，喬木的選擇上應(yīng)以小型喬木為主，如金葉木、龍舌蘭類、彩葉木、鵝掌藤類、冬青衛(wèi)矛、石榴等。灌草類植物可吸附地面的揚(yáng)塵，如石楠女貞、紫薇、桂花、櫻桃、桑樹、蟹爪蘭等。藤本類的植物阻滯不同高度的灰塵，如紫藤、金銀花、葫蘆、葡萄、薔薇等。因此在屋頂植物配置中要合理搭配喬灌草，形成群落結(jié)構(gòu)，達(dá)到最大的滯塵效應(yīng)[10]。

在污染相對嚴(yán)重的地區(qū)，屋頂綠化植物的配置上需要更具有針對性和豐富性，根據(jù)植物與污染的特性進(jìn)行選擇。例如塵土較多的地區(qū)應(yīng)選擇紫薇、桂花和月季等;有害氣體較為嚴(yán)重的地區(qū)，選擇銀杏、石榴和美人蕉等;在金屬污染較為嚴(yán)重的地區(qū)選擇雪松、杜鵑、紫葉李等[10]?？傊?，特定的污染地區(qū)應(yīng)選擇與之相對應(yīng)的植物進(jìn)行搭配，這也是預(yù)防霧霾的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

三、結(jié)語

霧霾時刻侵害人們的生活，屋頂景觀綠化可在有限的土地上增加更多的綠化面積，在城市的第三立面更多地吸收有害氣體，吸附空氣中的雜質(zhì)，形成局部小氣候，對周圍空氣起到凈化作用。此外，屋頂景觀綠化地勢較高，從多層次的高度凈化空氣，更好地發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用。

城市屋頂景觀綠化設(shè)計的建設(shè)具有一定的綜合性。現(xiàn)階段，我國的空中花園設(shè)計與施工技術(shù)尚在發(fā)展初期，在平面布局、防水系統(tǒng)、小品布置等方面還存在一定的局限性，因此，應(yīng)加強(qiáng)空中花園的設(shè)計與施工的創(chuàng)新，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)合理地融入空中花園的設(shè)計施工當(dāng)中，推動中國建筑業(yè)向綠色建筑方向發(fā)展。無論是從景觀美化，還是從對抗霧霾、環(huán)境保護(hù)的功能上來看，在城市實施屋頂綠化都是相當(dāng)必要的。

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