裝配式屋頂綠化系統(tǒng)的防水和種植設(shè)計(jì)探究

◎肖燦

隨著我國海綿城市建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，建筑屋頂綠化作為雨水收集的重要組成部分，對(duì)其防水、種植設(shè)計(jì)的研究具有較強(qiáng)的實(shí)踐意義。本文針對(duì)裝配式屋頂綠化系統(tǒng)的防水和種植設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，從土層厚度、后期維護(hù)、后期維修等角度分析了傳統(tǒng)屋頂綠化系統(tǒng)和裝配式屋頂綠化系統(tǒng)的區(qū)別，并從防水層材料的選取和施工流程介紹了目前我國裝配式屋頂綠化系統(tǒng)的防水設(shè)計(jì)，從品種篩選和布置形式分析了其種植設(shè)計(jì)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市用地面積中的三成左右被建筑屋頂占據(jù)，而建筑物的屋頂往往由混凝土、瓦片、玻璃、樹脂、塑料等建筑材料構(gòu)成，其比熱容較小，是造成城市熱島效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)字弧ｋS著人民生活水平的提高，城市人居環(huán)境日益受到重視，宜人的生活環(huán)境離不開綠色植物的陪襯，因此，屋頂綠化漸漸被設(shè)計(jì)師加入到建筑設(shè)計(jì)中來。與此同時(shí)，我國政府對(duì)屋頂綠化持極為積極的態(tài)度，出臺(tái)了一系列政策鼓勵(lì)建筑設(shè)置屋頂綠化，如部分地方政府對(duì)屋頂綠化折算綠化面積，這大大促進(jìn)了建設(shè)方的積極性，也使得屋頂綠化相關(guān)行業(yè)蓬勃發(fā)展，不同類型的屋頂綠化方式層出不窮，其中最簡單高效的當(dāng)屬裝配式屋頂綠化。在裝配式屋頂綠化的設(shè)計(jì)和使用過程中出現(xiàn)了一些建筑防水和綠植選擇上的問題，本文基于此，從防水和種植設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行一些探討。

一、傳統(tǒng)屋頂綠化系統(tǒng)的弊端

所謂傳統(tǒng)屋頂綠化，是指最早傳入我國的，從下到上按照綠植、覆土、濾芯、蓄水槽、防穿刺卷材、防水卷材、隔熱卷材、結(jié)構(gòu)頂板結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)的屋頂綠化種植模式。經(jīng)過工程實(shí)踐和日常使用，出現(xiàn)了以下三大類的問題，并難以通過改良設(shè)計(jì)避免。

1.土層厚度要求高。傳統(tǒng)屋頂綠化對(duì)于土層厚度的要求為30cm以上，否則無法滿足植物的生長需要和防穿刺要求。過厚的土層對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的要求更高，開發(fā)商設(shè)置屋頂綠化往往需要犧牲建筑使用面積，大大挫傷了其積極性。按照30cm的土層厚度計(jì)算，土層對(duì)于建筑屋頂施加的外部荷載可達(dá)每平米4500N，對(duì)于建設(shè)屋頂花園的項(xiàng)目，每平米的外部荷載可達(dá)7000N。對(duì)于普通建筑來說，設(shè)置屋頂綠化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)成本過高。

2.后期維護(hù)不便。與園林景觀類似，傳統(tǒng)屋頂綠化系統(tǒng)需要定期對(duì)植物和與之接觸的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)。對(duì)于綠植的維護(hù)，其維護(hù)成本主要體現(xiàn)在人工打理、日常澆水等保證綠植健康生長的措施，而對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的維護(hù)則體現(xiàn)在定期對(duì)與植物接觸的屋面結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，防止植物根系對(duì)建筑防水層、隔熱層以至建筑結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)，在冬季應(yīng)增加檢查次數(shù)防止因土層水分過多引起的凍漲病害?？傮w來說，相比于建設(shè)成本，傳統(tǒng)屋頂綠化的長期維護(hù)成本較高，聯(lián)系到后期建筑物業(yè)權(quán)屬的變換較為常見，往往疏于對(duì)屋頂綠化的維護(hù)，導(dǎo)致前期投入作廢甚至建筑結(jié)構(gòu)的損壞，造成較大的經(jīng)濟(jì)、安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.建筑結(jié)構(gòu)維修成本高。由于無法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全天候二十四小時(shí)監(jiān)控，在建筑結(jié)構(gòu)定期檢測(cè)過程中，難免出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的損壞，對(duì)于這種情況必須及時(shí)進(jìn)行維修。一般來說，裸露在建筑頂層表皮以外的防水層、隔熱層是與植物土層直接接觸的部分，也最容易受到穿刺性損壞。除此之外，即使防水層未因植物穿刺損壞，以目前技術(shù)來說，其使用壽命大大低于建筑使用壽命，因此必須進(jìn)行定期更換以獲得較好的建筑室內(nèi)環(huán)境。對(duì)于覆蓋了30cm土層的屋頂來說，原本相對(duì)簡單的更換防水層作業(yè)難度會(huì)更高，更重要的是，針對(duì)土層作業(yè)的單位和更換防水層的單位往往無法有效溝通，經(jīng)濟(jì)成本成倍提高的同時(shí)時(shí)間成本也無法得到保障。

二、裝配式屋頂綠化系統(tǒng)防水設(shè)計(jì)

1.材料選取。裝配式屋頂綠化系統(tǒng)包括種植土、灌溉系統(tǒng)，相較于普通建筑房頂需要更高的防水、防刺穿標(biāo)準(zhǔn)。裝配式屋頂綠化的防水設(shè)計(jì)一般使用防硌性、耐候性較強(qiáng)的SBS改性瀝青防水卷材和涂料式卷材，具體可分上下兩層，下層為復(fù)合防水層，包括非固化橡膠瀝青防水涂料和SBS改性瀝青，上層再覆兩層SBS改性瀝青防水卷材，厚度約為三毫米，并設(shè)置排水口以防滲漏水集聚。此類防水材料使用年限較長，對(duì)SBS改性瀝青防水卷材將建筑防水能力大大提升，且區(qū)別于傳統(tǒng)式屋頂綠化系統(tǒng)，裝配式屋頂綠化系統(tǒng)的防水層與綠植所在的種植層采用分體設(shè)計(jì)，大大降低了因防水層更換年限小于建筑使用年限導(dǎo)致的防水層更換難題。

2.防、排水設(shè)計(jì)流程。（1）防水設(shè)計(jì)。裝配式屋頂綠化系統(tǒng)防水層的施工可按照清理基層、安裝泄水口、安裝下層防水層、安裝保溫層、安裝隔離層、安裝找坡層、安裝找平層、安裝上層防水層、安裝隔離層、安裝保護(hù)層的順序進(jìn)行。區(qū)別于正常屋頂防水施工過程，對(duì)于裝配式屋頂綠化系統(tǒng)的防水施工，由于土層的蓄水能力、植物的穿透能力較強(qiáng)，尤其需要注意施工順序和施工精細(xì)度，防止因?yàn)槭┕げ划?dāng)造成建筑透水病害。（2）排水設(shè)計(jì)。為保障屋頂排水順暢，應(yīng)選取輕質(zhì)排水、排氣管，其布設(shè)應(yīng)提前做好預(yù)留，不同排氣管之間的保溫模塊需進(jìn)行打通，并設(shè)計(jì)排氣通道。裝配式屋頂綠化構(gòu)建應(yīng)與女兒墻間隔20cm以上，并根據(jù)具體排水需求進(jìn)行調(diào)整。

三、裝配式屋頂綠化植物配置

裝配式屋頂綠化系統(tǒng)是一種防水和種植部分相分離的屋頂綠化形式。首先對(duì)種植部分的植物配置進(jìn)行探討。

1.品種篩選。屋頂綠化系統(tǒng)植物的選擇易于生養(yǎng)的，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鳎x取耐熱性、耐寒性、耐瘠薄、耐旱性等優(yōu)秀的植物。對(duì)屋頂綠化研究較早的德國設(shè)計(jì)師一般選取景天科植物，而日本的設(shè)計(jì)師則熱愛低矮的草皮。綜合我國國情，在裝配式屋頂綠化系統(tǒng)植物選擇過程中，應(yīng)選取根系不發(fā)達(dá)、植株高度較低、常綠的喬木、灌木、藤本植物。此類植物能適應(yīng)建筑頂部風(fēng)力較大的客觀環(huán)境，同時(shí)能夠保證屋頂綠化的四季景觀美觀度，藤本植物對(duì)屋頂綠化的邊角部分往往能起到較好的覆蓋作用。

2.布置形式。對(duì)于裝配式屋頂綠化系統(tǒng)的種植造景，其形式可以是多種多樣的。如單一覆被型、草皮與可移動(dòng)裝配式種植箱組合型、草皮與裝配式種植池組合型、裝配式屋頂綠化混合型等。對(duì)于單一覆被型布置形式，一般選取低矮的草坪式植物，兼顧屋頂隔熱作用，該類植物結(jié)合園林造景和鋪地，形成富有變化的屋頂園林景觀，如華南地區(qū)可選擇華南鋪地錦竹草；草皮與可移動(dòng)裝配式種植箱組合型則在覆被型布置形式的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了遮陰功能和藝術(shù)景觀設(shè)計(jì)的元素，裝配式種植箱可布置單株花灌木、小型喬木等具有一定高度的植物，而其可移動(dòng)性則使得其布置形式更加多樣化，如孤植、列植、對(duì)植、散植等；草皮與裝配式種植池組合型是指將裝配式種植池依附于建筑物屋頂邊緣或選擇獨(dú)立地塊進(jìn)行局部布置的形式，一般選取地被類植物進(jìn)行造景布置，以求在盡量小的空間內(nèi)獲得較為豐富的層次感；裝配式屋頂綠化混合型是指將裝配式種植箱單元、裝配式種植區(qū)、草坪基底以及園路的適當(dāng)組合設(shè)計(jì)，以整體造園設(shè)計(jì)為依托，合理規(guī)劃游人停駐設(shè)施，將屋頂花園打造成為吸引建筑使用者走出建筑內(nèi)部空間，親近自然的屋頂園林，此類布置形式一般將屋頂按功能進(jìn)行劃分，裝配式種植區(qū)域約占兩到三成，鋪裝占一到兩成，剩下的屋頂面積為草坪。

結(jié)束語：裝配式屋頂綠化系統(tǒng)已成為海綿城市的重要組成部分，研究其防水和種植設(shè)計(jì)能為海綿城市與城市人居環(huán)境的結(jié)合提供技術(shù)支持和研究思路，具有較強(qiáng)的實(shí)踐意義。本文從裝配式屋頂綠化與非裝配式屋頂綠化的防水設(shè)計(jì)和種植設(shè)計(jì)的區(qū)別出發(fā)，進(jìn)行了理論梳理和探索，希望能為相關(guān)行業(yè)從業(yè)者提供設(shè)計(jì)思路。