基于某公共建筑的屋頂花園設(shè)計(jì)分析

毛凌俊

(中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司浙江分院，浙江杭州310004)

建筑在設(shè)計(jì)中考慮屋頂花園，不僅可以達(dá)到城市化建設(shè)發(fā)展的目標(biāo)，也提高了城市的綠化率。通過大量工程實(shí)踐和調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大量的屋頂花園主要在多層建筑的平屋面及高層建筑裙房的平屋面，對(duì)于坡屋面的應(yīng)用還比較少，特別是覆土建筑的景觀銜接、屋面構(gòu)造設(shè)計(jì)等方面。怎樣將景觀設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，確保屋頂花園與建筑立面、室外景觀相融洽。此外，對(duì)于屋面植物配置和選擇方面，屋頂花園式覆土建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循哪些標(biāo)準(zhǔn)等，本文將通過基本理論研究和案例研究，對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行探討。

1 屋頂花園設(shè)計(jì)基本理論

1.1 相關(guān)概念

建設(shè)部頒布的標(biāo)準(zhǔn)CJJ91-2002T《園林基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》明確指出，屋頂花園覆土建筑主要指的是通過在建筑物上建造花園，實(shí)現(xiàn)綠化、景觀設(shè)計(jì)，同時(shí)減少屋面熱島效應(yīng)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)?！吨袊?guó)大百科全書建筑園林城市規(guī)劃》之中指出，屋頂花園位于建筑物屋面，通過屋頂覆土實(shí)現(xiàn)綠化和種植。英國(guó)建筑設(shè)計(jì)師Jerry.Harpur與David.Stevens在《屋頂花園：陽臺(tái)與露臺(tái)設(shè)計(jì)》之中指出，屋頂花園可以通過豐富的配套設(shè)施，實(shí)現(xiàn)其休閑娛樂的效果[4]。

因?yàn)槲蓓敾▓@設(shè)計(jì)的理念不同，國(guó)內(nèi)外研究對(duì)其概念的定義也存在區(qū)別。整體來講，廣義的建筑屋頂花園主要指的是位于建筑屋面、天臺(tái)、露臺(tái)等之上的綠化區(qū)域。狹義上來講，建筑屋頂花園式覆土建筑式在屋頂通過綠化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)屋頂景觀營(yíng)造的手法，同時(shí)為人們提供休閑、娛樂、乘涼的功能區(qū)域。因?yàn)槲蓓敾▓@的特殊性，使其與常規(guī)的園林景觀設(shè)計(jì)有所不同，既要保證在有限的覆土條件下植被的生長(zhǎng)，又要注重屋頂建筑防水、減輕荷載等設(shè)計(jì)原則。對(duì)于不同植被的覆土厚度要求見表1。

表1 屋頂花園式覆土建筑植被的覆土厚度

1.2 屋頂花園特點(diǎn)和效益分析

1.2.1 屋頂花園特征

屋頂花園建造在屋頂之上，考慮到結(jié)構(gòu)承重設(shè)計(jì)的影響，通常要求控制覆土的厚度。同時(shí)，由于覆土通常為人工填充土壤，土質(zhì)比較干燥，很容易造成土壤缺水、養(yǎng)分含量低等問題。為保證植被長(zhǎng)期正常生長(zhǎng)，必須定期地添加土壤腐殖材料，保證土壤的營(yíng)養(yǎng)豐富。

因?yàn)楫?dāng)前建筑物所使用的材料通常熱容量較低，導(dǎo)致屋面溫差變化較大，其最高溫度及最低溫度均會(huì)超出地面。這種溫差較大的特性，比較適合植被有機(jī)質(zhì)的生成，但需要采取有效措施，控制屋頂溫度，避免由于溫度過高造成植被受到損傷。同時(shí)也要避免溫度過低導(dǎo)致凍害。通常低層建筑的屋面空氣濕度與地面相似，但高層建筑的屋面濕度會(huì)明顯低于地表濕度。其主要原因在于屋面空氣流通加快，導(dǎo)致屋頂綠化部分蒸發(fā)較快，要求必須實(shí)施土壤的保水措施。

1.2.2 屋頂花園效益分析

通常景觀設(shè)計(jì)主要出現(xiàn)在園林、街景等區(qū)域，屋面花園通常高出地面較多，屬于獨(dú)立于建筑物之上的景觀，可以作為一種城市色彩的補(bǔ)充形式，為城市綠化提供有效措施。

在當(dāng)前城市土地資源日益緊張的條件下，開發(fā)屋頂花園能夠增加人們休憩的空間，實(shí)現(xiàn)在緊張生活的城市構(gòu)建緩沖空間的目標(biāo)?？梢姡ㄟ^屋頂覆土式花園設(shè)計(jì)，能夠有效拓展城市的休憩空間，起到緩解人們城市生活疲勞的效益。

關(guān)于屋頂花園的經(jīng)濟(jì)方面效益提升，主要包括三方面：①屋頂花園有效提高了土地利用率，合理的空間規(guī)劃，在原有土地資源的基礎(chǔ)上增加了活動(dòng)空間。②起到減少能源消耗的作用：通過屋頂花園截留雨水，成功實(shí)現(xiàn)了綠化屋面和儲(chǔ)存雨水的作用。③有效提升公共建筑的商業(yè)價(jià)值：通過屋頂花園，可使公共活動(dòng)區(qū)域增加休息、經(jīng)營(yíng)等空間，提升建筑商業(yè)價(jià)值。

1.3 屋頂花園分類

根據(jù)不同的角度及標(biāo)準(zhǔn)要求，屋頂花園可以根據(jù)不同的規(guī)定及要求分為不同類型，比如，按照屋頂花園的建筑高度及位置分類和使用功能分類等。例如根據(jù)建筑高度及位置分類，代表建筑如上海外灘屋頂花園建筑、日本ACROS階梯屋頂花園建筑、曼哈頓屋頂花園建筑和墨爾大學(xué)的本伯恩利校區(qū)屋頂花園建筑等。

2 浙江某濕地公園覆土建筑工程案例

2.1 屋頂花園規(guī)劃布置概況

本項(xiàng)目由兩個(gè)建筑單體組成，通過連廊連接，呈環(huán)形面對(duì)入口廣場(chǎng)布置。該項(xiàng)目鳥瞰圖如圖1所示

圖1 浙江某濕地公園覆土建筑鳥瞰圖

2.2 屋頂花園設(shè)計(jì)方案

2.2.1 生態(tài)環(huán)保的設(shè)計(jì)理念

本項(xiàng)目景觀系統(tǒng)由地面綠化空間，屋頂覆土綠化和建筑內(nèi)庭院綠化空間三部分組成，綠化從地面延伸至屋頂，室內(nèi)空間和室外空間相互滲透，形成一個(gè)內(nèi)向化的“天然客廳”，一系列的公共空間，為游客提供了交流、娛樂、休閑的場(chǎng)所。在建筑內(nèi)大空間中增加內(nèi)庭院，不僅滿足采光通風(fēng)的要求，更增加了景觀綠化，使室內(nèi)外綠化滲透得到充分的體現(xiàn)。

2.2.2 簡(jiǎn)約現(xiàn)代的建筑特征

建筑整體現(xiàn)代采用現(xiàn)代風(fēng)格，充分尊重和利用原有自然機(jī)理，以合理的建筑尺度融合于城市空間，使建筑與環(huán)境融為一體。本設(shè)計(jì)南側(cè)采用玻璃幕墻，通透簡(jiǎn)潔，充分表達(dá)了建筑與文化、自然的對(duì)話。

2.2.3 獨(dú)特融合的城市形象

建筑屋頂覆土種植，最大程度上避免對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的干擾，建筑造型在獨(dú)特新穎的同時(shí)，隱于覆土綠化之下，與周圍環(huán)境相互交融，和諧共生。

2.3 人性化設(shè)計(jì)

2.3.1 功能豐富的景觀空間

屋面花園設(shè)計(jì)包含了多種娛樂設(shè)施，如散步道、活動(dòng)平臺(tái)等場(chǎng)地，為游客提供休憩、娛樂、散步等場(chǎng)所。植物配置考慮與整體環(huán)境氛圍的創(chuàng)造，以常綠樹為基調(diào)，一年四季各有特色。在植物品種的選擇、搭配上依據(jù)季節(jié)、空間變化和色彩的層次為原則配置。區(qū)塊的大部分綠地基本上是地下車庫的頂部，植物以淺根花灌木為主，綠化樹種擬選用本地區(qū)生長(zhǎng)健壯，管理粗放，少病蟲害，有利于人們身心健康的樹種。以杜英、香樟、合歡、小葉榕、中東海棗、銀杏、櫸樹為基調(diào)樹種，喬灌結(jié)合、落葉與常綠、香花與色葉，形成符合自然生態(tài)的景觀，滿足游客休閑需要，提高環(huán)境質(zhì)量。

2.3.2 安全防護(hù)

該建筑的屋頂花園的邊緣防護(hù)通過設(shè)置鋼化夾膠玻璃欄板來保護(hù)游客的安全。對(duì)于屋頂花園存在高差的部位，通過臺(tái)階、坡道等來進(jìn)行高差處理，同時(shí)在坡道和臺(tái)階周圍設(shè)置扶手裝置。對(duì)于屋頂雨水存儲(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)周圍，設(shè)計(jì)有防護(hù)欄和安全提示語，防止行人失足。

2.4 屋頂花園構(gòu)造做法

(1)屋面人行步道。①防滑地磚；②25 mm厚1∶2.5水泥砂漿內(nèi)配1.2 mm厚鋼板網(wǎng)，細(xì)砂填縫；③無紡布過濾層；④10～20 mm高凹凸型排(蓄)水層，凸點(diǎn)向上；⑤土工布保護(hù)層；⑥4 mm厚SBS改性瀝青耐刺防水卷材；⑦3 mm厚SBS改性瀝青防水卷材；⑧20 mm厚1∶3水泥砂漿找平層；⑨擠塑聚苯板保溫層(憎水性、B1級(jí))；⑩現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板。

(2)植草上人保溫屋面。①種植土；②無紡布過濾層；③10～20 mm高凹凸型排(蓄)水層，凸點(diǎn)向上；④土工布保護(hù)層；⑤4 mm厚SBS改性瀝青耐刺防水卷材；⑥3 mm厚SBS改性瀝青防水卷材；⑦20 mm厚1∶3水泥砂漿找平層；⑧擠塑聚苯板保溫層(憎水性、B1級(jí))；⑨現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板。

由于該地區(qū)雨水較多，故在覆土節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)做防覆土斜面土壤滑坡處理。屋面節(jié)點(diǎn)圖如圖3所示。

圖2 覆土建筑-屋面節(jié)點(diǎn)

3 結(jié)論

為解決工程建設(shè)和環(huán)保綠化之間的矛盾，當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)提出了生態(tài)、環(huán)保、低碳的可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)理念，與此同時(shí)，大量的生態(tài)建筑、綠色建筑得到了迅速發(fā)展。其中，屋頂花園式覆土建筑，即達(dá)到了景觀設(shè)計(jì)的目標(biāo)，還實(shí)現(xiàn)了與周圍環(huán)境的融合，是當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)和景觀設(shè)計(jì)的熱門研究方向。

覆土建筑的屋頂花園設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)、學(xué)科交叉較多的研究方向，該方面研究需要深入認(rèn)識(shí)生態(tài)學(xué)理論、生態(tài)環(huán)境學(xué)理論、景觀和建筑學(xué)理論等。同時(shí)需要根據(jù)不同建筑的類型、所在地的氣候特點(diǎn)、周圍建筑環(huán)境等方面因素來制定屋頂覆土設(shè)計(jì)方案。