園林屋頂綠化的相關(guān)技術(shù)研究

董利勇

（太原市園林科創(chuàng)服務(wù)中心，山西 太原 030041）

0 引言

園林屋頂綠化作為土地綠化的一種新方法，不占用土地資源，將節(jié)約資源、美化環(huán)境，帶來了巨大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會利益。園林屋頂綠化是一個全面的項目，包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、園林、景觀等領(lǐng)域。同時，由于屋頂與地表之間的距離較大，綠化項目中的土壤不能與地面有效連接，園林屋頂綠化中所有植物生長所需的水是通過自然降水和灌溉來實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)用相關(guān)技術(shù)是綠化項目成功的關(guān)鍵，根據(jù)屋頂?shù)呢?fù)荷，相關(guān)技術(shù)需要考慮防水排水、屋面板、種植介質(zhì)、后期維護(hù)等問題，促進(jìn)屋頂園林植物的生長[1]。

1 屋頂綠化的功能

1.1 延長建筑屋面的壽命

在我國城市化進(jìn)程中，城市高層建筑較多，住宅擁擠，綠色空間少，城市空氣質(zhì)量差。園林屋頂?shù)木G化，可以擴(kuò)大綠化面積、改善城市環(huán)境。如果屋頂沒有綠化，屋頂會直接暴露在太陽下，建筑結(jié)構(gòu)材料容易受到損傷。同時由混凝土構(gòu)成的屋面比熱非常小，吸熱快、降溫快，晝夜溫差變化大，再加上自然風(fēng)的侵蝕會損壞屋頂結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致屋頂漏水[2]。要想使生活環(huán)境更舒適，可在屋頂上種植適當(dāng)?shù)闹脖?，可以改善屋頂?nèi)表面溫度波動的范圍，延緩建筑材料的老化。同時減少建筑物的溫度相差過多帶來的損失，有助于延長屋面的壽命。另外，屋頂綠化后，不僅保護(hù)屋頂不受腐蝕和風(fēng)化的影響，還解決了屋面悶熱問題。據(jù)推測，綠化屋頂可以使屋頂?shù)膲勖娱L2～3倍。

1.2 緩解熱島效應(yīng)

由于城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們的生產(chǎn)和生活引起了熱島效應(yīng)。利用屋頂綠化，可以大大減輕熱島效應(yīng)。屋頂上的綠色空間，可以吸收屋頂?shù)臒崃?，降低室?nèi)溫度。同時，許多建筑物的屋頂具有隔熱層，但由于夏季強(qiáng)烈的太陽光，屋頂?shù)臏囟缺鹊匕鍦囟雀摺２捎梦蓓斁G化可以有效減輕屋頂裸露，植物光合作用吸收溫室氣體，植物對熱量的緩沖和散熱可以降低溫度。因此，屋頂綠化可以吸收灰塵，凈化城市的高空空氣，有效減輕城市熱島效應(yīng)[3]。

1.3 節(jié)約土地資源

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市園林綠化與土地利用之間矛盾越來越明顯。園林屋頂綠化不占用土地，增加城市綠化區(qū)域，節(jié)約土地資源。屋頂綠化也削減了保持屋內(nèi)溫度的空調(diào)電費(fèi)等支出，在一定程度上給人們帶來經(jīng)濟(jì)利益。同時，人們可以在屋頂上種植水果和蔬菜，增加食物來源。

2 園林屋頂綠化技術(shù)內(nèi)涵及施工對策

目前，傳統(tǒng)的屋頂主要由屋頂結(jié)構(gòu)層、防水層、隔熱層和混凝土保護(hù)層等組成。在強(qiáng)烈的陽光下，屋頂隔熱層阻礙了部分熱量的流入，但是大部分熱量傳遞到建筑物的最上層的房間，最上層房間的溫度變高，需要長期供冷。相對的，冬季溫度低，最上層房間溫度變低，需要不斷供熱[4]。同時屋頂綠化施工是一項技術(shù)含量很高的工作，需要設(shè)置好防水層和排水層。如果排水不暢通，植物在浸水時會腐爛，而且屋頂負(fù)荷太重，會造成經(jīng)濟(jì)損失。如果防水層不具有植物抗根入侵的能力，將給建設(shè)安全帶來很大隱患。為了促進(jìn)屋頂綠化規(guī)劃的可持續(xù)發(fā)展，有必要由具有屋頂綠化工程資格和經(jīng)驗的園林設(shè)計師進(jìn)行建設(shè)。園林設(shè)計師需要根據(jù)建筑設(shè)計的要求，進(jìn)行設(shè)計和規(guī)劃。園林屋頂綠化設(shè)計的難度大，設(shè)計費(fèi)用比地面綠化設(shè)計費(fèi)用高。在園林屋頂景觀設(shè)計中，設(shè)計者必須精通建筑結(jié)構(gòu)，具有建筑負(fù)載、防水隔熱等知識，優(yōu)先考慮建筑安全性。受屋頂負(fù)荷條件的限制，需要考慮園林建設(shè)材料、植物選擇及基質(zhì)配比。其中，由于建筑荷載的制約，屋頂種植土層較淺，土壤易干燥。屋頂與地面隔離，用于屋頂綠化的土不能與地下水連接。如果沒有地下水的工業(yè)，種植在屋頂上的植物所需的水完全取決于降水和灌溉。同時屋頂?shù)娘L(fēng)力比地面大，所以屋頂上種植的植物不能采用喬木，以免受到風(fēng)力的傷害[5]。

3 園林屋頂綠化設(shè)計中應(yīng)考慮的技術(shù)問題

3.1 建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計

屋頂位于建筑物頂部，不僅需要承擔(dān)各種負(fù)荷，考慮屋頂板的自重，考慮風(fēng)、雨、雪等負(fù)荷，還需要確保抗?jié)B漏和隔熱性。當(dāng)進(jìn)行綠化后，還要考慮后期植物生長階段的負(fù)荷。因此，屋頂?shù)某休d力是建筑物安全性和屋頂綠化成功的關(guān)鍵。為了確保安全性，必須在設(shè)計、計算屋頂綠化荷載要與建筑結(jié)構(gòu)荷載。另外，在計算和設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)期間，也需要考慮人類活動產(chǎn)生的荷載。在考慮園林屋頂綠化的情況下，需要確保屋頂能夠承受的負(fù)荷，考慮綠化設(shè)施（參照種植土、防水、排水的結(jié)構(gòu)）、植物、園林所需材料等的負(fù)擔(dān)，通過調(diào)節(jié)優(yōu)化種植比例，以確?？刂莆蓓?shù)陌踩浴?/p>

3.2 屋頂綠化防漏設(shè)計

園林屋頂綠化過程中，植物需要澆灌，植物的根也具有穿刺能力。在各種因素的影響下，容易發(fā)生防水層破壞，屋頂結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫。同時，植物的根系也會對防水層造成長期的破壞，主要是植物根系發(fā)達(dá)，容易往下鉆，同時植物根系容易腐爛，會對防水層產(chǎn)生腐蝕。由于土和植物的覆蓋，當(dāng)發(fā)生泄漏問題時，很難找到泄漏點(diǎn)，長期的影響直接影響建筑物結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。在建造園林屋頂時，可以在建筑屋頂上鋪設(shè)保護(hù)層和防水層，如鋪設(shè)油氈或橡膠材料，設(shè)置排水層、過濾層，防止出現(xiàn)滲漏。

3.3 屋頂綠化細(xì)部構(gòu)造

屋頂綠化不同于地面綠化，需要考慮屋頂綠化細(xì)部構(gòu)造，防止引起屋頂安全隱患。同時，觀測井一般建議設(shè)置在鋪裝上，如果被放置在綠地里，為了防止塌方，必須在沙子和土之間制作緩沖帶。屋頂上墻壁的管道也要留出緩沖帶，不被忽視。另外，屋頂不是平坦的，上面有很多設(shè)備，設(shè)備的接合部最脆弱，導(dǎo)致屋頂泄漏。這些薄弱環(huán)節(jié)必須通過密封材料、防水涂層來補(bǔ)充，以有效地防止泄漏。而在屋頂綠化時，部分植物容易生長到構(gòu)造縫隙中。因此，確定種植土的厚度，分隔種植區(qū)，定期修剪植物，防止植物穿透到建筑細(xì)部中，引起漏水。

4 園林屋頂綠化技術(shù)具體實(shí)施方案

4.1 屋面板設(shè)計

由于屋頂綠化環(huán)境，需要考慮在屋面荷載容量、屋面防滲漏、供水、排水等設(shè)計。同時，考慮到安全性，因此必須考慮屋面板負(fù)荷問題。影響屋面板承載力的主要因素是梁板柱、地基的承載力。在設(shè)計中，需要最大限度地調(diào)整屋頂面積的利用，在科學(xué)范圍內(nèi)施工。屋面板的設(shè)計是屋頂綠化施工技術(shù)的重要因素，屋面板應(yīng)采用整體澆鑄或預(yù)制加固的鋼筋混凝土作為結(jié)構(gòu)層。如果成本足夠的話，可以使用防水隔熱的生態(tài)屋頂。在設(shè)計屋頂綠化時，必須了解屋頂結(jié)構(gòu)的承重范圍，確保屋頂承受荷載的安全性。蓄水池、假山等應(yīng)盡量使用輕質(zhì)材料，重物設(shè)置在承重墻或承重柱上。另外，考慮植物生長時的負(fù)荷，考慮風(fēng)、雪、雨等環(huán)境負(fù)荷，在綠化設(shè)計中，為了避免屋頂損傷，必須盡可能均勻地分配負(fù)荷，確保建筑的安全性。

4.2 防水和排水

園林屋頂綠化的時候，會種很多植物。這些植物的根系容易滲透，影響屋面結(jié)構(gòu)。設(shè)計人員需要根據(jù)屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計防水層，進(jìn)行防水、排水結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)處理。如果沒有防水層，那么水的滲透就更容易，不僅會給建筑物的結(jié)構(gòu)帶來潛在的安全隱患，而且直接影響建設(shè)成本，因此，進(jìn)行防水處理特別重要。在屋頂中，一般采用混凝土土板上設(shè)立防水層，在其上鋪設(shè)保護(hù)層。同時，各種植物的根具有很強(qiáng)的穿刺能力。為了防止屋頂泄漏，在屋頂上鋪設(shè)耐水性、耐腐蝕性、抗霉菌性的材料或涂料。因為很多植物的根很容易侵蝕，如果屋頂沒有根部抵抗層，建筑物的構(gòu)造就會倒塌。綠化植物需要施肥、消毒，因此防水層也具有抗藥性和抗菌性。防水層的完成后，進(jìn)行貯水檢查。檢查不漏就要鋪排水層。為了降低屋頂負(fù)荷，防止植物的根被浸泡，排水層可以使用塑料排水板、橡膠排水板、PVC排水管、陶粒、綠保石。為了使積存的水排出，屋頂上需要一定的排水坡度，需要正確計算并設(shè)計屋頂各部分的高度。另外，發(fā)生滲漏時，由于屋頂具有土壤和多種綠色植物，很難知道滲漏點(diǎn)在哪里，有必要確認(rèn)漏水，檢查屋頂?shù)呐潘?，以防止植物腐爛。最后，通過設(shè)定過濾層，過濾層應(yīng)具有良好的滲水性，能夠防止基質(zhì)層的砂礫、陶瓷等雜質(zhì)沖入排水層，導(dǎo)致排水系統(tǒng)的堵塞。

4.3 種植介質(zhì)的選擇

植物栽培應(yīng)該選擇具有吸水性強(qiáng)、透水性好、保肥能力好、經(jīng)濟(jì)成本低的土壤。顯然，普通土壤難以滿足這些要求，因此屋頂綠化一般使用人工輕質(zhì)種植土，這種土壤是在一般種植土壤中加入木屑、珍珠巖、泥炭、沙、粗石子、碎磚塊等混合材料，這些處理含有礦物質(zhì)，可以改善原有的土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤的透水性，為植物生長提供充足的營養(yǎng)，防止植物根部腐爛。種植介質(zhì)的重量不僅影響栽植層的厚度和植物的選擇，還直接關(guān)系到建筑物的安全性。由于屋頂經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)，特別是在夏季降雨或刮風(fēng)次數(shù)較多，屋頂上土壤薄，土壤吸水性差，暴風(fēng)雨時植物會被沖刷。在安全性方面，可以減小種植介質(zhì)的堆積密度，當(dāng)種植介質(zhì)的容量需要測量吸收足夠的水后，考慮載荷屋頂能承受的重量。最后，種植介質(zhì)的選擇及搭配應(yīng)針對地區(qū)狀況，充分考慮地區(qū)氣候，選擇相應(yīng)的植物種類，改善生態(tài)環(huán)境。

4.4 植物的選擇與搭配

園林屋頂工程綠化設(shè)計應(yīng)遵循實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、可靠、美觀的原則。作為園林，核心考慮的問題是植物的選擇與保護(hù)。同時，與普通地面園林相比，園林屋頂綠化應(yīng)考慮花卉、樹木以及草坪栽培種植，盡量選擇小型藤木、灌木。借助樹種種類的穿插，調(diào)整園林布局，可以創(chuàng)造豐富多變的景觀，傳達(dá)出獨(dú)特的概念。在建設(shè)前，需要考慮地區(qū)氣候。屋頂環(huán)境與地面生長環(huán)境不同，環(huán)境較差，白天和晚上溫差很大，若出現(xiàn)的暴雨和刮風(fēng)，植物難以存活。因此，為了選擇適合生長在屋頂上的植物，必須基于特定的環(huán)境和植物的生長特性。首先，屋頂?shù)拇蟛糠侄际潜┞对谔栂?，面臨強(qiáng)烈的輻射。選擇植物時，盡量選擇喜陽植物。但是，在一些特殊地方，比如墻壁附近，可以選擇一些喜陰的植物。同時，屋頂土壤層比較薄，為了防止根系損害根系，確保植物存活率，選擇具有淺根的植物，栽種是選擇袋栽苗。其次，考慮到環(huán)境、屋頂承載，可以選擇爬山虎、紫藤等藤蔓植物。同時屋頂上面積有限，植物應(yīng)該是耐寒的，比如迎春、菊花、風(fēng)信子等。通常，用于屋頂綠化的植物的種類以草坪、花卉為主，搭配一些盆景和灌木，達(dá)到良好的裝飾效果。同時園林屋頂不僅可以設(shè)計成豐富的幾何形態(tài)（如正方形或長方形），而且還可以設(shè)計出連續(xù)的條紋形狀。植物的選擇，需要顯示出美麗、明亮的顏色。同時，輪廓要整齊，使植物的搭配高低錯落。

4.5 后期維護(hù)

園林屋頂綠化在規(guī)劃設(shè)計過程中，應(yīng)考慮后面的維護(hù)管理。后期應(yīng)該密切關(guān)注以修剪、澆水、施肥、驅(qū)除害蟲等。具體應(yīng)做好以下7點(diǎn)：①密切關(guān)注植物的生長狀態(tài)。植物的選擇應(yīng)及時采取措施，以滿足氣候的生長條件，確保良好的植物生長。②修剪。修剪是植物生長到一定程度后，影響植物吸收和光合作用，容易繁殖疾病，所以需要修剪樹枝和葉子。此外，定期修剪也能提高裝飾性能，有助于園林屋頂綠化進(jìn)行欣賞。③澆水。由于屋頂蒸發(fā)量大，屋頂上的植物不能供應(yīng)地下水，土壤薄且容易干燥。為了提高澆水質(zhì)量，應(yīng)使用少量多次灌溉，如滴灌、噴灌等，防止水分流失。④實(shí)施害蟲防治，進(jìn)行病蟲害的預(yù)防和管理，定期進(jìn)行對植物進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)害蟲或疾病，請及時處理。⑤在施肥方面進(jìn)行良好的工作。為確保植物生長所需的養(yǎng)分，進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖┓剩怪参锬軌蜃聣焉L。⑥介質(zhì)補(bǔ)充。由于一些自然原因，特別是雨天和雪天，容易發(fā)生介質(zhì)被沖洗，介質(zhì)體積會不斷減小，而且層度不夠，需要及時補(bǔ)充。⑦相關(guān)人員應(yīng)定期清理屋頂，以避免家庭垃圾和落葉的影響。在植物落葉期間，為了避免排水管堵塞，影響正常排水，應(yīng)做好清除工作。

5 結(jié)語

總之，作為城市綠化必不可少的部分，屋頂綠化技術(shù)對城市規(guī)劃和建設(shè)起著重要作用，可以提高城市綠化率。隨著綠化施工方案的不斷，屋頂綠化技術(shù)已經(jīng)成熟，可以進(jìn)行園林屋頂綠化規(guī)劃。同時，只有明確設(shè)計意圖，優(yōu)化設(shè)計計劃，科學(xué)應(yīng)用綠化技術(shù)，進(jìn)行良好的施工布局，對屋頂防水和排水系統(tǒng)的高度注意，才能節(jié)約綠化空間，有效地確保屋頂綠化的順利進(jìn)行，為營造良好的生態(tài)環(huán)境、打造綠色城市做出必要貢獻(xiàn)。