屋頂綠化設(shè)計(jì)探討

和曉艷

(南京林業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210037)

近年來(lái)，隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，屋頂綠化逐漸被人們所熟悉。因此，屋頂綠化作為一種新興的園林化手段得以迅速發(fā)展。為城市大量閑置的未得到充分利用的平面屋頂提供了經(jīng)濟(jì)便捷的途徑，成為利用城市屋面空間的有效方法。

1 我國(guó)屋頂綠化現(xiàn)狀

屋頂綠化作為新的綠源，我國(guó)很多城市認(rèn)識(shí)到其對(duì)城市環(huán)境的重要影響。但是，屋頂綠化在我國(guó)發(fā)展多年來(lái)一直沒(méi)有建立一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模式和規(guī)范的施工工藝，致使屋頂綠化在實(shí)際操作過(guò)程中暴露出許多缺點(diǎn)與不足，例如屋頂荷載超標(biāo)，不能長(zhǎng)時(shí)間的抗?jié)B防漏，建造成本較高，植物配置不合理，土壤流失，水環(huán)境污染等問(wèn)題。隨著對(duì)屋頂科學(xué)技術(shù)的研究和在屋頂綠化建造中的不斷實(shí)踐，這些問(wèn)題將會(huì)逐步得到改善和解決。我國(guó)在2010年上海召開(kāi)的世博會(huì)的園林建設(shè)中，對(duì)屋頂綠化也進(jìn)行了新的探索與實(shí)踐。在園區(qū)的建設(shè)中運(yùn)用了生態(tài)與環(huán)保技術(shù)，設(shè)計(jì)了可上人的屋頂綠化景觀:屋頂綠化的建造使建筑物的能耗大大降低，并能通過(guò)屋頂植物的蒸騰作用調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。在夏季，屋頂綠化達(dá)到一定規(guī)模就能降低建筑區(qū)域的溫度，改善建筑小氣候。結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的服務(wù)性，園區(qū)有效地將屋頂做成可上人的綠化景觀設(shè)施，將屋頂綠化與活動(dòng)、休閑娛樂(lè)結(jié)合在一起，增加了人員逗留，休憩的平臺(tái)空間[1]。

2 屋頂綠化的功能

屋頂綠化能有效的增加城市綠地面積，改善城市居民的居住環(huán)境條件，提高人民的生活質(zhì)量，改善日益惡化的城市空間環(huán)境，改善城市道路和硬質(zhì)鋪裝取代了大部分的自然土地和植物的現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)改善城市生態(tài)效應(yīng)、美化城市環(huán)境都有著極其重要的意義。

2.1 保護(hù)建筑物屋頂構(gòu)造，延長(zhǎng)屋頂使用壽命

對(duì)于平屋頂建筑來(lái)說(shuō)，屋頂承受了超過(guò)100℃的年均溫差和超過(guò)日均60℃的溫差，所以屋頂構(gòu)造的破壞在大多數(shù)情況下是由屋頂防水層溫度應(yīng)力引起的。一般情況下，紫外線輻射和較高的臭氧層比率都是加速防水層老化的主要原因，最終逐漸導(dǎo)致屋頂材料的收縮、裂縫、損壞而形成滲漏[7]。如果在屋頂建造了屋頂綠化，在改善屋頂巨大溫度變化的同時(shí)，還可對(duì)屋頂及其構(gòu)件起到一定的保護(hù)作用。屋頂有了植被層的保護(hù)，日溫差最大僅有15℃，屋頂所承受的年溫差也不會(huì)超過(guò)35℃。另外，屋頂綠化的建造還可對(duì)屋頂防水層形成保護(hù)，能避免惡劣天氣、人為破壞和煙花爆竹帶來(lái)的威脅從而延長(zhǎng)屋頂?shù)膲勖?/p>

2.2 提高城市環(huán)境景觀質(zhì)量，延伸城市空間

屋頂綠化將地面花園延伸到了屋頂平面，為城市空間提供了新的場(chǎng)地和使用方式。屋頂綠化還帶來(lái)了其他的附加價(jià)值，優(yōu)美的景致、新鮮的空氣和足夠的私密性。同時(shí)屋頂綠化還提升了工作、生活的環(huán)境，還為人們營(yíng)造了休閑娛樂(lè)的空間。

屋頂綠化可以在視覺(jué)上提升城市的景觀質(zhì)量。生長(zhǎng)繁茂的綠色屋頂形成一個(gè)個(gè)綠色的島嶼，使單調(diào)的灰色城市展現(xiàn)出了綠色的景致，有助于調(diào)節(jié)人們的身心健康。即使是在郊區(qū)和農(nóng)業(yè)區(qū)也可以建造屋頂花園，將工業(yè)建筑與自然景觀和諧地統(tǒng)一起來(lái)。

2.3 屋頂綠化的生態(tài)功能

屋頂綠化所具有的生態(tài)效益不可忽視。它能緩解城市熱島效應(yīng):經(jīng)過(guò)綠化的屋頂表面可以通過(guò)蒸騰作用和濕潤(rùn)干燥的空氣來(lái)減少城市熱島效應(yīng)，為周邊的建筑和公寓提供良好的氣候環(huán)境;同時(shí)，屋頂綠化還可以增加自然界的有效生態(tài)面積，為人類和動(dòng)植物開(kāi)辟出全新的活動(dòng)空間，用于彌補(bǔ)城市的擴(kuò)張而破壞的城市生態(tài)系統(tǒng)[8];目前，我國(guó)城市空氣污染的問(wèn)題已經(jīng)日益嚴(yán)重，尤其是一些一氧化碳、氧化氮、揮發(fā)性有機(jī)化合物和柴油廢氣物質(zhì)的組合對(duì)人體的健康造成了危害，屋頂綠化植物可以有效吸收這些有害物，從而減少空氣粉塵，使城市天空清亮起來(lái);此外，屋頂綠化還能保溫隔熱:綠化過(guò)的屋頂可以減少空調(diào)和能源的消耗，可以使建筑增加一層隔熱層。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證明，與未進(jìn)行綠化的屋頂相比，經(jīng)過(guò)綠化后的屋頂?shù)臏囟容^低。炎熱的夏季，當(dāng)溫度達(dá)到30℃時(shí)，未經(jīng)過(guò)綠化的地面溫度已達(dá)到難以忍受的40℃左右，而實(shí)施了綠化的屋頂基層10 cm處，溫度則是舒適的20℃[9]。

2.4 屋頂綠化可減少屋面排水，減輕城市排水系統(tǒng)壓力

隨著城市化的發(fā)展，城市地面硬化面積加大，高樓大廈林立的城市的排水系統(tǒng)壓力也越來(lái)越大。屋頂綠化系統(tǒng)本身不能把全部的雨水排掉或滲漏掉，而是通過(guò)蒸發(fā)和蒸騰作用，直接進(jìn)入自然水循環(huán)系統(tǒng)。屋頂綠化系統(tǒng)被認(rèn)為是一種有效的保水系統(tǒng)，不但減小了屋頂排水系統(tǒng)的壓力，同時(shí)還利用自然的降雨進(jìn)行了灌溉，對(duì)屋頂雨水進(jìn)行了截流從而顯著減少了污水處理的費(fèi)用。屋頂綠化減少了屋頂排水量，同時(shí)也減輕了下水道和儲(chǔ)水池的負(fù)荷。從屋頂封閉的面積來(lái)看，屋頂綠化也成為節(jié)省城市污水處理費(fèi)用的一條可行之路。

在我國(guó)的大多數(shù)城市中，普遍是將屋頂雨水同嚴(yán)重污染的城市污水混合在一起送往沉淀池作為廢水處理，屋頂?shù)挠晁€沒(méi)有被作為有利用價(jià)值的自然資源，從而產(chǎn)生了相當(dāng)昂貴的處理費(fèi)用。在國(guó)外的許多城鎮(zhèn)，已經(jīng)開(kāi)始將地面收集的雨水和生活污水分開(kāi)計(jì)算污水的處理費(fèi)用，并對(duì)屋頂雨水加以有效的回收再利用。

3 屋頂綠化的設(shè)計(jì)原則

屋頂綠化的設(shè)計(jì)與一般地面上的綠化設(shè)計(jì)有不同的設(shè)計(jì)原則和方法，設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于依據(jù)屋頂結(jié)構(gòu)類型，設(shè)計(jì)適宜的屋頂綠化類型。并且在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮如何減輕屋頂?shù)暮奢d，選擇適宜的種植土壤以及植物的選擇與配置和養(yǎng)護(hù)等問(wèn)題。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:

1)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)因地制宜，要在面積有限的屋頂上將各種設(shè)計(jì)要素合理結(jié)合，精美布局。屋頂綠化相對(duì)于一般的地面綠化而言面積較小，須精心設(shè)計(jì)，才能達(dá)到理想的藝術(shù)效果。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，要美化周邊環(huán)境，為人們提供優(yōu)美的游憩場(chǎng)所。

2)安全的原則?；谖蓓斁G化的特殊地理位置，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到屋頂?shù)暮奢d、防排水、防風(fēng)及屋頂圍墻四周防護(hù)欄桿的安全等因素，使屋頂?shù)木坝^建造在能夠維持建筑屋頂正常使用基礎(chǔ)之上[10]。

3)要注重屋頂花園的生態(tài)功能，綠化覆蓋率保證在50%～70%以上，以植物造景為主。

4)經(jīng)濟(jì)適用原則。屋頂綠化的主要功能就是能改善城市生態(tài)環(huán)境，能為城市居民的生活、工作提供一個(gè)舒適的環(huán)境。城市規(guī)劃設(shè)計(jì)者、建設(shè)者與管理者共同追求的目標(biāo)就是合理地、經(jīng)濟(jì)地利用城市的空間環(huán)境。在滿足不同的使用要求的同時(shí)，屋頂綠化的設(shè)計(jì)應(yīng)以營(yíng)造綠色植物為主，創(chuàng)造出不同的綠色空間環(huán)境。設(shè)計(jì)布局應(yīng)新穎多變，以精品園林小景為主的，達(dá)到環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)結(jié)合。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮到屋頂綠化在投入使用后的維護(hù)與管理的方便[2，3]。

4 屋頂綠化設(shè)計(jì)要素

屋頂綠化中可以使用的設(shè)計(jì)要素的種類是沒(méi)有限制的，只要能想到的，都可以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在地面綠化設(shè)計(jì)中使用的一些要素也可以用于屋頂綠化的設(shè)計(jì)。

4.1 植物的選擇與配置

屋頂綠化的植物要根據(jù)屋頂?shù)纳姝h(huán)境、種植環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究再做出謹(jǐn)慎的選擇，如屋頂?shù)呐潘攸c(diǎn)、種植層性質(zhì)和業(yè)主的要求等因素。選擇植物的時(shí)候還應(yīng)考慮后期的養(yǎng)護(hù)與管理、養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用、人為破壞、出現(xiàn)污染的可能性等因素[4]。總的來(lái)說(shuō)，用于屋頂綠化的植物應(yīng)具備以下特點(diǎn):有抵抗極端氣候的能力;耐貧瘠、能適應(yīng)種植土淺薄的植物;耐干旱、耐潮濕;耐熱、耐寒;耐陰性，耐病蟲(chóng)害性;易移植成活、耐修剪、生長(zhǎng)較慢;能抵抗屋頂大風(fēng);能抵抗空氣污染并能吸收污染;植物的水平根系發(fā)達(dá)。在對(duì)植物進(jìn)行選擇時(shí)還應(yīng)注意盡量少使用高大有主根的喬木，如果要使用高大的喬木，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將其種植位置放置在承重柱和主墻的位置上，而不應(yīng)在屋頂樓板上。

對(duì)于植物配置，要根據(jù)屋頂綠化不同的要求，選用不同的植物進(jìn)行景觀營(yíng)造，常見(jiàn)的屋頂綠化植物按三大類型分為地被類:佛甲草、狗牙根、紅花酢漿草、蔥蘭、羊茅等;藤本類:凌霄、紫藤、金銀花、葡萄、爬山虎、牽?；ǖ?木本植物:蘇鐵、棕櫚、龍爪槐、蚊母、黑松、月季、羅漢松、茉莉、瓜子黃楊、大葉黃楊、雀舌黃楊、錦熟黃楊、珊瑚樹(shù)、山茶、夜來(lái)香、梔子花、白玉蘭、天竺、牡丹、四季海棠、紫薇、炮仗花、蠟梅、夏鵑、石榴、紅楓、紅葉桃、紫玉蘭、紫葉李、金葉女貞、杜鵑、紫葉小檗、銀邊大葉黃楊、灑金桃葉珊瑚、四季桂等。

4.2 構(gòu)筑物

屋頂綠化的構(gòu)筑物一般包括涼亭、花架、陽(yáng)光房、圍墻、欄桿等。構(gòu)筑物一般都是作為整體屋頂綠化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是屋頂綠化的核心要素，它們是整個(gè)屋頂?shù)囊曈X(jué)與活動(dòng)的中心，增添了屋頂空間的趣味性與多樣性。屋頂有光照強(qiáng)，風(fēng)力大的環(huán)境特點(diǎn)。構(gòu)筑物可以作為擋風(fēng)墻，也可以為人們提供避雨的場(chǎng)所，還可以遮擋強(qiáng)烈的太陽(yáng)光線。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮屋頂承重，把構(gòu)筑物設(shè)計(jì)在承重柱所在的位置上。同時(shí)應(yīng)以量少，體積小，重量輕為宜，可以選擇使用輕質(zhì)材料。

4.3 水體要素

在屋頂綠化上設(shè)計(jì)水體時(shí)，由于受到荷載、面積、強(qiáng)風(fēng)這些因素的限制，通常設(shè)計(jì)成小型、低矮的水池，水體設(shè)計(jì)還應(yīng)與周邊環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)。水體的設(shè)計(jì)可以分為靜水和動(dòng)水。靜水水面不受強(qiáng)風(fēng)的影響，有著比較良好的倒影效果。動(dòng)水給人以流動(dòng)、跳躍的美感。但由于屋頂風(fēng)大，動(dòng)水在落入下面的水池前可能會(huì)被風(fēng)吹走造成種植區(qū)水泛濫，屋頂?shù)孛娣e水，所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮避免?？紤]到水聲的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)就要通過(guò)控制水流量、水流下方水池的深度和材料等減少噪聲。同時(shí)還要特別關(guān)注防水、排水問(wèn)題，寒冷地區(qū)還應(yīng)考慮防凍結(jié)冰[5]。

4.4 山石

由于屋頂面積較小，承重能力有限，所以不宜在屋頂建造大體量的假山，而應(yīng)設(shè)置體積小、重量輕的置石，采用獨(dú)置、對(duì)置、群置、散置等布局手法，結(jié)合屋頂綠化的整體環(huán)境和使用要求等整體特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.5 雕塑

雕塑在所有的花園中都是重要的元素，而且特別適合用在屋頂綠化中，用來(lái)突出其特色，創(chuàng)造視覺(jué)焦點(diǎn)。雕塑體量要適宜，考慮到屋頂承重，一般用空心金屬和塑料材料。放置時(shí)應(yīng)將其放在承重柱或經(jīng)過(guò)加固的屋頂部分上。雕塑的題材多以人物、植物、動(dòng)物或抽象的幾何形態(tài)為主，并在其四周配置植物用以襯托。

4.6 地面鋪裝

屋頂?shù)牡孛驿佈b將各景物之間連接起來(lái)，在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)周邊環(huán)境和設(shè)計(jì)風(fēng)格來(lái)選擇圖案、色彩、材料等。由于屋頂面積的限制，設(shè)計(jì)鋪裝時(shí)要關(guān)注細(xì)節(jié)，做到精巧、細(xì)致、優(yōu)美。

在鋪裝時(shí)要注意坡度，防止路面和場(chǎng)地積水。同時(shí)要選擇不反光的路面材料，防止產(chǎn)生眩光。并且要考慮鋪裝材料在雨雪天氣的防滑。

4.7 家具

在屋頂庭院中使用的家具要能夠承受屋頂驟冷驟熱的氣溫變化。塑鋼或鋁制框架及適合各種天氣的材料，都可以用于屋頂。木質(zhì)家具體積較大，過(guò)于笨重且易松散，不適合用于公共場(chǎng)合[6]。由于屋頂風(fēng)大，對(duì)于輕質(zhì)的，未固定的家具要防止被風(fēng)吹走造成破壞和人員傷害。

4.8 照明

燈光能為屋頂?shù)囊雇頎I(yíng)造出不同的花園，燈具除了具有功能性照明外，其本身還有裝飾的效果，同時(shí)燈光的使用還能使屋頂花園的安全性提高。燈具主要分為三種:1)用于照明的，包括屋頂防護(hù)邊界燈和園路地?zé)?，照明燈?yīng)每隔一定距離設(shè)置一座，使其相互呼應(yīng)并具有連續(xù)性。2)在花壇、水體、中心場(chǎng)地、草坪等處設(shè)置照明，用燈光勾勒其輪廓，來(lái)展現(xiàn)屋頂綠化各處的景觀。3)特色照明，用來(lái)創(chuàng)造特定氣氛，如為屋頂噴泉、雕塑、植物等設(shè)的專屬光源。

綜上所述，考慮到屋頂綠化規(guī)模的局限性以及位置的特殊性，就要求我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該做到以美觀、精巧為主，使屋頂?shù)木坝^與周圍的城市總體景觀環(huán)境有機(jī)的融合。

5 對(duì)屋頂綠化設(shè)計(jì)的思考

目前，由于受到屋頂空間的限制，我國(guó)屋頂綠化在設(shè)計(jì)上缺乏自己的特色和創(chuàng)新。這就要求設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)揮獨(dú)創(chuàng)性和創(chuàng)新性，根據(jù)不同環(huán)境的特色、功能要求、成本的要求來(lái)設(shè)計(jì)不同個(gè)性的屋頂綠化。不能一味的模仿、抄襲。

簡(jiǎn)單地將屋頂綠化的景觀設(shè)計(jì)理解為栽花種草，從而使得植物景觀成為雕塑、噴泉、小品等人工景物的從屬地位。在設(shè)計(jì)時(shí)常把植物群設(shè)計(jì)成整齊的色帶和幾何形體，用植物材料來(lái)構(gòu)成圖案的視覺(jué)效果，使得屋頂綠化人為修剪痕跡過(guò)重，失去了植物群落自然生長(zhǎng)的景觀效果。

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