种植屋面技术分会及绿色建筑与海绵城市——第七届种植屋面技术与市场研讨会

第七届种植屋面技术与市场研讨会内容摘要4月23日，刘志坚会长受邀出席了中国建筑防水协会种植屋面技术分会年会及绿色建筑与海绵城市暨第七届种植屋面技术与市场研讨会。本次会议集聚了国内从事绿色建筑和海绵城市的专家，各自代表他们不同的研究领域，就当前先进的理念和成功的案例向大会作了精彩的报告。同行参会的还有长沙奥克拉涂料有限公司周岳阳总经理。以下对会议内容进行了节选，供大家参考。一、海绵城市建设的技术和实践（北京市建筑设计研究院有限公司郑克白副总工程师）1.海绵城市概念习近平总书记在多个会议上强调：在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。通过海绵城市建设，综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，最大限制地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。2015年4月，海绵城市建设第一批试点16城市名单正式确定；第二批海绵城市试点城市将于今年4月份启动。2.海绵城市建设技术路线分为:源头控制—过程控制—末端控制—水质净化—系统治理五个部分。源头控制主要通过屋顶绿化、下凹绿地、透水铺装、雨水花园等设施来实现；过程控制：雨水在输送过程中进一步滞蓄和入渗，从而进一步延缓和降低径流峰值，降低排水强度，降低减小市政排水设施的规模。过程控制一般通过植草沟、渗排水管（沟）等措施来实现；末端控制：在源头控制和过程控制均打不到控制目标的情况下，在雨水管网的末端通过设置雨水调蓄设施和利用天然河道、池塘设施来最终达到控制要求。雨水调蓄设施通常词用混凝土结构或模块拼装形式；水质净化：就是通过初期雨水弃流、截污、自然净化、雨污分流来实现；系统治理。3.建设管理程序立项—报规—施工图审查—颁发规划建设许可证—竣工验收。立项：建设单位在编制建设工程可行性研究报告时，应对建设工程的雨水控制与利用进行专题研究，并在报告书设专节说明。报规：建设工程总用地面积在5公顷以上的，应先编制雨水控制与利用规划，再进行雨水控制与利用工程设计。施工图审查：施工图设计图纸应有雨水控制与利用设计内容与图纸。审查专业主要是建筑专业和给排水专业。规划建设许可证：设计通过专项审查后颁发。竣工验收：雨水控制与利用设施应纳入总体验收当中。验收完毕后，应对雨水控制与利用设施进行不少于1个雨季的运行监测记录。二、立体绿化与低冲击开发建设（广州市园林建筑工程公司朱纯博士）1.立体绿化和低冲击的概念低冲击开发：（lowImpactDevelopment，简称LID）20世纪90年代末由美国提出的关于暴雨管理的心理念，核心思想是通过对分散、小规模的源头控制来减少暴雨所产生的径流和污染，使开发区域尽可能接近开发前的水文状态，是一种生态以生态系统为基础、从径流源头开始的暴雨管理办法。低冲击理念：绿地开发前后的影响最低，资源利用最大。强调尊重、结合、保护自然和资源的循环利用，强调在城市化进程中将对自然环境的影响降到最低。低冲击技术应用原则：城市规划设计统筹考虑，实施资源利用工程。比如：收集屋面、庭院的雨水泳衣供给观赏水景、绿地灌溉、冲洗路面等；结合本地气候、地形地貌条件、本土景观，因地制宜选择整合应用，形成不违背绿地生态功能、景观功能，与自然环境相适应的绿色基础设施。2.国内外LID技术应用现状比较：国外：场地保护性设计、雨水花园、绿色屋顶、政策法规和技术标准制定、评估方法等方面研究较为成熟；国内：起步探索阶段，加强“应用技术模式、技术集成和评估系统，低冲击影响技术与城市景观的融合”等方面的探讨和项目实施。国内需要加强：1）意识转型：非常重要，从规划设计开始，低冲击概念贯穿规划设计、施工建设和养护管理全过程。2）资源利用最大化：在有限的用地范围，选择对周围生态环境最骚干扰的绿化模式，充分利用原有的水、植被、地形地貌等资源，取得最科学合理的生态效益。3）地形塑造，尊重原貌4）利用植物资源：尽量保留原有植物，利用乡土植物品种。5）有效利用雨水资源：通过自然地形，利用环保材料和辅助设施，达到利用有效雨水的目的。3.华南地区立体绿化与低冲击技术应用探讨1）因地制宜，整合LID技术：我国东西南北环境气候、水文条件千差万别，各地园林建设要引入先进的LID理念并响应国家海绵城市建设的要求，但应在科学分析自身实际情况和条件的基础上合理应用LID技术，避免盲目跟风及不切实际的滥用。2）立体绿化是LID理念的延伸：屋顶绿化、墙体绿化等绿化技术可以结合渗水沟和雨水花园等一起因地制宜融入城市绿化中，达到适当减缓洪峰，又保障绿地主要生态功能正常发挥。3）雨水利用：考虑气候、水文条件，避免雨水下渗过许多甚至长期水浸泡超过绿地承受能力造成危害。同时，也要依据经济投资选择适宜的技术应用方式、城市化带来的初雨污染等因素。4）尊重地形地貌和气候条件为前提：利用绿地，将雨水渗入土壤，涵养地下水或回灌。是雨水利用回补地下水的一种有效方法，可以在一定程度上缓解因城市化进程建筑增加、硬地化过多，雨水无法回到地下。但是必须依山就势，因地制宜。三、刚性耐根穿实验探讨（深圳大学建筑设计研究院设计总监张道真教授）1.问题的提出1）规范认可的耐根穿材料均为柔性。刚性被排除在外2）“耐根穿之上应设保护层”。考虑到园艺操作的影响及砂浆的脆裂，绝大多数的设计都会选用配筋的细石砼。3）将细石砼优化，使其兼具耐根穿，自然就成了值得努力的方向。保护层、耐根穿，合二为一，不仅节省大笔投资，而且领构造层类简化。简化，是构造技术进步的主要方向之一。2.优化的目标一是使细石砼不产生贯穿裂缝，而是使分隔缝处的密封胶具有阻根性。尽管，砼长期稳定处于潮湿状态下，基本上不产生裂缝，包括表面裂缝。但即使有裂缝，根也未必长入胀裂。理由：1）根长在裂缝中，皆先有缝，后生根。2）砼与被保护的防水层之间设有隔离层，并设有风格缝，使水化收缩、温湿度变形均不收约束，因此不会产生有害裂缝。若采取了优化措施（减水、CCCW、纤维、聚合物）则可进一步使裂缝分散，打到足够细微。3）小结：细石砼只要不裂，根穿的可能性就没有。理论上讲，砼是多孔的，带裂缝的。但若孔洞足够小，裂缝足够细微，其危害便失去了工程学上的意义。3.系统优化设计1）首先将细石砼按“刚性防水层”设计，设置隔离层及分隔缝。按植土厚度，采用不同的厚度、强度、配筋及分隔缝间距：薄土层：细石砼40厚，C25，成品钢筋网片，φ3.8@75，双向；厚土层；细石砼70厚，φ6@100，双向；中等土厚；细石砼55厚，φ4@100，双向。在此基础上，按实际工程，设计分隔缝平面图，细化其间距：周边及水落口处，600mm，中间@3000~6000；全年气候强度较大地区取下限（3000~4500）；较小地区取上线（4500~6000）；干燥地区取下限。2）降低水胶比，掺外加剂，增加砼密实度的同时，减弱裂缝发生率。本实验采取的具体措施有：掺萘系高效减水剂，掺CCCW，掺聚丙纤维，掺纯丙烯酸酯。3）关键是分隔缝密封胶。先预埋专门设计的“上下合二而一”的XPS模条。拼装临时固定后，去掉上模条，填入聚氨酯密封胶。该密封胶掺入了进口阻根剂。4.模拟实验1）现行标准试验要点：耐根穿卷材按标准实验箱铺贴后，种植制定灌木“火棘”，每组8箱，每箱4株，箱底隔防水层之下设蓄水层。按标准方法养护浇水施肥，2年初步结果，4年最终结果。2）质疑标准实验设计的最大疑点在于：植株根系隔防水层乡下寻水二张，若防水层完全无瑕疵，根如何感知水在下方？即便防水层透气，所透之气，大多不会多过空气中的水份。3）小结能否过关，主要取决于卷材铺贴的质量，多不在材料本身，特别是高分子卷材5.阶段总结1）诱导根穿的措施实行一年后，于2016年3月，也就是运行近六年后，实验终止，被迫提前检视结果：将箱体逐个翻侧，目测查验，特别是仔细察看了箱底侧和背阴侧。八只箱，无一处根穿。2）八只箱，胶缝总长46.40m。说明阻根胶是可靠的，阻根剂掺量、掺法是合理的，现场施胶措施是正确的。3）耐根穿卷材价格与同类防水卷材比，至少翻倍，而细石砼系统优化所增投资，不超过15元/㎡。因此，新的研究实验，可能为大幅降低成本，简化构造，做出贡献，具有客观的经济、社会效益。四、容器式种植在海面城市建设中的应用案例分析摘要：容器式屋顶绿化打破了传统屋顶绿化模式，是逐渐广泛运用于城市屋顶绿化建设的一种新型屋顶绿化方式。与传统屋顶绿化做法相比，具有荷载轻、成景快、任意拆卸等特点。容器式屋顶绿化能够有效的截流屋面雨水、调节区域小气候环境，改善室内热功能性能，降低屋顶传热量等。1.容器式屋顶绿化概述容器种植是指具有排（蓄）水、过滤等功能的模块化特定容器，在可移动组合的容器、模块中种植植物。根据屋面坡度，可采用平式种植容器和坡式种植容器。“容器式屋顶绿化”以容器种植为核心，集营养基质、耐旱植物为一体，有以下4点技术内容1）完善的蓄水、排水功能；2）非浇灌条件下自动补水；3）适应于各种形式的建筑屋顶；4）集蓄水、保温隔热、阻根为一体。2.容器式屋顶绿化类型1）绿植草（容器组合草坪式）：具有完善的蓄水、排水、阻根等功能。主要适用于非上人屋面简单式屋顶绿化。2）绿植灌（容器组合灌木式）：具有蓄水、排水、阻根等功能。适用于组合种植灌木式的屋顶绿化。3）绿植树（容器组合花园式）：适用于花园式屋顶绿化。4）绿植坡（容器组合斜坡式）：斜屋面种植容器包括井字挡板、自动斜面渗灌系统、通风排水槽等，主要适用于坡度60度以下的坡屋面绿化。五、金属屋面绿化种植的若干问题在海绵城市建设的过程中，人们越来越关注种植屋面对环境改善的作用，这种改善包括种植屋面具有滞尘，吸收低浓度污染物以及增加空气中的负离子和空气净化的能力；种植基质具有降低低频声波的传递，植被具有降低高频声波的传递作用；种植屋面对室外环境有明显的降温除湿作用，可以大大降低屋顶外表面的辐射温度；种植屋面具有明显的保温作用，可节约采暖费用；节能固碳效果明显，种植屋面还具有明显的截留雨水的作用，即使是简单式屋顶绿化也能截留雨水超过20%，对海绵城市的建设具有积极作用。金属板种植屋面会给城市屋顶绿化带来更大的覆盖面积，金属板种植屋面上种植方式可分为直栽式和容器式两种，其特点都是荷载轻型构造简单，便有养护，对防水要求安全长久。没有种植，裸露在空气中的屋面大部分时间是干燥的，加盖了绿化以后屋面就可能出现潮湿甚至积水，这种潮湿存在于混凝土屋面种植构造层底部对于混凝土长期的养护室友好处的，而金属板表面长时间的哪怕是秦伟的潮湿都可能产生致命的危害，锈蚀会大大影响金属屋面板的使用寿命。引起潮湿的原因有可能是渗漏，也有可能是结露，这种潮湿如果不能阻止或消除，金属板种植屋面可能会隐藏安全风险，因此金属板种植屋面的构造中防结露和防渗漏的设计尤为重要。1金属板种植屋面构造设计需要关注的几个问题1）荷载压型钢板作为基层，需要根据荷载就算钢板的厚度，一般要求厚度≥0.8mm，扰度＜1/300，坡度过小时影响水的排放，坡度大时绿化种植构造层有下滑的趋势。2）隔汽层的设置按照德国及国内相关规范的规定，钢结构压型板屋面必须铺设隔汽层，不是所有的板型都适合钢结构种植屋面的。对于金属板种植屋面来说它和防水层构成了一个严密的隔汽防水系统，这个系统可以有效的隔绝室内的湿气进入到保温层中引起的屋面保温效果减弱甚至失效，同时也作为防水安全的最后一层屏障。3）保温层的设置金属屋面分冷屋面和保温屋面构造，对于种植屋面采用保温屋面更为合理，种植土不具有保温材料的性能，需要采用保温板来保温。4）防水层的合理设置目前我过大部分钢结构彩板屋面有漏水现象，究其原因，主要在于钢结构屋面配套防水材料自身缺陷所致。按照设防原则采用高聚物改性沥青防水材料构成的防水系统，防水材料应有以下特点：底层防水卷材沥青应具有本体自粘的特性，面层防水卷材应该有较普通防水卷材更优异的高低温性能和使用寿命，同时具有耐根穿刺的功能。5）风荷载金属板种植屋面种植土和植物构成的荷载相比较轻，风荷载