屋顶绿化

1屋顶绿化构造作法与材料选择2建筑物理园林景观环境生态保温隔热保护屋顶构造增加绿色游憩空间改善视觉景观效果愉悦心理减少屋面二次扬尘缓解雨水排放降低噪声改善小气候夏季隔热，冬季保温防止紫外线、酸雨等对屋顶构造的损害开拓屋顶空间提供游憩缓解视觉疲劳，改善人们俯视景观减轻精神疲劳，增加绿色生活情趣植物吸滞高空大气中的粉尘减少雨天屋顶瞬时排水量植物与土壤层可降低噪声抑制气温上升，调节湿度，防止光反射屋顶绿化的作用3城市发展屋顶绿化建设主要目的被动建设城市居民利用屋顶空间种植、养殖公共建筑屋顶兴建屋顶花园住宅屋顶兴建屋顶绿化大规模兴建屋顶绿化取得更多的农副产品改善居住条件，降温、隔热建筑节能，开拓城市绿化空间低密度高密度主动建设美化空间，与国际接轨(国际饭店)我国屋顶绿化发展分析4一、屋顶绿化构造组成与地面绿化相比，屋顶绿化既要为植物的生长创造有利条件，又要保护屋面，满足屋面作为建筑维护构件的功能。因此，屋顶绿化的构造与一般的平屋顶构造不同，它是在建筑物或构筑物结构楼板、保温隔热层和屋顶防水层之上增加了为植物生长所必需的构造做法。种植区基本构造典型组成：植物层、种植基质层、过滤层、排水层、屋顶完成面。目前在屋顶绿化实践中出现的构造层有：植物层，种植基质层，过滤层，排水层，保护层，防穿刺层，隔离层，防水层等。植物层基质层过滤层排水层5二、植物层1、植物层的作用植物层是屋顶绿化的主要功能层，集中体现屋顶绿化的景观、游憩、生态等各项效能，为人们俯视建筑提供良好的视觉景观、提供绿色游憩空间。与地面绿化植物一样，发挥各种生态功能，如吸收二氧化碳，释放氧气，吸收有毒气体，阻止尘埃，调节空气湿度，使城市空气清新、洁净等作用。与地面植物相比，生长位置较高的植物，能在城市空间中多层次地净化空气，起到地面植物达不到的效果。6二、植物层2、屋顶绿化植物生长环境特征屋顶种植与平地种植最大的不同之处在于屋顶隔断了植物与大地的连接，使得植物所需的水分和营养失去了大地的持续供给和调节，屋顶植物生长环境的生态因子突出体现在：风：适当的通风对植物生长有利，但是如若风速过高，易导致高层植物倒伏、风折，高温季节易出现枯梢、枯叶等不良症状。水：由于缺少了大地的调节作用，植物能利用的毛细管水少。温度：适度的温差有利于植物生长，也有利于植物色彩的表现；夏季高温易致叶片灼伤，根系受损，冬季低温易造成寒害或冻害。光照：适当增加光强可以增强植物的光合作用；如若光照过强，反而会导致光合作用停止，对植物生长不利。建筑周围的风7二、植物层3、植物对环境的适应性分析由前述屋顶绿化植物生长环境特征可知，屋顶环境需要植物具备的特性集中表现在：耐热性耐寒性耐湿性耐荫性抗风性耐贫瘠耐干旱这些特性是屋顶植物选择的关键因素。8二、植物层4、选择屋顶绿化植物的注意事项适应于屋顶种植的植物并不是固定的，设计师应该根据具体的情况，综合考虑诸多因素加以选择：1）在已确定荷载的建筑物上进行绿化时选择植物需要考虑的因素：（包括在原有建筑上进行的绿化、在预留荷载的新建建筑上进行的绿化）①建筑承载能力在已经确定荷载范围的建筑屋面上进行绿化，最重要的是不破坏建筑的性能。因此，依据建筑屋面的荷载值进行植物选择是首要考虑的因素。②植物对环境的适应性③园林景观效果、植物配置艺术④养护管理水平、造价⑤其他9二、植物层4、选择屋顶绿化植物的注意事项适应于屋顶种植的植物并不是固定的，设计师应该根据具体的情况，综合考虑诸多因素加以选择：1）在已确定荷载范围的建筑上进行绿化时选择植物需要考虑的因素：2）与建筑设计同步进行屋顶绿化设计时需要考虑的因素：①园林景观效果、植物配置艺术②植物对环境的适应性③建筑承载能力(结构计算已经考虑)④养护管理水平、造价⑤其他10二、植物层5、植物荷载计算1）经验估算法：由于植物都有一定的生长周期，在计算荷载时要考虑植物生长的重量变化，现在多采用经验估算法来计算植物的荷载。植物类型规格植物平均荷重（kg/㎡）乔木（带土球）H=2.0～2.5m80～120大灌木H=1.5～2.0m60～80小灌木H=1.0～1.5m30～60地被植物H=0.2～1.0m15～30草坪1m210～1511三、种植基质层1、基质层的主要作用：1)为植物提供生长的基层，2)供给生长所需的养分、水分，3)固定植物，4)并且能够及时地排出多余的水分，是植物生长的“土壤”过滤层排水层保护层防穿刺层隔离层防水层基质层12三、种植基质层2、基质层需要具有的特性1)含有一定的有机物质（供给生长所需的养分）2)具有一定的蓄水能力（供给生长所需的水分）3)具有一定的渗水性（能够及时地排出屋面上多于的水分）4)具有一定的孔隙率（为植物提供生长空间，利于根部呼吸）5)具有一定的空间稳定性(固定植物，提供较持久地养分、水分、氧气供给)13三、种植基质层3、常用的材料：1）自然(表层)土壤：耕土、壤土。优势：取材方便价格较便宜肥力相对持久不足：湿容重大携带杂草等有机物导致植物易生病虫害。国内外有很多屋顶绿化项目都选用自然表层土，如纽约的巴巴拉胡布施屋顶花园改造前使用大概3英尺厚的土壤；美国德里和汤姆斯屋顶花园，1938年投入使用，基质层使用了表层土，当时的园艺水平，在屋顶上方种植乔木必须有足够的厚度，尽管现在的屋顶绿化很少使用这么多土，但此案例证明，建筑具有足够的承载力时，较厚的土壤有利于植物生长，并且有助于固定植物。美国德里和汤姆斯屋顶花园构造14三、种植基质层3、常用的材料：1）自然(表层)土壤2）改良土壤：一般由自然(表层)土壤、排水材料、轻质骨料和肥料混合而成。优势：荷载较轻持水量大通气排水性好营养适中清洁、无毒材料来源广不足：结构稳定性差(有机物随水流失后，土壤体积变化较大)加利福尼亚州帝国中心设计师选用了75%的多孔页岩、碎熔岩混合物和25%的苔藓、锯末、树皮。我国长城饭店屋顶花园基质：草炭土占70%，蛭石占20%，砂土占10%，其容重为780kg/m3，我国长城饭店屋顶花园构造15三、种植基质层3、常用的材料：1）自然表层土2）改良土壤：3）人工基质：有时也称无土栽培基质，一般是指利用天然矿物、工农业有机无机废弃物单质或混合/复合体。优势：荷载较轻持水量大通气排水性好营养可控清洁、无毒材料来源广不足：结构稳定性差材料名称功能描述性能指标注意事项园艺泥炭主要的有机栽培基质。提供良好的有机生长环境。用于屋顶绿化的泥炭，纤维质含量必须大于80%。饱和水条件下容重一般在500Kg/m3左右，pH值5.5-6.0严酷的环境中易分解，被雨水冲刷后会流失。园艺蛭石无机矿物质。可缓释、保水、保肥，富含Mg等矿质营养元素。主要用做添加剂。宜与酸性有机基质混合使用。饱和水条件下容重为330－450Kg／m3，中性或碱性，空隙度达95%易破碎，不宜受重压珍珠岩灰色火山岩高温加热膨胀而成，宜用做基质辅料。容重小（0.03-0.16Kg／m3），孔隙度约93%。对养分无吸收能力。易破碎。浮石火山喷出岩，轻质、多孔。宜用于基质排水层和土壤疏松剂。颗粒容重为450Kg／m3，吸水率50－60%持水能力较差煤渣煤炭燃烧后粒状或粉末状残渣。容重500-1000kg/m3,容重较大，前处理成本高。锯木屑木材加工废料。新鲜木屑含大量有害物质，且C/N高，用前需堆肥腐熟。堆肥后风干容重0.35-0.50Kg／m3，湿容重0.70-0.85Kg／m3忌用未腐熟木屑。屋顶绿化人工栽培基质部分材料列表16三、种植基质层4、基质层的深度据美国人研究，乔木和灌木根部97%是在深4英尺(121.92厘米)的土壤中生长，只有极少数可以达到10-12英尺(304.8厘米-365.76厘米)，大部分根系都出现在富含营养的腐殖质中或附近。据日本人研究，自然土壤中，土壤表层以下30cm处分布着60%-70%的植物根系，而60cm以下则分布着80%-90%的植物根系。自然界中，根系生长的深度差异很大。在很薄的土层中生长良好的例子很多,如苏格兰西海岸玛马峡谷地区原始橡树生长在岩石表面，根部土壤深度仅9-12英寸(22.86厘米-30.48厘米)；人工栽培中，盆栽植物(特别是盆景)在不是很厚的土壤中生长良好的例子也很多。这些实例都说明，植物的健康生长和它们根部可能达到的最终尺寸不仅取决于土壤深度，与长期的营养供给和维护等多方面因素有关。17三、种植基质层因此，在确定基质深度时重要的是根据已有条件，综合考虑如下因素。1）在已确定荷载范围的建筑上进行绿化时选择植物需要考虑的因素：①建筑承载能力②植物根系生长特性(深根性、浅根性等见附表)③基质材料特性④养护管理水平、造价⑤其他2）与建筑设计同步进行屋顶绿化荷载设计需要考虑的因素：①植物根系特性②建筑承载能力③基质材料④养护管理水平、造价⑤其他18材料优势不足成功案例自然表层土取材方便，价格较便宜，肥力相对持久。湿容重大（土壤容重一般为1100~1400kg/m3），孔隙率不稳定，体积随着有机物的流失收缩较大，携带杂草等有机物导致植物易生病虫害。美国德里和汤姆斯屋顶花园使用的2-3英尺厚掺有泥炭的自然表层土改良土壤荷载较轻，持水量大、通气排水性好，营养适中，清洁、无毒，材料来源广。结构稳定性差(有机物随水流失后，土壤体积变化较大)长城饭店屋顶花园选用的草炭土占70%，蛭石占20%，砂土占10%，其容重为780kg/m3，厚度为30~105cm人造土壤荷载较轻，持水量大、通气排水性好，营养丰富，清洁、无毒，材料来源广。结构稳定性差北京科技部节能示范楼屋顶花园中使用的人造土壤为ＢＩＯ－ＰＡＲＡＳＯ绿化基质，主要的配比材料为无机介质种植区域平均覆土25cm基质层的材料19四、过滤层1、过滤层的作用是防止种植基质层中的细颗粒漏到排水层阻塞排水层及屋顶排水口使基质层中多余的水分顺利的排入排水层，防止屋面积水。过滤层排水层保护层防穿刺层隔离层防水层基质层20四、过滤层2、过滤层需要具备的特性1）较长久的渗水性2）一定的孔径3）一定的耐腐蚀性4)具有一定的阻止根生长能力5)易施工21四、过滤层3、过滤层的材料：1)稻草、椰壳纤维等有机材料：优势：荷载轻造价低无污染能够保持相对长久的渗水性(在土壤结构稳定后腐烂)。不足：易腐烂，过滤性持久效果不定早期很多屋顶绿化都使用此类带有纤维有机材料作为排水层。美国凯泽帝国中心大楼，建于上个世纪60年代初期，当时是运用稻草作为过滤层的材料。尽管它会腐烂并被水冲走，但在此之前为土壤建立的稳定结构提供了足够的时间，并在腐烂后保证了屋面排水顺畅。美国凯泽屋顶花园运用稻草作为过滤层的材料22四、过滤层3、过滤层的材料：1)稻草、椰壳纤维等有机材料：2)粗麻布、塑料编织布等编织材料优势：荷载轻造价低不足：易腐烂过滤性能不稳定兰州园林局屋顶花园，90年代左右建设，采用塑料编织袋的材料做过滤层，既减轻了重量，又降低了造价。美国奥克兰博物馆屋顶花园在排水口上方铺设一层普通的粗麻布作为过滤材料，在花园建成初期，这一设置保证了屋顶多余的水分流入排水口，阻止砂石进入排水口。现在粗麻布已腐烂。23四、过滤层3、过滤层的材料：1）稻草、椰壳纤维等有机材料：2）粗麻布、塑料编织袋等编织材料3)松散材料：包括煤渣、砾石、页岩等优势：材料来源广不足：粒径要求高（要比排水层平均粒径大）堵塞排水口的威胁增大荷载较大如美国德里和汤姆斯屋顶花园使用3英寸煤渣做过滤层美国德里和汤姆斯屋顶花园构造24四、过滤层3、过滤层的材料：1）稻草、椰壳纤维等有机材料：2）粗麻布、塑料编织袋等编织材料3)松散材料：4)无纺布：无纺布可以用很多常见的纤维材料制成，如聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、玻璃纤维或岩棉。优势：耐腐殖易施工耐用不足：渗水性不长久(随着时间的推移，更多的细颗粒聚集在过滤层之上，会使其渗水性降低)玻璃纤维布无纺布25材料优势不足成功案例稻草、椰壳纤维等有机材料荷载轻，造价低，无污染，能够保持相对长久的渗水性(在土壤结构稳定后腐烂)。易腐烂，过滤性持久效果不定美国凯泽帝国中心大楼，建于上个世纪60年代初期，当时是运用稻草作为过滤层的材料粗麻布、塑料编织袋等编织材料荷