摘要：结合屋顶花园的发展历史,介绍了关于屋顶绿化的政策与规范,以及屋顶绿化的设计与施工技术。对屋顶绿化进行经济效益分析后,指出屋顶绿化要因地制宜,考虑技术因素量力而行。提出屋顶绿化的管理与维护措施。
关键词：屋顶绿化;设计;施工;维护
作者：汤浩

　　屋顶绿化,又称“空中花园”、“屋顶花园”或“空中绿洲”,是在屋顶、露台、天台或阳台上广植花木,铺植绿草,建造园林景观。
　　随着建设生态住宅、绿色住宅呼声的日益高涨。居住区绿地在净化空气、降低噪声、美化局部环境等方面起着重要作用。屋顶花园展示的是一种全新风格的屋顶景观, 将城市中大量荒凉的屋顶变为“空中花园”。屋顶绿化对增加城市绿地面积,改善城市高楼大厦林立、日趋恶化的人类生存环境空间,改善生态效应、美化城市环境有着极其重要的意义。屋顶绿化带给人们的视觉效果是绿草如茵、花木扶疏、四季青翠、清新宜人,其绿化作用是: 改善屋顶住宅内的室内温度,提高屋面的隔热保温效果,保护建筑物免遭高温、紫外线等的损害,延长建筑物的寿命,净化空气,调节城市气候,缓解热岛效应等。
1　屋顶花园的历史
　　古代中国和古巴比伦时代就有屋顶花园。我国自20世纪60 年代才开始研究屋顶花园和屋顶绿化技术,开展最早的是四川省。20 世纪60 年代初,成都、重庆等一些城市的工厂车间、办公楼、仓库等建筑,利用平屋顶的空地开展农副生产,种植瓜果、蔬菜。20世纪70年代,我国第一个屋顶花园在广州东方宾馆建成。它是我国建造最早,并按统一规划设计,与建筑物同步建成的屋顶花园。北京长城饭店屋顶绿化始于1983年,与广州白天鹅宾馆、重庆泉外楼、成都饭店、上海华亭宾馆等一起,成为我国屋顶绿化最早的酒店之一,也是本市第一个做屋顶绿化的单位。
2　政策与规范
　　国内外很多城市都制定不同政策法规推行屋顶绿化,我国的一些大中城市在近几年也开始进行屋顶绿化。
　　上海市静安区人民政府2002 年6 月1 日发布了《关于上海市静安区屋顶绿化实施意见(试行)的通知》,提出从2002年起,凡列入当年屋顶绿化实施的项目,每完成1m2 奖励10 元。上海市绿化管理局2002年11月发布了《关于组织编制屋顶绿化三年实施计划的通知》。
　　北京市于2006 年6 月正式出台了《屋顶绿化规范》DB11 /T28122005,按园林部门确定的城八区7个环境监测点(分别是市委党校、前门、奥体、农展馆、市环保局、天坛和东四)周围半径1km范围80多栋楼房屋顶总面积约13万m2 屋顶绿化将照此标准建设,其中90%为老旧居民楼。2005 年是北京市屋顶绿化推广年,市政府首次出资予以支持, 从环保基金中拿出2 000多万元补贴屋顶绿化建设。实现10 万m2 的屋顶绿化是北京市政府要为百姓办的55件实事之一。
　　屋顶绿化可以有效降低城市热岛效应、净化空气、降低城市噪声,是对城市绿地绿化的补充。由于空气中的颗粒物吸收太阳辐射热,使空气增温,而屋顶绿化植物能够滞留大气中的粉尘,降低环境大气含尘量25%左右。1 000m2 屋顶绿地年滞留粉尘约160 ～220kg。如以北京现有的7 200万m2 建筑平屋顶面积的30%进行屋顶绿化,可相当于在北京城市中心区又建成了28个紫竹院公园,可提高城市绿化量约800万m2 ,使绿地每年滞尘量增加约200 t,吸收二氧化硫量增加约4 t,大大改善大气质量。
　　屋顶绿化的优点显而易见,市场前景趋好。但从推广的成果看有一定的难度。
　　1)屋顶绿化有技术本身的局限性。不是所有平顶建筑都适合屋顶绿化。如果是建草坪,屋顶承载力要达到150～200kg/m2 ,土壤介质厚度15～20cm;如果有树木花草,屋顶承载力要达到500～600kg/m2 ,土壤介质厚度为50～80cm。20世纪80年代之前建造的老房子,就无法达到承重要求。
　　2)尤其在北京寒冷的气候条件下,对空中花园种植的植物要求比较高。屋顶上种植的植物需要品种强壮并具有抵抗极端气候条件的能力,空中草坪要比地面草坪贵一倍。
　　3)成本是左右很多人态度的重要因素。
　　4)住在顶楼的百姓还担心屋顶绿化会造成渗漏水和招虫子。
　　5) 2006年8月由北京市园林绿化局、北京市财政局、北京市规划委员会联合发布《关于进一步推进屋顶绿化工作的通知》, 今后屋顶绿化施工须持证上岗。2007年,北京市政府将再支持10万m2 屋顶绿化。北京市屋顶绿化经历着在规范中发展,由社会自发性向政府主导与社会共同推进转变。
3　设计与施工
　　屋顶绿化与地面绿化的最大区别在于绿化种植等园林工程建于建筑物、构筑物之上,种植土层不与大地自然土壤相连,技术含量高,难度大。从1983 年长城饭店建成北方地区第一座屋顶花园至今,北京一直在尝试采用新技术进行屋顶绿化。
　　3.1　屋顶花园的规划与选址
　　选址问题对于屋顶花园的成败起到至关重要的作用。选址要素是极为复杂的,既要考虑人又要考虑植物的各种要求,否则只会劳民伤财。
　　1)花园的功能　是仅供人们从外部进行观赏的花园还是对人们开放的花园,直接影响设计、施工、后期维护和造价。分类: ①按使用要求区分可以分为公共游憩性屋顶花园、宾馆酒店类屋顶花园、私人家庭式屋顶花园以及科研实验类屋顶花园。②按绿化形式可以是成片种植区、分散和周边式和园林庭院式。③按绿化空间区分可以是平面型屋顶花园、立体型屋顶花园。
　　2)气候和小气候　气候和方向为规划、选址的主要因素。阳光、风、冬季的严寒等为选址自身的小气候。
　　3)建筑规范、规划限高及安全要素　如若考虑不周,必将带来高昂的代价。①屋顶花园的出入口　须考虑花园的功能要求并符合相关的建筑规范。②安全　公共开放场所自身的安全并涉及下部空间的安全。③屋顶的结构　同大楼的基础一样,屋顶花园能否成功,主要取决于与下方屋顶之间的适应性。屋顶板荷载限度、防水层的选择、防护板的使用、保温隔热材料的选择及混凝土保护板的应用都对屋顶花园起着重要的影响。
　　3.2　屋顶花园的设计
　　精美是屋顶花园的设计特色。屋顶花园要为人们提供优美的游憩环境,应比露地花园建造得更精美。屋顶花园的景物配置、植物选配均应是当地的精品,并精心设计植物造景的特色。由于场地窄小,道路迂回,屋顶上的游人路线、建筑小品的位置和尺度,更应仔细推敲,既要与主体建筑物及周围大环境保持协调一致,又要有独特的园林风格。
　　3.2.1　屋顶花园的类型
　　1)休闲屋面　在屋顶进行绿色覆盖的同时,建造园林小品、花架、廊亭。
　　2)生态屋面　在屋面上覆盖绿色植被,并配有给排水设施,使屋面具备隔热保温、净化空气、阻噪吸尘、增加氧气的功能,既增加绿地面积又维持自然生态平衡、减轻城市热岛效应的生态屋面。
　　3)种植屋面　既有绿色的庭院,又能采摘食用自己亲手种植的果实。
　　4)复合屋面　集“休闲屋面”、“生态屋面”、“种植屋面”于一身的屋面处理方式。
　　3.2.2　屋顶绿化特征
　　《屋顶绿化规范》定义“屋顶绿化”为:“在高出地面以上,周边不与自然土层相连接的各类建筑物、构筑物等的顶部以及天台、露台上的绿化。”在屋顶上造园是一种特殊的园林形式。在屋顶上造园,一切造园要素都受到支承它的屋顶结构限制,不能随心所欲地运用造园因素进行营造。但是,屋顶绿化毕竟是人们将地面上的“园”升到屋顶上来的,与露地建园有共同处又有区别。从造园手法运用上,可运用一般的园林造园构景手法,创造优美的绿色环境;同时,亦受到所处居高临下、场地狭小、四周围绕建筑墙壁所限。脱离开大地联系的屋顶绿化是完全建在人工“地基”——屋顶楼板上。屋顶绿化的各类种植物必须种植在人工合成土壤上,而合成的种植土和大地之间被建筑物隔绝。植物生长的基本要素———水的供应受到限制,不可能利用地下水通过毛细管上升作用供给植物,这种对植物生态环境的改变,决非仅仅是植物灌溉问题,它将影响屋顶花木的健壮生长。需要根据各类植物生长特性,选择适合屋顶生长环境的植物品种。
　　3.2.3　屋顶绿化构成
　　分为植物、基质、假山、花池、水体、园路、雕塑、棚架等。
　　1)植物　宜选用植株矮、根系浅的植物。主要分为:草本花卉、草坪与地被植物、灌木和小乔木、藤本植物、矮化果树和蔬菜等。
　　2)基质　屋顶绿化所用的基质与其他绿化的基质有很大的区别,要求肥效充足、而又要轻质类。为了充分减轻荷载,土层厚度应控制在最低限度。一般栽植草皮等地的泥土厚度需10 ～15cm;栽植低矮的草花,泥土厚度需20～30cm;灌木土深40 ～50cm;小乔木土深60～75cm。
　　3)假山　屋顶花园置石仅作独立性或附属性的造景布置,一般只以观赏为主、体量较小而分散的精美置石。
　　4)水体　各种水体工程是屋顶花园重要组成部分,形体各异的水池、叠水、喷泉以及观赏鱼池和水生种植池等为屋顶有限空间提供观赏景物。
　　5)园路　屋顶花园的园路铺装是做在屋顶楼板、隔热保温层和防水层之上的面层,应在不破坏原屋顶防水排水体系的前提下,结合屋顶花园的特殊要求进行铺装面层的设计和施工。
　　6)雕塑　屋顶花园中可设置少量人物、动物、植物山石形象以及抽象的几何形象雕塑。
　　7)棚架　主要是用于遮荫或攀缘植物的基体。
　　3.2.4　屋顶花园的构造
　　1)排水层　直接位于混凝土保护板的上方。多孔状且经久耐用的排水材料覆盖整个屋顶表面,保护能支撑上面花园材料的重量及水流畅通、无障碍进入下面的排水管道。
　　2)滤布　为了避免种植土壤流失或是堵塞排水层及屋顶排水口,需要用抗腐蚀、易运输和安装、价格便宜且坚固耐用的透水滤布。
　　3)种植层　位于滤布上方,深度视花园类型而定。由于屋顶花园的特殊位置,它需要的土壤必须是肥沃、轻质、排水良好、湿润(但不潮湿) 、耐久、稳固且价廉。
　　4)护根物　保持种植层的湿度,降低土壤温度,防止杂草生长及持续提供腐殖质,在种植层的表面覆盖一层护根物。
　　3.3　屋顶花园施工要点及注意事项
　　1)做防水试验和保证良好的排水系统
　　防水层是保证屋顶不漏的关键技术,建造屋顶花园,必须进行二次防水处理。要检查原有的防水性能:封闭出水口,再灌水,进行96h的严格闭水试验。在屋顶园林工程中,还必须处理好屋顶的排水系统。
　　2)不损伤原防水层
　　实施二次防水处理,最好先取掉屋顶的架空隔热层,取隔热层时,不得撬伤原防水层。取后要清扫、冲洗干净,以增强附着力。一般情况下不得在屋顶上穿洞打孔、埋设铁件和支柱,设备装置只能采取其他措施使他们“浮摆”在屋面上。
　　3)重视防水层的施工质量
　　目前屋顶花园的防水处理方法主要有刚、柔之分,各有特点。刚性防水层因受屋顶热胀冷缩和结构楼板受力变形等影响,易出现不规则的裂缝,而造成刚性屋顶防水的失败。要特别注意防水层的防腐蚀处理,且不宜种植根系发达,对防水层有较强侵蚀作用的植物,如松、柏、榕树等。
　　4)注意材料质量和节点构造
　　应选择高温不流淌、低温不碎裂、不易老化、防水效果好的防水材料。屋顶防水层无论采用哪种形式和材料,均构成整个屋顶的防水排水系统,一切所需要的管道、烟道、排水孔、预埋铁件及支柱等出屋顶的设施,均应在做屋顶防水层时妥善处理好其节点构造,特别要注意与土壤的连接部分和排水沟水流终止的部分。
　　5)生态循环系统
　　针对屋面渗漏问题,新型的屋顶花园采用了“生态种植屋面复合排水呼吸系统”。采用先进的屋面生态防水换气导水技术,通过导水、拍潮、换气和植被的生态循环,解决保温层内积水饱和问题以及内外温差气压问题,形成一个大的生态循环系统。
4　经济与实用分析
　　实现屋顶绿化最大的障碍体现在:资金问题、法律问题和观念问题。
　　4.1　造价及经济效益
　　4.1.1　技术成本与造价方面
　　屋顶绿化与地面绿化不同之处还体现在技术成本与造价方面。
　　1)在地面绿植每平方米草坪要几十元,而屋顶绿植的草坪专门针对屋面特点培养需要品种强壮并具有抵抗极端气候条件能力,造价不低于150元/m2。为保证北京屋顶绿化工程质量, 2005年北京市大规模启动屋顶绿化项目时,市政府曾公布了简式屋顶绿化160元/m2 的指导价格。
　　2)绿化建设后,需要一笔很高的费用、大量人力和物力不断对它进行养护和管理。地面绿化养护每年平均费用为12～20元/m2 左右,而屋顶绿化除了一次性投入建设费用外,尤其只是种植佛甲草,年平均养护费用已低于地面绿化。
　　4.1.2　屋顶绿化的经济效益
　　1)发展屋顶绿化、做屋顶花园,让灰白色的屋顶“沙漠”变为“绿洲”,不仅能够提升整个楼盘档次,还可以让屋顶变为“金顶”。有些人认为屋顶绿化只花钱不赚钱,这是一种误解。崇尚自然成为当今潮流。
　　2)屋顶绿化出现在都市,意义已超越了时尚。在空中不占用土地的高科技绿化形式出现在寸土寸金的中心城市,其价值不仅仅体现在给需要大量绿化用地的宜居城市增添绿色风景线,还可以缓解绿化用地与建设用地紧张的矛盾。
　　3)屋顶绿化不仅可以减少城市上空的二氧化碳,还能减少屋顶建筑材料的热辐射和城市的热岛效应,降低空调用电,同时种植基质吸水功能还可以把大量降水储存起来,有效蓄积与利用雨水,减轻城市排水系统压力。
　　4.2　观念及实用分析
　　1)专家认为,并不是所有的地方都适合搞屋顶绿化,因为屋顶绿化与区域内的楼宇条件密切相关,同时也需要政府合理规划,在企事业单位中形成长久的动力和机制。另外,在适合搞屋顶绿化的地方,法制化的管理体系也要跟上。
　　2)市民支持率低,主要原因是观念问题及绿化技术与成本之间的竞价问题,以及高的技术成本和普通市民经济承受力问题。即使政府出资建设管理,也只有平均48. 3%的市民愿意搞屋顶绿化。如果需要市民掏腰包, 同意率更猛跌至2017%。不支持的市民中,大部分人是怀疑屋顶绿化的安全性,即除防渗漏、承载问题外,还应该包括排水问题、高空坠物问题。
　　3)从开发商的角度要追求低成本、高利润、高卖点。用户喜欢品质相对高尚、价格相对低廉的商品。以后的趋势是发展智能建筑,合理利用各种天然资源,可是现在的形式很不乐观,假如做设计房型的时候添加一套智能设备,原每平方米需要一千多元,加一套设备就变成三千多元,那么意味着每平方米的价格就要提升很多,相比之下竞争能力就不行。
　　4)防水处理的成败直接影响屋顶花园的使用效果及建筑物的安全,一旦发现漏水,就得部分或全部返工。所以防水层的处理是屋顶花园的技术关键,也是人们最为关注的问题。
　　4.3　实现屋顶绿化的必要因素
　　1)因地制宜
　　气候条件直接影响屋顶绿化的推广。北京的屋顶绿化受天气干燥,冰冻期长,春季风大等气候条件限制,不利于植物在屋顶上生长。因而要利用本土、耐寒、耐旱、抗风的绿植及技术。
　　2)技术因素
　　屋顶绿化要求的技术因素很多:屋顶载荷能力、防水层渗透问题、栽培基质问题、栽培植物选择问题等。屋顶载荷能力关系到建筑安全问题,与之相关的是栽培基质的类型,如果使用大量的壤土势必会增加屋顶的负重。在屋顶防漏上,由于植物的根具有很强的穿透能力,特别是树根,年代越久,扎的越深,而且会分泌具腐蚀力的液汁,会对防水层造成长期的破坏。屋顶绿化防漏还存在一个难点,由于屋顶被土壤和植物覆盖,如出现渗漏,很难找出漏点。
　　3)量力而行
　　屋顶绿化是一项耗资巨大的工程,实行起来应根据实际的财政情况和需要适度地发展屋顶绿化,在制定工程项目前应该进行全面完善的调研,以免劳民伤财,出现类似“广场风”、“草坪风”的现象。
　　4)用之于民
　　在公共建筑的屋顶建造的“空中花园”,应该向全社会开放,让普通百姓都能欣赏到美丽的空中景观。否则屋顶绿化的效果及价值不能全面体现。
　　4.4　管理与维护
　　管理与维护的问题主要体现在技术、政策和资金方面。有效的维护是保证健康而美丽的屋顶花园能够发展的关键。如果技术可以保证,无论是专业人员维护还是用户自己维护,则焦点集中在政策和资金方面。现在的问题是反映在成本方面技术部分归开发商,护理部分归用户。
　　屋顶花园建成后的养护,主要是指花园主体景物的各类地被、花卉和树木的养护管理。当然,还有屋顶上的水电设施和屋顶防水、排水等的管理工作。这项工作一般应有园林绿化种植管理经验的专职人员来承担。
　　在日常使用过程中,管理人员应注意不得任意在屋顶花园中增设超出原设计范围的大型景物,以免造成屋顶超载。在更改原暗装水电设备和系统时应特别注意不得破坏原屋顶防水层和构造处理。更不得改变屋顶的排水系统和坡向,并应保持屋顶园路及环境的清洁,防止枝叶等杂物堵塞排水通道及下水口,造成屋面积水,最后导致屋顶漏水。
　　屋顶绿化还应注意各专业、各工种的配合。屋顶造园决非仅是在屋顶上摆放几盆花、造几个花池和核算一下屋顶结构承载能力的问题。屋顶花园绿化的各项技术要求均与建筑、结构、水电及环境设计有极密切关系。建筑构造中屋顶防水问题至今仍困扰着建筑业,建造屋顶花园给建筑防水提出新课题和困难。结合屋顶花园问题彻底改革屋顶防水构造体系是值得探讨的问题;屋顶花园对于结构设计,除要求增加屋顶荷载外,还对建筑结构体系的抗震设计提出新的要求。结构工程与园林工程相配合应在满足造景需要的前提下,尽量使较大的集中荷载设置在柱顶或大梁承重墙上。同样,屋顶造园对水电暖等工种也有相应的技术要求,如屋顶绿化的浇灌、喷灌、水体等的供水排水;屋顶照明及少量设备供电;有的甚至要求在屋顶上设置小型温室,这就需要冬季供暖。
　　因而,建立日常和长期屋顶花园维护中心对于屋顶花园的生存很有必要。维护中心不仅提供日常和长期维护管理,还可提供技术支持、专业管理。
5　结语
　　推广屋顶绿化首先要从规划开始就融入屋顶绿化的理念,为屋顶绿化建设创造前期条件。在政策方面建立强制性法规,并给予一定的优惠政策,如空间绿化优于平面绿化,因而从规划上占绿化率的比例予以提高。政府可以像粘土砖、散装水泥一样建立奖励基金,奖励屋顶绿化及“平改绿”。
　　从设计标准对保温节能、绿色住宅、蓄水功能融入新的标准,同时设计时应注意以下问题: ①屋顶绿化要考虑屋顶承重问题; ②屋顶绿化要考虑渗漏排水问题;③屋顶绿化要考虑设计问题; ④屋顶绿化要考虑屋顶环境恶劣植物成活难问题; ⑤屋顶绿化要考虑栽培基质问题。⑥屋顶绿化要考虑植物及色彩搭配问题; ⑦屋顶绿化要考虑管理养护及安全问题。
　　从施工方面,高新技术对园林工人的综合素质要求提高,对机械化设备如垂直运输等要求提高。
　　从造价方面,设计、材料、施工及后期管理造价提高,保温节能、防水可综合考虑,性能提高。综合经济效益有所提高。
　　从后期维护管理方面,推向大众化,人人都为辛勤的园丁,人人均提高绿化意识,人人都为首都添绿。
　　屋顶绿化前景十分广阔。虽然每幢楼房的屋顶面积十分有限,但成千上万座高楼大厦的面积相加起来,十分可观。屋顶花园不仅要在公共建筑、写字楼上推广,而且要在居民楼上推广。屋顶绿化需要绿化、住宅、规划等各部门的共同协调,需要制定相关政策、法规,需要加强对屋顶绿化的宣传,做好养护管理等配套工作,清除市民的思想顾虑,才能变屋顶“荒漠”为“绿洲”。

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