淺談國內外屋頂綠化設計的發(fā)展
下面將分別介紹每個(gè)構造層。
保護層
保護層包括防水層和防根層,有時(shí)兩者合而為一。保護層主要有兩個(gè)作用,防水和防止植物根系的穿透,有時(shí)分為防根層和防水層,有時(shí)合二為一。對于保護層的要求,除了防止雨水和灌溉水的滲入,也要求防水層能長(cháng)時(shí)間抵抗植物根系的穿透能力。
保護層一般有合金、橡膠、PE(聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)等材料類(lèi)型,用于防止植物根系穿透保護層。這些材料,都有很強的可加工性和根穩定性,并且抗拉強度高、承載能力強,是很好的屋頂綠化保護材料。
(蓄)排水層
?。ㄐ睿┡潘畬右话惆ǎㄐ睿┡潘?、陶礫(荷載允許時(shí)使用)和排水管(屋頂排水坡度較大時(shí)使用)等不同的(蓄)排水形式,用于改善基質(zhì)的通氣狀況,迅速排出多余水分,有效緩解瞬時(shí)壓力,并可蓄存少量水分。
一些適合做排水層的材料,其特性也適合做保護層,就沒(méi)有必要在排水層下邊再附加保護層。目前市場(chǎng)上有許多保護層和蓄排水層結合在一起的產(chǎn)品。但是,有些材料類(lèi)如沙礫、碎石、珍珠巖,陶粒、就應該附加保護層。一些由組合礦物質(zhì)構成的例如破碎的膨脹粘土和膨脹頁(yè)巖,來(lái)自拆除建筑物的混凝土、磚砌體或者磚瓦等,還有用膨化舊玻璃的泡沫玻璃等,都很適合做(蓄)排水層。
過(guò)濾層
過(guò)濾層的作用是阻止基質(zhì)進(jìn)入排水層。過(guò)濾層要保證有排水的功能,除此之外,還要有防止排水管泥沙淤積的作用。一般采用既能透水又能過(guò)濾的聚酯纖維無(wú)紡布等材料。
基質(zhì)層
基質(zhì)層是指滿(mǎn)足植物生長(cháng)條件,具有一定的滲透性能、蓄水能力和空間穩定性的輕質(zhì)材料層。
用于屋頂綠化的種植基質(zhì)需具備三個(gè)基本條件:有一定的保水保肥能力,透氣性好;有一定的化學(xué)緩沖能力,保持良好的水、氣、養分的比例等。第四,重量輕,理想的基質(zhì)容重應該在0.1~0.8T/m3,最好在0.5T/m3。
基質(zhì)主要包括改良土和超輕量基質(zhì)兩種類(lèi)型。改良土由田園土、排水材料、輕質(zhì)骨料和肥料混合而成;超輕量基質(zhì)由表面覆蓋層、栽植育成層和排水保水層三部分組成。
種植層
屋頂綠化植物的選擇應用,是屋頂綠化過(guò)程中極其重要的一個(gè)環(huán)節。
植物選擇原則:以低矮灌木、草坪、地被植物和攀援植物等為主,盡量不用大型喬木,有條件時(shí)可少量種植耐旱小型喬木;選擇須根發(fā)達的植物,不宜選用根系穿刺性較強的植物,防止植物根系穿透建筑防水層;選擇易移植、耐修剪、耐粗放管理、生長(cháng)緩慢的植物;選擇滯、塵抗、污抗風(fēng)、耐旱、耐高溫、耐寒、耐鹽堿、抗病蟲(chóng)害的植物。
由于景天類(lèi)植物具有耐旱、耐寒、耐高溫、根系淺、植株低矮、易成活、四季可觀(guān)賞等諸多特性,常被應用在屋頂綠化中,尤其常應用于植被屋面。矮小的灌木及多年生草花也可根據栽培基質(zhì)的厚度或灌溉的有無(wú)選擇和應用。藤蔓類(lèi)植物品種多,綠量大,管理粗放,對于屋頂設備和廣告架的覆蓋綠化,有著(zhù)獨到的作用。
另外,日本和歐洲也采用苔蘚植物進(jìn)行屋頂綠化,苔蘚不需要土壤,只依靠太陽(yáng)和雨水就能生長(cháng)。苔蘚可保水的程度大約在自重的20倍。其中砂蘚、灰蘚耐干旱性強,對形成一般植物生長(cháng)生物層困難的高層大樓屋面、坡度較陡的斜屋頂均可使用。把土壤、砂子、秸稈、廢舊紙張等和砂蘚、灰蘚均衡的組合在一起,不使用任何化學(xué)合成材料,在屋頂固定好即可。而且成本低,不需要維護。
屋頂綠化的施工
屋頂綠化施工時(shí),應按照屋頂的構造結構層,一步步地操作,并認真檢測,以保證施工質(zhì)量。
保護層的鋪設與檢測
保護層鋪設在排(蓄)水層下,搭接寬度不小于10cm,并向建筑側墻面延伸15cm~20cm,高于基質(zhì)表面15cm以上。
對屋頂綠化施工的驗收應重點(diǎn)放在保護層的防水性能和根的防護性能上。檢測的方法有積水法、噴灌法、煙氣法、外觀(guān)檢測法等。
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?。ㄐ睿┡潘畬愉佋O在保護層上,向建筑側墻面延伸至基質(zhì)表層下方5cm處。根據排水口設置排水觀(guān)察井,并定期檢查屋頂排水系統的通暢情況。及時(shí)清理枯枝落葉,防止排水口堵塞造成壅水倒流。屋面綠化的排水口周?chē)鷳糜谝粋€(gè)直徑為60-100cm的較大顆粒礫石面,周?chē)荒苡兄参?,保證排水通暢,不能帶入基質(zhì)。同時(shí)考慮排水道的設置與防風(fēng)系統的結合。
過(guò)濾層的鋪設
有時(shí)簡(jiǎn)單的方式不設過(guò)濾層,但此處建議最好鋪設。貯存能力強的排水材料也可用在植物的根區,在這種情況下根很容易穿透過(guò)濾層毛墊。過(guò)濾層鋪設在排(蓄)水層上,搭接縫的有效寬度應達到10cm~20cm,并向建筑側墻面延伸至基質(zhì)表層下方5cm處。
栽培基質(zhì)的運輸與鋪設
屋頂綠化基質(zhì)荷重應根據濕容重進(jìn)行核算,不應超過(guò)1.3T/m3。以下是基質(zhì)類(lèi)型和常用配比及容重(基質(zhì)濕容重一般為干容重的1.2倍~1.5倍)。
植被屋面需要的基質(zhì)厚度大多數在10-20cm之間,另外還要根據植物的種類(lèi),灌溉措施有無(wú)等要素具體而定?;|(zhì)混勻后鋪設要均勻。
園路的鋪設
如果設置,材料以輕型、生態(tài)、環(huán)保、防滑材質(zhì)為宜,設計手法應簡(jiǎn)潔大方,與周?chē)h(huán)境相協(xié)調,追求自然樸素的藝術(shù)效果。鋪板時(shí)要保證相互垂直,行間留出一定寬度的縫隙。用橡皮錘錘實(shí)石板,用石屑填塞縫隙。
植被層的種植
植被種植的方法有:移栽,播種,采用預制的植物墊。
移栽,是最常用的方法,移栽從苗圃運來(lái)的苗木,特別是小苗運輸時(shí),要用專(zhuān)門(mén)運輸植物的穴盤(pán)或筐,防止植物被壓受損。栽植時(shí)可拉線(xiàn),以栽種整齊。
播種,一般每平方米大約需要5-10g種子,因種子通常細小,可與沙子等混合后直接播種。而國外通常采用壓縮機和噴槍進(jìn)行濕播。也可用預制的植物墊直接鋪設。
防風(fēng)系統的設置
屋頂風(fēng)大,植被層表面應加一層礫石覆蓋,特別是在植被屋面的四周以防輕質(zhì)基質(zhì)在植物沒(méi)有完全覆蓋時(shí)被風(fēng)刮起。種植稍高或體量較大的灌木特別是在高層時(shí)還應采用防風(fēng)固定技術(shù)。植物的防風(fēng)固定方法主要包括地上支撐法和地下固定法。
另外,對坡屋頂綠化來(lái)說(shuō),屋面坡度大約15°起,還必須設附加的防滑裝置,可以通過(guò)建筑下部結構本身的防滑擋板進(jìn)行防滑,也可以加放防滑裝置。防滑擋板應在表面防水層之下,屋面結構之上,也可以用鐵絲網(wǎng)固定植物及基質(zhì)。
綠化屋頂的維護
一般來(lái)說(shuō),所有的綠化屋頂都需要維護,屋頂綠化阻斷了植物與大地的聯(lián)系,植物生長(cháng)完全靠澆灌和人工施肥來(lái)滿(mǎn)足對水、肥的需要。同時(shí),屋頂的氣候環(huán)境也比地面惡劣得多,風(fēng)大,極端溫度差大,蒸發(fā)量大,空氣濕度也比地面小,不利于植物生長(cháng),管理不善將會(huì )使植物生長(cháng)不良。保證水分供給是植物成活和生長(cháng)的需要,在綠化屋頂上應設水管,最好采用噴灌或滴灌形式補充土壤水分。適當地進(jìn)行施肥以補充土壤養分,除草、支撐、修剪、防病蟲(chóng)、防風(fēng)防寒等日常治理措施仍然是不可少的。
屋頂綠化案例
1、北京市科委十五層植被屋面
北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì )可持續發(fā)展科技促進(jìn)中心十五層植被屋面,位于北京市朝陽(yáng)區安翔北里創(chuàng )業(yè)大廈十五層的東西兩側屋頂平臺,面積近800平方米,始建于2005年4月。該項目是一個(gè)研究示范工程,本著(zhù)樸素實(shí)用、本地化、適宜性、效率優(yōu)化及景觀(guān)豐富多樣化原則,應用輕量、具有可降解、可再生、可循環(huán)的本地構造材料,雨水收集利用系統,抗逆性強、株形小、根系淺、四季可觀(guān)賞的多種植物材料,以及獨特的防風(fēng)的鄉土礫石材料,做到了種植施工后粗放維護,并且成本低,獲得了國內外專(zhuān)家的好評。
選用的種植材料在北京適宜的、綜合抗性較強、四季景觀(guān)都較好的宿根的景天類(lèi)及少量低矮的木本植物種類(lèi)。
2、歐洲的斜屋頂植被屋面
為了順利排除屋面上的雨水,所有的建筑屋面都有一定的坡度,根據屋頂綠化的規劃、建造和管理的準則,不同的坡度組進(jìn)行屋頂綠化時(shí)的要求是不同的。
屋面坡度大約15°起,必須有附加的防滑裝置,可以通過(guò)建筑下部結構本身的防滑擋板進(jìn)行防滑,也可以加放防滑裝置。防滑擋板應在表面防水層之下,屋面結構之上。也可以采用植物技術(shù)措施,如使用有機質(zhì)含量少,帶有泥沙以及有棱角的顆粒狀物的松散材料作基質(zhì)。也可以用鐵絲網(wǎng)作骨架預制成植物墊后再在物頂鋪設應用。
3、城市中的綠洲--芝加哥市政廳的植被屋面
芝加哥市政廳的屋頂綠化是降低芝加哥熱島效應的典型工程。綠色屋頂被設計為星狀布局,以南側和北側的精細式的綠化面為中心。圖案將由多年生植物和草組成的交替的帶狀圖形構成,每個(gè)帶狀圖形里應用顏色相近的種類(lèi),構成“色輪”的效果。最終的設計包括約2000平方米的屋頂綠化面積,占屋頂總面積的55%,約20,000株植物,包括156個(gè)不同的種類(lèi),其中有苔蘚、景天屬類(lèi)植物、草、非禾本草本植物、攀緣植物、灌木和兩株喬木:蘋(píng)果和山楂。其主體仍是植被屋面。
4、日本·筑波茅草屋
牛田·梵德雷聯(lián)合設計公司1994年為筑波的一對年輕夫婦設計了一座茅草屋。運用草皮作為屋頂的保溫隔熱材料的歷史已有好幾個(gè)世紀。在京都暖和的氣候條件下,“茅草屋”的草屋頂有了另外的功能,即用來(lái)隔絕夏天的熱氣,使室內保持舒適的溫度。這個(gè)面積很大而形態(tài)自由的屋頂花園上種滿(mǎn)了各種木本植物,許多花草都長(cháng)過(guò)了外墻和內墻。除了保溫隔熱作用之外,這個(gè)屋頂還是個(gè)休閑娛樂(lè )的好去處,為這個(gè)擁擠的城市節約了寶貴的地面空間。
結語(yǔ):屋頂綠化是城市化進(jìn)程的必然趨勢。屋頂綠化的應用具有重要的生態(tài)意義和經(jīng)濟價(jià)值,屋頂綠化不僅是美化市容的需要,更是保護都市環(huán)境的需要;它可以提供休息場(chǎng)所,提高生活質(zhì)量,擴大綠化面積,拓展城市綠肺,提升建筑的品質(zhì)。在用地相對緊張的大城市,發(fā)展屋頂綠化的前景十分廣闊,它將為我們的都市空間增添更加絢麗的色彩。
編輯:shangxiyun