標籤:生態建築空中花園屋頂綠化植被覆蓋

屋頂花園不但降溫隔熱效果優良,而且能美化環境、凈化空氣、改善局部小氣候,還能豐富城市的俯仰景觀,能補償建築物佔用的綠化地面,大大提高了城市的綠化覆蓋率,是一種值得大力推廣的屋面形式。

1歷史

屋頂花園並不是現代建築發展的產物,它可以追溯到4000年前,古代蘇美爾人最古老的名城之一UR城所建的大廟塔,這就是屋頂花園的發源地,20年代初,英國著名考古學家倫德.伍利爵士,發現該塔三層檯面上有種植過大樹的痕迹,然而真正的屋頂花園是在亞述古廟塔以後1500餘年才發現的著名的巴比倫"空中花園"(見圖1[1]),它之所以被世人列為"古代世界七大奇迹"之一,其意義決非僅在於造園藝術上的成就,而是古代文明的佳作。
屋頂綠化需要環境和技術的配合,只有充分協調好這兩方面才能更好的促進屋頂綠化的發展。屋頂綠化無土草坪種植技術分為以下幾類∶
一、無土草坪卷∶在無紡布上埔上稻殼、木屑及粉碎了的秸桿等做基質,並在這類基質上種草,種出來的草坪通常叫無土草坪卷,這種無土草坪卷一般適用於地面綠化等工程,最大的優點是價格較低。但它們不適合用於屋頂綠化,因為它們極易分解,基質分解后容易在屋頂上造成新的污染,屋頂會變成一個垃圾場,會給業主帶來很多麻煩,並且這樣的屋頂綠化工程使用壽命也不會長,國內大多數的無土草坪卷都是這個類型的。
二、輕質無土材料∶輕型的無土營養基質一般由城市垃圾粉碎、發酵后形成的有機肥和草炭土、重量更輕的珍珠岩、綠寶素等加上田園土配製而成。相當多的屋頂綠化工程所用的營養基質都是這個類型,有的將此基質直接鋪設在屋面上再將佛甲草苗種植上去,還有的是用塑料箱、盆、盒等器皿裝入營養基質種植上佛甲草苗,用時搬運到屋頂上,所有的這些方法和用土在屋頂上種植物差不多,但生產者都統稱無土栽培。
三、無土草坪∶北京築夢源屋頂無土綠化科技有限公司採用的無土佛甲草是在特製基質上培育生長的,所謂特製基質是用工業廢料經高溫殺菌、消毒製成,是非常環保的產品。而用它種植佛甲草充分體現了廢舊物品再生利用,具有循環經濟特徵及環保意義,並且利國利民具有強勁的生命力。

2意義

屋頂綠化對增加城市綠地面積,改善日趨惡化的人類生存環境空間;改善城市高樓大廈林立,改善眾多道路的硬質鋪裝而取代的自然土地和植物的現狀;改善過度砍伐自然森林,各種廢氣污染而形成的城市熱島效應,沙塵暴等對人類的危害;開拓人類綠化空間,建造田園城市,改善人民的居住條件,提高生活質量,以及對美化城市環境,改善生態效應有著極其重要的意義。
屋頂魚池

  屋頂魚池

3日本案例

日本國土交通省調查結果顯示,能夠緩解都市「熱島」現象的屋頂綠化技術在日本正迅速普及。據報道,2005年日本全國的屋頂綠化施工面積是2000年的2倍,而牆面綠化面積至少是2000年的13倍。
多年來,日本為了緩解都市「熱島」效應、節約能源、改善空氣質量,一直致力於屋頂綠化技術的研發和推廣。日本環境省設立於1999年的「抑制熱島現象對策研討委員會」,2000年選定東京、名古屋、大阪、京都、川崎、仙台等大城市作為試點,要求對建築物實行屋頂綠化。
東京市政府在2000年修改了自然保護條例,規定不管是新建還是改建的建築物,都有義務進行屋頂綠化。2001年還出台政策規定,業主在新建和改建佔地面積1000平方米以上的民間設施和250平方米以上的公共設施時,必須綠化屋頂可利用面積的20%。
很多國家的環保專家認為,日本的這種做法值得大家效仿。CaiQichang先生指出,未綠化的屋頂是導致城市溫度升高的重要原因。
有數據顯示,在過去的10年裡,東京的平均氣溫升高了3.5℃。綠化的屋頂比未綠化屋頂的溫度低20℃左右。如果日本的所有建築的屋頂都進行綠化,因少開空調而節約的電能,足夠少開一個核電站。

4設計

原則
屋頂花園不同於一般的花園,這主要由其所在的位置和環境決定。因此在滿足其使用功能、綠化效益、園林美化的前提下,必須注意其安全和經濟方面的要求。
屋頂花園的設計和建造要巧妙利用主體建築物的屋頂、平台、陽台、窗檯、女兒牆和牆面等開闢綠化場地,並使之有園林藝術的感染力。
由於屋頂花園的空間布局受到建築固有平面的限制和建築結構承重的制約,與露地造 園相比,其設計既複雜又關係到相關工種的協同,建築設計、建築構造、建築結構和水電等工種配合的協調是屋頂花園成敗的關鍵。由此可見,屋頂花園的規劃設計是一項難度大、限制多的園林規劃設計項目。
1、經濟、實用性原則
建造屋頂花園一定要做好概預算,必須結合實際情況,作出全面考慮,最大限度地為業主省錢,同時屋頂花園的後期養護也要做到養護管理方便,並且節約施工與養護管理的人力物力,最大限度的為業主省錢。
業主營造屋頂花園的目的就是要在有限的空間內進行綠化、造景,為自己創造一個環境優美的生活空間,提高生活質量、文化品位,因此該設計方案將運用因地制宜、以人為本的設計理念,並結合周圍環境、時代特色,考慮業主的個人想法和要求,為其營造出一個個性鮮明的私密空間,同時把綠化放在首位,堅持以綠為主,綠化率將達到50%以上。
2、安全、持續性原則
在地面建花園基本上可以不考慮其重量問題,但是在屋頂建花園就必須注意屋頂的安全指標,一是屋頂自身的承重問題,二是施工完成後各種新建園林小品的均布荷載和各種活荷載對屋頂承重造成的安全問題,三是防水處理的成敗直接影響屋頂花園的使用效果和建築物的安全。
首先屋頂樓板的承載能力是建造屋頂花園的前提條件(國標規定:設計荷載在200Kg/m2以下的屋頂不宜進行屋頂綠化,設計荷載大於350Kg/m2的屋頂,根據荷載大小,除種植地被、花灌木外,可以適當選擇種植小喬木),如果屋頂花園的附加重量超過樓頂本身的荷載,就會影響整個樓體的安全,因此在設計前必須對建築本身的一些相關指標和技術資料做全面而細緻的調查,認真核算。
其次屋頂防水層一般採用柔性卷材防水和剛性防水的做法(見圖2,圖3),來達到防水效果,但是不論採取何種形式的防水處理,都不可能保證100%的不滲漏,而且在建造施工過程中,還極有可能會破壞原防水層。因此該設計方案將通過使用新型防水材料,提高防水層施工質量和施工過程中儘可能不損傷原屋頂防水層的方法來增強原屋頂和建成后屋頂花園防水層的防水能力和使用壽命。
3、美觀、環保性原則
屋頂花園的主要功能就是為業主提供一個環境優美的休息娛樂場所,由於在屋頂建花園存在種種問題(如承重、面積大小、遠離地面、植物生存條件苛刻等),這就要求屋頂花園在形式上應該小而精,力求精美,給人以輕鬆、愉悅的感受,同時注意環保,即在後期養護管理過程中,枯枝落葉要就地處理並加以利用,節約用水,可利用魚池水來進行澆灌,盡量使用可以降解的垃圾帶,盡量少用或不用農藥,特別是劇毒農藥。原則
屋頂花園
精美特色
屋頂花園要為人們提供優美的遊憩環境,因此,它應比露地花園建造得更精美。屋頂花園的景物配置、植物選配均應是當地的精品,並精心設計植物造景的特色。由於場地窄小,道
屋頂花園

  屋頂花園

路迂迴,屋頂上的遊人路線、建築小品的位置和尺度,更應仔細推敲,既要與主體建築物及周圍大環境保持協調一致,又要有獨特的園林風格。
防水
防水處理的成敗直接影響屋頂花園的的使用效果及建築物的安全,一旦發現漏水,就得部分或全部返工。所以防水層的處理是屋頂花園的技術關鍵,也是人們最為關注的問題。
屋頂花園

5漏水原因

無論是原設計建造屋頂花園,或是在已建房屋的可上人屋面頂上增建屋頂花園,
屋頂花園

  屋頂花園

在建造過程中和建成后的日常使用中,均易破壞屋頂的防水和排水系統,造成屋頂漏水。原因如下:
漏水隱患
屋頂上建造屋頂花園尚且可能漏水,而在較容易出現漏水的屋頂防水層上進行多項園林工程施工,這就更容易造成屋頂防水層破壞而導致漏水。即使不打洞穿孔或埋設固定鐵件,如不精心施工,仍會破壞屋頂防水和排水構造,造成屋頂漏水。進行栽植有時也會破壞防水層,比如填土時用的鏟子有可能會破壞防水層。
排水系統
建造屋頂花園,必須進行二次防水處理。首先,要檢查原有的防水性能:封閉出水口,再灌水,進行96小時(4天4夜)的嚴格閉水試驗。閉水試驗中,要仔細觀察房間的滲漏情況,有的房屋連續閉水3天不漏,第四天才開始滲漏。若能保證96h不漏,說明屋面防水效果好。這種防水效果,也只適用於非屋頂花園的情況。防水層是保證屋頂不漏的關鍵技術問題,但屋頂防水和排水是一個問題的兩個
屋頂花園

  屋頂花園

方面,因此還必須處理好屋頂的排水系統。在屋頂園林工程中,種植池、水池和道路場地施工時,應遵照原屋頂排水系統,進行規劃設計,不應封堵、隔絕或改變原排水口和坡度。特別是大型種植池排水層下的排水管道,要與屋頂排水口配合,注意相關的標準差,使種植池排水層下的排水管道,要與屋頂排水口配合,注意相關的標高差,使種植池內的多餘灌水能順暢排出。
施工質量
屋頂花園的防水處理方法主要有剛、柔之分,各有特點。由於蛭石栽培對屋蓋有很好的養護作用,此時屋頂防水最好採用剛性防水。宜先做塗膜防水層,再做剛性防水層,其做法可參照標準設計的構造詳圖。剛性防水層主要是屋面板上鋪50mm厚細石混凝土,內放ф4@200雙向鋼筋網片1層(這種做法即成整築層),所用混凝土中可加入適量微膨脹劑、減水劑、防水劑等,以提高其其抗裂、抗滲性能。這種防水層比較堅硬,能防止根系發達的喬灌木穿透,起到保護屋頂的作用,而且使整個屋頂有較好的整體性,不宜產生裂縫,使用壽命也較長,比柔性卷材防水層更適合建造屋頂花園。屋面四周應設置磚砌擋牆,擋牆下部設泄水孔和天溝。當種植屋面為柔性防水層時,上面還應設置1層剛性保護層。也就是說,屋面可以採用1道或多道(複合)防水設防,但最上面一道應為剛性防水層,屋面泛水的防水層高度應高出溢水口100mm。
剛性防水層因受屋頂熱脹冷縮和結構樓板受力變形等影響,宜出現不規則的裂縫,而造成剛性屋頂防水的失敗。為解決這個問題,除30~50㎜厚的細石混凝土中配置鋼絲或鋼筋網外,一般還可用設置浮築層和分格縫等方法解決。所謂浮築層即隔離層,將剛性防水層和結構防水層分開以適應變形的活動。構造做法是在樓板找平層上,鋪1層干氈或廢紙等以形成一隔離層,然後再做乾性防水層。也可利用樓板上的保溫隔熱層或沙子灰等鬆散材料形成隔離層,然後再做剛性防水層。乾性防水層的分格縫是根據溫度伸縮和結構梁板變形等因素確定的,按一定分格預留20㎜寬的縫,為便於伸縮在縫內填充油膏膠泥。需要注意的是:由於剛性防水層的分格縫施工質量往往不宜保證,除女兒牆泛水處應嚴格要求做好分格縫外,屋面其餘部分可不設分格縫。屋面剛性防水層最好一次全部澆搗完成,以免滲漏。防水層表面必須光潔平整,待施工完畢,刷2道防水塗料,以保證防水層的保護層設計與施工質量。要特別注意防水層的防腐蝕處理,防水層上的分格縫可用「一布四塗」蓋縫,並選用耐腐蝕性能好的嵌縫油膏。不宜種植根系發達,對防水層有較強侵蝕作用的植物,如松、柏、榕樹等。
體會總結
(1)建築防水觀念應該轉變。首先要提高防水技術重要性的認識。建築技術和裝修標準在不斷提高,而國內建築防水的標準卻有所下降。過去屋面防水工程構造價約佔工程造價的5%~10%,卻降為2%左右。國外建築防水概念已在轉變,即不是只考慮一次性造價,而是綜合考慮防水工程造價和使用期,並且更加強調使用功能的提高。
(2)重視防水設計與施工工藝、防水材料與結構及基層、施工時間與環境之間的匹配、協同和優化,以求得最佳的防水效應。因此,在建築屋面的各項與屋頂防水層有關的設施時,均要在屋頂建築結構施工圖中給予表達,並有明確的防水構造做法。
(3)合理的選材是達到技術經濟綜合效果的關鍵。其主要原則是根據建築物重要性選擇其結構、地理位置、氣候條件、防水等級、防水層構造、防水部位和細部構造等;根據當地的氣候特徵選擇防水材料;根據防水材料的性能、防水等級的要求,確定防水層的厚度。防水材料品種繁多,產品質量差異很大。設計人員應充分了解這些材料的性能,正確的選擇優質的防水材料,組成既經濟合理,又能充分發揮效果的防水層。大型工程的屋面,特別是高層建築的屋面應選用高檔或中高檔的防水材料,使它與建築物的等級、標準相適應。
防水是屋頂花園安全工作的核心。防水是屋頂花園安全工作的核心。防水工程質量與設計施工和材料3方面都有密切關係。材料為基礎,設計為前提,施工為關鍵。為了搞好屋頂花園的防水工程,我們必須選擇質量可靠的防水材料,作出合理的構造,並把好施工質量關。

6植物配置

植物選擇
屋頂自然環境與地面、室內差異很大,高屋樓頂風大,夏季炎熱而冬季又寒冷,陽光充足,易造成乾旱。因此,一般應選擇陽性的、耐旱、耐寒的淺根性植物,還必須屬低矮、抗風、耐移植的品種。常見的有黑松、羅漢松、瓜子黃楊、大葉黃楊、雀舌黃楊、錦熟黃楊、珊瑚樹、棕櫚、蚊母、絲蘭、梔子花、巴茅、龍爪槐、紫荊、紫薇、海棠、臘梅、壽星桃、白玉蘭、紫玉蘭、天竺、杜鵑、牡丹、茶花、含笑、月季、橘子、金橘、茉莉、美人蕉、大麗花、蘇鐵、百合、百枝蓮、雞冠花、枯葉菊、桃葉珊瑚、海桐、構骨、葡萄、紫藤、常春藤、爬山虎、六月雪、桂花、菊花、麥冬、蔥蘭、黃馨、迎春、天鵝絨草坪、荷花等。可因時因地區確定使用材料。
對於屋頂花園上,栽培的介質也有一定要求,一般選用輕質材料,如蛭石、鋸末、蚯蚓土等等,也可自制一些介質。
綠地排水
屋頂花園綠地排水有內、外排水之分。外排水是指綠地培植土過飽和的水分直接排到屋面,這種方式經濟、簡單,但容易污染屋面。內排水則是把綠地培植土過飽和的水分經過濾後排到天溝或通入室內排水系統。
屋頂花園
培植土的厚度一般取決於承重樓板的允許荷載,並考慮所用材料的容重和維護綠化的狀況。經常行走的草坪土層厚度一般為20~25厘米;灌木土層厚度為40~50厘米;喬木土層厚度為110厘米。用喬木綠化,培植土要有適當的體積,這比適當的厚度更為重要。有時可把草坪、灌木和喬木的培植連起來,作成小土坡。為了盡量減輕培植土的重量,並有利於植物的生長,培植土裡要摻入減輕培植土重量的材料,如泡沫塑料製品、珍珠岩等。

設置水池

屋頂花園水池多是淺水池,水深一般為30~50厘米。屋頂花園水池的進水、排水、溢流、循環水等工程和地面花園水池的基本相同。屋頂水池殼築在結構板面、防水層和保護層的上面,一般為鋼筋混凝土結構,也可採用玻璃鋼等材料以減輕重量。由於池殼一般是築在平屋頂上的,所以池壁與屋頂平面形成一定高差,為了使水池和周圍環境自然結合,可在池邊蓋架空板或填上輕質混凝土以平池岸,收貼水景效;也可結合池壁組織綠化或砌築坐椅。也有在水池駁岸砌景石,塑樹樁、竹樁或瀕臨水際鋪卵石灘,以增加野趣。

屋頂花園設計欣賞

屋頂花園設計欣賞

7植物選擇

① 選擇耐旱、抗寒性強的矮灌木和草本植物。由於屋頂花園夏季氣溫高、風大、土層保濕性能差,冬季則保溫性
屋頂花園植物

  屋頂花園植物

差,因而應選擇耐乾旱、抗寒性強的 植物為主,同時,考慮到屋頂的特殊地理環境和承重的要求,應注意多選擇矮小的灌木和草本植物,以利於植物的運輸、栽種和管理。
② 選擇陽性、耐瘠薄的淺根性植物。屋頂花園大部分地方為全日照直射,光照強度大,植物應盡量選用陽性植物,但在某些特定的小環境中,如花架下面或靠牆邊的地方,日照時間較短,可適當選用一些半陽性的植物種類,以豐富屋頂花園的植物品種,屋頂的種植層較薄,為了防止根系對屋頂建築結構的侵蝕,應盡量選擇淺根系的植物。因施用肥料會影響周圍環境的衛生狀況,故屋頂花園應盡量種植耐瘠薄的植物種類。
③ 選擇抗風、不易倒伏、耐積水的植物種類。在屋頂上空風力一般較地面大,特別是雨季或有颱風來臨時,風雨交加對植物的生存危害最大,加上屋頂種植層薄,土壤的蓄水性能差,一旦下暴雨,易造成短時積水,故應儘可能選擇一些抗風、不易倒伏,同時又能耐短時積水的植物。
④ 選擇以常綠為主,冬季能露地越冬的植物。營建屋頂花園的目的是增加城市的綠化面積,美化「第五立面」,屋頂花園的植物應儘可能以常綠為主,宜用葉形和株形秀麗的品種,為了使屋頂花園更加絢麗多彩,體現花園的季相變化,還可適當栽植一些色葉樹種;另在條件許可的情況下,可布置一些盆栽的時令花卉,使花園四季有花。
⑤ 盡量選用鄉土植物,適當引種綠化新品種。鄉土植物對當地的氣候有高度的適應性,在環境相對惡劣的屋頂花園,選用鄉土植物有事半功倍之效,同時考慮到屋頂花園的面積一般較小,為將其布置得較為精緻,可選用一些觀賞價值較高的新品種,以提高屋頂花園的檔次。

8著名案例

加拿大溫哥華費爾蒙特海濱酒店屋頂花園
芝家哥城市酒店的屋頂花園
紐約帝國大廈屋頂花園
新加利福尼亞科學院大樓屋頂花園
瑞士草皮屋頂
德國司圖加特屋頂花園
法蘭克福國際機場屋頂花園
倫敦舊式排房屋頂花園
倫敦新拉班舞蹈中心屋頂花園
曼哈頓公寓屋頂花園
美國製造業中心密歇根州工廠綠屋頂
美國俄勒岡州西爾佛頓的俄勒岡州花園的綠屋頂
加利福尼亞卡梅爾屋頂花園
日本東京帝國飯店屋頂花園
日本難波公園
溫哥華水族館屋頂花園
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