我國屋頂農場的現狀分析與關鍵技術研究

廖妍珍

近兩年,一個叫開心農場的網絡游戲橫掃全國,男女老少網迷都愛上了“網絡農場”。同時,一些市民將網絡游戲搬到了現實生活中,他們利用屋頂空地,開拓出菜地,打造起現實生活中的“開心農場”。近幾年城市的快速擴張,人口高密度聚集,導致地面綠化用地的嚴重緊缺,建筑的“第五面”屋頂空間逐漸被人們發掘利用,并且成為城區發展空間特色綠化的一條有效途徑。

1 屋頂農場的內涵

屋頂農場,顧名思義就是在各種建筑物的屋頂平臺種植花草、蔬菜和瓜果,其目的是利用有限的空間增加城市綠化量,其價值不僅體現在能美化生活環境和改善空氣質量,同時它還能給人們帶來數量可觀的綠色食品。

2 我國屋頂建造的現狀分析

我國屋頂建造技術起步較晚,于20世紀60年代才開始研究屋頂的花園和綠化技術,經過幾十年的努力,部分大城市的屋頂建設已初見成效,國內經濟發達的城市已將屋頂綠化建設列入城市規劃之中。例如北京,2004年～2008年《北京市城市環境建設規劃》要求,北京市的高層建筑中30%要進行屋頂綠化,多層建筑中60%要進行屋頂綠化。從2006年～2008年,北京市計劃以每年25萬m2～30萬m2的速度進行屋頂綠化建設。截至2009年,全市屋頂綠化總面積為100多萬平方米。2009年7月1日,深圳通過政府公報發布并實施《屋頂綠化設計規范》標準,稱屋頂綠化要保證有足夠的綠化面積,其中簡單式屋頂綠化種植面積宜大于85%以上,花園式屋頂綠化面積宜大于60%。目前深圳城市屋頂綠化面積已經超過100萬m2,總量居全國大城市前列。上海市2005年2月對屋頂綠化給予法律支持,把其納入《上海市綠化管理條例》,成為我國第一個以立法形式規范屋頂綠化的城市。盡管目前屋頂綠化技術趨于成熟,但大量的屋頂綠化在建成后的使用過程中仍然存在許多的問題,這集中體現在我國地區發展不平衡,政府和行政主管部門關注不夠,技術推廣不利,成本過高等,由此可見屋頂農場在我國城市推廣應用步履艱難,進展緩慢。以上海為例,偌大的上海市有2億多平方米屋頂,目前綠化面積僅12余萬平方米,可謂“滄海之一粟”。

3 屋頂農場的意義

1)屋頂農場綠化相對地面綠化投資少,見效快,立足于現有土地條件,開拓城市綠化空間,美化城市景觀,是完善城市地面,空間綠化布局的重要手段。2)屋頂農場對雨水的截留效應,可以蓄存60%～70%的天然降雨,可以減緩城市水澇,同時通過植物的蒸騰作用,改善生態環境。3)屋頂農場具有夏季隔熱,降溫,冬季保暖的作用,能夠減少空調的使用,有利于節約電力資源。4)保護防水層和建筑屋頂結構,有利于延長屋頂建材乃至整體建筑的使用壽命。5)屋頂農場種植物具有維持大氣中氧氣和二氧化碳平衡,吸滯塵埃,吸收有毒有害氣體,殺菌等凈化空氣的作用。6)屋頂農場作物收獲之后或者是自家吃,或者是賣,投資不多,還會帶來少許的收入。

4 屋頂農場關鍵技術的研究

1)屋頂農場的種植選擇。我國氣候南北差異較大,選擇瓜果蔬菜,植物的品種也大不相同,在選種與種植過程中,應根據地區實際情況,以鄉土植物為主,由于屋頂的生態環境與地面有明顯的不同,光照,溫度,濕度,風力等隨著層高的增加而呈現不同的變化,所以用于屋面種植的花草瓜果材料比地面使用的植物材料要嚴格。一般來說,需選擇一些適應性強,長日照的淺根性小喬木以及喜光照、淺根系、耐旱、耐寒、耐熱、抗風、抗病蟲害性強、抵抗空氣污染并能吸收空氣污染物,具有較低的養護管理要求,適于粗放管理的灌,草,花,藤類植物。從北京的氣候條件出發,屋頂綠化植物一般選擇爬蔓攀緣植物。2)屋頂農場的荷載分析。屋頂面板的質量標準應符合國家有關的結構設計與施工范圍要求。一般情況下,要求提供350 kg/m2以上的外加荷載。在具體設計中,除考慮屋面靜荷載外,還應考慮非固定設施,人員數量流動,外加自然力等因素。屋頂農場的形式應考慮房屋結構,設計時以屋頂允許的荷載重量為依據,屋頂允許荷載重量需大于種植層最大濕度重量,排水物質重量,植物重量,以及其他物質重量,其中植物荷載的計算相對缺乏準確性,因為植物存在自身生長所帶來的質量動態變化,而且不同種類和大小的植物重量差異較大,一般植物的質量能依照經驗值進行估算。只有了解所有種植的特性,才能設計出不同功能的農場。3)屋頂農場的栽培基質。種植介質是屋面種植的植物賴以生長的土壤層,不同的土壤和植物材料給屋頂增加的平均荷載也不同。傳統的土壤不僅重量重,而且容易流失,如果土層太薄則極易迅速干燥,對植物的生長發育不利,在刮風的情況下,容易造成城市的二次污染;如果土層厚一些,滿足了植物生長,但屋頂承受不住。因此,為了減輕綠化對屋頂的負荷,通常在建設屋頂綠化時選用保水保肥,不板結的輕質土,并將土層厚度控制在最低限度。4)屋頂農場的防滲漏措施。由于屋頂綠化中植被下面長期保持濕潤,并且有酸,堿,鹽的腐蝕作用,會對防水層造成長期破壞。同時,植物的根系會侵入防水層,破壞房屋屋面結構造成滲漏。所以,防滲漏是實施屋頂綠化必須解決的前提技術條件。屋面防水需保證長時間的防滲透和安全使用,防滲材料的選擇需符合國家使用要求和標準,應選擇高溫不流淌、低溫不碎裂、不易老化、防水效果較好的防水材料。近年來,防水材料層出不窮,如已投入屋頂施工的有三元乙丙卷材,國外還嘗試用中空類的泡沫塑料制品作為綠化土層與屋頂之間的良好排水層和填充物,無論采用哪種形式和材料,均應在做屋頂防水層時妥善處理好其節點構造,特別要注意與土壤的連接部分和排水溝水流的終止部分。5)屋頂農場的安全防護。屋頂農場種植場地較為特殊,屋頂層高,風大等都是造成危險的潛在因素,因此建議于屋頂種植物周邊設置安全護欄,防止人身傷害和高空墜物,且護欄高度不得低于1.1 m;確保屋頂水的流向和排水口的通暢,防止屋面積水;對配電系統應防止漏電,考慮用電安全。

5 結語

屋頂種植是一項系統的工程,涉及面較寬,有植物種植、建筑防水、建筑節能保溫、建筑施工、植物病蟲害學、建筑維護與管理等多方面的內容,因此,屋頂種植須謹慎,應該盡量交專業公司進行設計與施工,包括后期的維護,以免帶來不必要的損失。近幾年來,屋頂種植技術雖然取得了非常快的發展,但在關鍵技術和產品的檢驗及評價方法上,我們與國外存在一定的差距,需要依靠大家的努力,共同創造屋頂種植的春天。

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