屋頂花園建造技術探討

張成林

（河南省駐馬店市園林管理局南海公園，河南 駐馬店 463000）

1 引言

屋頂花園一般建于建筑物的結構樓板、保溫隔熱層和屋頂防水層之上，它與普通屋頂不同之處是增加了為植物生長所必需的構造作法。屋頂花園種植區層面剖面分層自上往下為植被、種植土層、過濾層、排水層、蓄水層、防水層、保溫隔熱層和結構樓蓋層等，具有改善城市生態環境，豐富城市景觀，調節人們的心理和視覺感受，及改善建筑屋頂的物理性能等作用。

2 屋頂花園設計分析

2.1 屋頂花園植物的選擇

屋頂花園植物的選擇要注意影響植物生長的各種不利因素，全面考慮種植條件、種植土類型與深度、水分狀況、空氣污染情況等因素，同時考慮植物本身的體態、色彩效果、質感、成長速度等。屋頂花園選擇的植物應具有植物品種強壯并具有抵抗極端氣候的能力；適應種植土淺薄、少肥的特性；能忍受干燥或潮濕積水的品種；能忍受夏季干熱風和冬季可露地越冬的品種；能抗屋頂大風的品種；能抵抗空氣污染并能吸收污染的品種；容易移栽成活、耐修剪、生長較慢的品種；較低的管理養護要求。

2.2 人工合成種植土

屋頂花園的種植土關系到植物能否健壯生長發育和房屋結構承重等問題，為此種植土要選用經過人工配置的新型基質，既要含植物生長發育所必須的各類元素，又要比露地耕土容重小。種植土應滿足重量輕、持水量大、通風排水性好、營養適中、清潔無毒、材料來源廣且價格便宜等要求。

國內外用于屋頂花園的人工配制種植土種類很多。日本采用人工輕質土壤，其土壤與輕質骨料（蛭石、珍珠巖、煤渣和泥炭等）的體積比為3∶1，其容重為1 400kg／m3；美國和英國的人工種植土成份為沙土、腐殖土、人工輕質材料等，其容重在1 000～1 600kg／m3之間。

國內在20世紀80年代后建造的屋頂花園，采用的人工種植土的容重為780～1 600kg／m3；上海同濟大學則采用蛭石、珍珠巖、發酵木屑等混合配制的輕質種植土其容量也比一般耕土輕；近年來國內采用城市垃圾堆肥，經過嚴格消毒、篩選和腐熟，混合成具有通氣好，排水性好，有一定保溫性的輕質種植土，其容重僅有670kg／m3。

無論采用何種材料和配合比組成的人工種植土，均應根據其實際容重的大小和種植土層的厚度折算成每平方米的荷重施加在屋頂結構板上。

2.3 過濾層

人工種植土是用多種材料混合而成，為防止種植土其中較小的土顆粒和骨料隨植物澆灌而流失及堵塞排水管道系統，必須在種植土的底部鋪設一道用各種材料制成的，防止細小顆粒流失的過濾層。

過濾層的材料應是既能透水又能隔絕種植土中的細小顆粒，而且經久耐用造價低廉的材料。如1959年美國加州凱澤中心大廈屋頂花園種植區，過濾層采用30mm厚的稻草；日本用50mm厚粗沙層做過濾層；我國多根據當地材料選用，有的采用50mm厚細爐碴做過濾層；北京長城飯店和首都賓館屋頂花園均采用玻璃纖維布做過濾層，效果良好。

2.4 排水層

屋頂花園的排水層設在防水層之上、過濾層之下。設置排水層，是為了改善屋頂人工合成土壤的通氣狀況及儲存多余水以備利用。經驗表明：種植區內設置排水層可使各類植物健壯的生長發育。

排水層材料的選擇應滿足通氣、排水、儲水和輕質等要求。國內外多采用輕質骨料，骨料間有較大孔隙，既可以通氣、排水，又可減輕排水層的自重，對樓蓋承重有利。通常是在過濾層下做100～200mm厚輕質骨料鋪成的排水層，骨料可用陶粒，礫石和焦碴等。屋頂種植土下滲水和雨水，通過排水層排入屋頂的暗溝或管網。

3 屋頂花園的防水構造

3.1 革新防水構造設計

隨著新材料、新技術的發展，防水層在構造設計上要適應使用功能上的要求。在總結傳統防水體系經驗的基礎上，應迅速開展新型防水體系的研究工作。單純從材料性能和施工工藝上改進是不夠的，新型防水體系構造設計才是根本性的解決屋頂漏水的積極方法。如大型預制三合一（承重、保溫、防水）板材的推廣使用，以及結合結構構件的自防水技術的研究等。新型防水體系要經過全面的技術經濟分析和實用階段的考驗才能推廣使用。

3.2 防水材料與防水層施工

3.2.1 雙層防水層

首先鋪一層預應力剛性防水層，即二層玻璃布和涂五層氯丁防水膠（二布五膠），然后在上面澆筑4cm厚的細石混凝土，內配φ64的雙向鋼筋，做成剛性防水層。

3.2.2 硅橡膠防水涂膜處理

在層頂上鋪上硅橡膠涂膜。使用之前要先把屋頂用水泥砂漿修補平整，確保表面無粉化、起砂等現象，這種方法尤適用于大面積的屋頂防水處理。

3.2.3 防水層的施工

無論采用哪種防水材料，現場施工操作的質量好壞是關系到屋頂花園成敗的關鍵。因此，在屋頂花園防水層施工時，必須制定嚴格的操作規程，處理好防水材料與結構樓蓋上的水泥砂漿找平層的粘結，防水層本身的接縫處理，特別在平面高低變化處，轉角及陰陽角的局部處理。各類新型防水層的施工操作，均應把傳統的熱操作改為冷操作。對施工季節和風雨的影響也應特別注意。

3.3 屋頂花園的荷重與安全

屋頂造園的先決條件是建筑物屋頂能否承受由屋頂花園的各項園林工程所增加的荷載。由于屋頂上要建造植物種植池、山石、水池及園林小品等。對于新建屋頂花園，只需按屋頂花園的各層構造做法和設施，計算出按1m2面積上折合的荷載量，來進行結構梁板、柱、基礎等的結構設計即可；對于在原有平屋頂上改建屋頂花園，則應根據原有建筑的屋頂構造、結構承重體系、抗震級別和地基基礎、墻柱及梁板的構件承載力，進行逐項的結構驗算，才能確定該屋頂能否增建屋頂花園。

3.3.1 屋頂花園的各類荷重

（1）屋頂花園的活荷載。按照現行荷載規范規定，上人平屋頂的活荷載為150kg／m2；對于一些大型公共建筑，可供集體活動并可為盛大節日觀看煙火晚會的屋頂花園，它的屋頂活荷載應高于150kg／m2，一般采用250～350 kg／m2為宜。考慮活荷載的部位，除屋頂花園的走道，休息場地外，屋頂種植區也可按屋頂活荷載數值取用，自然，這部分活荷載應包括各類植被花卉等種植物本身的荷重。

（2）屋頂花園的靜荷載。除了可變動的活荷載外，屋頂花園的靜荷載包括植物種植土、排水層、防水層和一般屋頂相同的保溫隔熱層及結構自重等，還有屋頂花園中常設置的山石、水體、廊架等重量，這些荷重基本是固定不變的數值，均可將它們各自實際重量按靜荷載計算。

種植土荷重在屋頂荷載中所占的比例最大，但由于它不是在整個屋頂上平面分布，因此對種植土的厚度要求如下：植被草皮15～30cm；花卉灌木30～60cm；淺根喬木60～90cm；深根喬木90～150cm。同時還可根據建筑結構平面的梁柱布置和花園的平面布局結合考慮，盡量把種植土較厚的種植區和山石等布置在主梁、柱、承垂墻等主要承重構件之上或附近，以利荷載傳遞并可減少構件的截面和配筋。

3.3.2 選擇輕質材料，減輕屋頂荷載

（1）輕質建材。包括小型空心砌塊、加氣混凝土砌塊、輕質墻板、鋁合金材料、塑料板材等。這些材料具有自重輕、耐磨、耐腐蝕等優點，有些還有透水、透氣等優點，利于植物的根系生長。

（2）輕質栽培介質。包括蛭石、珍珠巖、稻殼、花生殼、聚氨酯泡沫等。這些材料極輕，但缺乏植物生長所需的養分。因此可把它們同腐殖、泥炭土等混合，再加入骨粉等物質，高溫腐熟后進行土壤消毒，便可用于屋頂之上。

（3）輕質保溫隔熱材料。采用10cm加氣塊保溫層或JG系統瀝青珍珠巖保溫隔熱防水材料，替代舊有焦碴保溫材料，可減輕荷重約100kg／m2，對于技術上將原有平屋頂改建屋頂花園創造了有利條件。

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［3］余曉君.淺議屋頂花園設計與施工實踐［J］.新農村，2011（3）：209.

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