基于低碳理念的屋頂花園設計綜述

摘要：屋頂綠化是低碳節約型城市綠化建設的一種有效方式，不但可以彌補城市綠化用地不足，還能夠實現節能減排、調節氣候、節約寶貴的城市用地、增加綠量、改善室內熱環境等問題，對于發展低碳經濟具有舉足輕重的作用。本文強調低碳理念的屋頂綠化的經濟效益、生態效益以及社會價值，同時介紹其在國外與國內的實施現狀以及政策規范，進而提出我國當前屋頂綠化普遍存在的一些問題。

關鍵詞：低碳 屋頂綠化 現狀

1 概述

隨著城市化的快速進程，我國城市人口密度不斷增加。同時城市中心區的“熱島效應”明顯增強，整個生態環境都在不斷惡化。在這種情況下，人們開始積極探索各種低碳途徑，以減少地球負荷。低碳節約型城市綠化建設就是其中一種方式。而屋頂綠化不但可以有效地彌補城市綠化用地不足，還能夠實現節能減排、調節氣候、節約寶貴的城市用地、增加綠量、改善室內熱環境等問題。

2 低碳型屋頂花園建設的現代意義

2.1 生態效益 ①增加綠色空間結構和保護城市生物多樣。市區綠地面積及其空間結構，影響著市區的生物多樣性。屋頂綠化是城市綠色空間的重要組成部分，它是維持和保護生物多樣性的重要場所，特別對鳥類更是如此。②保溫隔熱，節省能耗。通過計算，如果將總量的30%進行屋頂綠化，北京市將可以節約能耗約1500萬元/天。③緩解水土流失。綠化后的屋頂雨水排放量大大減少，一般只有30%的雨水流入地下管網，剩余的雨水全部儲存在屋頂綠化植物中，之后通過蒸發和植物蒸騰作用擴散到大氣中，從而可以控制水土流失。④緩解城市熱島效應。大量植物有利于吸收城市熱量，調節城市氣溫平衡。⑤凈化空氣。根據研究表明，花園式屋頂綠化年平均滯塵量為12.3g/m2；佛甲草簡單式屋頂綠化年平均滯塵量為8.5g/m2。可見屋頂綠化對于吸附和凈化灰塵有著很大的功效，對于城市空氣的凈化起到良好的效果。⑥降低噪聲污染。屋頂綠化至少可以減少3分貝噪聲，同時隔絕噪聲效能達到8分貝。

2.2 經濟效益 ①延長建筑結構及建筑材料壽命。據北京市園林科學研究所的研究，裸露屋頂表面年最大溫差可達到58.2℃，而綠化屋頂表面年最大溫差僅為29.2℃。②雨水回收利用。屋頂綠化可有效截留雨水，緩解城市雨洪壓力；花園式屋頂綠化可截留雨水64.6%；簡單式屋頂綠化可截留雨水21.5%，屋頂綠化平均可截留雨水43.1%，這些都可以加以回收再利用。

2.3 社會效益 ①生理、心理效果調節作用。綠化植物能夠對人體的生理和心理產生一定的解壓作用。②防火抗震作用。植物在出現火災時具有火災蔓延隔離帶作用，可阻擋和延長火災的蔓延速度。另外屋頂綠化對于建筑結構的減震也具有一定的作用。

3 屋頂花園建設與研究的現狀

3.1 國外現狀

3.1.1 德國。①據2003年統計，德國30～40%的新建屋面為種植屋面，且主要是拓展型的屋頂綠化，其特點就是覆土量少，后期維護管理成本較低。②德國的屋頂綠化是被政府納入到整個城市的規劃建設當中的，其綠化覆蓋整個城市屋頂區域。③新技術研發方面，其主要成果有景天科植物的研究與推廣、防植物根穿刺的防水層或者是單獨的隔根層的研發等。

3.1.2 日本。①屋頂綠化模式選擇問題。已形成因地制宜，不同荷重、不同氣候特點選擇對應的屋頂種植模式。舊房改造項目選擇最輕薄的人工基質層，根系最淺的景天科植物等建成粗放型屋頂綠化；較新建的建筑屋頂可選擇基質層可較厚一些，植物種類也可延伸至部分花卉類及較淺根系的植物建成介于粗放型與花園式之間的屋頂綠化。②基質問題。日本研發的人工輕量土栽培技術目前處于世界領先水平，主要有自然土壤法、改良土壤法、人工輕量法和薄層人工輕量法這幾種。③構造技術問題。近年來研制了新的滲排水板材，這種排水板具有對上部土層的支撐作用，它的多孔結構還能將土層中多余的水滲漏到板層下并通過排水管排走。

3.2 國內現狀 我國的屋頂綠化還處于起步階段，且沒有太多相關法律與政策支持。僅在南方個別省市和地區有所發展和建造，真正按規劃設計建造的較大型屋頂綠化尚屬個別。

4 目前我國屋頂花園建設面臨的問題

4.1 屋頂綠化成本問題 與普通綠化相比成本相對較高，一般為地面綠化的3-5倍。

4.2 綠化載荷數據計算的精確度問題 屋頂綠化荷載計算方法忽視了植物自身的重量，隨著綠化植物的成長，重量動態變化，荷載相應增加，結構材料的斷面也不斷增大，容易出現事故。

4.3 應用范圍有限問題 目前我國各城市屋頂花園95％以上建造在高層建筑的群房屋頂上，居住區平屋頂偶有應用，在改造屋頂上應用較少，在坡屋頂上僅有少量的示范性應用。

4.4 防水系統問題 屋頂綠化的重中之重是防水，一旦防水層出現問題，將給建筑物帶來很大的傷害。

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課題來源：基于低碳理念的屋頂花園設計。項目編號：KJ12313。