屋頂綠化設計探討

和曉艷

(南京林業大學，江蘇 南京 210037)

近年來，隨著人們對生態環境和可持續發展意識的逐漸增強，屋頂綠化逐漸被人們所熟悉。因此，屋頂綠化作為一種新興的園林化手段得以迅速發展。為城市大量閑置的未得到充分利用的平面屋頂提供了經濟便捷的途徑，成為利用城市屋面空間的有效方法。

1 我國屋頂綠化現狀

屋頂綠化作為新的綠源，我國很多城市認識到其對城市環境的重要影響。但是，屋頂綠化在我國發展多年來一直沒有建立一個統一的行業標準模式和規范的施工工藝，致使屋頂綠化在實際操作過程中暴露出許多缺點與不足，例如屋頂荷載超標，不能長時間的抗滲防漏，建造成本較高，植物配置不合理，土壤流失，水環境污染等問題。隨著對屋頂科學技術的研究和在屋頂綠化建造中的不斷實踐，這些問題將會逐步得到改善和解決。我國在2010年上海召開的世博會的園林建設中，對屋頂綠化也進行了新的探索與實踐。在園區的建設中運用了生態與環保技術，設計了可上人的屋頂綠化景觀:屋頂綠化的建造使建筑物的能耗大大降低，并能通過屋頂植物的蒸騰作用調節室內溫度。在夏季，屋頂綠化達到一定規模就能降低建筑區域的溫度，改善建筑小氣候。結合建筑設計的服務性，園區有效地將屋頂做成可上人的綠化景觀設施，將屋頂綠化與活動、休閑娛樂結合在一起，增加了人員逗留，休憩的平臺空間[1]。

2 屋頂綠化的功能

屋頂綠化能有效的增加城市綠地面積，改善城市居民的居住環境條件，提高人民的生活質量，改善日益惡化的城市空間環境，改善城市道路和硬質鋪裝取代了大部分的自然土地和植物的現狀，同時對改善城市生態效應、美化城市環境都有著極其重要的意義。

2.1 保護建筑物屋頂構造，延長屋頂使用壽命

對于平屋頂建筑來說，屋頂承受了超過100℃的年均溫差和超過日均60℃的溫差，所以屋頂構造的破壞在大多數情況下是由屋頂防水層溫度應力引起的。一般情況下，紫外線輻射和較高的臭氧層比率都是加速防水層老化的主要原因，最終逐漸導致屋頂材料的收縮、裂縫、損壞而形成滲漏[7]。如果在屋頂建造了屋頂綠化，在改善屋頂巨大溫度變化的同時，還可對屋頂及其構件起到一定的保護作用。屋頂有了植被層的保護，日溫差最大僅有15℃，屋頂所承受的年溫差也不會超過35℃。另外，屋頂綠化的建造還可對屋頂防水層形成保護，能避免惡劣天氣、人為破壞和煙花爆竹帶來的威脅從而延長屋頂的壽命。

2.2 提高城市環境景觀質量，延伸城市空間

屋頂綠化將地面花園延伸到了屋頂平面，為城市空間提供了新的場地和使用方式。屋頂綠化還帶來了其他的附加價值，優美的景致、新鮮的空氣和足夠的私密性。同時屋頂綠化還提升了工作、生活的環境，還為人們營造了休閑娛樂的空間。

屋頂綠化可以在視覺上提升城市的景觀質量。生長繁茂的綠色屋頂形成一個個綠色的島嶼，使單調的灰色城市展現出了綠色的景致，有助于調節人們的身心健康。即使是在郊區和農業區也可以建造屋頂花園，將工業建筑與自然景觀和諧地統一起來。

2.3 屋頂綠化的生態功能

屋頂綠化所具有的生態效益不可忽視。它能緩解城市熱島效應:經過綠化的屋頂表面可以通過蒸騰作用和濕潤干燥的空氣來減少城市熱島效應，為周邊的建筑和公寓提供良好的氣候環境;同時，屋頂綠化還可以增加自然界的有效生態面積，為人類和動植物開辟出全新的活動空間，用于彌補城市的擴張而破壞的城市生態系統[8];目前，我國城市空氣污染的問題已經日益嚴重，尤其是一些一氧化碳、氧化氮、揮發性有機化合物和柴油廢氣物質的組合對人體的健康造成了危害，屋頂綠化植物可以有效吸收這些有害物，從而減少空氣粉塵，使城市天空清亮起來;此外，屋頂綠化還能保溫隔熱:綠化過的屋頂可以減少空調和能源的消耗，可以使建筑增加一層隔熱層。相關的實驗證明，與未進行綠化的屋頂相比，經過綠化后的屋頂的溫度較低。炎熱的夏季，當溫度達到30℃時，未經過綠化的地面溫度已達到難以忍受的40℃左右，而實施了綠化的屋頂基層10 cm處，溫度則是舒適的20℃[9]。

2.4 屋頂綠化可減少屋面排水，減輕城市排水系統壓力

隨著城市化的發展，城市地面硬化面積加大，高樓大廈林立的城市的排水系統壓力也越來越大。屋頂綠化系統本身不能把全部的雨水排掉或滲漏掉，而是通過蒸發和蒸騰作用，直接進入自然水循環系統。屋頂綠化系統被認為是一種有效的保水系統，不但減小了屋頂排水系統的壓力，同時還利用自然的降雨進行了灌溉，對屋頂雨水進行了截流從而顯著減少了污水處理的費用。屋頂綠化減少了屋頂排水量，同時也減輕了下水道和儲水池的負荷。從屋頂封閉的面積來看，屋頂綠化也成為節省城市污水處理費用的一條可行之路。

在我國的大多數城市中，普遍是將屋頂雨水同嚴重污染的城市污水混合在一起送往沉淀池作為廢水處理，屋頂的雨水還沒有被作為有利用價值的自然資源，從而產生了相當昂貴的處理費用。在國外的許多城鎮，已經開始將地面收集的雨水和生活污水分開計算污水的處理費用，并對屋頂雨水加以有效的回收再利用。

3 屋頂綠化的設計原則

屋頂綠化的設計與一般地面上的綠化設計有不同的設計原則和方法，設計關鍵在于依據屋頂結構類型，設計適宜的屋頂綠化類型。并且在設計時還要考慮如何減輕屋頂的荷載，選擇適宜的種植土壤以及植物的選擇與配置和養護等問題。所以在設計時應注意:

1)設計時應因地制宜，要在面積有限的屋頂上將各種設計要素合理結合，精美布局。屋頂綠化相對于一般的地面綠化而言面積較小，須精心設計，才能達到理想的藝術效果。設計時還應與周邊環境相協調，要美化周邊環境，為人們提供優美的游憩場所。

2)安全的原則。基于屋頂綠化的特殊地理位置，在設計時應考慮到屋頂的荷載、防排水、防風及屋頂圍墻四周防護欄桿的安全等因素，使屋頂的景觀建造在能夠維持建筑屋頂正常使用基礎之上[10]。

3)要注重屋頂花園的生態功能，綠化覆蓋率保證在50%～70%以上，以植物造景為主。

4)經濟適用原則。屋頂綠化的主要功能就是能改善城市生態環境，能為城市居民的生活、工作提供一個舒適的環境。城市規劃設計者、建設者與管理者共同追求的目標就是合理地、經濟地利用城市的空間環境。在滿足不同的使用要求的同時，屋頂綠化的設計應以營造綠色植物為主，創造出不同的綠色空間環境。設計布局應新穎多變，以精品園林小景為主的，達到環境效益和經濟效益的有機結合。同時，在設計時也應考慮到屋頂綠化在投入使用后的維護與管理的方便[2，3]。

4 屋頂綠化設計要素

屋頂綠化中可以使用的設計要素的種類是沒有限制的，只要能想到的，都可以實現，同時在地面綠化設計中使用的一些要素也可以用于屋頂綠化的設計。

4.1 植物的選擇與配置

屋頂綠化的植物要根據屋頂的生存環境、種植環境進行詳細的調查研究再做出謹慎的選擇，如屋頂的排水特點、種植層性質和業主的要求等因素。選擇植物的時候還應考慮后期的養護與管理、養護的費用、人為破壞、出現污染的可能性等因素[4]。總的來說，用于屋頂綠化的植物應具備以下特點:有抵抗極端氣候的能力;耐貧瘠、能適應種植土淺薄的植物;耐干旱、耐潮濕;耐熱、耐寒;耐陰性，耐病蟲害性;易移植成活、耐修剪、生長較慢;能抵抗屋頂大風;能抵抗空氣污染并能吸收污染;植物的水平根系發達。在對植物進行選擇時還應注意盡量少使用高大有主根的喬木，如果要使用高大的喬木，在設計時應將其種植位置放置在承重柱和主墻的位置上，而不應在屋頂樓板上。

對于植物配置，要根據屋頂綠化不同的要求，選用不同的植物進行景觀營造，常見的屋頂綠化植物按三大類型分為地被類:佛甲草、狗牙根、紅花酢漿草、蔥蘭、羊茅等;藤本類:凌霄、紫藤、金銀花、葡萄、爬山虎、牽牛花等;木本植物:蘇鐵、棕櫚、龍爪槐、蚊母、黑松、月季、羅漢松、茉莉、瓜子黃楊、大葉黃楊、雀舌黃楊、錦熟黃楊、珊瑚樹、山茶、夜來香、梔子花、白玉蘭、天竺、牡丹、四季海棠、紫薇、炮仗花、蠟梅、夏鵑、石榴、紅楓、紅葉桃、紫玉蘭、紫葉李、金葉女貞、杜鵑、紫葉小檗、銀邊大葉黃楊、灑金桃葉珊瑚、四季桂等。

4.2 構筑物

屋頂綠化的構筑物一般包括涼亭、花架、陽光房、圍墻、欄桿等。構筑物一般都是作為整體屋頂綠化設計的重點，也是屋頂綠化的核心要素，它們是整個屋頂的視覺與活動的中心，增添了屋頂空間的趣味性與多樣性。屋頂有光照強，風力大的環境特點。構筑物可以作為擋風墻，也可以為人們提供避雨的場所，還可以遮擋強烈的太陽光線。在設計時應考慮屋頂承重，把構筑物設計在承重柱所在的位置上。同時應以量少，體積小，重量輕為宜，可以選擇使用輕質材料。

4.3 水體要素

在屋頂綠化上設計水體時，由于受到荷載、面積、強風這些因素的限制，通常設計成小型、低矮的水池，水體設計還應與周邊環境景觀相協調。水體的設計可以分為靜水和動水。靜水水面不受強風的影響，有著比較良好的倒影效果。動水給人以流動、跳躍的美感。但由于屋頂風大，動水在落入下面的水池前可能會被風吹走造成種植區水泛濫，屋頂地面積水，所以，在設計時應考慮避免。考慮到水聲的影響，在設計時就要通過控制水流量、水流下方水池的深度和材料等減少噪聲。同時還要特別關注防水、排水問題，寒冷地區還應考慮防凍結冰[5]。

4.4 山石

由于屋頂面積較小，承重能力有限，所以不宜在屋頂建造大體量的假山，而應設置體積小、重量輕的置石，采用獨置、對置、群置、散置等布局手法，結合屋頂綠化的整體環境和使用要求等整體特點來進行設計。

4.5 雕塑

雕塑在所有的花園中都是重要的元素，而且特別適合用在屋頂綠化中，用來突出其特色，創造視覺焦點。雕塑體量要適宜，考慮到屋頂承重，一般用空心金屬和塑料材料。放置時應將其放在承重柱或經過加固的屋頂部分上。雕塑的題材多以人物、植物、動物或抽象的幾何形態為主，并在其四周配置植物用以襯托。

4.6 地面鋪裝

屋頂的地面鋪裝將各景物之間連接起來，在設計時要根據周邊環境和設計風格來選擇圖案、色彩、材料等。由于屋頂面積的限制，設計鋪裝時要關注細節，做到精巧、細致、優美。

在鋪裝時要注意坡度，防止路面和場地積水。同時要選擇不反光的路面材料，防止產生眩光。并且要考慮鋪裝材料在雨雪天氣的防滑。

4.7 家具

在屋頂庭院中使用的家具要能夠承受屋頂驟冷驟熱的氣溫變化。塑鋼或鋁制框架及適合各種天氣的材料，都可以用于屋頂。木質家具體積較大，過于笨重且易松散，不適合用于公共場合[6]。由于屋頂風大，對于輕質的，未固定的家具要防止被風吹走造成破壞和人員傷害。

4.8 照明

燈光能為屋頂的夜晚營造出不同的花園，燈具除了具有功能性照明外，其本身還有裝飾的效果，同時燈光的使用還能使屋頂花園的安全性提高。燈具主要分為三種:1)用于照明的，包括屋頂防護邊界燈和園路地燈，照明燈應每隔一定距離設置一座，使其相互呼應并具有連續性。2)在花壇、水體、中心場地、草坪等處設置照明，用燈光勾勒其輪廓，來展現屋頂綠化各處的景觀。3)特色照明，用來創造特定氣氛，如為屋頂噴泉、雕塑、植物等設的專屬光源。

綜上所述，考慮到屋頂綠化規模的局限性以及位置的特殊性，就要求我們在做設計時應該做到以美觀、精巧為主，使屋頂的景觀與周圍的城市總體景觀環境有機的融合。

5 對屋頂綠化設計的思考

目前，由于受到屋頂空間的限制，我國屋頂綠化在設計上缺乏自己的特色和創新。這就要求設計師在設計時發揮獨創性和創新性，根據不同環境的特色、功能要求、成本的要求來設計不同個性的屋頂綠化。不能一味的模仿、抄襲。

簡單地將屋頂綠化的景觀設計理解為栽花種草，從而使得植物景觀成為雕塑、噴泉、小品等人工景物的從屬地位。在設計時常把植物群設計成整齊的色帶和幾何形體，用植物材料來構成圖案的視覺效果，使得屋頂綠化人為修剪痕跡過重，失去了植物群落自然生長的景觀效果。

[1] 陳 敏.看世博園林人的驕傲[J].Gardan園林，2009(10):12－13.

[2] 黃金琦.屋頂花園設計與營造[M].北京:中國林業出版社，1994.

[3] 王洪成.淺談屋頂花園的設計[J].北方園藝，2007(2):137－138.

[4] 葉瑞興.淺談城市屋頂綠化的植物配置與設計[J].福建林業科技，2007，34(1):37－38.

[5] 張 楓.屋頂花園設計研究[D].杭州:中國美術學院，2009.

[6] [美]西奧多·奧斯曼德森.屋頂花園，歷史·設計·建造[M].林韻然，鄭筱津，譯.北京:中國建筑工業出版社，2009.

[7] 國際綠色屋頂協會，健康綠色屋頂協會.最新國外屋頂綠化[M].武漢:武漢科技大學出版社，2009.

[8] 李 榕.城市屋頂花園推行遲滯問題的探討和應對[M].上海:同濟大學，2007.

[9] 李楷平.淺談屋頂花園的規劃設計[J].廣東建材，2006(10):58－59.

[10] 付芬云，馬仲云，周 翔，等.屋頂綠化設計與管護技術[J].中國林副產，2007(6):50－51.