城市屋頂花園的價值與構建——北京某辦公大廈屋頂花園設計解析

王志勇，鄭 曦

（1.北京市海淀區綠化隊，北京100036；2.北京林業大學 風景園林學院，北京100036）

1 引言

屋頂花園是指在各類建筑物、構筑物、橋梁等的屋頂、露臺、天臺、陽臺等上面進行綠化造園的統稱［1］。其最大特點在于花園是基于人造地面上的，而不是基于土地上的建造。

由于受到建筑屋頂（人造地面）的限制，屋頂花園的造園要素和植物選配受到建筑結構和土層、風與光照等多方面的制約，與在土地上建造相比，更為復雜又關系到相關工種的協調。

屋頂綠化，不應該僅僅把它當做是建筑的簡單附屬物，而是應當把其視為建筑肌理與建筑空間的有機延伸，城市綠化空間的拓展。屋頂花園是將綠化與建筑的結合最為緊密，尺度一般較小，但是服務的對象較多的模式。它不僅增強了綠化，重要的是將自然融入建筑，是使建筑的生命力得以提高，是保持建筑生態的一種方式。在今天來看，它同時還承載著文化性的傳播，是公共空間的展拓，由一個被人遺忘的角落轉變成為一個藝術的中心，或者是一個具有人氣的活動場。它可以是公司企業培育新生活、體現公司文化和理念的一種全新的部分。

2 屋頂花園的價值

2.1 對城市的價值

2.1.1 增加高密度城市區域綠色空間

據統計，一座城市的屋頂面積大約為居住區的20%。屋頂綠化對增加高密度城區綠地面積、緩解日趨惡化的高密度城市生存環境空間和城市熱導效應等具有積極的作用。同時，可以提高城市生活質量，推動建筑節能實施。據科學測定，一個城市如果把屋頂都利用起來進行綠化，那么這個城市中的二氧化碳較之沒有綠化前要低85%［2］。屋頂綠化能夠節約能源。

如今，城市地面可綠化用地少而價高，占城市用地60%以上的建筑屋頂的綠化，則是對城市建筑破壞自然生態平衡的一種最簡捷有效的補償辦法。

2.1.2 作為多層次城市空間的“濾清器”

屋頂花園中的植物與地面植物相比，由于生長地勢較高，可以在城市多層次空間中凈化空氣，成為在城市空間多層次分布的“濾清器”，起到地面綠化所不具備的調節作用。

2.1.3 提供城市生活多元化的新視野

在屋頂上布置花園，能使棄置不用的、被遺忘的屋頂神奇地轉變為新的使用功能和興趣中心，拓展新的使用區域。

隨著大眾環境意識和品位的提高，優美的環境更具吸引力。架空層的屋頂花園在增加了城市的活力與人氣的同時，有著更高的商業價值，也推動城市經濟發展。

屋頂綠化還能增加建筑物的附加值，優美的環境一定程度上能夠起到聚集人流和吸引商業項目入駐的作用。

2.2 對自然環境的價值

目前，城市用地已處于飽和狀態，城市的屋頂和墻體是城市增綠的寶貴資源，屋頂花園很少被打擾，環境優美，可以為小動物和鳥類提供可能的棲息地。布滿屋頂花園的城市就是在都市里建立了適合小動物生存的大自然，讓人和動物同住一片家園，對建筑節能和保溫也有強化作用。

2.3 對建筑的價值

現代建筑大多為平頂房，屋頂多采用鋼筋混凝土預制板結構，在預制板上面做隔熱防水層，從空中鳥瞰，一棟棟樓群好似戴著黑帽子，建筑冬冷夏熱，而屋頂花園可以很好地調節。所以說，屋頂花園對建筑物能夠起到保護作用，延長其使用壽命。

2.4 對人與社會的價值

環境有時候在很大程度影響著人們的心理感受，人類的天性都是向往自然的。現代社會節奏很快，處在其中的人們每天經受各種壓力，導致精神高度緊張。高密度城市中的建筑屋頂花園使人感受到大自然的氣息，在混凝土森林中感受到綠色植物的旺盛生命力，從而產生親切、輕松、愉悅的心理感受。

同時，屋頂花園還能極大地豐富城市景觀的視覺效果，即所謂的第五立面，郁郁蔥蔥的綠色屋頂花園給高密度的都市環境增添了無限生機和活力。

冰冷的水泥屋頂被綠色有生機的花園代替，也會增加所在的公司和社區的活力，使人們工作心情舒暢，提高效率，同時也拉近了人們之間的關系，使城市生活更加和諧。

3 國外屋頂花園發展現狀

當代世界范圍內的各個國家都在政策引導和資金上大力支持、推廣屋頂綠化和屋頂花園建設。開展比較早的國家都有政府政策法規的支持、規范和引導。

日本東京市政府要求屋頂總面積的20%必須要有植物覆蓋。日本設計的樓房除加大陽臺以提供綠化面積外，還把最高層的屋頂連成一片，在屋頂栽花種草。德國則更新樓房造型及其結構，將樓房建成階梯式或金字塔式的住宅群，布置起各種形式的屋頂花園。

4 對北京市屋頂花園發展的思考

4.1 北京市屋頂花園發展概況

北京市是我國發展屋頂花園較早的城市之一，早在20世紀80年代初期就已經開始了屋頂花園的嘗試，不斷更新技術及方法。目前北京實施屋頂綠化的建筑多集中在綠化條件好、后期養護技術到位、經濟基礎雄厚的政府部門及公司商業樓。經過多年的發展，屋頂綠化已經取得了一定的進展。

4.2 北京市推行屋頂花園的原因

北京近幾年推行屋頂綠化、屋頂改造的力度之大，相比國內其他城市是很少見到的。這些與北京特殊的城市建設背景密不可分。

4.2.1 城市用地緊張

用地緊張是目前北京城市中心區發展的主要矛盾之一，為滿足各種城市功能需要，可實現綠化的土地越來越少。北京市內建筑密度大，城市道路密集，高架橋縱橫交錯，且地價昂貴。在城市中每建造一幢建筑物，就會相應減少一部分綠地。對于北京市區來說，要在建筑之間尋找一片空地進行綠化種植，不僅困難重重，而且成本較大。相比之下，北京市區屋頂面積就要大得多，如果將一般的屋頂利用好，進行屋頂綠化，就能增加大量的綠化面積，提高環境質量。

4.2.2 生態環境危機

北京的城市化進程隨著改革開放不斷加快，隨之而來的不僅僅是經濟的繁榮發展，居民的生活水平提高，也帶來了很多的生態環境問題，如熱導效應、空氣污染等，這些城市中的生態環境問題都在催生綠化工作的開展，從2011年起大力推廣平原地區百萬畝造林工程和市區屋頂綠化建設工程就是政策性的導向。

4.2.3 市容建設需要

北京是全國政治、經濟、交通和文化的中心，隨著經濟的蓬勃發展，北京正在建設世界城市。隨著北京市區城市用地越來越緊張，人們開始向上“借”空間，市內建筑的高度被不斷刷新，越來越多的人們在高層建筑中生活、工作。而從這些高層建筑往下看，往往看到的卻是亂、差且單調的屋頂環境，與整齊的街道綠化環境對比很鮮明。這不僅影響了北京城市的空中俯瞰效果，影響了北京的整體市容，與北京國際大都會的地位不符，還無法滿足人們的審美需求。位于海淀公園內中關村會議中心大廈的屋頂花園，景觀設計巧妙地結合了屋頂照明燈具，結合原形的采光燈罩，設置圓形的木質座椅，成為花園中獨特的設計語言（圖1）。

圖1 位于海淀公園內中關村會議中心大廈屋頂花園

以上原因都推動了北京市屋頂綠化的建設，近年來在舊建筑和新建建筑都在推行建設屋頂花園和綠化工作，政府會給予一定的補貼。

5 北京市西直門某辦公大廈屋頂花園設計

5.1 項目概況

2011年筆者參與了位于北京市西城區西直門北大街某辦公大廈屋頂花園的設計建設項目，該大廈分為主樓和副樓兩部分。副樓擬作屋頂花園。

5.1.1 場地基本情況

該辦公大廈副樓樓頂上陽光充沛，視野開闊，但是風速較快，風沙較大，屋頂總面積為652m2。由于設計并非按照屋頂花園的方式建造，所以不是可以使用的場所。

5.1.2 周邊環境

大廈西側緊鄰西直門北大街，交通便利，噪音很大。南側的轉河從大廈前穿過。該辦公大廈周邊綠地有限，大都作為地面停車場，員工缺少一處交流的場地和閑暇休閑、聚會的空間。

5.1.3 適用人群分析

屋頂花園主要的使用人群是在該大廈工作的員工和進行商務會談的人員，所服務對象比較集中和單一。建設目的是創造一個員工能夠進行交流、聚會和度過閑暇時光的場地，凝煉公司文化的花園。

5.2 屋頂現狀限制因素與設計策略

5.2.1 屋頂現狀限制因素

（1）副樓屋頂結構并未按建設屋頂花園的要求標準進行設計。大廈原有設計中沒有考慮建造屋頂花園，建成后大廈的屋面結構承受荷載的能力有限。因此在考慮實施方案時應該進行處理以保證原有建筑物的結構安全。

（2）屋頂上有多種裸露的設備、構筑物。大廈樓頂有樓梯房、廚房排煙管道房、中部有排氣孔和風道，空調冷卻機以及管道，設備房與管道相連，使角落的很大面積無法正常利用。

（3）副樓屋頂花園出入口要與主樓相連。考慮到從主樓進入屋頂花園是主要人員進入方式，因此主樓與屋頂花園的出入口空間的設計應該與主樓風格相協調。

（4）從主樓俯瞰屋頂的視覺效果差。從主樓俯瞰現在的屋頂，整體色彩灰暗，場地內構筑物龐大缺乏美感，視覺效果差（圖2）。

圖2 辦公大廈副樓屋頂現狀（作者拍攝）

5.2.2 屋頂現狀設計策略

（1）實用性和安全性。堅持適用性原則和安全性原則，根據屋面承重情況，結合屋頂花園的景觀效果、使用功能等確定屋面承載系統的類型和主要荷載參數。統籌考慮局部荷載和均布荷載的分配，使屋頂花園的使用方便、安全。

（2）種植設計。設計一個精美的屋頂花園，在植物選擇上注意植物應適應當地氣候條件和種植屋面的高度，宜選擇耐寒、抗風、觀賞性好、管理粗放的淺根性植物，根據景觀要求搭配緩生喬木、灌木、藤本。

（3）整體包裝，美化場地。從以上的現狀不足中，進行整體的包裝設計。將場地中不雅的設施，通過景觀的方式進行遮擋和覆蓋，以期既能美化環境又能利用場地中的不足，使屋頂花園的設計既經濟、安全，又富有創新、獨特之處。

（4）鬧中取靜，休閑交流。整體風格就是結合辦公大廈的公司企業文化特點設計，創造一個能夠在鬧中取靜，在小小的場地中感受多變的生活，無需走多遠，就能進入一個綠色生態的環境，一個適合工作交流、休閑聚會的場所。屋頂花園要為人們提供優美的游憩環境，由于場地窄小，屋頂上的游人路線、建筑小品的位置和尺度，更應仔細推敲，既要與主體建筑物及周圍大環境保持協調一致，又要有獨特的屋頂花園風格。

5.3 功能布局

辦公大廈屋頂花園的布局分為5大部分。

5.3.1 藝術包裝區

格柵墻（豎向管線隔離）：利用場地中現有的縱向的管線設施，通過木質格柵進行表面的包裝和裝飾。同時在木質格柵旁邊種植葫蘆這種非常有意思，富有原野氣息的植物，進行立體綠化，藝術的遮擋，吸引人們的關注。在秋季也能收獲葫蘆，作為企業內部的一種特殊的獎勵品，進行雕刻進行工藝展示或者用作其他。經濟適用，新穎別致。

橫向管線隔離：這些橫向的管線高于樓層地表，因此利用這種高差，營造多變的地表空間。管線之上鋪設木質地板，設置臺階與樓層相接。在小小的空間中能上上下下，多方位體驗。在木質平臺之上，冬季鋪設白色卵石，其余季節布置盆栽，使咫尺之內四季景致豐富多樣。

木平臺結合跌水，增加水的聲音，隔離外界汽車鳴笛的噪音，成為獨特的生態隔離噪音的方式，使整個場地更加寧靜、靈動、活潑。池中養魚，種植少量水草，點點設計，處處景致。公司員工可以取一把座椅，欣賞平臺之境，享受午后的陽光。或幾人一起聊天會談，十分愜意。

特色管線隔離：在營造空間的同時，將不利因素進行藝術的遮擋和包裝，通過其他裝置的設計化腐朽為神奇（圖3）。

圖3 格柵墻、木質平臺（作者拍攝）

5.3.2 聚會草場

聚會草場是將場地進行草坪鋪設，純凈的草地減少樓層的荷載，使設計多元化，是此處的員工party舉辦、節慶活動、公司小型儀式以及小型運動的場所。提升綠化空間和品位。

5.3.3 繽紛花圃

繽紛花圃是利用適合北京屋頂花園生長的喬木、灌木、草本等植被進行配置，成為真正的花園。主要景觀有景觀油松，與置石相配，是中國傳統園林文化的一種體現。沿路線多以2年生、多年生花卉為主。在行走間體驗色彩多變、花香滿溢、層次多樣的花園。這些植物都管理粗放，生命力強。藤本植物與廊架和格柵相映成景。為了防風的需要，樓層邊緣種植籬狀常綠喬木如檜柏籬等（圖4）。

圖4 繽紛花圃（作者拍攝）

5.3.4 陽光房

結合樓梯房設計為陽光咖啡吧。陽光房的下層就是公司的會議中心，在會議期間可當花園來使用，成為公司文化性培育的場所之一。結合公司的企業文化的核心理念——聚合點滴，創生無限，利用了節能的特色，在室內使用索樂圖節能燈。這種燈的基本原理是通過采光罩高效采集室外自然光線并導入系統內重新分配，再經過特殊制作的光導管傳輸和強化后由系統底部的漫射裝置把自然光均勻高效地照射到任何需要光線的地方。從黎明到黃昏，甚至雨天、陰天，索樂圖光導照明（又稱“導光管采光系統”）導入室內的光線仍然很充足。既能夠滿足陽光房的燈光需要，又節能環保，充分體現了設計的實用性。

5.3.5 入口景觀廊

出入口是與主樓內部相聯系的空間。主要考慮室內外的過渡關系，通過景觀廊的設計緩沖了室內外的變化，同時也能作為欣賞外部花園的憑借和被欣賞的景觀處理（圖5）。

圖5 入口景觀廊（作者拍攝）

5.4 技術策略

5.4.1 屋頂荷載

屋頂花園現有荷載500kg，設計盡量不超出荷載范圍。增加的荷載主要包括種植土、植物、防排水構造材料、附加建筑、蓄水層、其他造景用材和上人荷載等。這些荷載盡量都選取輕質的材料。高大喬木的種植應盡量地規劃到承重的梁、柱、墻上，使荷載合理分散，特別是花架等小型建筑原則上必須放到屋頂的承重結構部位，使設計出來的屋頂花園對整個房屋建筑傳力明確，結構體系安全、經濟、合理。

5.4.2 屋頂構造

（1）排蓄水層：一般包括排蓄水板、陶粒和排水管等不同的排蓄水形式。設計中排水板是采用了20高PE聚乙烯凸排水板。排水板之下是蓄水保護層。

（2）分離滑動層：一般采用玻璃纖維布或無紡布等材料，用于防止隔根層與防水層材料之間產生粘連現象。本案例中采用了PE分離滑動保護膜。

（3）隔根層：一般有合金、橡膠、聚乙烯和高密度聚乙烯等材料類型，用于防止植物根系穿透防水層。本設計中采用了4厚銅復合胎基改性瀝青耐根穿刺防水卷材。

（4）原屋面層：包括建筑屋面的防水層、找平層、保溫層、隔汽層、找坡層、結構層（圖6）。

圖6 屋頂構造剖面（作者繪制）

5.4.3 屋頂防水和排水

防水層的處理是屋頂花園的技術關鍵。屋頂花園的排水系統采用有組織排水，由排水溝、排水口、落水管組成。屋頂花園給水，可以有效利用降雨，但由于夏季光照強、溫度高，因此可以建立灌溉給水系統。考慮到屋頂花園的特殊地形條件，應盡量選用噴灌和滴灌等節水灌溉方式。

排水系統的設計和安裝也非常重要，它將直接影響到防水問題。考慮及時排除綠地表面積水以及土壤中多余的自由水。一般通過屋面坡度和安裝合理的排水管或排水板排至屋面排水溝或排水管。

5.4.4 植物配置和種植基質

（1）種植配置的原則。北京屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明。根據北京的氣候條件，選擇屋頂綠化植物時要選擇喜陽性的、耐寒、耐旱、耐熱、耐貧痔、生命力旺盛的淺根性植物，還必須屬低矮、抗風、耐移植的品種。

在屋頂花園植物配置時根據北京四季分明的特點，利用四季分明的植物景觀季相顯示強烈的北方植物景觀特色。

選用鄉土樹種，體現地方特色。植物層注意植物的合理配置，適地適樹。

（2）植物種類選用。花卉選擇以宿根花卉為主，一二年生搭配種植。如景天類、金盞菊、石竹、花毛茛、荷包牡丹、耬斗菜、風信子、花毛茛、蔓錦葵、鳶尾等。

藤本植物選取了葫蘆、紫藤，與花架、格柵相得益彰。喬灌木選取觀賞性好，同時抗風、喜陽、輕質的進行栽植。如紫薇、黃刺玫、紫葉矮櫻等。常綠和落葉相搭配。種植造型油松作為景觀中心，以其獨特的造型和堅強的氣質增強屋頂花園的文化氣息。檜柏成行種植，起到了防風的效果。

（3）土層選用。種植基質層多采用輕質材料，如人造土、蛙石、珍珠巖、泥炭土、草炭土、腐殖土、沙土和泥炭土混合花泥等。過濾層可以防止種植土中的小顆粒及養料流失，堵塞排水管道。排蓄水層一般包括排蓄水板、陶粒和排水管等不同的排蓄水形式。排水層是用20～30mm粒徑的碎石或卵石，厚度為100～150mm，可以迅速排出多余水分，有效緩解瞬時壓力，并且可以蓄存少量水分供植物生長。隔根層用于防止植物根系穿透防水層。

（4）防風設計。樓頂風大，因此在條件允許的情況下，加設了柵欄和邊界墻來保護花園。同時考慮風的穿透性和建筑物的牢固程度，在本案例中，通過選擇抗風植物和植物籬來阻止大風的侵擾。

6 結語

屋頂花園是節約土地、開拓城市空間、“包裝”建筑的有效方法，是建筑與綠化藝術的有機結合，是一種融建筑物的空間潛能與綠色植物的多種效益完美結合和充分發揮的產物。

北京市目前已具備推進屋頂綠化的條件，隨著相應的法規條例逐漸明確，各相關行業聯系日趨緊密，相信在不久的將來，屋頂花園這朵建筑與園林相結合的奇葩，將為我們的都市空間增添更絢麗的色彩。

感謝北京林業大學研究生秦帆、陳云對本文的資料搜集與整理工作！

［1］ 黃金祁.屋頂花園設計與營造［M］.北京：中國林業出版社，1994.

［2］ 石紅旗.談屋頂花園規劃設計［J］.科技情報開發與經濟，2003（10）：157～158.