屋頂花園設(shè)計(jì)研究

通過對(duì)屋頂花園元發(fā)展趨勢(shì)、屋頂花園與地面花園的區(qū)別、價(jià)值與功能、設(shè)計(jì)影響因素的著重分析，提出了屋頂花園在設(shè)計(jì)及營(yíng)造過程中要綜合考慮屋頂花園的功能、使用對(duì)象及屋頂花園的設(shè)計(jì)影響因素，并提出了屋頂花園設(shè)計(jì)及營(yíng)造中的重要關(guān)注點(diǎn)。

屋頂花園發(fā)展現(xiàn)狀

在發(fā)達(dá)國(guó)家，屋頂綠化及建植工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟。許多發(fā)達(dá)國(guó)家，在建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段就已經(jīng)開始考慮屋頂綠化，除增加待綠化屋面的荷載量外，建筑物的外觀結(jié)構(gòu)也趨向綠化美化的方向發(fā)展。

雖然我國(guó)擁有著悠久的建筑史和精美的古代建筑，但在屋頂上大面積建造花園種植花木并不多見。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的姑蘇臺(tái)是我國(guó)最早的屋頂花園。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)的屋頂花園綠化，由于受到基建投資、建造技術(shù)和材料等的影響，還處于起步階段，相關(guān)的材料檢測(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范及驗(yàn)收尚沒有形成標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。就全國(guó)而論，屋頂花園僅在南方個(gè)別省市和地區(qū)有著發(fā)展和建造，而這些也多為利用原有建筑物的屋頂平臺(tái)加以改造，改建成屋頂綠化，真正按規(guī)劃設(shè)計(jì)建造的較大型的屋頂花園尚屬極個(gè)別情況。

屋頂花園的價(jià)值與功能

屋頂花園作為一種特殊的綠化形式有著較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值及社會(huì)價(jià)值。首先，屋頂花園作為屋頂構(gòu)筑物，其能起到保護(hù)建筑屋頂，并起到遮陽、保暖、節(jié)約能源的作用，同時(shí)屋頂花園作為一種景觀形式還能起到吸引游客、宣傳及美化城市形象的作用；其次，屋頂花園在積極改善城市生態(tài)環(huán)境、智力環(huán)境污染等方面有著非常重要的作用，同時(shí)屋頂綠化作為一種綠地形式還是解決城市人口與綠地之間、建筑與園林綠地之間矛盾的有效形式。最后，屋頂花園還可美化城市環(huán)境，調(diào)節(jié)城市氣候，緩解城市生活帶來的各種負(fù)面情緒，創(chuàng)造宜居空間。

1.屋頂花園的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

（1）延長(zhǎng)屋頂使用壽命

建筑物屋頂建造使得屋頂與天空之間有了花園構(gòu)筑這一隔層，在雨季可以吸收大量的雨水，起到保護(hù)屋頂防水層，防止屋頂漏水的作用。同時(shí)，在炎熱的夏季，屋頂綠化還能吸收大量的紫外線及熱能，從而降低屋頂保護(hù)層因溫差急劇變化及紫外線照射導(dǎo)致建筑材料開裂、老化的可能，起到保護(hù)屋頂材料，延長(zhǎng)屋頂使用壽命的作用。

（2）隔熱保溫節(jié)約能源

夏季，屋頂?shù)姆N植層及綠化植物既減少了太陽輻射對(duì)屋頂?shù)恼丈洌瑫r(shí)也有效阻止了屋頂表面溫度的升高，從而降低室內(nèi)溫度，節(jié)約室內(nèi)空調(diào)耗能。冬季，由于屋頂花園種植層及綠化的作用，室內(nèi)溫度不易擴(kuò)散，同時(shí)室外低溫也不易入侵，從而起到防寒保溫的作用，減少取溫能耗。

2.屋頂花園的生態(tài)價(jià)值

（1）調(diào)節(jié)城市氣候，環(huán)節(jié)“熱島效應(yīng)”

環(huán)保專家認(rèn)為，“熱島效應(yīng)”80%的因素歸咎于綠地及濕地面積減少，因此城市綠化的增加有助于吸收城市熱量，調(diào)節(jié)城市氣溫。此外，屋頂花園除可增加綠化面積外，還可增加空氣濕度，防止光照反射、防風(fēng)，對(duì)小環(huán)境的改善有顯著效果。而綠化場(chǎng)地周圍的若干“小氣候改善”的交叉作用使城市整體的氣候條件得以改善，針對(duì)日益嚴(yán)重的“城市熱島”，屋頂綠化是一條有效的解決途徑。

（2）凈化城市空氣，提高生態(tài)效應(yīng)

城市空氣因交通工具及住宅、寫字樓的空調(diào)設(shè)備等造成的污染已成為困擾城市環(huán)境問題的一大難題，屋頂花園作為一種綠化形式，其綠化植物材料與陸地植物一樣，同樣具有吸收二氧化碳、釋放氧氣、吸收有毒空氣、吸附粉塵的作用，并且，屋頂花園還能有效調(diào)節(jié)空氣濕度，使空氣更加清新、潔凈，與地面植物相比，屋頂花園位置較高，可凈化城市上層空氣，達(dá)到地面植被達(dá)不到的效果。

（3）增加城市綠化，改善城市生境

人類文明的發(fā)展及城市化進(jìn)程的進(jìn)行必然會(huì)涉及人類如何與自然共生的問題，節(jié)能環(huán)保、完善的城市生態(tài)系統(tǒng)是城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。城市化進(jìn)程的加劇，必然會(huì)對(duì)原有的生態(tài)系統(tǒng)造成影響甚至破壞其平衡。這樣就會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)卦械暮芏辔锓N消失，而如果在建筑物營(yíng)造屋頂花園，便可以向大自然補(bǔ)償一定的有效生態(tài)面積。大量的動(dòng)植物便有了可棲息之地，多樣的化城市綠化形式，能從根本上解決城市化進(jìn)程造成的生態(tài)問題。

3.屋頂花園的社會(huì)價(jià)值

（1）改善城市居住環(huán)境

屋頂花園可使建筑與城市景觀有機(jī)結(jié)合，豐富建筑輪廓線，軟化城市天際線，美化城市空間，改善城市環(huán)境，樹立美好城市形象。據(jù)調(diào)查，在人的視覺中，當(dāng)綠色達(dá)到25%時(shí)，人的心情是最愉快的，精神感覺是最好的。現(xiàn)代生活中，隨著建筑的不斷增高，工作壓力不斷增高，并且高空生活不可避免的會(huì)帶來眩光，屋頂花園的建造不但可以緩解眩光對(duì)人體的損害。同時(shí)還可以緩解人們的緊張度、消除工作疲勞、緩解心理壓力，改善城市居住環(huán)境。

（2）緩解城市綠化矛盾

當(dāng)今，城市化進(jìn)程的不斷加快，城市中建筑用地與綠化用地之間的矛盾越來越凸顯，并且，隨著人們生活水平的不斷提高，社會(huì)各界人士也越來越呼吁增加城市綠化面積。屋頂花園及城市建筑立面綠化受到人們的關(guān)注，但相對(duì)于建筑立面綠化，由于屋頂花園更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用且施工方便，因此普遍受到人們的歡迎。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，一座城市的屋頂面積大約為居住區(qū)的1/5，若將這部分用來營(yíng)造屋頂花園，那么，對(duì)于緩解城市建筑用地及綠化用地之間的矛盾，提升城市環(huán)境將大有裨益。

屋頂花園與陸地花園的區(qū)別

1.基址位置的不同

屋頂花園與陸地花園最大的不同就在于其基址懸于空中。因其所處的位置及屋頂材料的原因，屋頂花園的營(yíng)造最先考慮的就是荷載量。如，水體、鋪裝、土層、小品等的重量不得超過屋頂承受能力。其次，由于其基址土壤層的懸空，屋頂花園的水分很容易蒸發(fā)或者洪澇，其排水及儲(chǔ)水是屋頂花園需要重點(diǎn)考慮的對(duì)象。最后，屋頂花園由于其所處位置，還應(yīng)考慮到的安全防護(hù)、防水、防潮等。

2.基址材料的不同

屋頂花園的基址有別于陸地的土壤基址，一般為水泥混凝土，這就決定了屋頂花園的營(yíng)造及設(shè)計(jì)不像陸地花園那樣可以隨意的改變地形，這無形中限制了屋頂花園的營(yíng)造層次。其次，由于屋頂花園懸空，所以其在營(yíng)造的過程還應(yīng)考慮到基址的保護(hù)等問題。最后，相對(duì)于陸地花園，屋頂花園營(yíng)造過程中的施工工藝及材料將更加復(fù)雜、考究、精細(xì)。

3.花園功能的不同

相對(duì)于陸地花園，屋頂花園的布局形式及功能需求，與陸地花園都有所不同。首先，屋頂花園由于其所處高度不同，有利于軟化城市空中邊界，統(tǒng)一城市景觀氛圍。其次，屋頂花園的建造還有助于協(xié)調(diào)城市環(huán)境，環(huán)節(jié)綠化與建筑爭(zhēng)地的矛盾。

4.欣賞角度的不同

屋頂花園作為空中花園具有與陸地花園不同的觀賞角度。首先，屋頂花園作為空中花園，若從高空俯瞰或者由高地遠(yuǎn)眺，屋頂花園更容易被人關(guān)注，形成強(qiáng)有力的視覺刺激。其次，在屋頂花園中觀賞，身臨其境，直觀的感受景觀，其視野比之陸地花園更為廣闊，無形中擴(kuò)大了景觀邊界及景觀的層次。

5.栽植形式的不同

屋頂花園由于其基址的關(guān)系，除預(yù)留養(yǎng)殖槽外，屋頂花園往往需要另行建造種植載體、如：花池、花架、花盆等。由于屋頂晝夜溫差大、土層薄、日照時(shí)間長(zhǎng)、濕度小的問題，植物選擇上應(yīng)盡量選擇耐熱、耐寒、耐濕、耐旱、喜光、生命力旺盛、根系較淺、水平根系發(fā)達(dá)的植物，并且應(yīng)盡量避免栽植大顆及垂直根系發(fā)達(dá)的植物，提高植物的抗風(fēng)性及避免根系破壞防水層或屋頂結(jié)構(gòu)。灌溉方式應(yīng)考慮使用噴灌、滴管或者人工灌溉。

屋頂花園設(shè)計(jì)的影響要素

1.使用對(duì)象對(duì)設(shè)計(jì)的影響

按照建筑的所有者及使用對(duì)象的不同，屋頂花園可分為公共休閑類屋頂花園、經(jīng)濟(jì)商業(yè)類屋頂花園、私家庭院類屋頂花園、科學(xué)研究類屋頂花園四類，使用對(duì)象的不同，其設(shè)計(jì)形式也將存在極大差異。

公共休閑類屋頂花園屬于公共綠地范疇，包括地下、半地下、塔樓中層活動(dòng)平臺(tái)及高層建筑物屋頂花園，其面向社會(huì)大眾，使用對(duì)象較多，逗留時(shí)間也不盡相同，所以在設(shè)計(jì)中除了要滿足景觀需要外，還要考慮到各年齡段及性別人群的不同活動(dòng)需求，方便使用對(duì)象公共活動(dòng)、出行及游玩。

經(jīng)濟(jì)商業(yè)類屋頂花園主要應(yīng)用于酒店、商務(wù)會(huì)所、賓館等商務(wù)辦公建筑中，其主要使用對(duì)象是消費(fèi)者或者游客。所以這類屋頂花園營(yíng)造或設(shè)計(jì)之初，就要考慮其所屬單位的企業(yè)文化及適用范圍，如是否需要露天歌舞會(huì)、露天劇場(chǎng)等大型預(yù)留場(chǎng)所及導(dǎo)視物、茶座、景觀桌椅等小型實(shí)用景觀小品。

私家庭院類屋頂花園的使用對(duì)象主要是業(yè)主，目的是為了滿足業(yè)主個(gè)人的精神需求及活動(dòng)需求。和類屋頂花園不同其它屋頂花園，這類屋頂花園面積小，布局形式多樣化，景觀以植物為主，一般不設(shè)置景觀小品，但會(huì)充分利用空間進(jìn)行有趣的植物栽植布局。

科學(xué)研究類屋頂花園的使用對(duì)象主要是科研單位或?qū)嶒?yàn)基地，其目的是進(jìn)行植物栽植實(shí)驗(yàn)，最重要的種植池、灌溉管道、實(shí)驗(yàn)監(jiān)控設(shè)施的布置。這類屋頂花園的布局一般較為方正，且很少有正規(guī)的道路系統(tǒng)，甚至有時(shí)會(huì)出現(xiàn)小型溫室，其綠化植被主要以新引進(jìn)或新培育的花卉、盆栽、瓜果等為主。

2.功能需求對(duì)設(shè)計(jì)的影響

功能需求是景觀設(shè)計(jì)極為重要的一部分，在屋頂花園設(shè)計(jì)中，屋頂花園的風(fēng)格、材料、設(shè)計(jì)元素、植物種類、布局形式等等一系列都要為屋頂花園的使用功能服務(wù)的。目前，按照屋頂花園的功能需求可分為經(jīng)濟(jì)保護(hù)型屋頂花園、生態(tài)需求型屋頂花園、景觀美化型屋頂花園三類。

經(jīng)濟(jì)保護(hù)型屋頂花園不需要華美的設(shè)計(jì)及布局，也不需要多么名貴芬芳的植被做裝飾，這類屋頂花園對(duì)屋頂?shù)囊蟛桓撸一静挥米o(hù)理，土層較薄，植被較少，需求的荷載量較小，其主要目的是為了遮陽、保護(hù)以及遮蓋屋頂丑陋灰暗的平面，很適用于老屋頂?shù)母脑臁?/p>

生態(tài)需求型屋頂花園較前者復(fù)雜，其主要構(gòu)成元素是草本植被、喬灌木，以觀賞植被造型為主，一般不建造景觀小品。這類屋頂花園的主要目的是建造一個(gè)綠色空間，營(yíng)造城市生境、平衡城市生態(tài)、減少城市污染等。

景觀美化型屋頂花園是三類屋頂花園中最為復(fù)雜的，其不僅要滿足屋頂?shù)谋Ｗo(hù)需求和綠化生態(tài)功能，還要滿足屋頂花園的景觀美化需求。這類屋頂花園不僅要求多層次的綠化效果，還要求豐富的地形變化。植被構(gòu)成較為復(fù)雜集合了喬、灌、草三種層次的植物，同時(shí)也需要設(shè)置亭廊、藤甲、山水等景觀小品，種植土層較厚，荷載量需求大，設(shè)計(jì)及營(yíng)造時(shí)需要著重考慮承重、灌溉、排水及防水等。

3.自然條件對(duì)設(shè)計(jì)的影響

中國(guó)疆域遼闊，不同的地區(qū)氣候差別較大，植被種植及周圍自然環(huán)境也不相同，這些都影響著屋頂花園的建造及設(shè)計(jì)，并且，屋頂花園由于其所處位置較之地面花園受到自然環(huán)境、氣候影響更大，如：陽光、濕度、風(fēng)等自然因素影響。

陽光，屋頂?shù)奶栞椛漭^強(qiáng)，升溫快，晝夜溫差大等，過高的溫度有可能導(dǎo)致植被葉子枯萎或者根系受損，溫度過低時(shí)又容易產(chǎn)生凍害，損害植被生長(zhǎng)，這在一定程度內(nèi)限制了屋頂花園的設(shè)計(jì)營(yíng)造。但反過來，一定范圍內(nèi)的溫度變化有利于土壤營(yíng)養(yǎng)的積累，更利于植物生長(zhǎng)，所以在屋頂花園的設(shè)計(jì)及營(yíng)造過程中要一定要考慮陽光對(duì)花園的影響。

濕度，一般情況下，屋頂花園的濕度相對(duì)于地面花園的濕度要低10%—20%，并且由于受屋頂環(huán)境的影響，屋頂植被的蒸騰作用要強(qiáng)于地面，易導(dǎo)致植被干枯。其次，由于屋頂材質(zhì)的影響，若是雨季，則又容易形成洪澇災(zāi)害，導(dǎo)致植物根系腐爛。所以在設(shè)計(jì)中一定要考慮到屋頂花園的灌溉形式及排水、防滲處理。

風(fēng)，風(fēng)是屋頂花園設(shè)計(jì)的重要影響因素之一，相對(duì)于地面花園，屋頂花園受到風(fēng)的影響更大。微風(fēng)讓人愉快，但，大風(fēng)卻能產(chǎn)生破壞力。在開放性屋頂花園的建造中應(yīng)盡量選用防風(fēng)植物，并且盡量避免采用大喬木，并且還要注意藤架、遮陽傘、塑料桌椅等設(shè)施所在區(qū)域的防風(fēng)措施。屋頂花園的防風(fēng)一般通過防風(fēng)玻璃及防風(fēng)墻阻止大風(fēng)或者迫使大風(fēng)轉(zhuǎn)向，可單獨(dú)建造也可作為遮陽的一部分，在屋頂花園的設(shè)計(jì)及營(yíng)造中應(yīng)予以著重考慮。

4.屋頂?shù)目臻g形態(tài)對(duì)設(shè)計(jì)的影響

屋頂花園的空間形態(tài)因建筑的空間格局而有所不同，根據(jù)屋頂花園的所處位置，屋頂花園可分為開敞式屋頂花園、半開敞式屋頂花園及封閉式屋頂花園。

開敞式屋頂花園指的是建筑物最高層屋頂，且周圍建筑高度與該屋頂持平或者低于該屋頂，使得該屋頂花園呈完全開放狀態(tài)。這類屋頂花園多見于辦公樓樓頂、住宅樓頂及地下式地面屋頂花園。由于其開闊的視野，在設(shè)計(jì)上相對(duì)比較靈活，但此類屋頂花園日照時(shí)間長(zhǎng)、光照強(qiáng)度大、溫差大且風(fēng)影響因素大，所以在植被選擇上選擇耐寒、耐旱、防風(fēng)、喜光、生命力強(qiáng)并且水平根系發(fā)達(dá)的植物，并且應(yīng)盡量避免使用大喬木和輕型景觀設(shè)施。

半開敞式屋頂花園指的是屋頂被周邊建筑一面、兩面或者三面包圍的屋頂花園，多出現(xiàn)在建筑裙房、出挑平臺(tái)及退臺(tái)式建筑的層層退臺(tái)上，這類屋頂花園有助于改善屋內(nèi)環(huán)境，還可以為同層或者周圍建筑提供良好的景觀視野。由于此類屋頂花園與周邊建筑及室內(nèi)有著密切的聯(lián)系，所以設(shè)計(jì)時(shí)要注意與周邊建筑及環(huán)境的協(xié)調(diào)，并且不能選用花果或葉子有毒或有刺激氣味的植被，以防對(duì)人們?cè)斐刹涣加绊懀⑶遥€可根據(jù)實(shí)際情況增加墻面綠化，豐富景觀層次。

封閉式屋頂花園指的是屋頂被周圍建筑包圍，屋頂?shù)陀谥車ㄖ摹跋蛐男汀蔽蓓敾▓@。這類屋頂花園有的獨(dú)立存在有的出現(xiàn)于大型綜合建筑。由于此類屋頂花園四面較高，陰影較多，所以再設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選擇對(duì)光照要求不是很高的植物，并且，此類屋頂花園由于其“向心性”作用成為該樓層的景觀焦點(diǎn)，服務(wù)對(duì)象也較多，所以在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要注意景觀效果的營(yíng)造，還要注意空間的有效劃分及各空間內(nèi)交通布置，為居民營(yíng)造一個(gè)舒適、愉快的活動(dòng)空間。

5.屋頂?shù)暮奢d與結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)計(jì)的影響

屋頂結(jié)構(gòu)及荷載量作為屋頂花園的基礎(chǔ)對(duì)屋頂花園的成功與否騎著重要作用，其結(jié)構(gòu)和荷載決定了屋頂花園的覆土深度、植被選擇及是否適合營(yíng)造山水等等。不同的建筑有著不同的結(jié)構(gòu)，這也就造成了屋頂設(shè)施安裝位置的不固定性，這直接影響到了給排水及施工的可操作性，因此屋頂花園在營(yíng)造和設(shè)計(jì)時(shí)要注意隨建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)或營(yíng)造。其次，屋頂花園的營(yíng)造和設(shè)計(jì)還要重點(diǎn)考慮屋頂和樓面的荷載量，建筑的承載是有限的，因此在設(shè)計(jì)及營(yíng)造中一定要將屋頂花園的重量控制在建筑的荷載范圍之內(nèi)，確保屋頂?shù)陌踩盎▓@的有效實(shí)施。

本章小結(jié)

通過對(duì)屋頂花園現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、屋頂花園與地面花園的區(qū)別、屋頂花園的價(jià)值功能、屋頂花園設(shè)計(jì)影響要素的分析，對(duì)屋頂花園的設(shè)計(jì)及營(yíng)造做了普遍性分析，并對(duì)不同類型屋頂花園的營(yíng)造及設(shè)計(jì)的重點(diǎn)做了歸納梳理，期望對(duì)屋頂花園的推廣及設(shè)計(jì)起到一定的助益。

（作者單位：桂林理工大學(xué)）

作者簡(jiǎn)介：馬學(xué)旺，碩士研究生，助教，研究生黨支部書記。