我國屋頂花園的研究進展

胡 明 （安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽 安慶 246000）

我國屋頂花園的研究進展

胡 明 （安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽 安慶 246000）

屋頂花園在我國發(fā)展了幾十年，但仍然發(fā)展很不平衡。文章就近年來屋頂花園在我國應用現狀、應用存在的問題以及發(fā)展對策等作一綜述，為進一步研究提供一定的理論參考，以及探索科學合理的屋頂花園的建設方法，以期為我國城市屋頂花園建設提供幫助。

屋頂花園；研究進展；應用

0 前言

在21世紀的今天，伴隨著經濟的快速發(fā)展，我國城市化率不斷提高城市中的道路和建筑物不斷涌現城市建設用地日趨緊張生態(tài)環(huán)境不斷惡化熱島效應明顯增強人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境不容樂觀。人們開始探索適合城市綠化建設的其他方式，而屋頂花園正好順應當今城市綠化建設的發(fā)展方向。因此，本文通過對我國屋頂花園的研究綜述，有利于了解我國屋頂花園的研究現狀和發(fā)展趨勢，明確我國屋頂花園的研究方向和目標，從而為制訂科學合理的屋頂花園建設提供理論依據，以期為城市綠化建設提供一定的幫助。

1 屋頂花園的概念和作用

1.1 屋頂花園的概念

目前在我國屋頂花園的概念有廣義和狹義之分。廣義的屋頂花園是指在各類建筑物、構筑物、橋梁(立交橋)等的頂層、露臺、天臺、陽臺或大型人工假山體上進行造園,種植瓜果蔬菜、樹木花卉及草坪地被的統稱。狹義的屋頂花園僅指在屋頂平臺種植植物以擴大城市綠色空間和綠色面積[1]。另外屋頂花園還被稱為“屋頂綠化”、“空中花園”、“天臺綠地”、“城市第五立面”等[2]。我國屋頂花園按建造形式分為簡單式屋頂綠化和花園式屋頂綠化；按照使用要求對象可以分為公共游憩型、營利型、家庭型和科研型等；按照使用年限可以分為長久型和臨時型等[3]。

1.2 屋頂花園的作用

通過利用建筑物屋頂的來開辟園林綠地不僅能夠發(fā)揮其生態(tài)環(huán)境功能而且也能體現出其美學的價值[4]。其中屋頂花園的功能主要體現在以下的幾個方面。

1.2.1 提高綠地率，改善城市空中景觀

一個現代化城市，必須要有一定的綠地面積指標，來保證城市的生態(tài)環(huán)境的容積量，使城市獲得最佳的居住環(huán)境。而屋頂花園恰恰是在有限的城市空間中，提高城市綠地率的最有效的方式之一，這種方式不僅可以擴大綠化的立體空間、柔化建筑的生硬線條、豐富建筑物和環(huán)境的色彩，使建筑與植物完美的和諧統一，而且也有利于城市空中景觀的改變。

1.2.2 對建筑物的構造層的保護和構造性能改善

溫度變化是建筑物屋頂受損的主要原因之一。溫度變化會引起構造層結構的膨脹和收縮，甚至會使建筑的屋頂出現裂縫，進而導致滲漏。此外極端溫差也會加快建筑物屋頂建設材料的老化，使其使用壽命縮短。如果進行屋頂綠化，不僅可以大幅提高屋頂的熱惰性能，并減少夏冬兩季的極端溫差的出現，也可以對建筑物的構造層保護和改善構造性能[5]。

1.2.3 對城市氣溫的改善

能夠有效緩解城市中心區(qū)域的熱島效應。隨著城市經濟的快速發(fā)展，城市中的工廠、機動車以及居民生活排放出大量熱量，另外城市中的建筑物數量不斷地增加，使得建筑物密集，進而不利于太陽輻能的反射，此外水泥等建筑材料比土壤、植被具有更大的熱容量，使得建筑物積累了過多的熱量。使得城市在白天吸收儲存太陽能多，而夜晚降溫緩慢，熱量剩余非常大，特別是在夏天城市溫度顯著升高。而屋頂花園通過土壤中的水分和生長的植物可以吸收大約80%的屋頂積聚的熱量。屋頂花園還可以通過綠色植被的光合作用吸收大量的溫室氣體進而緩解熱島效應[6]。

1.2.4 保護城市生物的多樣性

一個城市不斷的擴張，會對當地正常的生態(tài)系統造成影響，甚至破會壞生態(tài)平衡，使得當地一些固有物種的消失。而系統化的屋頂花園的建設不僅是城市綠色空間的重要組成部分，也是維持和保護生物多樣性的重要場所。屋頂花園為昆蟲提供了良好的生存空間，也同時為鳥類提供了食物來源，讓城市與自然和諧共處[7]。

1.2.5 節(jié)水調節(jié)氣候

屋頂花園的綠色植物與水泥屋面的理化性質有著明顯的差距。由于綠色植物可以通過其自身的蒸騰作用將大氣降水等水源以水蒸氣的形式重新返回到大氣中，使得空氣中水蒸氣的含量明顯增多，進而涵養(yǎng)了水源達到了節(jié)水的效果。同時也通過蒸騰作用綠色植物將積聚在屋頂的熱量以水蒸氣的形式散發(fā)大氣中，進而降低了建筑物表面的溫度，從而起到調節(jié)氣候的作用。

1.2.6 降塵降噪除污染等

經濟的快速發(fā)展導致城市大氣環(huán)境日益惡劣。污染的大氣中包含了大量粉塵及懸浮顆粒物，甚至還含有病原菌，并以CO2、NO2、SO2等有害氣體為主。屋頂花園廣泛的分布在城市的各個空間層，減少了空氣中污染物的流動。也由于綠色植物可以吸收有毒有害氣體，通過光合作用釋放大量的氧氣，也有防塵降灰的效果進而起到凈化城市的作用。植物的吸聲效果比水泥等建材要好的多，所以屋頂花園在噪聲吸收方面有著一定的效果[8]。

2 屋頂花園在我國應用現狀

我國從1949年左右開始，在上海、廣州等城市就陸續(xù)出現了在屋頂、露臺等處種植花草的先例。20世紀70年代我國第一個屋頂花園在廣州東方賓館屋頂建成。20世紀80年代初開始嘗試，盡管起步較晚但隨著城市經濟的發(fā)展和房地產行業(yè)的進步，屋頂花園建設也正在逐步興起中[9]。1983年，北京修建了我國北方第一座大型露天屋頂花園——長城飯店[10]。2003年1月北京舉行了中國首屆屋頂花園會議，這次會議是國內首次針對屋頂花園進行的專題性的研討會，為我國屋頂花園的良好發(fā)展提出了可行性的建議。通過學習本次會議內容，我國城市結合本城市特點發(fā)展屋頂花園。如重慶市結合山城地形特點，巧妙地利用屋頂與山地環(huán)境相結合進行綠化，從而擴大了城市公共綠地的面積，如朝天門碼頭廣場綠化、玫瑰灣街頭綠地等。

近十年來隨著我國城市化率的不斷提高，城市中的居民越來越重視城市生態(tài)環(huán)境，進而使得屋頂花園的建設速度也逐步加快，特別是在我國經濟發(fā)達的一線城市，譬如北京、上海、廣州等,屋頂綠化面積逐年增加，同時杭州、深圳、青島等地也正在積極推進屋頂綠化工作。如2005年成都市就規(guī)定新開工建設的12層以下的樓房或40m高度以下的建筑物必須要有屋頂花園；2006年廣州市也做出了相關規(guī)定，6～12層住宅必須進行屋頂綠化。但在一些中小城市屋頂花園的意識還不夠強，仍處于起步的階段。

屋頂花園建造技術的不斷進步以及屋頂植物在選擇面的不斷擴大，都為屋頂花園的進一步普及奠定了良好的基礎條件。目前為加快屋頂綠化建設的步伐,我國各級政府部門對屋頂花園的建設在政策和資金上給予了不同程度的支持。如1999年深圳市就出臺了《深圳市屋頂美化綠化實施辦法》；北京市政府在2005年6月出臺的《北京市屋頂花園規(guī)范》，對當地屋頂花園的建設進行了詳盡的技術指導和規(guī)范；上海2006年將把屋頂綠化納入《上海市綠化管理條例》,通過立法強制推廣屋頂綠化；2013年國家住房和城鄉(xiāng)建設部也頒布了新版的《種植屋面技術規(guī)范》，確立了屋頂綠化的行業(yè)規(guī)范。現階段屋頂綠化在我國開始從屋頂花園形式向植被屋面發(fā)展。這是由于我國在屋頂綠化植物適應性研究相當滯后。同時國內對屋頂喬木和灌木的耐熱、抗旱性研究較少，主要集中在景天類及少數草本地被類植物的適應性研究上。趙定國、付國良、徐華勤等通過對景天科植物的研究得出了其在我國屋頂綠化有著很好的景觀效果。

在我國北方地區(qū)吉林市屋頂綠化以屋頂花園為主，逐步向植被屋面綠化發(fā)展[11]。是由于屋頂花園化的植物多采用適應性強的低矮喬灌配置，導致了這種類型綠化造價高，對屋頂荷載要求嚴格，需要精養(yǎng)護，不適合大面積推廣。而植被屋面綠化多采用草坪模式或者佛甲草建坪綠化，這種類型綠化造價低，見效快，可粗養(yǎng)護，適合大面積推廣。

而在我國西部地區(qū)以寧夏市為例，屋頂花園尚處于初級階段，還沒有被人們普遍重視[12]。綠化模式單一，植物種類較少，主要以模紋灌木和草坪為主，缺乏專業(yè)系統指導、培養(yǎng)和規(guī)范。屋頂花園運用的范圍較小，主要集中在一些高端會所的露臺和地下停車場、地下人防工程建筑物。

由于經濟快速的發(fā)展，東部地區(qū)杭州市作為全國屋頂綠化率先推行的地區(qū)之一，與全國其他地區(qū)相比，屋頂花園的發(fā)展較為迅速，用于屋頂綠化的植物種類最多，應用形式最為多樣[13]。有條件的省市也都積極推進平改綠、坡改綠,擴大屋頂綠化面積，使屋頂花園成為了城市的一道重要的風景線。

在我國的中原地區(qū)鄭州市，隨著城市建設建快速的發(fā)展、城市人口增加、城市用地日益緊張，綠化用地不斷被壓縮，屋頂花園成為了本地區(qū)綠化發(fā)展方向之一。但在屋頂花園的建設上，只重視建造技術，卻忽略了屋頂花園設計中的藝術表現內容[14]。

3 屋頂花園在我國應用存在的問題

雖然這幾年我國屋頂花園有著飛速的發(fā)展，但是必須要認清我國屋頂花園的發(fā)展尚處于起步階段，與西方發(fā)達國家相比還是有著很大的差距，這就需要我們投入更多的科研資金，鼓勵技術研究和科技創(chuàng)新，加速成果轉化[15]，從而解決建造技術和材料應用等方面的問題。現階段阻礙我國屋頂花園發(fā)展的原因有以下幾個方面。

3.1 應用的范圍有限

目前屋頂花園的運用范圍主要集中在一些一線的大城市，然而在一些二、三線城市或者一線小城市甚至有可能沒有接觸到屋頂花園的相關理論。在有些城市屋頂花園主要建設在一些高檔寫字樓、高檔的私人會所，亦或者建在地下停車場、人防工程之上。使得居住在城市的居民很難接觸到，或者接受屋頂花園的相關建設理論，更不要說城市居民自行建造屋頂花園，從而影響到屋頂花園在本城市的發(fā)展進度。

3.2 施工質量問題

屋頂花園的建設是一個系統而復雜的工程，它涉及到很多方面，包括屋頂的防水、載荷、栽培基質、綠色植物的選著與搭配、灌溉，以及后期的一系列養(yǎng)護管理的問題[16]。目前國內對屋頂花園的建設施工比較混亂，這是由于現階段我國有關屋頂花園建設的相關政策條文不夠完善，施工隊伍整體專業(yè)性不夠強，建設人員自身素質不高，都導致了屋頂花園建設存在質量問題。

3.3 建造和養(yǎng)護成本過高

屋頂花園的建設需要前期投入大量的資金，才能形成良好的景觀效果。研究表明，前期投入過少的屋頂花園的效果往往達不到預期的設計，并且會導致后期養(yǎng)護成本大幅的增加。此外目前國內相關專業(yè)人才的缺乏也直接導致了建造成本過高和建設材料的浪費，尤其后期養(yǎng)護期間綠色植物養(yǎng)護成活率也造成了整個工程造價的提高。

3.4 植物材料選擇的局限性

由于屋頂花園綠色植物生長的屋面與地表土壤的物理、化學性質有著很大的區(qū)別，這就導致了屋頂土壤溫度不均、土壤通氣性大、土壤厚度薄、造成水分流失速度快。所以屋頂花園可選著的植物相對有限，并且在植物選擇時也受到了屋頂的影響[17]。因為不同的屋頂在建筑材料的選擇是不同的，也就形成了不同屋頂的質量與承重的不同。目前植物的選擇多為耐熱、喜光、耐旱、抗逆境強、根系淺且發(fā)達、生長緩慢、姿態(tài)幽美的灌喬木，多為景天科景天屬的植物，其中佛甲草應用頗多，而且在高大喬木上沒有較好的選擇范圍，進而導致了植物材料選擇的局限性。

3.5 栽培基質

在屋頂花園的建設中需要改良種植土，這就需要選擇合適的栽培基質[18]。一般的種植土壤不僅重量大，并且水土流失也比較嚴重。土壤太薄或太厚都不行。土壤太薄會加快水分的流失，使土壤迅速干燥，不利于植物的正常的生長；土壤太厚，建筑物屋頂又不能承受過多的重量。所以栽培基質的選擇，多是考慮屋頂荷載及屋頂特殊的環(huán)境因素。一般可選用種植土、草炭、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、細砂和經過發(fā)酵處理的動物糞便等材料，按一定比例混合配制而成。但是這種栽培基質在使用過程中效果并不是很理想。因此也就需要我們加大科研力度，找到更合適的屋頂花園栽培基質。

3.6 屋頂花園植物搭配

屋頂花園的一般建筑面積都不是很大，受到特定的屋頂環(huán)境的限制。可以選擇的植物種類較為局限，進而使屋頂花園植物搭配形式單一。目前在我國屋頂花園的建設中，一般以草坪為主，搭配了灌木、盆景等。所以要擺脫搭配形式的單一就要開發(fā)一些不同空間層級的綠色植物搭配方式，增加屋頂花園的植物豐富度，來滿足適合不同功能和需要的植物搭配方式的需要。

除了要面對這些問題外，我們應該要注意到屋頂花園的發(fā)展不是一蹴而就的，且要對屋頂花園有著正確的認識,不同的自然條件、生活方式會對建筑物有著不同程度的影響[19]，進而影響到屋頂花園的建造形式。

4 屋頂花園在我國發(fā)展對策

4.1 各級政府部門要制定健全的政策、法規(guī)、統籌全局協調發(fā)展

屋頂花園的建設是涉及到許多部門的系統性工程，需要國家制定健全的政策、法規(guī)，進行全面的統一布置和總體設計，來改變目前我國屋頂花園發(fā)展的不和諧的現狀。

4.2 加大科研的投入，培養(yǎng)專業(yè)人才

加大科研機構的投入，從而選擇出適合我國各地區(qū)的屋頂花園建設需要的形式優(yōu)美植物。能夠滿足不同屋頂結構的需要。同時加大對專業(yè)人才的培養(yǎng)，也要進行有關理論的研究，如頂花園的生態(tài)補償理論的研究[20]。不僅在屋頂花園建設、后期的養(yǎng)護中都需要這方面的人才，而且專業(yè)人才的存在可以使我國能夠及時了解到國外屋頂建設有關的最新研究進展和探索適合我國屋頂花園發(fā)展的道路。

4.3 加大宣傳和扶持力度

屋頂花園的發(fā)展需要城市中的每一個居民的參與，只有了解了屋頂花園的作用，人們才會對其有著正確的認識，從而接受它。另外屋頂花園在我國尚處在發(fā)展的初期，不管是企業(yè)還是個人在推動其發(fā)展過程中投入很多的資金也承受了較大的風險，所以各級政府部門在政策允許的范圍給予適當的獎勵和支持。

4.4 逐步在全國范圍類推行屋頂花園建設

由于我國各地經濟發(fā)展水平不平衡，導致了屋頂花園在全國范圍發(fā)展很不平衡。所以屋頂花園的建設需要有計劃、有步驟地推進。新建建筑應將屋頂花園與建筑設計同步進行，老舊建筑則應該根據房屋結構以及屋頂防水的做法，并要結合屋頂花園可持續(xù)發(fā)展的理念在有關技術專家的指導下進行改造。

5 結論與建議

雖然屋頂花園在我國發(fā)展了半個世紀，但是在很多領域我們還是存在著一些不足。同時在我國很多城市中，屋頂還是一塊尚未開發(fā)的處女地。這就需要我們總結我國近年來屋頂花園發(fā)展的經驗，借鑒和引進國外的先進經驗和技術，結合我國的實際情況，建設適合我國國情、氣候的屋頂花園。更為重要的是只有讓民眾了解到屋頂花園的廣泛的作用，才能使其被接受和認可，從而使屋頂花園在我國生態(tài)文明城市建設中發(fā)揮其最大的生態(tài)、景觀效果。

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TU985

A

1007-7359（2016）06-0039-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.015

胡明（1981-），男，安徽天長人，畢業(yè)于滁州建筑工程學校，助理工程師。