談既有建筑屋頂綠化技術

邊華英　馬　挺河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）2河南省科學院質量檢驗與分析測試研究中心（450002）

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談既有建筑屋頂綠化技術

邊華英1，2馬挺1
1河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）2河南省科學院質量檢驗與分析測試研究中心（450002）

摘要：闡述了在生態城市和海綿城市發展進程中重視屋頂綠化和雨水資源化技術的必要性。在當前既有的灰色混凝土森林中，為了居住環境的改善和居民幸福指數的提高，重視屋頂綠化和雨水資源化技術是當今社會發展趨勢。

關鍵詞：屋頂綠化；第五立面；雨水資源化；花園式屋頂綠化；簡單式屋頂綠化

0　前言

隨著城鎮化建設步伐的加快，新型城鎮和社區內一幢幢高樓拔地而起，形成了灰色的混凝土森林，為了節地和降低成本一般情況下樓盤容積率較高，地面硬化比例大，綠化率較低。粗放式的發展模式使得“城市病”顯現，出現嚴重的城市內澇和熱島效應。于是，漸漸地大家從人類健康、生態環境保護和低影響開發的角度來規劃設計和實施新型的海綿城市、生態智慧城市建。談及生態城市建設應該借鑒世界發達國家的建設經驗和技術，筆者在這里著重探討既有建筑的屋頂綠化和雨水資源化技術。

屋頂綠化具有生態補償的作用，同時幫助實現部分建筑雨水的資源化，在現代化生態城市和海綿城市建設中對于微環境的調節具有重要意義，主要概括為以下幾方面：

冬暖夏涼。由于綠色植物的蒸騰作用、遮蔭特性，以及對雨水的過濾、蓄集、緩慢釋放和被屋頂植被的利用，屋頂綠化形成良好的生態屋頂隔熱層。

減緩強降雨對排水系統的壓力。綠色屋頂植被和各材料層的作用下對雨水具有滲、蓄、濾和調節徑流速度的效果，可延長排水時間，阻滯集中排水。

潔凈空氣。屋頂綠化能夠幫助過濾空氣中的顆粒物、吸收SO2、NO、NO2及其他有害物質，并通過光合作用釋放游離氧，具有天然氧吧的作用。

降低噪聲。屋頂綠化能夠反射、吸收噪聲，減低噪聲污染。

為動植物提供棲息地。屋頂綠化使得鳥兒、蟲兒等微生態系統得以平衡，為動植物的多樣性發展提供棲息地。

改善氣溫及小環境。屋頂綠化有助于降低環境溫度、增加濕度，使小環境舒適宜人。

拓展人居空間。屋頂綠化能夠增加業主的休憩或活動空間，使人們得以親近自然，舒緩精神壓力。

1　屋頂綠化技術概述

屋頂被稱為建筑的第五立面，當前第五立面在城市中總面積很大，如果能以適合的技術方案進行綠化，則對于城市生態和環境氣候的改變，對于緩解久居于城市森林里的民眾的焦躁情緒具有較佳的調節作用。屋頂綠化是指對高出地面以上、周邊不與自然土層相連接的各類建筑物、構筑物等的頂部、天臺、露臺的綠化。屋頂綠化又包括花園式屋頂綠化和簡單式屋頂綠化等模式。花園式屋頂綠化通常在建筑設計時是經過預先考慮進行設計的，屋面能承受較大的靜載荷與活載荷，通常可以選擇小型的喬木、低矮灌木、草坪、地被植物進行屋頂綠化植物的配植，并設置有園路、座椅、園林小品等設施，能提供一定的游覽、休憩活動空間的復雜綠化方式。簡單式屋頂綠化則是利用低矮灌木、草坪、地被植物進行屋頂綠化，不設置園林小品等設施，也不允許非園丁、非維修人員活動的簡單綠化方式［1-2］。作為補充的散布式盆栽植物盆景在布置時必須考慮高空墜落風險，進行底部加固、防根穿刺、透水和防水技術。

目前，在我國城市和建筑物建設中雖然屋頂綠化方案和技術仍處于起步階段，還沒有上升為強制性的國家標準和要求，但是建筑物的主人們對于擁有綠色的渴望是真實的。所以有自發建設的空中花園，更有良心企業主動建設的空中綠地。當前已經有一些城市和地方相繼出臺了相關的地方標準和技術規范，比如深圳、北京、上海、河南等地方。

2　既有建筑采用屋頂綠化及雨水資源化技術的必要性

在粗放式發展階段為了節約可供用建筑地塊的面積，以提高容積率，降低開發成本，或說是出于減輕居民購房負擔的初衷，之前的既有建筑多數沒有考慮屋頂綠化技術。鑒于中原地帶與北方缺水地域雨水資源的稀缺，考慮到建筑物密集區域的熱島效應，住在高層建筑上放眼望去滿目的灰色屋頂面積，特別是一些設計和建造時具有高載荷能力的臨街商鋪、裙樓的屋頂部分，有較大面積的灰色平臺亟待開發利用，并應同時考慮雨水的收集再利用，將滿目灰蒙蒙的平屋頂建植為綠色屋頂、空中花園。

中原地區因為比南方缺少雨水，所以建筑物的雨水系統常采用斷落管方式直接流至樓前樓后的綠地上或者硬化地面上。這些僅有的綠地多數也不是經過專業設計的系統化配套設施，不能適應生態城市或低影響開發的海綿城市的建設需要，達不到對強降水天氣時大徑流量雨水的棄留、吸、蓄、滲、濾、回用的需求。原則上高層建筑在設計時陽臺雨水和洗衣污水的排放必須分別走不同的排水管道，因為洗衣污水含有較多的磷，可能含有一些細菌、病毒等有害物質，洗衣污水等應該經過凈化處理后集中排放。故洗衣污水應該通過專門設計和建成的污水排放系統進行分戶收集，處理后再加以利用或外排。但是，現實情況是在建筑的設計和建造時，一些高層住宅的陽臺部位沒有考慮同時分開設置雨、污水兩套排水系統，而陽臺往往被封閉后作為洗衣機房使用，洗衣污水便通過陽臺雨水排放設施開放式地加以排放。一方面這種廢水肆意排放會形成污染，另一方面這種廢水也算是資源，白白地流失也讓人心痛。所以呼吁對于當前居民建成區樓群建筑的第五立面資源進行開發，結合可持續發展的生態城市理念進行雨水和廢水的資源化以及屋頂綠化建設。

3　既有建筑的屋頂綠化技術方案

海綿城市建設技術指南指出，屋頂坡度較小的建筑可采用綠色屋頂，綠色屋頂結構示意圖如圖1所示。相應地雨水資源采用雨落管斷接或設置集水井等方式將屋面雨水斷接并引入周邊綠地內小型、分散的低影響開發設施，或通過植草溝、雨水管渠將雨水引入場地內的集中調蓄設施。不同的建筑層高情況下，將雨水集蓄設施設置在較低樓層的屋面上，將收集到的高層屋面的徑流雨水借助重力勢能供至低層使用而節能［3］。

圖1　綠色屋頂結構示意圖

針對既有建筑屋面的情況主張采用簡單式屋頂綠化技術。所選用植物以低矮、耐風、耐曬、抗旱耐澇、耐瘠薄、宿根、須根、根系淺、不易產生病蟲害、生性強健、可自我繁殖的本地常綠和半常綠植物為主，原則上不選用高大的喬木、直根系植物或根系穿刺性較強的植物。經驗表明，佛甲草和垂盆草是兩種較適于屋頂綠化的景天科植物［4］。種植基質

層土壤采用人工輕質土，要求透水、透氣性好，耐沖刷、不易板結。過濾層一般選用透水又能隔絕種植土里細小顆粒的防腐材料，如聚酯纖維無紡布、玻璃纖維布等。排水層由礫石、卵石、粗砂、陶粒組成，或采用波浪板、拉比特板等透水、疏水材料。對于簡單式屋頂綠化植被根系不發達不具有穿刺性的植物時，可以不設置隔根層，否則需要考慮隔根層的設計和施工。隔根層設置在排水層下，應選用輕質防腐和可防止根刺破的PE、HDPE、橡膠等材料，宜選用同時具有防水性能的卷材，接縫進行妥善處理，并向側墻面延伸150～200 mm，防止植物根系從接縫處穿入建筑結構層形成破壞。

4　發展展望

在歐洲，屋頂綠化技術已經有30多年的發展歷史，北美國家是20世紀末開始重視綠色屋頂技術。屋頂綠化發展具有多重效應，比如最明顯的是生態環境保護、創造就業、拉動投資、增加基礎設施和設備的供給、穩定人口增長等［5］。

國外一些城市對屋頂綠化進行政策和財政鼓勵支持，比如由政府直接按標準對屋頂綠化業主進行補貼的直接財政鼓勵，在德國、加拿大的多倫多、美國的芝加哥、西雅圖等城市已經實行。在德國一般每平方米補貼3～15歐元或者按照建造費用的10％～50％進行補貼，重型屋頂綠化補貼資金高于輕型屋頂綠化，這種政策特別適用于既有建筑的屋頂綠化。在美國把屋頂綠化納入了綠色建筑評估體系，在進行LEED認證時可以獲得加分，得到有關聯邦基金、州或市政當局有關的財政補貼。間接的鼓勵政策比如日本自1999年始對修建樓頂花園的業主提供低息貸款支持，德國有13個城市對屋頂綠化的業主通過降低污水處理費提供政策支持。而新加坡為了鼓勵開發商建設高樓空中花園，放寬了私宅興建陽臺條例的限制，給予額外的建造陽臺容積率補償［5］。

我國正在邁向生態環境質量總體改善的新征程，“十三五”規劃綱要中提出了生態環境質量總體改善的目標，強調綠色發展的理念，制定了改善空氣質量、地表水質量的指標，實行最嚴格的環境保護制度，發展低碳循環經濟，構筑生態安全屏障。對于可持續發展城市建設領域，各地在規劃的指導下借鑒發達國家的經驗，制定可實施的細部措施如城市屋頂綠化技術和雨水資源化技術，相信不久的將來，我們居住的城市環境越來越美好，廣大居民的幸福指數越來越高。

參考文獻：

［1］DB 440300/T 37- 2009，屋頂綠化設計規范［S］.深圳市農業地方標準.

［2］許道坤，呂偉婭，等.屋頂綠化在隔熱降溫·蓄水減排和凈化屋面徑流污染中的作用［J］.安徽農業科學，2012.40（3）.

［3］海綿城市建設技術指南（試行）［S］.住房城鄉建設部，2014，10.

［4］馮麗丹，祝平.選擇最合適的屋頂綠化植物［J］.房地產導刊，2011，4.

［5］趙曉英，金曉玲，等.國外屋頂綠化政策對我國的啟示［J］.西北林學院學報，2008，23（3）.