南方公共建筑立體屋頂綠化設計與實踐研究
——以東莞萬科大廈為例

宋 健,申維維

(東莞市萬科房地產有限公司,廣東 東莞 523000)

1 引言

東莞市位于廣東省，地處于中國華南地區、廣東中南部、珠江口東岸，南接深圳市，西北接廣州市，地理位置在東經113°31′～114°15′，北緯22°39′～23°09′。隸屬于亞熱帶季風氣候，長夏無冬，雨量充沛，日照充足，溫差振幅較小，且季風明顯。2015～2019年，年平均溫度達到23.2 ℃。東莞氣候適宜，適合不同的植物生長，因此植物種類較多，有利于實現屋頂綠化[1]。

2 屋頂綠化設計基本原則

2.1 科學性與安全性

屋頂綠化設計過程中應當將安全性放在首位，其中包括考慮到建筑自身安全、高空墜物安全、人們心理安全等3個方面。建筑安全也就是保證屋頂綠化載體具備安全性，這是當前急需思考的內容。屋頂綠化設計內容與形式都必須保證與局部荷載與平均荷載相吻合。屋頂綠化中構筑物與植物等，都需要考慮到風載影響，如果選擇體型過大或者與屋頂結構層連接過緊的植物，那么在遇到強風天氣后，都會導致屋頂結構層破壞或者倒伏。

因為東莞屬于亞熱帶季風氣候，在夏季經常會出現強風降雨天氣，因此會導致屋頂綠化各種設施被破壞后，而發生掉落情況。如果未能做好防護措施，那么極有可能對他人的人身安全帶來威脅。

2.2 功能性與美觀性

屋頂綠化是建筑功能擴展的一種重要展現形式。比如在對東莞萬科大廈屋頂進行綠化過程中，該綠化空間能夠為用戶提供工作休息區，節省員工到外層活動時間。在對大廈屋頂進行綠化過程中，需要對綠色基礎設施概念進行拓展與應用，并且保證屋頂綠化可以與城市不同功能結合起來。

3 建筑屋頂綠化基本結構設計

屋頂綠化構造設計與一般屋頂有著極大的不同，他主要是選擇在建筑物或者構造樓板、保溫隔熱層與屋頂防水層之間，根據植物生長需要添加了構造做法。屋頂綠化種植需要對構造剖面進行分層，分別是屋頂完成面、排水層、過濾層、種植植被層、防水層與隔熱層，通常情況下屋頂完成面也包括結構樓板、找平層、防水層、保護層[2]。

3.1 防水層施工技術要求

屋頂綠化防水處理會對建筑的安全與使用情況帶來影響，為了保證屋頂結構具備安全性，通常選擇在屋頂基礎建設之上，完成第二次防水處理，保證防水做法滿足相關要求，屋頂綠化防水層應當具備下述性能。一是耐久性，保證防水材料經得住土壤中細菌的侵害；二是承重性，在綠化施工過程中，必須考慮到樹木與土壤重量；三是耐藥性，在綠化過程中，保證防水材料能夠經得住農藥與肥料侵害；四是不透水，這也是一項基本要求；五是耐機械損傷，保證在施工過程中，防水層不會被機械損害。

3.2 發揮隔根層作用

對于隔根層的鋪設時間或者是否鋪設，不同專家有著不同見解。在對屋頂進行綠化過程中，因為植物根部并不會延伸太長，因此很多人認為并不需要鋪設隔根層。當對屋頂使用剛性防水之后，因為該防水層有著堅固性，并且上層還鋪設水泥沙對其進行保護，因此可以避免植物根系穿透，這種情況下也可以不鋪設隔根層[3]。

3.3 排水層與蓄水層高功能

排水層主要作用就是在澆灌與降雨過程中，可以使得種植基質層中多余水分盡快流走，并且將水排放到固定裝置中，同樣也可以利用一些特殊材質，可以從屋頂基體中獲得一些干凈溢流水源，將其進行回收與再利用，詳細見圖1。但是如果屋頂是開放式狀態，仍有人進出的話，那么就需要考慮到人所具備的荷載情況。同時也要注意一點就是生存水過度情況，在大部分情況之下，所用材料都具備儲水功能，排水層十分容易被植物根系所穿破，因此這點需要注意。

圖1 屋頂綠化雨水利用

3.4 過濾層要求

過濾層最主要功能就是保證植物基質層土壤不能滲透到排水層當中，以此可以保證土壤中多余的水分能夠順利排進排水層。在屋頂綠化時，需要在種植土的下方鋪設有不同材料制作而成的過濾層，在選擇過濾層材料時，需要保證其具備透水性，同時也要充分的隔絕種植土中的微小顆粒，選擇材料也要價格便宜、耐腐蝕。

3.5 種植基質層要求

種植基質層主要關系到房屋結構承重與植物生長問題，為了保證花草樹木生長旺盛，就需要充分考慮該建筑物承載能力，并且選擇不同種植基質。當前階段，多樣化的基質被用在屋頂綠化當中，包括人造土壤、改造土壤、自然土壤等。

3.6 植被層保護

植被層作為屋頂綠化主要功能層面，并且其所具備的社會效益、經濟效益、生態效益都在這一層得到體現，屋頂綠化植物與陸地植物一樣，可以吸收大量的二氧化碳與有毒氣體，同時釋放氧氣，調節空氣濕度，保證城市空氣更加潔凈。與地面植物的功能進行對比后，筆者發現，屋頂植物生長位置較高，可以對城市空間中不同層次地空氣進行凈化，因此起到了良好的效果。在選擇植物過程中，需要從屋頂環境出發，考慮到種植條件、空氣污染情況、排水情況等。所以屋頂綠化植物應當具備下述特點：耐夏季高溫熱風、耐澇、耐熱、耐修剪、生長緩、根系發達等，因為本文主要是以東莞萬科大廈為例，因此筆者建議多選擇熱帶植物進行綠化[4]。

4 南方公共建筑屋頂綠化應用情況

目前各國都十分認可利用屋頂綠化的方式，來創造更多生態效益，同時在經濟效益、社會效益方面也發揮著重要作用。

4.1 生態效益分析

4.1.1 緩解城市熱島效應

目前，隨著全球氣候不斷的變暖，城市熱島效應也會隨著建筑物數量不斷增加，而更加突出，熱島效應會對城市中居民的生活產生極大影響。屋頂綠化能夠有效的改善城市熱島效應，因此被認為是當前最有效方法。屋頂中所種植的植物具有蒸騰作用，不僅能夠增加空氣濕度，同時也能降低氣溫。此外，在城市中大量熱量會被屋頂中所覆蓋的植物吸收，能有效避免水泥、瀝青等對于陽光的反射情況，以此可以使得城市中熱島效應得到緩解。

4.1.2 減輕暴雨沖擊

蓄水也是屋頂綠化一個重要功能，如果雨量過多，那么就會幫助雨水同時的排入污水管道，避免在暴雨后所引發的水道堵塞與水系統癱瘓情況，緩解城市排水系統所面臨的壓力。不僅如此，其對于凈化雨水的水質有著重要作用。在經過蒸發與蒸騰之后，能夠將水保留下來，隨后匯入到自然水系統當中。如果雨水過多那么也會隨著時間推移，慢慢地將其排掉。如果能將屋頂蓄水功能與城市灌溉系統相結合，那么也可在一定程度上緩解城市用水壓力問題。

4.1.3 凈化城市中的空氣

對于空氣環境質量產生巨大影響的一個因素就是城市中人口密集、機動車排放尾氣、工廠生產所帶來的廢氣等。因為發生空氣污染以后會對人們的生活帶來極大危害，城市中將有大量的粉塵會堆積在建筑物頂端，如果形成沙塵暴天氣，那么就會帶來更大弊端。通過屋頂綠化方式，可以有效吸收空氣中的二氧化硫。

4.2 社會效益

4.2.1 城市景觀效應

東莞作為一個現代化都市，在建設過程中被大量的鋼筋混凝土所包圍，屋頂綠化的出現，能為城市增添更多光彩。建筑物存在高低錯落的情況，其中屋頂綠化的出現，可以極大滿足人們對于當前環境所提出的新要求。

4.2.2 延伸城市空間

屋頂綠化能夠為人們提供更多休閑的生活方式，因為城市壓力巨大，人們在工作之余走進屋頂綠化當中，可以獲得更好的放松方式。

4.3 經濟效益

4.3.1 延長屋頂的使用壽命

普通屋頂因為防水層長期受到臭氧層與紫外線輻射，使其老化速度加快，屋頂材料也會被不斷破壞，出現裂縫與滲漏問題。為了解決該問題，最有效的方法就是將大量的植被種植在屋頂中，這樣有效避免陽光的直射，降低屋頂所面臨的晝夜溫差，以此延長屋頂使用壽命。

4.3.2 提高建筑的節能性

在聯合國所發布的環境部署中明確表明，屋頂覆蓋綠植可以調節室內溫度，并且達到冬暖夏涼的效果。利用綠植對屋頂進行覆蓋，可保證該建筑在夏天溫度會降低5 ℃左右，因此該方法也能有效地節約能源。

5 結語

隨著屋頂綠化技術的不斷發展與相關規范政策的出臺，使得我國開始正式進入到屋頂綠化階段。當前屋頂綠化已經應用到了公共建筑、居住建筑、商用建筑。與發達國家相比，我國現有的屋頂綠化情況難以滿足人們的需求，因此就需要去研究不同屋頂綠化形式，提高屋頂綠化植物豐富度，最終有效改善人居環境。