大坡度屋面壘土綠化施工方法

摘" 要：受重力影響，種植屋面容易出現土壤基質滑移、水土流失等現象，導致土壤干燥、植物爛根和綠化維護費用高昂。該文以成都天府藝術公園當代藝術館為例，提出經植物纖維合成固化形成的壘土，可以用于大坡度種植屋面，同時提出一種大坡度屋面壘土施工方法，詳細闡述其工藝原理、工藝流程、植物選擇及管理養護。該文研究成果可以為同類型大坡度種植屋面施工提供參考依據。

關鍵詞：種植屋面；壘土；大坡度屋面；植物纖維;固化

中圖分類號：TU761.1" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）10-0131-04

Abstract： Affected by gravity， planted roofing is prone to soil matrix slip， soil erosion and other phenomena， resulting in soil dryness， plant rotting roots， high cost of greening and maintenance. Taking the contemporary art museum of Chengdu Tianfu Art Park as an example， this paper puts forward that the barrier soil formed by plant fiber synthesis and solidification can be used for planted roof with large slope， and puts forward a construction method of roof with large slope. Its technological principle， technological process， plant selection， management and maintenance are described in detail. The research results of this paper can provide a reference basis for the construction of planted roofing with large slope of the same type.

Keywords： planted roof; soil foundation; large slope roof; maintenance management; plant fiber; solidification

種植屋面有效提高了城市綠地率，改善了城市的生態環境，同時具有節能降耗、保溫隔熱和減緩熱島效應的特點。種植屋面技術包括固定結構、屋面排水系統、過濾系統、灌溉系統、種植基質和植物等[1]。當前，大多數屋面綠化是基于較為常規的平屋面種植，而隨著建筑行業的發展，建筑造型越來越豐富，涌現出了單坡屋面、雙坡屋面和曲面屋面等多種形式。

屋面坡度的重力作用導致土壤基質滑移或水土流失，造成屋面種植屋面頂部土壤干燥，屋面底部植物爛根，綠化維護費用高昂。目前，坡屋面綠化通過階梯式、容器式和擋土墻式等方式防止基質滑移，階梯式綠化屋面造成坡屋面外觀形式改變，對具有坡度造型的建筑不適用。普通容器透氣性，耐久性差，自重較大，在高溫季節，容器內的溫度隨著氣溫升高而持續上升，往往會超過植物生存臨界溫度，導致植物根部燙傷枯萎。擋土墻綠化屋面以混凝土反坎將屋面分成小面積的坡屋面，局部也存在水土流失與土壤基質滑移問題，對于大坡度屋面尤其突出。并且植物生長過程中遇到普通容器邊界或防水卷材，根部就會一直在內部卷根打結，形成螺旋狀的根球，即盤根現象，直接影響到植物的成活率。因此，針對大坡度屋面綠化施工方法的研究對于種植屋面的推廣與使用，有著極為重要的意義。

1" 項目概況

天府藝術公園項目位于四川省成都市金牛區，金牛大道東側，北三環路南側，北側緊鄰迎桂湖、金牛賓館；包含圖書館、當代藝術館和美術館3大區域，建成之后可舉辦容納5萬人的音樂會。天府文化藝術公園采用全新的公園理念打造，當代美術館屋頂綠化工程屋面為種植防水屋面，采用壘土技術作為屋面種植層施工方法，曲面為異形結構，最大坡度達40%。天府藝術公園圖如圖1所示。

2" 大坡度屋面壘土綠化工藝原理及流程控制要求

2.1" 工藝原理

以農林廢棄物，如秸稈、棉花桿和其他植物纖維等為主要原料，經合成固化而形成的壘土，是一種環保穩定、可替代土壤，實現多維空間種植的生態新材料，有50 cm×50 cm×5 cm，56 cm×56 cm×5 cm 2種規格，壘土示意圖如圖2所示。

壘土具形態穩定、有自重輕和保水及吸水性強等特點。經高溫（80℃）高濕度（90%）試驗，耐久性達26 a以上；高溫高濕度試驗后材料進行風雨沖擊試驗，壘土耐久性為8.1 a；經紫外線劣化試驗，無植物覆蓋壘土的耐久性達10 a以上[2]。壘土不是散粒結構，且壘土模塊與附著主體的鋼結構骨架螺栓連接，避免了壘土因自身重力而下滑，因此適用于各種坡度的屋面。

2.2" 工藝流程

固化壘土模塊-不同坡度屋面分區-壘土模塊安裝-排蓄水措施。

2.2.1" 固化壘土模塊

壘土是以秸稈、棉花桿等農林廢棄物為主要原料，根據植物生長良好所需的營養基構造制作生產出的一種固化、可塑成型的活性纖維培養土。根據現場屋面情況，將壘土加工成合適大小和形狀，根據屋面不同坡度分別培養植物。當坡度小于10%時，將壘土置于地面后將植物栽培于壘土預留的孔洞內如圖3（a）所示；當坡度大于等于10%時，將壘土立直掛在網狀框架內，再進行植物栽培，形成壘土模塊，如圖3（b）所示。

2.2.2" 不同坡度屋面分區

天府藝術公園項目的當代藝術館屋面藝術造型均為曲面，彎曲弧度不一，屋面坡度較陡。為確保屋面綠化連綿平滑，以區域兩端坡度差5%為分界線，將不同坡度或異型屋面分成不同的區域，實現屋面曲面過渡順滑。當代藝術屋面區域分塊如圖4所示。

2.2.3" 大坡度屋面壘土施工工藝

1）基層處理。防水層基面應堅實、平整光滑，表面不得有起砂、疏松、剝落和凹凸不平現象；基層上的灰塵、油污、碎屑及尖銳棱角應清理干凈，凹凸和裂縫等需使用水泥砂漿填補找平。所有細部節點和陰陽角采用水泥砂漿抹成圓弧形，陰角圓弧最小半徑50 mm，陽角圓弧最小半徑20 mm。

2）細部處理。為了確保防水質量，達到不滲不漏的目的，需對節點部位進行加強處理。平面與立面連接節點，防水卷材需緊貼陰角，附加層與防水層應粘貼平實。接縫部位粘接牢固嚴密，允許出現縫邊空鼓，翹邊滑移等現象。兩層卷材之間的搭接縫應錯開300 mm。

3）卷材鋪設。先進行卷材試鋪，然后將鋪貼的卷材裁好，鋪設時撕剝去卷材隔離膜，反鋪于基面上，使得底部隔離膜朝上。屋面坡度在3%～15%的時候，防水卷材平行或者垂直于屋脊鋪貼；坡度大于15%時，防水卷材應當垂直屋脊鋪貼。檢查所有卷材面有無撕裂、刺穿、破損情況，維修時應當將缺陷部位清理干凈，并嚴格按缺陷部位尺寸加寬100 mm重新鋪設防水卷材。

4）屋面基座施工。為了保證壘土模塊布置的安全可靠，當代館選擇鋼架作為主要固定和受力裝置，采用預埋鋼件與固定壘土模塊的主龍骨進行焊接，采用C30細石混凝土制作出300 mm×300 mm×120 mm的混凝土基座預埋件，其縱橫間距為10 m。此外，對基座節點部位進行防水加強處理，對于曲率較大區域可以適度減小基座間距。

5）保溫板鋪裝。保溫板采用水泥基于基層粘貼鋪設，為保證粘貼效果，使用膠粉增強粘接力。過程中要保證保溫板基層平整，避免出現空鼓現象。保溫板上還需鋪設卷材防水一道。

6）鋼骨架安裝。考慮鋼骨架焊接殘余應力及平整度等影響，焊接時應選擇合理的焊接工藝與焊接順序。當代館采取先焊接主龍骨，將次龍骨焊接于主龍骨之上，同時組合H型鋼因焊接產生的變形應以機械或火焰矯正調直，從而有效減小鋼結構中產生的焊接應力和焊接變形。Q235與Q235鋼之間手工焊接焊條應采用E43型焊條。鋼骨架結構如圖5所示。

7）壘土模塊安裝。①屋面坡度小于10%區域粘結安裝。在防水保護層施工進行壘土模塊安裝位置彈線，確保壘土模塊安裝在同一個水平線上。將配置好的水泥漿與膠水混合，攪拌均勻，且在2 h內將配好的粘接劑用完，沿控制線將同一排的壘土模塊安裝基層滾涂水泥漿，水泥漿需涂刷均勻，對于不均勻處采用刷子補涂，且不流淌。再在壘土模塊底部均勻涂刷水泥漿，根據控制線安裝壘土模塊。②屋面坡度大于等于10%的區域安裝。按照不同分區，將帶框體的模塊運用垂直吊運工具轉運至屋面，根據設計植物分區圖，將相應的壘土模塊支耳與槽鋼的預留螺栓孔通過螺栓固定，框體上部的支耳與角鋼通過不銹鋼螺栓連接。

2.2.4" 排蓄水措施

1）蓄水區域。屋面每400～600 m2設置一蓄排區域，灌溉由高向低分區依次分次供水。在屋面交底的邊緣設置引流溝，引流溝側面由主龍骨構成，頂面設置為分布有透水孔的鋁合金透水板，透水板與主龍骨通過點焊連接。引流溝的水通過過濾器進入循環水泵，實現水的循環利用，降低多余水分的散失和損耗。

2）排水區域。排水由順坡及排水通道排水。在各分區之間設置排水管道，排水管道采用分布有透水孔的鋁合金透水板，排水管跨度為7.5 cm，高度為壘土模塊高度的一半。

2.3" 種植屋面植物選擇及管理養護

2.3.1" 種植屋面植物選擇

藝術公園種植屋面選擇百慕大、佛甲草等植被，為多年生的植物，易成活、易養護及耐久。

百慕大為深綠色，葉叢密集，質地細膩，植株低矮，具有耐旱、耐寒及耐踏等多種優勢，所建成的草坪健壯致密，生長緩慢，耐頻繁的刈割、踐踏后易于復蘇，綠色觀賞期不少于280 d[3]。佛甲草適應性強，不擇土壤，可以生長在較薄的基質上，一種耐旱耐寒性的多漿綠草種。佛甲草僅需5 cm種植基質即可滿足生長需求，且其根系細弱，扎根淺、網狀分布及平面生長，無穿透防水層能力，不破壞屋面結構，廣泛用于屋頂綠化[4]。

2.3.2" 種植屋面管理養護

1）肥水管理。遵循“薄肥多施、肥效均衡”的原則，在澆灌系統中加入液態營養液，在生長季節對植物根部和葉面進行追肥；確定“見干見濕，澆則澆透”的原則，根據天氣情況確定澆水頻率，及時供水避免高空滴水，在干旱季應適當增加澆水頻率和澆水量。

2）病蟲害防治。遵循“預防為主，綜合治理”的原則，優先采用生態防治措施。病蟲害發生季節般在4—10月份，需定期做好噴藥防治工作。

3）植物修補。每季度進行一次植物修補，修剪要維持植物景觀造型，確保左右平整，上下均勻。由于外界環境等因素造成植物枯敗，應及時清理，并根據原有植物種類及規格進行補足，同時需加強植物管理。此外，晚春季節需將冬季枯葉、殘留蟲卵等一并清除。

3" 結束語

天府藝術公園采用的大坡度屋面壘土綠化施工方法，實現了種植屋面總面積達到21 870 m2，在屋頂打造了全國最大的屋頂綠化面。項目通過固化纖維土形成5 cm厚的壘土模塊，一方面實現以壘土替代盆栽，有利于減輕屋面荷載，確保結構穩定；另一方面，壘土施工方法有助于種植層快速安裝、減少水土流失，植物耐久性強，可長期保持固有形態，同時植物可迭代性強、方便維護。不僅如此，壘土施工可根據建筑要求隨意地改變外觀，能適應各種工程。事實證明，只有這樣，才能將大坡度種植屋面作用效果充分發揮出來。相關建設者可以在進行同類型大坡度種植屋面施工時參考借鑒本文研究成果，從而促進種植屋面的進一步發展。

參考文獻：

[1] 馬路遙，杜偉寧，韓麗莉.自由曲面坡屋面種植技術初探——以北京地鐵7號線環球影城站屋頂綠化為例[J].中國建筑防水，2021（S1）：28-31.

[2] 顏佳.生態之城，起于壘土[J].花木盆景（花卉園藝），2018（9）：48-53.

[3] 李莉.矮生百慕大草坪秋季不同措施下交播多年生黑麥草籽研究[J].建材與裝飾，2016（51）：67-68.

[4] 呂志新.屋頂綠化 你知道多少[J].中國醫院建筑與裝備，2010，11（4）：24-25.