建筑节能新技术屋顶绿化探讨
关键词:屋顶绿化;环境功能;设计原则;建筑节能;技术要求
近年来环境与发展成为了世界关注的焦点，特别是城市中的土地资源紧缺、环境恶化，使得人们的视线聚焦于以往被忽略的建筑屋顶。
1屋顶绿化的历史
屋顶绿化是指植物栽植于与地面隔开的平顶屋区域的一种简单的绿化方式,以提供人们观光、歇息、纳凉的场所。最早的屋顶绿化可以追溯到4000年前,古代苏美尔人所建的大庙塔就是屋顶花园的发源地。而真正的屋顶花园是在公元前6世纪,由尼布甲尼撒建造的著名的巴比伦空中花园,其被世人列为古代世界七大奇迹之一,位于幼发拉底河岸。
近几年，绿色屋面系统在国内外受到很大的关注。由于屋面材料及技术方面的进步，如今，屋顶花园建设已经可以成功地在大部分气候条件下实施。。
2屋顶绿化的环境功能
屋顶绿化不仅使绿地向空中发展,节约土地,有效开拓城市空间,还能改善屋顶眩光,美化城市景观,促进绿色空间与建筑空间相互渗透,它在保护城市环境、提高人居环境质量方面的作用更是不可忽视[3-4]。
2.1绿地补偿作用,提供休憩和娱乐活动场所
国际生态和环境组织调查指出,要使城市获得最佳环境,人均占有绿地面积必须达到60㎡以上。大多数城市还远达不到这个要求,加上城市化进程的加速,地价上涨,建筑密度提高,道路进一步密集,更有纵横交错的高架桥、立交桥,绿地面积将越来越小。利用屋顶空间进行绿化,既可开辟休息和活动场所,又可点缀街景,增添城市建筑的艺术魅力。
2.2净化空气,减弱噪音
每人要吸收氧气750g/d,放出二氧化碳900g/d,而自然界中唯一能制造氧气的只有植物的光合作用。由此推算,每人至少要拥有10～15㎡森林或25～30㎡草坪才能获得足够的新鲜空气。再加上工业、交通运输的耗氧量远大于此,这就要求有更多的人均绿地才能满足空气成分平衡的需要。
2.3加强屋顶隔热效果,实现建筑节能
通过夏季室内环境空调控制下的屋顶绿化节能热工对比试验，得到主要结果：采用绿化的屋顶可使表面平均温度降低3℃左右，内表面温度波幅降低80%以上，可使屋顶传入室内的热流量减少70%以上，绿化的附加量热阻达到1.0㎡.K/W左右，从而有效改善室内热环境，减少房间空调能耗。
2.4有效保护屋顶,延长建筑物寿命
平屋面建筑屋顶构造的破坏多数情况下是由屋面防水层温度应力引起的,还有少部分由承重物件引起。温度变化会引起屋顶构造的膨胀和收缩,使建筑物出现裂缝,导致雨水的渗入,形成渗漏。经绿化的屋顶能够有效阻隔空气,使屋面避免紫外线的直接照射,从而可延缓各种密封材料的老化,延长屋面的使用寿命。
3屋顶绿化的设计原则及技术要求
一般屋顶绿化面层结构从上到下依次是:植物和景点层、排水口及种植穴、管线预留层、种植介质层(包括灌溉设施、喷头、置景石)、过滤层、排水层、找平层、保温隔热层、现浇混凝土楼板或预制空心楼板。屋顶绿化需选用分量轻、营养高的种植介质,以减轻屋顶荷载,同时为园艺植物提供良好的生长环境。屋顶绿化材料层须通气、排水良好,同时将采用喷灌、滴灌等方法,减轻水分和土壤对屋顶的渗漏和腐蚀。设计时必须做到以植物造景为主,把生态功能放在首位。确保营建屋顶绿化所增加的荷重不超过建筑结构的承重能力,屋面防水构造能安全使用。
3.1屋顶承重
屋顶的承荷能力要综合考虑所有构造层在达到水饱和状态下的密度所产生的有效荷载,植物本身产生的逐渐增加的荷载,以及非固定设施、人员数量流动、外加自然力等因素。为了减轻荷载,应将亭、廊、花坛、水池、假山等重量较大的景点设计在承重结构或跨度较小的位置上。根据屋顶绿化的立地条件,其种植层的土壤必须具有容重小、重量轻、疏松透气、保水保肥、适宜植物生长和清洁环保等性能。
3.2防水与排水
在设计时应按屋面结构进行多道防水设施,做好防排水构造的系统处理。设置完善的排水系统,除溢水孔、天沟外,还应设置出水口、排水管道等,满足日常排水及暴雨时泄洪的需要,并做好定期清洁、疏淘工作。最好能够形成双层防水和排水系统,以便及时排除屋面积水。
3.3植物
由于屋顶绿化位于空中楼顶上,与大地土壤不再相连,属典型的人工地面,故其生境与地面差别很大,对于植物来说有利有弊。其有利因素有:与地面相比,屋顶光照强,光照时间长,可大大促进光合作用;昼夜温差大,利于植物的营养积累;屋顶上气流通畅清新,污染明显减少,受外界影响小,有利于植物的生长和保护。其不利因素有:湿度条件差,植物易受干旱;土温、气温变化较大,对植物生长不利;屋顶风力一般比地面大;与地面相比,屋顶增加了承重和防水投资,施工和养护的费用也有所增加;对造园以及植物的选择有一定的局限性。
在植物类型上应以草坪、花卉为主,可以穿插点缀一些花灌木、小乔木。各类草坪、花卉、树木所占比例应在70%以上。平台屋顶绿化一般使用植物类型的数量从大到小依次是草坪、花卉、地被植物、灌木、藤本、乔木。
屋顶园林是加快城市绿化发展，促进城市环境保护的重要途径。我们要科学、合理、规范城市屋顶园林建设，提高城镇园林绿化质量，改善居住环境，美化家园，造福大家。
参考文献
[1]瓦尔特•科尔布,塔西洛•施瓦茨.屋顶绿化[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2002.
[2]张宝鑫.城市立体绿化[M].北京:中国林业出版社,2004.
[3]毛龙生,王晓春,刘广,等.人工地面植物造景•垂直绿化[M].南京:东南大学出版社,2002.
[4]梁家年.现代城市空间美化——屋顶花园[M].南京:中国花卉盆景,2002
[5].桂育谦刘颖.屋顶绿化探析[M].郑州:河南农业杂志,2009