发展屋顶花园相关技术问题

杨　芳

1屋顶花园的概念

屋顶花园是屋顶绿化的一种特殊形式。屋顶花园是指在各类古今建筑物上、构筑物上、城围上、桥梁、立交桥等的屋面、露台、天台、阳台或者是大型的人工假山山体上进行造园，种植树木花卉。屋顶花园在节约土地资源和扩大绿化面积、减轻城市环境污染和改善城市生态环境、增加绿色空间结构和保护城市生物多样性、减弱光线反射和美化城市环境、夏季隔热与冬季保温、改善屋顶的物理性能等方面起着重要的作用。

2屋顶花园的荷载问题及解决方法

2.1屋顶花园的荷载取值

屋顶的承重问题，是建造屋顶花园最关键的问题，它直接关系到人的生命和财产安全。因而在建造屋顶花园时对其屋面所承受的荷载进行科学有效的计算显得尤为重要。屋顶花园的荷载主要有活荷载和静荷载两种。

2.1.1活荷载的确定

屋顶花园的活荷载主要是指人和修检工具设备的重量，这方面要预计到极限值的出现。活载较为确定，对一般的私人住宅，可按普通的上人屋面1.5kN／m2；对规模较大的，有可能进行集会或小型演出的可取为2-2.5 kN／m2：对于处于城市中心主要道路两侧，如可能成为密集人群观看节日游行等则应按2.5～3.5 kN／m2考虑。

2.1.2静荷载的确定

屋顶花园的静荷载较为复杂，主要包括种植区荷载、盆花及花池荷载、园林水体荷载、假山及雕塑、小品及园林建筑，其中后四种荷载的确定可根据实际情况按现行规范取值。

种植区的荷载主要包括植物、种植土、过滤排水层的荷载。其关键是确定种植物的荷载及种植土的荷载。

2.1.2.1地被植物、花灌木和乔木的荷重

对于屋面种植植物的荷载取值，目前国内尚无完整的资料，根据外国资料，地被植物、花灌木的荷重如表3-1所示。

表3-1地被植物、花灌木的荷重一览表

屋顶花园的种植土关系到植物生长及荷重问题，为了使花木生长发育旺盛并减轻屋顶上的荷载，种植土宜选用经过人工配制的合成土，使其既含有植物生长的各类元素。又要满足重量轻、持水量大、通风排水性好、营养适当、清洁无毒、材料来源广且价格便宜等要求。不同植物生长及发育所需土层的最小厚度均不同，植物在屋顶由于风载较大，从植物防风要求也需要一定的种植深度。

3.1.1.2.3透水层荷载

由于植物的滞水作用及植物根系极易堵塞管道。因此在种植区内要设置透水层。透水层通常采用卵石、碎砖、粗砂、煤渣等为材料，其荷载值见表3-4。

2.2减少屋顶花园荷载的方法

屋顶荷载的减轻，一方面要借助于屋项结构选型。减轻结构自重和结构自防水问题：另一方面就是减轻屋顶所需“绿化材料”的自重。包括将排水层的碎石改成轻质的材料等，具体方法简述如下：

2.2.1减轻种植基质重量，采用轻基质如木屑、蛭石、珍珠岩等。

2.2.2植物材料尽量选用一些中、小型花灌木以及地被植物、草坪等，少用大乔木。

2.2.3可少设置园林小品及选用轻质材料如轻型混凝土、竹、木、铝材、玻璃钢等制作小品(如凉亭、棚架、假山石、室外家具及灯饰)等。

2.2.4用塑料材料制作排灌水系统及种植池。

2.2.5采用预制的植物生长板，生长板采用泡沫塑料、白泥炭或岩棉材料制成，上面挖有种植孔。

2.2.6合理布置承重，把较重物件如亭台、假山、水池安排在建筑物主梁、柱、承重墙等主要承重构件上或者是这些承重构件的附近，以利用荷载传递，提高安全系数。

3屋顶花园的防排水问题及解决方法

3.1常见屋顶花园漏水原因分析

无论是原设计要求在屋顶上建造的花园。或是在已建房屋的可上人平屋顶上增建的屋顶花园，在建造过程中和建成后的日常使用中，均易损坏屋顶的防水和排水系统，造成屋顶漏水。主要原因有以下几个方面：

3.1.1原屋面防水层存在缺陷

结构层和防水层即使保持原有做法，一般是在预制空心板上做卷材防水层或刚性防水层，但仍不可避免在女儿墙和天沟檐口等薄弱环节处出现渗漏。特别是刚性防水屋面最严重的问题是防水层在施工完成后可能出现裂缝而漏水。

3.1.2屋面园林工程施工不当造成渗漏

在园林施工中，打洞穿管、埋设支架、铁件，如不精心施工，易造成渗漏的隐患。高大的叠石等集中荷载大的物体，长期作用在卷材防水材料上，会使卷材快速发生变形、老化，质量降低，丧失防水功能。

3.1.3屋面长期排水不畅容易造成屋面渗漏

屋顶花园存在着大量的排水问题，除正常屋面排水量外。还有植物花池浇灌后多余灌水的排水量，喷泉水池的溢水量等都必须充分考虑。而且屋顶花园的污水会夹带大量的泥沙、植物的根叶等杂物，如出水口管径设计不合理，就会造成排水管道堵塞，屋面积水，长期使用最终导致屋面的渗漏。

3.1.4屋面的植物种植选择不当。也可能造成屋面渗漏

植物的选择要以灌木为主，不宜种植高大的乔木，特别是根系发达的乔木，会把周围的花池、地面混凝土胀裂，造成屋面隔热层、女儿墙开裂、防水层错位等，从而引发屋面渗漏。

3.2屋顶花园的防排水措施

屋顶花园的防排水工序众多，构造复杂，要解决处理的问题也多，成功设计并施工使用防排水的构造是屋顶防水的关键所在。现对屋顶花园防排水提出几点措施如下

3.2.1应该转变建筑防水观念。在建造屋顶花园时不只考虑一次性造价，还要综合考虑防水工程造价和使用期，并且更加强调使用功能的提高。

3.2.2重视防水设计与施工工艺、防水材料与结构及基层、施工时间与环境之间的匹配、协同和优化，以获得最佳的防水效果。

3.2.3要合理选材。在建造屋顶花园时，应根据不同的需要采用不同的防水处理方法，如目前广泛采用的刚性防水层、柔性防水层、双层防水层、中国建筑科学研究所等单位研制的JG系列屋顶保温防水材料或目前有人提出的“生态种植屋面复台排水呼吸系统”等，必要时还可以结合起来使用。

3.2.4在建屋顶花园之前，应检查渗漏水情况，可以在楼顶将排水口堵住，使屋面积水，检查是否漏水，一旦有漏水现象应及时补救。

3.2.5在建造屋项花园时，要台理选取植物种类。在施工时，要注意保护好屋面的防水层，严格按照操作规程施工，避免防水层受到破坏。

3.3屋顶花园的植物种植设计问题

植物是屋顶花园的主体部分，在屋顶花园的建造中，一定要根据要求选择植物类型和种类。无论采取哪种方式绿化，都要综合考虑植物生长的各种有利和不利因素，选择适合屋顶绿化的植物。

3.3.1植物选择

针对屋顶花园光照强、时间长、温差大、风大、土层薄、湿度小、易干旱、易受冻害和日灼等特点，在植物选择时必须

依据的原则为+选择耐旱性、抗寒性强的矮灌木和草本植物；选择阳性、耐瘠薄的浅根性植物：选择抗风、不易倒状、耐短时潮湿积水的植物品种；选择以常绿为主，冬季能露地过冬的植物；尽量选用乡土植物，适当增加当地精品。

3.3.2种植形式

主要有地栽、盆栽、桶栽、种植池栽和立体种植(栅架、垂吊、绿篱、花廊、攀援种植)等。选择种植方式时，不仅要考虑功能及美观需要，且要尽量减轻非植物重量(如花盆、种植池之重)。多搞垂直绿化可以充分利用空间。增加绿量。

3.3.3种植基质

植物种植基质的最小生存(繁育)厚度为：地被15(30)cm，花卉和小灌木30(45)cm，小乔木60(90）cm，大乔木90(150)cm。这个厚度只能满足其生存和繁殖育种时期所需的最低土壤条件，所以基质厚度应大于此最小值。在屋顶花园的静荷载中，以种植基质的荷重最大，所以要在满足植物生长的情况下，尽量减轻荷重，包括选择种植基质的厚度和材料。关键要选一些轻质材料如稻壳灰、锯木屑、蛭石、蚯蚓土、珍珠岩、炭渣、泥炭土、泡沫有机树脂制品等进行配比。

4总结

4.1对屋顶花园绿化的建议

屋顶花园合理地配置利用城市的上层空间，增加了城市的绿化面积，提供了新的生活、休闲场所，为城市绿化建设开辟了新的蹊径。但由于其特殊的环境，对施工、技术的要求高，所以屋顶花园在推广和普及方面有一定的难度。通过对屋顶花园的实地调查和分析，现提出以下几点建议：

4.1.1应对城市现有的可绿化屋顶面积进行普查，掌握可进行绿化空间的现状。同时对城建项目与居住区屋顶绿化制定推动鼓励政策与编制相应的标准和统计指标。另一方面要加强宣传，使人们深刻认识到建设屋顶花园的意义和作用，使发展屋顶花园成为社会的共识。

4.1.2在屋顶花园的建设中，要根据当地气候和屋顶结构的需要合理地配置植物，并推广乡土植物的应用。乡土植物对当地的气候有较强的适应性。特别是在环境条件相对恶劣的屋顶，选用乡土植物易于栽培管理。另一方面，屋顶绿化作为城市绿化的一部分，可以反映一个城市的地域文化内涵，而乡土植物的选用最为恰当。

4.1.3应加强对屋顶花园的养护管理。在花园的管理过程中，要建立完善的管理机构，制定出一套切实可行的管理措施和管理体制，注意对设施的维护，掌握好植物的生长习性，科学地进行修剪、施肥、喷灌以及病虫害的防治等。