屋顶绿化的效益

2010-04-14高铭鸿邓生文

四川建筑 2010年4期

高铭鸿,邓生文

(西南交通大学,四川成都 610031)

如果说屋顶绿化诞生之本意只是为了美观和心理的需求的话,那促使屋顶绿化在现代蓬勃发展的根源则是日益恶化的城市人居环境。地面空间的缺失、居住环境的恶化、城市问题的加剧、能源的消耗与匮乏……所有这些,如鞭子一样逼迫着我们在城市建设的过程中不得不考虑可持续性、生态性、节能性……越来越多的研究结果表明,屋顶绿化无论是在城市社会、经济、环境、生态方面,都有着卓越的贡献。

1 屋顶绿化的经济效益

1.1 延长建筑物屋顶的使用寿命

裸露在外的屋顶材料长期受阳光曝晒、冰雪霜冻、暴雨冲刷,使得屋顶材料极易萎缩老化,从而产生屋顶裂缝、漏水等问题。经验证明,即使是建筑质量良好的裸露平屋顶,正常的使用寿命也只有 15～25年。而经过绿化的屋顶拥有种植土和植被层的保护,阻滞了屋面材料和外界气温之间进行直接的热传导,从而延缓了屋面建材的老化,增加了屋面的使用寿命,节省了屋面损耗带来的经济损失。

1.2 调节气温,形成天然空调

可持续发展对城市建设要求的重要一项即是大力发展低耗能建筑,然而为抵御夏日的酷暑和冬季的严寒需要消耗大量的能源。屋顶绿化为绿色建筑的开发建设提供了强有力的支持。成都市园林局的研究数据显示:在夏季,经过绿化的屋顶比裸露的水泥屋顶的室内温度平均低 2.6℃;而在冬季,则高出 0.84℃[1]。

1.3 提高建筑自身价值

在现代城市里,有着宜人屋顶花园的办公大楼可以获得比普通的办公大楼更高的租金;在酒店里,住在可以直接通往花园或者可以看见花园的房间比普通房间需要花费更高的费用;而对于收益巨大的房地产业来说,有着屋顶花园或者能够提供业主建造屋顶花园的平台的住宅往往比其他普通住宅更容易高价售出。

1.4 发展屋顶农业

粮食问题一直是困扰世界各国的重要问题。而我国大量的城市建设导致的耕地的日渐减少更加重了粮食紧缺的问题。如今在欧美国家新兴的“屋顶农业”为解决城市建设和耕地之间的矛盾提出了一个切实可行的方案。

加拿大农业生物学家马克·安德烈在 2007年设计了一个名为 Biotop的屋顶农业种植系统。使用这一系统,可以在约 185m2的屋顶平台生产约 1t新鲜水果和蔬菜。假设,如果一个城市能够利用 100万平方米的平屋顶用来发展屋顶农业种植水稻,则一年可以产出 500t粮食。

1.5 减少城市市政管网和雨污处理的投资

对于城市建成区来说,由于布满大量的建筑物和不透水地面,几乎大于 90%的降水都沿着城市建筑屋顶通过檐沟和落水管排入市政管道,当市政管道无法承担这些短时间排水时,就会造成排水不畅和洪涝灾害。而与此同时,我国的人均水资源占有量仅为 2500m3,约为世界人均占有量的 1/4,排名百位之后,被列为世界几个人均水资源贫乏的国家之一。一边是大量的水资源的浪费,一边是用水紧缺。

而屋顶绿化可以作为一项解决城市雨洪问题、节约用水的最好办法。经过绿化的屋顶可以将 45%～90%(取决于绿化系统和当地的气候)的雨水涵养下来。其中一部分将保存在泥土里被植物消耗掉,另一部分则慢慢下渗至排水口排放,这样至少可以将径流峰时推迟至少 45min,从而极大地减少市政管网的压力。在德国,经过特殊设计的屋顶绿化系统和使用的改良土壤,甚至可以将雨水排放量降低到零。

2 屋顶绿化的环境效益

2.1 改善城市热岛效应

屋顶绿化对减弱城市热岛效应的作用比地面绿化更为出色,原因是:

(1)屋面比地面空气流通好,易与周围大气进行热量交换;

(2)绿色植物的遮阳作用使得绿色屋面的净辐射热量远小于未绿化的屋面;

(3)屋顶植物的蒸腾作用和土壤中水分的蒸发作用消耗了大量来自于建筑的潜热,减少了建筑对空气的热排放。

2.2 屋顶绿化有利于改善空气质量

植物可以吸附空气中的粉尘和颗粒,吸收二氧化碳,产生氧气……广泛种植则可以改善空气质量,而屋顶绿化在净化空气方面的贡献则更为显著。与地面植物相比,屋顶植物生长位置较高,能在城市空间中多层次地拦截、过滤和吸附灰尘。每 1m2的草皮屋顶一年能从空气中吸附约 0.2kg的粉尘颗粒(数据来源:www.greenroofs.org)。

2.3 屋顶绿化可以涵养雨水,增加空气湿度

屋顶绿化的植物和土壤可以涵养雨水,这些涵养下来的雨水会逐步通过土壤的蒸发作用和绿色植物的蒸腾作用扩散到大气中,使得贮存于空气中的水分增加。从而减弱城市“干岛”效应,改善城市气候。

2.4 降低噪音

噪声是影响城市居民生活环境质量重要因素之一,它可以导致人听力下降、头昏、失眠、心烦等症状,对人体造成严重的危害。绿色植物是降低噪音干扰的最好也是最普通的办法。屋顶覆盖的植被可以反射城市的噪音,同时其植土层和蓄水层也可以起到良好的隔声效果。经过绿化的屋顶与普通屋顶相比,噪声减低约 2～3dB。屋顶土层 12cm厚时隔音大约为 40dB,20cm厚时隔音大约为 46dB。

3 屋顶绿化的生态效益

3.1 屋顶绿化有利于保护城市生物多样性

如今学术界已经公认:屋顶绿化可以为“人造城市生境单调脆弱”这一论题提供良好的解决方式。通过精心设计的屋顶绿化完全可以在人口稠密的城市上空建立复杂的野生动物栖息场所,为昆虫、鸟类和无脊椎动物提供栖息的生态环境,从而避免一些濒危本土物种的灭绝。在一些生态敏感地段,屋顶植被可以弥补同等面积的地面,并且因为在建筑物顶部,可以充分避免人为的破坏和干扰。

3.2 削减雨水污染负荷

屋面材料对径流雨水水质影响很大,且沥青油毡屋面初期径流雨水污染严重。然而屋顶进行绿化后,便可以杜绝沥青等屋面材料对径流雨水的污染。并且经过绿化的屋顶会截留、吸纳部分天然雨水,并逐渐利用植物和人工种植土层中微生物的作用降解、净化所蓄集污染物质。避免这些得不到及时处理的污染雨水大量排入河流或侵入土壤,造成污染。

4 屋顶绿化的社会效益

4.1 为城市居民提供更多的绿色游憩地

国际生态和环境组织调查指出:要使城市获得最佳环境,人均占有绿地面积需达到 60m2以上。

要满足城市高速发展的要求,又要解决建筑占地与绿化争地的问题,最好办法就是使绿化向空中发展。屋顶绿化几乎以等面积补偿了建筑物所占面积,还改变了城市绿化的立体层次,增加城市绿地覆盖率。如果将城市中大多数的建筑物布置成屋顶绿化或建成屋顶花园,则城市绿地面积的增加是相当可观的。例如英国伦敦巴比干小区,总用地面积15.2hm2,由于在低层公共建筑屋顶开辟了绿化区,使得总用地面积扩大到了 19.42hm2。