屋顶花园建造技术探讨

张成林

（河南省驻马店市园林管理局南海公园，河南 驻马店 463000）

1 引言

屋顶花园一般建于建筑物的结构楼板、保温隔热层和屋顶防水层之上，它与普通屋顶不同之处是增加了为植物生长所必需的构造作法。屋顶花园种植区层面剖面分层自上往下为植被、种植土层、过滤层、排水层、蓄水层、防水层、保温隔热层和结构楼盖层等，具有改善城市生态环境，丰富城市景观，调节人们的心理和视觉感受，及改善建筑屋顶的物理性能等作用。

2 屋顶花园设计分析

2.1 屋顶花园植物的选择

屋顶花园植物的选择要注意影响植物生长的各种不利因素，全面考虑种植条件、种植土类型与深度、水分状况、空气污染情况等因素，同时考虑植物本身的体态、色彩效果、质感、成长速度等。屋顶花园选择的植物应具有植物品种强壮并具有抵抗极端气候的能力；适应种植土浅薄、少肥的特性；能忍受干燥或潮湿积水的品种；能忍受夏季干热风和冬季可露地越冬的品种；能抗屋顶大风的品种；能抵抗空气污染并能吸收污染的品种；容易移栽成活、耐修剪、生长较慢的品种；较低的管理养护要求。

2.2 人工合成种植土

屋顶花园的种植土关系到植物能否健壮生长发育和房屋结构承重等问题，为此种植土要选用经过人工配置的新型基质，既要含植物生长发育所必须的各类元素，又要比露地耕土容重小。种植土应满足重量轻、持水量大、通风排水性好、营养适中、清洁无毒、材料来源广且价格便宜等要求。

国内外用于屋顶花园的人工配制种植土种类很多。日本采用人工轻质土壤，其土壤与轻质骨料（蛭石、珍珠岩、煤渣和泥炭等）的体积比为3∶1，其容重为1 400kg／m3；美国和英国的人工种植土成份为沙土、腐殖土、人工轻质材料等，其容重在1 000～1 600kg／m3之间。

国内在20世纪80年代后建造的屋顶花园，采用的人工种植土的容重为780～1 600kg／m3；上海同济大学则采用蛭石、珍珠岩、发酵木屑等混合配制的轻质种植土其容量也比一般耕土轻；近年来国内采用城市垃圾堆肥，经过严格消毒、筛选和腐熟，混合成具有通气好，排水性好，有一定保温性的轻质种植土，其容重仅有670kg／m3。

无论采用何种材料和配合比组成的人工种植土，均应根据其实际容重的大小和种植土层的厚度折算成每平方米的荷重施加在屋顶结构板上。

2.3 过滤层

人工种植土是用多种材料混合而成，为防止种植土其中较小的土颗粒和骨料随植物浇灌而流失及堵塞排水管道系统，必须在种植土的底部铺设一道用各种材料制成的，防止细小颗粒流失的过滤层。

过滤层的材料应是既能透水又能隔绝种植土中的细小颗粒，而且经久耐用造价低廉的材料。如1959年美国加州凯泽中心大厦屋顶花园种植区，过滤层采用30mm厚的稻草；日本用50mm厚粗沙层做过滤层；我国多根据当地材料选用，有的采用50mm厚细炉碴做过滤层；北京长城饭店和首都宾馆屋顶花园均采用玻璃纤维布做过滤层，效果良好。

2.4 排水层

屋顶花园的排水层设在防水层之上、过滤层之下。设置排水层，是为了改善屋顶人工合成土壤的通气状况及储存多余水以备利用。经验表明：种植区内设置排水层可使各类植物健壮的生长发育。

排水层材料的选择应满足通气、排水、储水和轻质等要求。国内外多采用轻质骨料，骨料间有较大孔隙，既可以通气、排水，又可减轻排水层的自重，对楼盖承重有利。通常是在过滤层下做100～200mm厚轻质骨料铺成的排水层，骨料可用陶粒，砾石和焦碴等。屋顶种植土下渗水和雨水，通过排水层排入屋顶的暗沟或管网。

3 屋顶花园的防水构造

3.1 革新防水构造设计

随着新材料、新技术的发展，防水层在构造设计上要适应使用功能上的要求。在总结传统防水体系经验的基础上，应迅速开展新型防水体系的研究工作。单纯从材料性能和施工工艺上改进是不够的，新型防水体系构造设计才是根本性的解决屋顶漏水的积极方法。如大型预制三合一（承重、保温、防水）板材的推广使用，以及结合结构构件的自防水技术的研究等。新型防水体系要经过全面的技术经济分析和实用阶段的考验才能推广使用。

3.2 防水材料与防水层施工

3.2.1 双层防水层

首先铺一层预应力刚性防水层，即二层玻璃布和涂五层氯丁防水胶（二布五胶），然后在上面浇筑4cm厚的细石混凝土，内配φ64的双向钢筋，做成刚性防水层。

3.2.2 硅橡胶防水涂膜处理

在层顶上铺上硅橡胶涂膜。使用之前要先把屋顶用水泥砂浆修补平整，确保表面无粉化、起砂等现象，这种方法尤适用于大面积的屋顶防水处理。

3.2.3 防水层的施工

无论采用哪种防水材料，现场施工操作的质量好坏是关系到屋顶花园成败的关键。因此，在屋顶花园防水层施工时，必须制定严格的操作规程，处理好防水材料与结构楼盖上的水泥砂浆找平层的粘结，防水层本身的接缝处理，特别在平面高低变化处，转角及阴阳角的局部处理。各类新型防水层的施工操作，均应把传统的热操作改为冷操作。对施工季节和风雨的影响也应特别注意。

3.3 屋顶花园的荷重与安全

屋顶造园的先决条件是建筑物屋顶能否承受由屋顶花园的各项园林工程所增加的荷载。由于屋顶上要建造植物种植池、山石、水池及园林小品等。对于新建屋顶花园，只需按屋顶花园的各层构造做法和设施，计算出按1m2面积上折合的荷载量，来进行结构梁板、柱、基础等的结构设计即可；对于在原有平屋顶上改建屋顶花园，则应根据原有建筑的屋顶构造、结构承重体系、抗震级别和地基基础、墙柱及梁板的构件承载力，进行逐项的结构验算，才能确定该屋顶能否增建屋顶花园。

3.3.1 屋顶花园的各类荷重

（1）屋顶花园的活荷载。按照现行荷载规范规定，上人平屋顶的活荷载为150kg／m2；对于一些大型公共建筑，可供集体活动并可为盛大节日观看烟火晚会的屋顶花园，它的屋顶活荷载应高于150kg／m2，一般采用250～350 kg／m2为宜。考虑活荷载的部位，除屋顶花园的走道，休息场地外，屋顶种植区也可按屋顶活荷载数值取用，自然，这部分活荷载应包括各类植被花卉等种植物本身的荷重。

（2）屋顶花园的静荷载。除了可变动的活荷载外，屋顶花园的静荷载包括植物种植土、排水层、防水层和一般屋顶相同的保温隔热层及结构自重等，还有屋顶花园中常设置的山石、水体、廊架等重量，这些荷重基本是固定不变的数值，均可将它们各自实际重量按静荷载计算。

种植土荷重在屋顶荷载中所占的比例最大，但由于它不是在整个屋顶上平面分布，因此对种植土的厚度要求如下：植被草皮15～30cm；花卉灌木30～60cm；浅根乔木60～90cm；深根乔木90～150cm。同时还可根据建筑结构平面的梁柱布置和花园的平面布局结合考虑，尽量把种植土较厚的种植区和山石等布置在主梁、柱、承垂墙等主要承重构件之上或附近，以利荷载传递并可减少构件的截面和配筋。

3.3.2 选择轻质材料，减轻屋顶荷载

（1）轻质建材。包括小型空心砌块、加气混凝土砌块、轻质墙板、铝合金材料、塑料板材等。这些材料具有自重轻、耐磨、耐腐蚀等优点，有些还有透水、透气等优点，利于植物的根系生长。

（2）轻质栽培介质。包括蛭石、珍珠岩、稻壳、花生壳、聚氨酯泡沫等。这些材料极轻，但缺乏植物生长所需的养分。因此可把它们同腐殖、泥炭土等混合，再加入骨粉等物质，高温腐熟后进行土壤消毒，便可用于屋顶之上。

（3）轻质保温隔热材料。采用10cm加气块保温层或JG系统沥青珍珠岩保温隔热防水材料，替代旧有焦碴保温材料，可减轻荷重约100kg／m2，对于技术上将原有平屋顶改建屋顶花园创造了有利条件。

［1］蔡韩琦.浅析屋顶花园工程工艺、材料及植物的选择［J］.建筑，2011（16）：88～89.

［2］常 江.屋顶绿化植物选择研究［J］.陕西农业科学，2011（3）：88～89，150～151.

［3］余晓君.浅议屋顶花园设计与施工实践［J］.新农村，2011（3）：209.

［4］李生辉.屋顶花园施工技术浅议［J］.林业实用技术，2011（3）：56～57.