种植屋面设计问题及对策

冯英杰

【摘 要】种植屋面，顾名思义，就是在屋顶上种植绿化。被称为“建筑第五立面”的屋顶，一直都未能引起设计者足够的重视，处于一种被忽略、被遗忘甚至被糟蹋的地位。在不断倡导绿色建筑，生态城市，可持续设计的今天，种植屋面绿化既能兼顾建筑景观，时又能改善城市生态环境，越来越受到人们的重视。

【关键词】种植屋面；屋顶绿化；屋面防水；构造层次

种植屋面，顾名思义，就是在屋顶上种植绿化。新版《种植屋面工程技术规程》（JGJ155-2013）自2013年12月1日起正式实施，其中种植屋面的定义为铺以种植土或设置容器种植植物的建筑屋面和地下建筑顶板，分为简单式种植屋面和花园式种植屋面。新版《平屋面建筑构造》（12J201）中也有种植屋面的定义—种植屋面是在屋面防水层上铺以种植土，并种植植物，起到隔热及保护环境作用的屋面。显然，后者的定义更具有内涵，一语中的道出了种植屋面所具有的生态作用：保温隔热，保护环境。

所有的建筑师及规划师都无不明白绿化对建筑的重要意义，绿化率更是一个硬指标，是决定一个建筑项目生死的关键一节。即使在大力倡导智慧城市，集各种高新技术于一体建造城市的今天，绿化仍然是人们生活中不可或缺的必需品，在创造资源节约型，环境友好型社会中有着不可替代的地位。

随着城市建设的飞速发展，城市里空气污染问题日趋严重。目前广大城市存在许多的城市问题需要解决，如何在有限的城市空间内扩大绿化面积，成为人们必须面对和解决的新问题。现在的绿色建筑主要是体现在材料和清洁能源的运用，但是建筑屋顶作为一个非常重要的内容并没有受到足够的重视，近年来人们才开始发现这个隐秘的角落——屋顶，也就是所谓的“第五立面”。

城市屋顶占有约城市面积的1/5，如果合理改善并加以利用，会使城市在环境与绿化方面得到整体的提升。目前，中国在屋顶绿化领域还处于发展阶段，对于技术方面还有待提升，而管理机制方面更是处于极度欠缺的状态。

屋顶绿化全面解决人类面临的生态危机、环境危机、健康危机和经济危机。作为建筑设计人员，更应该意识到屋顶绿化的重要意义，大力倡导屋面种植。但首先我们应该明白种植屋面设计中经常会遇到的一些问题及如何更好的处理，才能设计出高水品的作品。

种植屋面是一个系统设计。为了保证种植面上的植物能良好生长，浇灌后，应能顺畅的排除积水，因此，要求屋面不渗不漏，以满足房屋建筑的使用功能。为此，其构造层次较复杂，各个构造层次都有自己的功能和作用，不能随意减少。设计时，应按屋面面防水等级为I级进行多道防水设防，并做好防排水构造的系统处理。

根据植物生长及屋面防水、屋顶保温的规律与原理，种植屋面的构造层次由上至下依次应为绿化植物，种植土层，隔离过滤层，排（蓄）水层，隔离保护层，耐根穿刺防水层，普通防水层，找平层，找坡层，保温层，屋面结构层。

设计时各层具体做法如下：（1）屋面结构层：屋面结构层应根据种植植物的种类和荷载进行设计与施工，必须留够足够的荷载。种植屋面必循要根据屋面的机构和荷载能力，在建筑物整体荷载范围内实施，不得降低建筑结构的耐久性及抗震性能。花园式种植物面建筑荷载不宜大于每平方米600千克，简单式种植物面建筑荷载不宜大于平方米400千克。（2）保温层：主要是保证建筑物的功能和节能的需求，起着保温隔热的作用。当然，并不是所有的种植屋面都需要保温层，在我国一些温暖地区的种植屋面就不必作保温隔热层，种植介质层和植被可起到一定的保温隔热作用。如云南等地，属温和地区及广东等夏热冬暖地区，屋面400～500深的种植土即可满足其保温隔热的传热系数限制要求。相反，在北方的地区由于冬季气候干燥寒冷，就要做保温隔热层了。保温层一般选用块状材料，不宜选用散粒材料。种植屋面保温隔热材料的密度宜小于100kg/m3，并应符合相关的阻燃要求，不得小于B2级。一般可选用聚苯乙烯泡沫塑料板，挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，硬泡聚氨酯板，喷涂硬泡聚氨酯，岩棉，矿棉板等，厚度按工程设计定。（3）找坡层：为便于及时排除种植顶面的积水，确保植物正常生长，屋面需设置找坡层，找坡材料应选择密度小并具有一定抗压强度的材料，可选用加气混凝土，轻质陶粒混凝土，水泥膨胀珍珠岩，水泥蛭石等，坡度1%～2%。为减轻结构荷载，宜采用结构找坡。如采用结构找坡，坡度不小于3%。（4）找平层：为便于铺设卷材或涂膜、耐根系穿刺材料等防水层，在找坡层上应做水泥砂浆找平层。一般做法为20厚1：3的水泥砂浆找平层。（5）防水层：为确保防水工程质量，种植屋面必须设计两道防水，其中一道为耐根系穿刺防水层，一道普通防水层，耐根系穿刺防水层在上，普通防水层在下，次序万不可乱。不只是灌木和乔木的根系对种植屋面系统有破坏性，就是草类植物的根系也相当发达，也有较强的穿透力。在一定的条件下，植物的生命力是十分旺盛的，一般的防水材料很难阻止其根系，甚至还要破坏到结构层，从而使整个屋面系统失去作用，所以种植屋面一定要铺设一道耐植物根系穿刺的防水材料。耐根系穿刺防水层应采用具有耐水、耐腐蚀、耐霉烂和对基层伸缩或开裂变形适应性强的卷材作柔性防水层，该材料应具有良好的耐根系穿刺功能。耐根系穿刺防水层可选用材料《平屋面建筑构造》给出11种，《种植屋面工程技术规程》给出10种，都有其详细的材料厚度要求，大部分为金属胎基SBS改性沥青防水卷材，或聚氯乙烯（PVC）防水卷材等，设计应严格按照其执行。（6）隔离保护层：防水层之上，还要设计一道保护层，以防止植物根刺对防水层的破坏。做法同找平层，20厚1：3的水泥砂浆即可。（7）排（蓄）水层：在保护層之上，应设置排（蓄）水层，排（蓄）水层的作用是将通过过滤层的多余的水，从蓄（排）水板排除出去，以防止因积水过多而导致植物烂根、死亡。排（蓄）水层设计可选用三种做法，即凹凸型排（蓄）水板，网状交织排（蓄）水层和陶粒（粒径不小于25mm，堆积密度不大于500kg/m3）排（蓄）水层。（8）隔离过滤层：在蓄（排）水层之上，应铺设单位面积质量不低于每平方米250克的聚酯纤维或聚丙烯纤维土工布等材料作隔离过滤层，其目的是将种植介质层中因下雨或浇水后多余的水及时通过过滤后排除，同时可将种植介质材料保留下来，避免发生流失。（9）种植土层：种植土是结构顶面种植的植物赖以生长的土壤层。种植土可选用田园土、改良土或无机基质，应符合CJ/T340《绿化种植土壤》的要求，要求所选用的种植土具有自重轻、不板结、保水保肥、适宜植物培育生长、施工简便和经济、环保等性能。种植土的配比和厚度由工程按屋面绿化要求确定，种植土的厚度一般不小于100。（10）植物层：屋面一般宜种植耐干旱、抗虫害、生长快、绿期长的草坪和灌木，不太适合种植高大的乔木，种植物面要以突出生态效益和景观为原则。地下结构顶面的种植种类的选择比较广，草坪、灌木、乔木可以任意组合。

以上是针对种植屋面的构造层次，根据建筑设计的防水、保温原理所做的一些设计中应注意问题的分析与对策。再有一些种植屋面的安全，卫生，景观设计等等一系列问题，如种植屋面女儿墙应做安全护栏，高度不小于1.2米，种植屋面落叶干草的清理，种植屋面景观如何设置等等，在设计中应如何注意与处理，此文就不一一叙述。但是，种植屋面设计中最关键最核心的问题就是屋面的构造层次设计，尔这些构造层次中最最应该引起我们重视的就是防水层的设置问题。只要设计好了屋面防水，包括屋面细部的防水构造，如女儿墙泛水，种植土与女儿墙之间应做500mm宽卵石过滤层，排（蓄）水层应每隔一定距离设有排水管等这些细部构造设计好，就基本解决了种植屋面设计中所面临的所有问题。

参考文献：

1.《种植屋面工程技术规程》（JGJ155-2013）.

2.《平屋面建筑构造》（12J201）.

3.《屋顶绿化设计规范》（DB440300/T37-2009）.

4.《屋顶绿化的建筑设计与案例》李海英，白玉星，高建岭编著：中国建筑工业出版社

5.《种植屋面的设计与施工》沈春林，李伶 主编：化学工业出版社.