屋顶绿化防排水设计几点细节问题探讨

李晋玲

摘要

屋顶绿化能增加城市绿地面积，改善城市热岛效应，降低室内温度，延长屋顶建材使用寿命。建筑种植屋面的防排水是其中重要环节之一。可通过局部建筑结构梁上翻的方法增加下层建筑室内净高，在种植屋面的泛水部位设置隔离带，保障排水口周围没有植物，可以设置在架空地面下。在非种植区采用架空屋面系统，减轻屋面荷载。

关键词 屋面种植 防水 耐根穿刺 排水 架空

在现代化都市中，公共绿地资源有限，建筑物的屋面可通过合理设计施工种植花草树木，这样可以起到增加绿地面积，改善人类生存环境空间，提高生活质量的作用。能有效缓解由于大量使用混凝土材料导致的城市热岛效应，还能延长屋顶建材使用寿命。屋顶绿化可明显降低建筑物周围环境温度，绿化的屋顶外表面最高温度比不绿化的屋顶外表面最高温度可降低15℃以上，是“绿色空调”大面积的屋顶绿化的推广有利于缓解 城市能源危机。

屋顶绿化除了需要有成熟的植物和土壤的选择、绿化种植养护技术，建筑种植屋面的防排水也是其中的一项重要环节。种植屋面构造可分为屋面结构层、隔汽层、保温层、隔离层、排水层、种植土和植被。

屋面结构层：屋面种植必须根据屋面结构承载能力进行规划布置，不得降低建筑结构的承载能力和耐久性。花园式种植屋面荷载不宜大于6kN/m2，荷载较大的乔木可以布置在结构柱、梁等承载能力较强的部位。屋面优先采用结构找坡，建筑找坡坡度不小于2%，结构找坡坡度不小于3%。

隔汽层：为防止室内湿气由屋面结构层进入保温层，通常在结构层和保温层间设置隔汽层，大多采用防水卷材或涂料，沿周边墙面向上铺设高出保温层表面150mm。

保温层：通常采用有一定抗压强度和耐火性能的材料，同时具有导热系数小，密度小和吸水率低的优点。

隔离层：为使防水层与排水层之间保持隔离滑动，防止雨雪天滞留水结冰所产生的冻胀应力对防水层的破坏。通常干铺PE塑料膜或者铺抹低强度等级的砂浆。

蓄排水层：蓄排水层需要有效的排出雨水，保证植物和种植土不腐烂或不被冲刷掉，同时也可起到蓄水的作用，在天气干燥时给植物提供水分。蓄排水板的厚度一般10-25毫米，具有蓄水、排水、透气等功能。蓄排水层多采用砂砾，并在该层中铺有膨胀粘土，浮石粒，能调节屋顶绿化层中含水量。防止植物根系过于潮湿，造成烂根。另外，可以蓄存部分雨水，干旱时节水可通过毛细管上升到植物生长层。

种植土当覆土厚度大于600毫米时可以采用自然土或农耕土，为了减轻种植屋面的荷载，建筑楼层屋面往往采用改良土，即在田园土中掺入珍珠岩、蛭石、草炭等轻骨料、肥料混合而成。这一层应具有充分的养分，需要掺入腐殖质和有机肥。还要掺入一定比例的泥炭或泥煤来提高土壤的毛细管作用，增加土壤蓄存水功能。种植土的厚度根据种植植物的品种而定：一般的地被植物100-200毫米，小灌木300-400毫米，大灌木500-600毫米，乔木需要800毫米以上。

植被：种植屋面要以突出生态效益和景观效益为原则，选择适应性强、耐旱、耐贫瘠、喜光、抗风、不易倒伏并且根系不发达的小型乔木、灌木、草坪和地被等。可选择的植被种类丰富，有佛甲草，垂盆草，丝兰，雨衣甘蓝，五针松盆景等。作为非上人屋面可以大量种植耐寒、耐旱的景天科植物。

设计时应考虑屋面需要配置有效的雨水排水系统。雨水排水系统分为传统的重力流排水系统与虹吸式排水系统。重力流排水系统需要水平吊管保证一定的坡度，这对楼层吊顶高度影响较大。通常为单斗排水系统，这需要设立大量雨水立管，且管道管径大，排水时会产生漩涡，排水效率低，容易堵塞管道。虹吸式雨水排水系统依靠特殊的雨水斗设计，利用建筑物的高度所形成的水头，实现气水分离，从而使与水管最终达到满流状态，当管中的水量是压力流状态时，虹吸作用产生，在整个降水过程中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以快速使屋面的雨水排到地面。由于该系统形成管道内的压力流，水平吊管无需坡度，管道走向灵活而且雨水斗在屋面布点灵活，非常容易满足大面积、不规则屋面的雨水排放。单斗大排量，屋面开孔少，能减少屋面漏水几率，设计上可采用多斗连接排水以减少雨水立管数量，采用 多斗排水时，一根悬吊管及立管上雨水斗最多不能超过4个，产生虹吸作用时，水流速度很高，有很好的自清作用，不易堵塞。

在种植屋面防水设计时还要注意以下几个细节问题。

第一， 建筑结构屋面要尽可能平整，便于组织排水。设计中通过局部梁上翻的方法增加下层建筑室内净高，但由此造成的渗漏水隐患也大大增加了。结构梁上翻时要避免出现封闭格子，可以顺着屋面排水方向。

第二， 种植屋面的女儿墙周边及其他泛水部位应该设置隔离带，种植区应当跟这些最容易渗水部位隔一定距离，通常隔离宽度为250-500毫米。隔离带的作用能缓解种植土因温湿度变化对女儿墙等部位产生侧向水平推力，通过隔离带还能适时剪除窜入的植株格根系，既保护了泛水部米免受植株根系的穿刺破坏，也保证屋面排水的通畅。

第三， 在非种植区通过架空地面来降低屋面荷载并提高种植屋面的标准和档次。为减轻屋面荷载，便于施工、维护以及提高美观性，高标准的屋面花园经常会在非种植区采用架空屋面系 统重要的构件有高强度PP聚丙烯支撑器，高度可从40-660毫米调节。在混凝土屋面完成找坡及排水组织后，在上面通过这些支撑器构建形成水平的面层，材料一般为石材，每块板材四角搁置在支撑架上。为减小石材厚度，也可先放置金属格栅，再铺石材，石材之间的缝隙镂空，便于雨水快速排至屋面。同时所有设备管线可以放置在架空层内，便于检修。由于面层不易积水，进出屋顶花园的室内外地坪基本持平，能提高使用的舒適性。

最后，在屋顶花园的设计中还要考虑乔木的种植。树木的大小数量直接影响到屋顶花园的品质和档次。最理想的方式是将整个乔木的根球置于屋面面层以下，这样可以达到和地面花园一样的效果。但是一般大型乔木需要覆土层厚度一米以上，这需要下面的楼层层高非常大。通常可以将树木成组集中布置，将该区域结构下降，也有的在树的下方设混凝土树穴，由于设点较多，给防水设计增加了难度。比较常见的做法是将乔木的布置结合地面高差处理，或者周围形成高出地面的花坛，从而满足乔木的覆土要求。对于一些大型乔木也可以通过堆土坡来化解其覆土高度，并且在土坡下方填充发泡、轻质材料以减少覆土量。在屋顶大面积的种植绿化会使结构荷载提高从而导致工程造价大幅上升，复杂的排水系统也会大大增加渗漏水的隐患。另外，除了南方的一些城市，屋顶种植绿化的成活率及维护成本都是困扰开发商的问题。所以在公共建设项目中一般会将种植屋面定位为休闲广 场，以铺装地面为主，将乔木布置成树阵或点缀布置，并搭配水池，灌木，草坪或者小型景观，这样可以有效控制工程造价和后期可能造成的风险。

建筑防排水技术和相关技术产品日臻完善，成功的屋顶种植案例也越来越多，通过科学合理的设计和施工，有利于室内温度环境的改善，有利于吸收有害物质，增加城市大气中氧含量，美化城市景观，改善居住环境，在建筑屋顶完全可以体验与地面一样的生态自然环境，达到与环境协调、共存、发展的目标。