新加坡屋顶绿化建设的启示及设计应用

2016-01-10马夷

广东土木与建筑 2016年1期

马夷

（广东省电信规划设计院有限公司广州510630）

0 引言

新加坡在1965年独立后，仅用了51年的时间，就建成了世界公认的最宜居城市之一，并赢得了“花园城市”的美称，笔者对调研期间的所学、所见、所闻进行归纳探讨，认为屋顶绿化不仅能为城市增添绿色，带来感官享受，更重要的是减少屋顶材料直接吸收的辐射热量，为建筑降温，对节能减排具有积极作用。

屋顶绿化是指在各类建筑物、构筑物、城围、桥梁（立交桥）等的顶部、露台、阳台或大型人工假山山体上进行造园，种植花草树木的统称［1-2］。屋顶绿化不仅能改善城市环境，还可以作为绿色建筑的评估标准；不仅可以提高地产的经济价值，还可以减少冷却能源的成本；不仅可以为城市增添绿色空间，还可以给人以美的视觉享受，缓解生活压力。如今一些发达国家，如美国、德国、日本、新加坡等，均将建造屋顶花园写入相关的法律法规。

新加坡城市建设成功的关键在于科学地处理好了规划、建设和管理三者的关系，形成城市规划、建设、管理有机衔接、协调发展的整体效益。

1 屋顶绿化设计概况

新加坡在城市建设初期，就引入了花园城市的理念，发动全社会植树、栽花、种草，在北纬1度的烈日下打造了令人向往的“海上绿洲”，塑造了一个国际都会与热带园林交织的城市空间。在新加坡，无论是漫步在城市街道，还是坐车在高速公路上，满眼都是绿地的恬静和热带植被的色彩缤纷。21世纪以来，为了提高城市绿化的覆盖率，减低城市的“热岛效应”，优化城市环境，新加坡的城市绿化逐步从“平面花园”建设转变成为“立体花园”建设，其屋顶绿化建设取得的成就举世瞩目（如图1）。

图1 新加坡的屋顶绿化建设

2 调研分析

在新加坡，绿化已不仅局限在草坪与公园，从道路到天桥再到建筑物，随处可见的屋顶绿化已经成为花园城市的标志，对于丰富高层建筑密集地区的景观、愉悦居民感受都起到了重要作用。例如，位于新加坡市中心的标志性建筑金沙大酒店是由3幢60层高的建筑联体构成，其屋顶花园就建设在建筑顶部的联体桥上，总面积达12400m2（如图2）。屋顶花园中不仅有常规的绿化林，更有足球场般大的泳池以及休闲设施。花园对公众开放，由观景台上可以俯视整个CBD以及中心城区，在提升城市环境、收集雨水、降温节能的同时更为市民提供了休闲的场所。可见新加坡建筑综合体的屋顶花园非常注重功能组合与形式多变，这样不仅提高经济效益，而且为“花园城市”建设锦上添花，但其核心却是“以人为本”，重视使用者的参与性。

图2 金沙大酒店的空中花园

屋顶草坪也是非常常见的一种绿化方式。在开放绿地资源紧缺的新加坡，利用屋顶开辟出大面积的草坪为公众提供了室外活动的场所。如滨海湾大坝以及南洋大学学生活动中心的屋顶草坪就是典型代表。此外，在各种立交桥、挡土墙以及建筑墙体种植热带花卉及其他观赏性强的植物，较好地缓解了城市的热岛效应，并且美化了城市环境。当我们登上小区的高层建筑往下鸟瞰，看到下面楼房的屋顶都是一片郁郁葱葱的花园，屋顶花园中花草相映、绿树成荫，给人以心旷神怡的感觉。同时，屋顶绿化形式也丰富多彩，除了建筑屋顶绿化外，还有墙体绿化、围栏绿化、桥体桥栏桥柱绿化、河道绿化、立体花坛等，不少建筑楼宇的窗台、阳台、立柱等也都摆满了绿色植物和美丽的鲜花。

3 借鉴与启示

在我国一些经济发展较快的城市越来越重视屋顶绿化建设，但还处于局部的试验示范、研究探讨阶段。例如上海、成都、深圳等地出台了相关政策与技术文件。2005年成都颁布了《成都市屋顶绿化及垂直绿化技术导则（试行）》，规定“在指定范围内新开工的楼房，凡是12层楼房以下、40m高度以下的中高层和多层、低层非坡屋顶建筑必须按要求实施屋顶绿化”［3］。2008年，上海为进一步落实《上海绿化条例》，制定了《上海市屋顶绿化技术规范（试行）》［4］。

近年来我省的大部分城市也十分注重园林绿化建设，不少地级以上城市获得了国家或省级园林城市的称号，但相比“花园城市”还有较大差距。因此，应当积极借鉴新加坡的做法，修订完善绿地系统规划，牢固树立“绿线”为“底线”的城市建设理念，严格实施规划。同时，应将立体绿化作为近期城市增绿的工作重点，在天桥、市政设施、建筑屋顶及立面进行绿化，建设屋顶花园、垂直绿墙，使原有的绿化空间得到延展，并且促进城市朝低碳城市的方向发展。

根据我省实际情况，应出台关于鼓励开展屋顶绿化的实施意见，对开展屋顶绿化提出具体要求和目标，开展示范项目建设；应从设计、施工、材料、管理维护等多方面引导和规范屋顶花园设计和施工；应把安全放在首位，在建筑屋顶，层高、风大都是造成危险的潜在因素，防止人身伤害和高空坠物伤人是屋顶花园设计及建筑过程中首先应考虑的问题。

在绿色建筑、建筑节能评价工作中应纳入屋顶绿化要求。建议修改完善《广东省绿色建筑评价标准》和建筑节能相关标准，补充开展屋顶绿化的要求，争取纳入建筑节能考核范围中，在专项资金中安排一定额度资金，支持和补助一批开展屋顶绿化的公共建筑示范项目，带动相关工作的开展，在园林城市考核中强化屋顶绿化要求。

图3 新加坡某停车场楼上的屋顶花园

4 某通信综合楼屋顶花园设计与施工应用

4.1 项目概况

某通信生产综合楼位于茂名，楼高8层，建筑屋顶设计荷载为800kgm2。屋顶花园位于9层，总面积为3260m2，其中绿地面积2100m2，主要包括防水工程、土方工程、给排水工程、电气工程、绿化工程、景观小品等。

4.2 景观设计原则

在方案设计阶段，确定该项目的需求特性，确定项目总体绿化指标和景观形态，对屋顶花园的建设需求进行分析定位，确定屋顶花园的建设范围和特性，确定景观方案的总体特性。在满足建筑总图需要的情况下，将屋顶花园建设于主楼综合楼的屋顶。由于该建筑的使用者为通信员工，屋顶花园主要是为公司职员提供用餐、午休或会客的场所，故设置了一定数量的桌椅，并布置体现公司企业文化的雕塑小品及文化墙等；在植物选择方面，除了铺设大面积的草坪外，还布置一些吸收办公设备排放有毒气体的绿色品种。同时结合通信建筑风格确定屋顶花园景观设计风格，力争做到建筑与景观的和谐统一，从而确定屋面主要景观元素。

4.3 建筑结构承重

屋顶绿化的设计总荷载量必须要小于建筑物的安全荷载量。屋面的静荷载和活荷载组成屋顶总荷载。本通信楼屋顶花园在荷载设计时，考虑了包括屋顶自重结构层的重量、自身构造层的重量、屋面活荷载、屋顶园林工程增加的荷载（种植土、园林小品、植物等）。活荷载的设计考虑了该通信楼的人员活动频繁，选用250～300kgm2。该屋顶花园项目植物的荷载计算：草坪为5kgm2；小灌木约为10kgm2；大灌木约为20～30kgm2。种植土：人工配制的种植土一般为轻质合成土在700～1600kgm3；排水层：厚度一般为100～150mm，一般采用卵石、砾石和粗砂，容重为700～1600kgm3，陶粒为 600kgm3，一般尽量选择轻质材料减少重量。随着FRP工艺制作假山的技术发展，目前在屋顶上适宜用轻质空壳的FRP材料做假山，重量只有真石的10%左右，大大减少了重量。

4.4 给排水及防水设计

该项目的屋顶给水方式采用了灌溉、滴灌等。小面积的屋顶绿化，简易的办法是人工定期灌溉，这种方法需水量大，但成本低且简单易行。面积稍大、构造厚度不大，栽植植物比较单一的情况下可使用滴灌系统，滴灌是通过预埋在土层里的管道供水的方式来实现给水的。灌溉系统水源可为自来水、雨水，也可以利用蓄水池供水。

防水层的排水系统遵照原屋顶的排水系统，坡度及排水口位置都未变。在稍大型栽植池排水层下的排水管道与屋面排水口结合，利用高差使池内多余灌水顺畅排出。屋面上排水方式的设计有排水沟和小排水口；屋檐边设置雨水管；虹吸式排水等。

防水处理的成败影响屋顶花园的使用效果和建筑物的安全，因此防水设计成为屋顶花园建造过程中的重中之重。该通信综合楼的屋顶花园项目，首先在设计初期就提供预留孔洞和预埋件的资料给结构专业人员，并由他们将相关要求设计到施工图中，以便在建筑施工中就完成屋顶花园的各项预埋技术要求。栽植屋面的防水由于其特殊性，防水最低在二级防水，比一般住宅要求高。在选择材料时，还要考虑栽植屋面材料长期处于潮湿的土壤下甚至被浸泡，所以要充分考虑耐水性和抗腐蚀性等。