谈既有建筑屋顶绿化技术

边华英　马　挺河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）2河南省科学院质量检验与分析测试研究中心（450002）



谈既有建筑屋顶绿化技术

边华英1，2马挺1
1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）2河南省科学院质量检验与分析测试研究中心（450002）

摘要：阐述了在生态城市和海绵城市发展进程中重视屋顶绿化和雨水资源化技术的必要性。在当前既有的灰色混凝土森林中，为了居住环境的改善和居民幸福指数的提高，重视屋顶绿化和雨水资源化技术是当今社会发展趋势。

关键词：屋顶绿化；第五立面；雨水资源化；花园式屋顶绿化；简单式屋顶绿化

0　前言

随着城镇化建设步伐的加快，新型城镇和社区内一幢幢高楼拔地而起，形成了灰色的混凝土森林，为了节地和降低成本一般情况下楼盘容积率较高，地面硬化比例大，绿化率较低。粗放式的发展模式使得“城市病”显现，出现严重的城市内涝和热岛效应。于是，渐渐地大家从人类健康、生态环境保护和低影响开发的角度来规划设计和实施新型的海绵城市、生态智慧城市建。谈及生态城市建设应该借鉴世界发达国家的建设经验和技术，笔者在这里着重探讨既有建筑的屋顶绿化和雨水资源化技术。

屋顶绿化具有生态补偿的作用，同时帮助实现部分建筑雨水的资源化，在现代化生态城市和海绵城市建设中对于微环境的调节具有重要意义，主要概括为以下几方面：

冬暖夏凉。由于绿色植物的蒸腾作用、遮荫特性，以及对雨水的过滤、蓄集、缓慢释放和被屋顶植被的利用，屋顶绿化形成良好的生态屋顶隔热层。

减缓强降雨对排水系统的压力。绿色屋顶植被和各材料层的作用下对雨水具有渗、蓄、滤和调节径流速度的效果，可延长排水时间，阻滞集中排水。

洁净空气。屋顶绿化能够帮助过滤空气中的颗粒物、吸收SO2、NO、NO2及其他有害物质，并通过光合作用释放游离氧，具有天然氧吧的作用。

降低噪声。屋顶绿化能够反射、吸收噪声，减低噪声污染。

为动植物提供栖息地。屋顶绿化使得鸟儿、虫儿等微生态系统得以平衡，为动植物的多样性发展提供栖息地。

改善气温及小环境。屋顶绿化有助于降低环境温度、增加湿度，使小环境舒适宜人。

拓展人居空间。屋顶绿化能够增加业主的休憩或活动空间，使人们得以亲近自然，舒缓精神压力。

1　屋顶绿化技术概述

屋顶被称为建筑的第五立面，当前第五立面在城市中总面积很大，如果能以适合的技术方案进行绿化，则对于城市生态和环境气候的改变，对于缓解久居于城市森林里的民众的焦躁情绪具有较佳的调节作用。屋顶绿化是指对高出地面以上、周边不与自然土层相连接的各类建筑物、构筑物等的顶部、天台、露台的绿化。屋顶绿化又包括花园式屋顶绿化和简单式屋顶绿化等模式。花园式屋顶绿化通常在建筑设计时是经过预先考虑进行设计的，屋面能承受较大的静载荷与活载荷，通常可以选择小型的乔木、低矮灌木、草坪、地被植物进行屋顶绿化植物的配植，并设置有园路、座椅、园林小品等设施，能提供一定的游览、休憩活动空间的复杂绿化方式。简单式屋顶绿化则是利用低矮灌木、草坪、地被植物进行屋顶绿化，不设置园林小品等设施，也不允许非园丁、非维修人员活动的简单绿化方式［1-2］。作为补充的散布式盆栽植物盆景在布置时必须考虑高空坠落风险，进行底部加固、防根穿刺、透水和防水技术。

目前，在我国城市和建筑物建设中虽然屋顶绿化方案和技术仍处于起步阶段，还没有上升为强制性的国家标准和要求，但是建筑物的主人们对于拥有绿色的渴望是真实的。所以有自发建设的空中花园，更有良心企业主动建设的空中绿地。当前已经有一些城市和地方相继出台了相关的地方标准和技术规范，比如深圳、北京、上海、河南等地方。

2　既有建筑采用屋顶绿化及雨水资源化技术的必要性

在粗放式发展阶段为了节约可供用建筑地块的面积，以提高容积率，降低开发成本，或说是出于减轻居民购房负担的初衷，之前的既有建筑多数没有考虑屋顶绿化技术。鉴于中原地带与北方缺水地域雨水资源的稀缺，考虑到建筑物密集区域的热岛效应，住在高层建筑上放眼望去满目的灰色屋顶面积，特别是一些设计和建造时具有高载荷能力的临街商铺、裙楼的屋顶部分，有较大面积的灰色平台亟待开发利用，并应同时考虑雨水的收集再利用，将满目灰蒙蒙的平屋顶建植为绿色屋顶、空中花园。

中原地区因为比南方缺少雨水，所以建筑物的雨水系统常采用断落管方式直接流至楼前楼后的绿地上或者硬化地面上。这些仅有的绿地多数也不是经过专业设计的系统化配套设施，不能适应生态城市或低影响开发的海绵城市的建设需要，达不到对强降水天气时大径流量雨水的弃留、吸、蓄、渗、滤、回用的需求。原则上高层建筑在设计时阳台雨水和洗衣污水的排放必须分别走不同的排水管道，因为洗衣污水含有较多的磷，可能含有一些细菌、病毒等有害物质，洗衣污水等应该经过净化处理后集中排放。故洗衣污水应该通过专门设计和建成的污水排放系统进行分户收集，处理后再加以利用或外排。但是，现实情况是在建筑的设计和建造时，一些高层住宅的阳台部位没有考虑同时分开设置雨、污水两套排水系统，而阳台往往被封闭后作为洗衣机房使用，洗衣污水便通过阳台雨水排放设施开放式地加以排放。一方面这种废水肆意排放会形成污染，另一方面这种废水也算是资源，白白地流失也让人心痛。所以呼吁对于当前居民建成区楼群建筑的第五立面资源进行开发，结合可持续发展的生态城市理念进行雨水和废水的资源化以及屋顶绿化建设。

3　既有建筑的屋顶绿化技术方案

海绵城市建设技术指南指出，屋顶坡度较小的建筑可采用绿色屋顶，绿色屋顶结构示意图如图1所示。相应地雨水资源采用雨落管断接或设置集水井等方式将屋面雨水断接并引入周边绿地内小型、分散的低影响开发设施，或通过植草沟、雨水管渠将雨水引入场地内的集中调蓄设施。不同的建筑层高情况下，将雨水集蓄设施设置在较低楼层的屋面上，将收集到的高层屋面的径流雨水借助重力势能供至低层使用而节能［3］。

图1　绿色屋顶结构示意图

针对既有建筑屋面的情况主张采用简单式屋顶绿化技术。所选用植物以低矮、耐风、耐晒、抗旱耐涝、耐瘠薄、宿根、须根、根系浅、不易产生病虫害、生性强健、可自我繁殖的本地常绿和半常绿植物为主，原则上不选用高大的乔木、直根系植物或根系穿刺性较强的植物。经验表明，佛甲草和垂盆草是两种较适于屋顶绿化的景天科植物［4］。种植基质

层土壤采用人工轻质土，要求透水、透气性好，耐冲刷、不易板结。过滤层一般选用透水又能隔绝种植土里细小颗粒的防腐材料，如聚酯纤维无纺布、玻璃纤维布等。排水层由砾石、卵石、粗砂、陶粒组成，或采用波浪板、拉比特板等透水、疏水材料。对于简单式屋顶绿化植被根系不发达不具有穿刺性的植物时，可以不设置隔根层，否则需要考虑隔根层的设计和施工。隔根层设置在排水层下，应选用轻质防腐和可防止根刺破的PE、HDPE、橡胶等材料，宜选用同时具有防水性能的卷材，接缝进行妥善处理，并向侧墙面延伸150～200 mm，防止植物根系从接缝处穿入建筑结构层形成破坏。

4　发展展望

在欧洲，屋顶绿化技术已经有30多年的发展历史，北美国家是20世纪末开始重视绿色屋顶技术。屋顶绿化发展具有多重效应，比如最明显的是生态环境保护、创造就业、拉动投资、增加基础设施和设备的供给、稳定人口增长等［5］。

国外一些城市对屋顶绿化进行政策和财政鼓励支持，比如由政府直接按标准对屋顶绿化业主进行补贴的直接财政鼓励，在德国、加拿大的多伦多、美国的芝加哥、西雅图等城市已经实行。在德国一般每平方米补贴3～15欧元或者按照建造费用的10％～50％进行补贴，重型屋顶绿化补贴资金高于轻型屋顶绿化，这种政策特别适用于既有建筑的屋顶绿化。在美国把屋顶绿化纳入了绿色建筑评估体系，在进行LEED认证时可以获得加分，得到有关联邦基金、州或市政当局有关的财政补贴。间接的鼓励政策比如日本自1999年始对修建楼顶花园的业主提供低息贷款支持，德国有13个城市对屋顶绿化的业主通过降低污水处理费提供政策支持。而新加坡为了鼓励开发商建设高楼空中花园，放宽了私宅兴建阳台条例的限制，给予额外的建造阳台容积率补偿［5］。

我国正在迈向生态环境质量总体改善的新征程，“十三五”规划纲要中提出了生态环境质量总体改善的目标，强调绿色发展的理念，制定了改善空气质量、地表水质量的指标，实行最严格的环境保护制度，发展低碳循环经济，构筑生态安全屏障。对于可持续发展城市建设领域，各地在规划的指导下借鉴发达国家的经验，制定可实施的细部措施如城市屋顶绿化技术和雨水资源化技术，相信不久的将来，我们居住的城市环境越来越美好，广大居民的幸福指数越来越高。

参考文献：

［1］DB 440300/T 37- 2009，屋顶绿化设计规范［S］.深圳市农业地方标准.

［2］许道坤，吕伟娅，等.屋顶绿化在隔热降温·蓄水减排和净化屋面径流污染中的作用［J］.安徽农业科学，2012.40（3）.

［3］海绵城市建设技术指南（试行）［S］.住房城乡建设部，2014，10.

［4］冯丽丹，祝平.选择最合适的屋顶绿化植物［J］.房地产导刊，2011，4.

［5］赵晓英，金晓玲，等.国外屋顶绿化政策对我国的启示［J］.西北林学院学报，2008，23（3）.