探析雾霾城市中屋顶景观空间的营造

梁静 罗超英

摘 要：目前，中国城市正在快速发展，GDP每年保持中高速增长、工业实现迅速发展、人们的消费观念得到转变等都是近年来快速发展带来的好处，但人们也为此付出了沉重的身体健康与经济的代价，其中城市雾霾问题就是随着城市发展而来的越来越棘手的城市环境问题。城市屋顶景观不仅能改变城市小气候，并且在城市用地紧张的条件下，以最小的改动增加了绿化面积与绿化率，也能为人们的健康和经济发展提供一种方案。文章从雾霾的危害入手，分析了屋顶景观设计的发展、设计原则及城市屋顶景观在雾霾治理中的积极作用，以及屋顶景观植物的配置方法，说明了屋顶景观绿化无论是从美学角度，还是从对抗雾霾、环境保护的功能上来看，在设计中因地制宜选取治霾的景观设计方法必将是景观发展的大趋势之一。

关键词：雾霾城市;环境设计;屋顶绿化;屋顶景观

雾霾对于人类生存和发展的危害极大，例如引起呼吸道损伤以后激发感染甚至威胁生命。首先雾霾极大减弱了紫外线，导致许多细菌不能被杀死，细菌通过呼吸道到达人体引发人类疾病甚至死亡。同时由于这些可吸入颗粒很轻，不容易沉降，常漂浮于空中，阳光照射在这些颗粒上，吸收或散射，导致天空颜色暗淡，能见度很大程度下降，给人类生活带来了很大的危害，例如影响农作物的生长、交通运输安全等。雾霾对于人们的长期影响比短期危害大得多[1]。

针对雾霾，各个国家开展了不同的治理措施，其中屋顶景观在雾霾治理方面有一定的积极作用。屋顶景观设计作为实现绿化和提高绿化率而不占用地面面积的有效方式，是植物与建筑的完美结合。其能降温增湿，阻尘、滞尘和吸附空气中的有害物质，对于雾霾都起到了小范围的缓解作用，从而改善周围的小气候。

发达国家对于屋顶景观设计已经做出了许多研究与实践。各个国家和地区都在鼓励、支持、推广城市立体绿化设计。欧洲是最早开始研究探索的地区，如瑞士一些城市已经强行规定，新建的建筑必须修建绿色屋顶，来扩大城市的绿色植被面积。德国是在新材料、新技术等方面做了相关的研究。美国纽约州政府2008年出台减税政策，其中一项为中低收入的家庭修建“生态屋顶”提出了减税措施，该措施规定只要业主屋顶绿化面积达到50% 以上，就能减免地产税，大大鼓励了当地居民对于绿色屋顶的改造。亚洲地区的日本结合当地传统园林的设计，把屋顶景观作为地面景观的补偿达到了较高的水平[2]。

随着我国经济的不断发展，如何改善城市空间环境问题的关注度也随着经济的发展而不断提升。我国经济较发达的北上广等地区分别出台相关政策，鼓励和宣传城市建筑绿色屋顶景观设计。例如上海市出台的《上海市绿化管理条例》，对城市屋顶绿化给予了法律法规的支持，内容包括使用奖励和优惠的措施鼓励和宣传建筑绿色屋顶设计，并且计划在几年时间内以绿色的“空中花园”替代灰白色的屋顶“沙漠”等[3]。然而对于其他发展较为落后的城市来说，建筑绿色屋顶设计却很少得到重视。

一、城市屋顶景观绿化设计的概念与作用

（一）城市屋顶景观绿化设计的概念

屋顶景观绿化设计有许多不同的名称，如空中花园、城市建筑的第五立面等。它指的是利用屋顶、天台、露台等种植花卉、树木等植物来建造园林景观，其特点是实现绿化和提高绿化率而不占用地面面积[4]。这个空间的设计不仅可以减少粉尘，更重要的是，它可以改善空气质量，并在控制雾霾中发挥积极作用。

（二）城市屋顶景观绿化设计的作用

当今雾霾严重的环境下，城市屋顶绿化是一种不错的技术手段。通过屋顶绿化设计方案的科学制定，城市屋顶绿化在净化雾霾的同时，还能够有效保护建筑物结构。

1.降温增湿，改善周围环境

屋顶绿化景观的研究，欧洲一直是最为先进的。通过对比观察两者之间的昼夜温差区别，得出植被覆盖区域的温度要低于非覆盖区域。多项研究对比表明，屋顶覆盖种植大面积推广后，会产生与地面植被一样的效果，明显缓解城市热岛效应[5]。这符合我国城市发展现状，值得推广。

2.阻尘、滞尘和吸附

根据20世纪海外最早的绿地滞尘研究数据表明，植被覆盖条件下地表含尘量比裸露地区浓度少百分之四十以上。如今，各种植被尘埃保持能力的比较研究结果表明，木本植物通常高于草本植物。当然屋顶绿化除了滞尘，还有增加雨水天气城市排水的荷载能力的作用。欧洲的研究充分证实了在屋顶进行绿化设计是控制雾霾的必要和有效手段。

3.吸收空气中有害物质

20世纪70年代左右，国内外研究机构对植被吸收空气中有害物质的大量实验表明，绿色植被的叶片对吸附和净化空气中的有害物质有明显作用。城市植被的存在能有效控制有害物质氟、氯、硫等游离态元素的浓度。这项研究也充分证明了屋顶景观设计中植物对人体健康的有效意义。

4.生产负离子降低噪音

19世纪末期，空气负离子被发现，并被证明对人体具有有益功效，20世纪80年代以来，通过大量研究观察证明，密集种植的绿化植物附近负离子浓度有着明显的提升[6]。另一方面，屋顶景观设计的绿色植被对噪音有一定的吸收作用。没有覆盖绿植的屋顶比覆盖了绿植的的屋顶，噪音高出2～3 dB。可以看出，屋顶景观设计对城市降噪有着重要影响。

二、城市屋顶绿化中缓解雾霾的植物配置选择

屋顶绿化是一种人造环境。跟一般的地面绿化相比，它受到许多方面承载能力的限制。为了有效保证屋顶绿化的景观效果，在具体的景觀设计中，有必要从屋面荷载、防水排水、土壤和植物等方面结合屋顶绿化的实际情况对设计进行优化。为了更好地治理和缓解雾霾，从设计原则与缓解雾霾两个方面入手，提出植物配置的选择。

（一）屋顶景观设计应该注意三大原则

1.安全性原则

关于屋顶顶层负荷增加后的安全性问题必须要首先思考。要考虑景观绿化相关的土层厚度，景观绿化所需要的用水、降雨排水、屋顶防水以及相应的大中型植物的稳定性问题，还需要考虑的问题包括，所有植物的防风荷载、防坠落等。植物的选择上，屋顶具有比地面更快的风速，为了不影响绿化的效果，不建议在屋顶种植过高的植物，建议选择灌木、花草、藤蔓和草坪植物以及点缀性的小乔木[7]。

2.实用性原则

实用性原则是充分利用屋顶结构和顶部平面形式进行合理的景观绿化设计，并选择适当的景观绿化内容和方法，避免大规模拆装，造成资源浪费[8]。屋顶的自然环境与户外和室内非常不同。由于它处于露天环境之中，风晴雨雪都会对植物产生影响。因此，在屋顶景观设计的植物配置过程中，通常需要选择具有喜阳性、耐旱性和耐寒性的浅根植物，并且还必须是抗风和抗移植的品种，要注意植物配置的丰富性，保证屋顶四季有景可观。

3.经济性原则

屋顶景观设计应首先确保屋顶景观景观绿化面积在50%至70%之间，以起到屋顶景观绿化的作用[8]。其次，要在设计前进行合理的预算，丰富树木在景观绿化中的作用，充分考虑季节气候等因素对景观增值的影响。尽量选择维护成本较低的树种，选择具有耐旱性、耐热性，成活率和活力高的景观种植形式，减少后期维护成本。

（二）结合三原则选择治理雾霾的植物配置

据调查分析，植物对于可吸入污染物的吸附能力顺序一般为纯针叶﹤草坪﹤灌草﹤乔草﹤乔灌草[9]。因此在屋顶绿化的植物选择上，需要乔木、灌木和草坪植物的合理搭配，错落有致的复层结构的“乔+灌+草”型群落模式滞尘消霾效果能力最强[9]，应在植物配置中得到广泛的应用。其中乔木类植物体积较大，能够减慢风速，阻滞空中飘尘。由于屋顶的承载能力有限，乔木的选择上应以小型乔木为主，如金叶木、龙舌兰类、彩叶木、鹅掌藤类、冬青卫矛、石榴等。灌草类植物可吸附地面的扬尘，如石楠女贞、紫薇、桂花、樱桃、桑树、蟹爪兰等。藤本类的植物阻滞不同高度的灰尘，如紫藤、金银花、葫芦、葡萄、蔷薇等。因此在屋顶植物配置中要合理搭配乔灌草，形成群落结构，达到最大的滞尘效应[10]。

在污染相对严重的地区，屋顶绿化植物的配置上需要更具有针对性和丰富性，根据植物与污染的特性进行选择。例如尘土较多的地区应选择紫薇、桂花和月季等;有害气体较为严重的地区，选择银杏、石榴和美人蕉等;在金属污染较为严重的地区选择雪松、杜鹃、紫叶李等[10]。总之，特定的污染地区应选择与之相对应的植物进行搭配，这也是预防雾霾的关键环节。

三、结语

雾霾时刻侵害人们的生活，屋顶景观绿化可在有限的土地上增加更多的绿化面积，在城市的第三立面更多地吸收有害气体，吸附空气中的杂质，形成局部小气候，对周围空气起到净化作用。此外，屋顶景观绿化地势较高，从多层次的高度净化空气，更好地发挥其调节作用。

城市屋顶景观绿化设计的建设具有一定的综合性。现阶段，我国的空中花园设计与施工技术尚在发展初期，在平面布局、防水系统、小品布置等方面还存在一定的局限性，因此，应加强空中花园的设计与施工的创新，将先进的科学技术合理地融入空中花园的设计施工当中，推动中国建筑业向绿色建筑方向发展。无论是从景观美化，还是从对抗雾霾、环境保护的功能上来看，在城市实施屋顶绿化都是相当必要的。

参考文献：

[1]孙文君，曹宁，李群，等.基于雾霾影响因子对绿色宜居环境的设计研究[J].绿色科技，2017（1）：49-51.

[2]國际绿色屋顶协会，健康绿色屋顶协会.最新国外屋顶绿化[M].武汉：华中科技大学出版社，2009：21.

[3]商墩江.城市建筑屋顶景观设计研究[D].四川师范大学，2012.

[4]钟美清.屋顶景观景观绿化在治理雾霾天气中的作用[J].现代园艺，2015（16）：157-158.

[5]陈力彤.基于屋顶景观景观绿化治理雾霾的方法探讨[J].现代园艺，2015（15）：96-97.

[6]孙鹏鹏，周浩亮.雾霾天气的危害及其应对措施[J].现代农业科技，2013（23）：14-15.

[7]乔悦.花园式屋顶绿化的植物选择与造景措施探讨[J].现代园艺，2017（20）：139.

[8]方芳芳.园林植物防治雾霾的应用浅谈[J].建材发展导向（下），2016（7）：96.

[9]祁舒展，魏家星，姜卫兵.园林植物消霾机理及其应用研究进展[J].湖南农业科学，2016（1）：104-107.

[10]刘浩洪.常用园林植物抗雾霾能力初探益明[J].现代园艺，2014（2）：151.