南方公共建筑立体屋顶绿化设计与实践研究——以东莞万科大厦为例

宋 健,申维维

(东莞市万科房地产有限公司,广东 东莞 523000)

1 引言

东莞市位于广东省，地处于中国华南地区、广东中南部、珠江口东岸，南接深圳市，西北接广州市，地理位置在东经113°31′～114°15′，北纬22°39′～23°09′。隶属于亚热带季风气候，长夏无冬，雨量充沛，日照充足，温差振幅较小，且季风明显。2015～2019年，年平均温度达到23.2 ℃。东莞气候适宜，适合不同的植物生长，因此植物种类较多，有利于实现屋顶绿化[1]。

2 屋顶绿化设计基本原则

2.1 科学性与安全性

屋顶绿化设计过程中应当将安全性放在首位，其中包括考虑到建筑自身安全、高空坠物安全、人们心理安全等3个方面。建筑安全也就是保证屋顶绿化载体具备安全性，这是当前急需思考的内容。屋顶绿化设计内容与形式都必须保证与局部荷载与平均荷载相吻合。屋顶绿化中构筑物与植物等，都需要考虑到风载影响，如果选择体型过大或者与屋顶结构层连接过紧的植物，那么在遇到强风天气后，都会导致屋顶结构层破坏或者倒伏。

因为东莞属于亚热带季风气候，在夏季经常会出现强风降雨天气，因此会导致屋顶绿化各种设施被破坏后，而发生掉落情况。如果未能做好防护措施，那么极有可能对他人的人身安全带来威胁。

2.2 功能性与美观性

屋顶绿化是建筑功能扩展的一种重要展现形式。比如在对东莞万科大厦屋顶进行绿化过程中，该绿化空间能够为用户提供工作休息区，节省员工到外层活动时间。在对大厦屋顶进行绿化过程中，需要对绿色基础设施概念进行拓展与应用，并且保证屋顶绿化可以与城市不同功能结合起来。

3 建筑屋顶绿化基本结构设计

屋顶绿化构造设计与一般屋顶有着极大的不同，他主要是选择在建筑物或者构造楼板、保温隔热层与屋顶防水层之间，根据植物生长需要添加了构造做法。屋顶绿化种植需要对构造剖面进行分层，分别是屋顶完成面、排水层、过滤层、种植植被层、防水层与隔热层，通常情况下屋顶完成面也包括结构楼板、找平层、防水层、保护层[2]。

3.1 防水层施工技术要求

屋顶绿化防水处理会对建筑的安全与使用情况带来影响，为了保证屋顶结构具备安全性，通常选择在屋顶基础建设之上，完成第二次防水处理，保证防水做法满足相关要求，屋顶绿化防水层应当具备下述性能。一是耐久性，保证防水材料经得住土壤中细菌的侵害；二是承重性，在绿化施工过程中，必须考虑到树木与土壤重量；三是耐药性，在绿化过程中，保证防水材料能够经得住农药与肥料侵害；四是不透水，这也是一项基本要求；五是耐机械损伤，保证在施工过程中，防水层不会被机械损害。

3.2 发挥隔根层作用

对于隔根层的铺设时间或者是否铺设，不同专家有着不同见解。在对屋顶进行绿化过程中，因为植物根部并不会延伸太长，因此很多人认为并不需要铺设隔根层。当对屋顶使用刚性防水之后，因为该防水层有着坚固性，并且上层还铺设水泥沙对其进行保护，因此可以避免植物根系穿透，这种情况下也可以不铺设隔根层[3]。

3.3 排水层与蓄水层高功能

排水层主要作用就是在浇灌与降雨过程中，可以使得种植基质层中多余水分尽快流走，并且将水排放到固定装置中，同样也可以利用一些特殊材质，可以从屋顶基体中获得一些干净溢流水源，将其进行回收与再利用，详细见图1。但是如果屋顶是开放式状态，仍有人进出的话，那么就需要考虑到人所具备的荷载情况。同时也要注意一点就是生存水过度情况，在大部分情况之下，所用材料都具备储水功能，排水层十分容易被植物根系所穿破，因此这点需要注意。

图1 屋顶绿化雨水利用

3.4 过滤层要求

过滤层最主要功能就是保证植物基质层土壤不能渗透到排水层当中，以此可以保证土壤中多余的水分能够顺利排进排水层。在屋顶绿化时，需要在种植土的下方铺设有不同材料制作而成的过滤层，在选择过滤层材料时，需要保证其具备透水性，同时也要充分的隔绝种植土中的微小颗粒，选择材料也要价格便宜、耐腐蚀。

3.5 种植基质层要求

种植基质层主要关系到房屋结构承重与植物生长问题，为了保证花草树木生长旺盛，就需要充分考虑该建筑物承载能力，并且选择不同种植基质。当前阶段，多样化的基质被用在屋顶绿化当中，包括人造土壤、改造土壤、自然土壤等。

3.6 植被层保护

植被层作为屋顶绿化主要功能层面，并且其所具备的社会效益、经济效益、生态效益都在这一层得到体现，屋顶绿化植物与陆地植物一样，可以吸收大量的二氧化碳与有毒气体，同时释放氧气，调节空气湿度，保证城市空气更加洁净。与地面植物的功能进行对比后，笔者发现，屋顶植物生长位置较高，可以对城市空间中不同层次地空气进行净化，因此起到了良好的效果。在选择植物过程中，需要从屋顶环境出发，考虑到种植条件、空气污染情况、排水情况等。所以屋顶绿化植物应当具备下述特点：耐夏季高温热风、耐涝、耐热、耐修剪、生长缓、根系发达等，因为本文主要是以东莞万科大厦为例，因此笔者建议多选择热带植物进行绿化[4]。

4 南方公共建筑屋顶绿化应用情况

目前各国都十分认可利用屋顶绿化的方式，来创造更多生态效益，同时在经济效益、社会效益方面也发挥着重要作用。

4.1 生态效益分析

4.1.1 缓解城市热岛效应

目前，随着全球气候不断的变暖，城市热岛效应也会随着建筑物数量不断增加，而更加突出，热岛效应会对城市中居民的生活产生极大影响。屋顶绿化能够有效的改善城市热岛效应，因此被认为是当前最有效方法。屋顶中所种植的植物具有蒸腾作用，不仅能够增加空气湿度，同时也能降低气温。此外，在城市中大量热量会被屋顶中所覆盖的植物吸收，能有效避免水泥、沥青等对于阳光的反射情况，以此可以使得城市中热岛效应得到缓解。

4.1.2 减轻暴雨冲击

蓄水也是屋顶绿化一个重要功能，如果雨量过多，那么就会帮助雨水同时的排入污水管道，避免在暴雨后所引发的水道堵塞与水系统瘫痪情况，缓解城市排水系统所面临的压力。不仅如此，其对于净化雨水的水质有着重要作用。在经过蒸发与蒸腾之后，能够将水保留下来，随后汇入到自然水系统当中。如果雨水过多那么也会随着时间推移，慢慢地将其排掉。如果能将屋顶蓄水功能与城市灌溉系统相结合，那么也可在一定程度上缓解城市用水压力问题。

4.1.3 净化城市中的空气

对于空气环境质量产生巨大影响的一个因素就是城市中人口密集、机动车排放尾气、工厂生产所带来的废气等。因为发生空气污染以后会对人们的生活带来极大危害，城市中将有大量的粉尘会堆积在建筑物顶端，如果形成沙尘暴天气，那么就会带来更大弊端。通过屋顶绿化方式，可以有效吸收空气中的二氧化硫。

4.2 社会效益

4.2.1 城市景观效应

东莞作为一个现代化都市，在建设过程中被大量的钢筋混凝土所包围，屋顶绿化的出现，能为城市增添更多光彩。建筑物存在高低错落的情况，其中屋顶绿化的出现，可以极大满足人们对于当前环境所提出的新要求。

4.2.2 延伸城市空间

屋顶绿化能够为人们提供更多休闲的生活方式，因为城市压力巨大，人们在工作之余走进屋顶绿化当中，可以获得更好的放松方式。

4.3 经济效益

4.3.1 延长屋顶的使用寿命

普通屋顶因为防水层长期受到臭氧层与紫外线辐射，使其老化速度加快，屋顶材料也会被不断破坏，出现裂缝与渗漏问题。为了解决该问题，最有效的方法就是将大量的植被种植在屋顶中，这样有效避免阳光的直射，降低屋顶所面临的昼夜温差，以此延长屋顶使用寿命。

4.3.2 提高建筑的节能性

在联合国所发布的环境部署中明确表明，屋顶覆盖绿植可以调节室内温度，并且达到冬暖夏凉的效果。利用绿植对屋顶进行覆盖，可保证该建筑在夏天温度会降低5 ℃左右，因此该方法也能有效地节约能源。

5 结语

随着屋顶绿化技术的不断发展与相关规范政策的出台，使得我国开始正式进入到屋顶绿化阶段。当前屋顶绿化已经应用到了公共建筑、居住建筑、商用建筑。与发达国家相比，我国现有的屋顶绿化情况难以满足人们的需求，因此就需要去研究不同屋顶绿化形式，提高屋顶绿化植物丰富度，最终有效改善人居环境。