浅析高层建筑屋顶绿化的设计与工艺
安宁+袁胜强+侯小龙
【摘 要】屋顶绿化是进入20世纪之后，被当时最著名的建筑大师勒·柯布西耶所提出。论文结合高层建筑的屋顶设施与屋顶绿化的工艺特点，阐述了设计施工中的工艺流程与重难点，并列举了现阶段的材料与方法的选择。验证了屋顶绿化在高层建筑屋顶上具有可行性，可形成了良好的经济、生态、环境和社会效益。
【Abstract】Green roofs were introduced after the twentieth century， by Le Corbusie， the most famous architect of the time. Based on the characteristics of roof construction and roof greening of high-rise building， this paper expounds the technological process and difficulties in the design and construction， and lists the materials and methods at this stage. It is proved that roof greening is feasible on the roof of high-rise building， and it can form good economic， ecological， environmental and social benefits.
【关键词】屋顶绿化；高层建筑；防水措施；给排水系统；后期维护
【Keywords】roof greening； high-rise building； waterproof measures； water supply and drainage system； later maintenance
【中图分类号】S73 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0185-02
1 屋顶绿化的历史及发展
在印象中花园的概念根深蒂固，是一个有花、草供人嬉戏游玩的场所。一般来说需要占地面积较大，在现代城市中占用大规模用地进行绿化或建立这样的花园显得十分不现实，随即人们重新提起一个概念那就是屋顶花园。然而它并不是凭空产生的，据历史记载，最远可以追溯到古巴比伦的空中花园[1]。进入二十世纪后，被称为二十世纪最著名的建筑大师勒·柯布西耶在1926年提出的五个新建筑的特点之一就是屋顶花园[2]。从此在国外城市的建筑建设中，屋顶花园成为常见的配套式建筑。其中这方面做的最好的是日本与德国。以日本为例，仅在2008年末日本东京的屋顶绿化，花园建设已经达到242万m2，东京屋顶绿化率已高达14%，并且最新立法规定屋顶绿化面积要达到建筑面积的20%[3]。国内这方面设计相比国外起步要晚，直到现在也没有具体规范及法规要求这方面的设计，然近期屋顶绿化在国内反响更为强烈，相信大面积普及此类配套建筑指日可待。
2 屋顶绿化在现代建筑的作用
据统计，屋顶有效面积占所在城市的20%，这部分如果利用起来进行绿化，不仅对绿化所在建筑里的人予以方便，提供休闲场所，还会对这栋建筑顶层减少电使用值，降低该层温度，改善城市热岛效应，净化空气。屋顶绿化对于我国现在环境状况刚好合适，也是美化城市的一大部分。据研究表明，我们把整个城市现有屋顶都利用下来，二氧化碳会比之前降低85%。它的发展是一个必然趋势，但面临的问题也很严峻，屋顶施工难度非常大，投入也必然大，对建筑和技术要求也自然会提高，结构、土木、给排水等专业相结合，对于植被选取也有一定的选择要求。
3 屋顶绿化设计的关键
3.1 检查楼板的防水性能
屋顶绿化设计最关键的一部分就是如何保证绿化中用水之后的渗漏，雨水的收集及下渗，换句话说最需要攻克的是防水设施，保证下一层用户不受影响，保障建筑安全。在设计屋顶绿化之前，我们需测试原有楼板防水性能。先要封闭楼板上所有出水口，然后进行整个楼板灌水，进行96小时严格闭水试验[5]。如果在这段时间里，可以保证下一层住宅的楼板不会发生渗漏，那么我们就说防水性能良好，可以进行屋顶花园建设的下一步。
3.2 屋顶绿化新型的防水措施
随着生态平衡的应用与推广，在屋顶绿化上也提出了一种生态循环的方式来达到长期防水的目的。
此类生态循环的防水设施由植被层、客土层、滤水层、找坡层、楼板组成，附有导气管、排水管以及排水槽等设施。
植被吸收由建筑导气管排出的二氧化碳进行光合作用，消耗各土层中的水分，产生新鲜的空气可以通过导气管进入建筑内，促进了空气的流通，也缩减了室内外的压差[6]。雨水经过土壤的层层过滤已经达到了灌溉的标准，所以经过滤水层进入排水槽进入贮水池。
3.3 防根穿刺层的铺设
据近年来调查显示：植物的根生长速度很快，随着时间增加，根就会向它的竖向向下越深，在扎根时还会分泌一种带有一定腐蚀能力的酸液，而正是这种酸液会破坏我们预先布置好的防水层。所以我们需布置防根穿刺层，在布置时会发现防水层与防根穿刺层会相互重叠的地方，所以我们选择在两者之间放置一层隔离层，一般选用玻纤布、聚乙烯膜或者水泥砂漿。
3.4 排水层的设置
我们所学习的专业给排水科学与工程在这里起到了至关重要的作用，除了选择发达的植被，防止人为意外损毁防水设施之外，排水系统是决定防水的关键。不仅要处理掉多余雨水的剩余，还要处理好植被在土壤中贮藏的水分，我们可以设置一个贮水池，雨水等经过层层土壤的净化吸收已可以达到灌溉的标准，所以我们可以把这一部分水贮存起来，在需要灌溉时用给水系统供上去。
经查询，发现毛细透排水带相比较来说是具有一定优势的排水设施。这种排水方式不会造成土壤的流失，因为是水分的主动吸取这样就形成了水土分离，经过多年试验及应用，至今未发生堵塞导致排水系统失效的情况。因为主动吸水主要是靠毛细孔的数量来决定其能力的高低，毛细透排水带开孔率大于20%，有效地吸水面积大，排水能力强。它还有耐酸耐碱耐腐蚀的优良特性，可以刚好解决植物年久之后根部产生的酸性、腐蚀性无形的破坏。毛细透排水带还具有施工简易、等效相比成本低、使用寿命长等优点。
3.5 给水系统的设置
给水系统是保障整个屋顶绿化能稳定存在运行必不可少的部分，植被仅由雨水供给远远不够，所以我们可以选择一种适宜的给水系统，把贮水池里水供上去进行灌溉，如果贮水池水量不足，还可以选择把该建筑的中水引上来注入贮水池，不会造成水资源浪费。
因地域等影响，雨水并不能全部满足屋顶绿化植物的生长用水，这时我们就需设置自动节水灌溉系统，这种系统在市面上已十分常见，但屋顶花园的情况有些特殊需要一些改进。主要改制成检测土壤湿度以及空气温度来进行决定是否灌溉。
3.6 植被的选择及土壤的培养
屋顶情况是固定的，所以我们要选择与屋顶生活环境相似的植物。屋顶绿化的主要优势是它所在高度远高于地面，这里空气清新，受污染少，空气浊度也低于地面。屋顶光照比较强，接受太阳辐射较多，所以选用的大多为喜阳植物，在背阴处可以选用喜阴的植物[7]。配置栽培土有多种方式选择，最为常见的是田园土、草炭土、珍珠岩、草木灰、蛭石等按照3：4：1：2进行配制；在配制过程中还有适量的加入有机肥来提高配制的土壤肥力[8]。
4 屋顶绿化后期维护
国内一些建筑也修建屋頂花园，不过应用时间往往都不会太长，一方面是国内建筑对屋顶绿化的防水措施设备的施工不达标准，更大的一方面是后期维护屋顶绿化的问题会更多，对屋顶绿化没有专业的认识，屋顶绿化是一个相比较来说比较脆弱的生态系统，需要人员来维护，如果没有这方面的了解可能会破坏屋顶绿化的防水设施导致屋顶花园功亏一篑，所以需要专业的人员进行维护，保障屋顶绿化系统的正常运行。
5 结语
屋顶绿化的设计与施工都要比低层的绿化要困难得多，不过屋顶绿化的发展是必然的趋势，在城市建设中土地的稀缺程度越来越大，占用大面积的土地来绿化也越来越不现实，所以屋顶绿化的出现是一种很好的缓冲方式，不过国内这方面的应用与技术可能不太成熟，具体的规范与立法同样不够完善，希望在不久的将来国家会立法规定这方面的建筑规范，为我们国家的环境与空气做出该有的贡献。
【参考文献】
【1】陈宏.屋顶绿化：缓解城市热岛效应，改善城市生态环境的有效措施[J].海峡科学，2006（9）：39-40.
【2】谢浩，朱仁鸿.屋顶花园的防水设计与施工[J].广东园林，2005（3）：25-27.
【3】李冠成.屋顶花园的综合性建筑节能系统设计研究[D].广州：广州工业大学，2012.
【摘 要】屋顶绿化是进入20世纪之后，被当时最著名的建筑大师勒·柯布西耶所提出。论文结合高层建筑的屋顶设施与屋顶绿化的工艺特点，阐述了设计施工中的工艺流程与重难点，并列举了现阶段的材料与方法的选择。验证了屋顶绿化在高层建筑屋顶上具有可行性，可形成了良好的经济、生态、环境和社会效益。
【Abstract】Green roofs were introduced after the twentieth century， by Le Corbusie， the most famous architect of the time. Based on the characteristics of roof construction and roof greening of high-rise building， this paper expounds the technological process and difficulties in the design and construction， and lists the materials and methods at this stage. It is proved that roof greening is feasible on the roof of high-rise building， and it can form good economic， ecological， environmental and social benefits.
【关键词】屋顶绿化；高层建筑；防水措施；给排水系统；后期维护
【Keywords】roof greening； high-rise building； waterproof measures； water supply and drainage system； later maintenance
【中图分类号】S73 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0185-02
1 屋顶绿化的历史及发展
在印象中花园的概念根深蒂固，是一个有花、草供人嬉戏游玩的场所。一般来说需要占地面积较大，在现代城市中占用大规模用地进行绿化或建立这样的花园显得十分不现实，随即人们重新提起一个概念那就是屋顶花园。然而它并不是凭空产生的，据历史记载，最远可以追溯到古巴比伦的空中花园[1]。进入二十世纪后，被称为二十世纪最著名的建筑大师勒·柯布西耶在1926年提出的五个新建筑的特点之一就是屋顶花园[2]。从此在国外城市的建筑建设中，屋顶花园成为常见的配套式建筑。其中这方面做的最好的是日本与德国。以日本为例，仅在2008年末日本东京的屋顶绿化，花园建设已经达到242万m2，东京屋顶绿化率已高达14%，并且最新立法规定屋顶绿化面积要达到建筑面积的20%[3]。国内这方面设计相比国外起步要晚，直到现在也没有具体规范及法规要求这方面的设计，然近期屋顶绿化在国内反响更为强烈，相信大面积普及此类配套建筑指日可待。
2 屋顶绿化在现代建筑的作用
据统计，屋顶有效面积占所在城市的20%，这部分如果利用起来进行绿化，不仅对绿化所在建筑里的人予以方便，提供休闲场所，还会对这栋建筑顶层减少电使用值，降低该层温度，改善城市热岛效应，净化空气。屋顶绿化对于我国现在环境状况刚好合适，也是美化城市的一大部分。据研究表明，我们把整个城市现有屋顶都利用下来，二氧化碳会比之前降低85%。它的发展是一个必然趋势，但面临的问题也很严峻，屋顶施工难度非常大，投入也必然大，对建筑和技术要求也自然会提高，结构、土木、给排水等专业相结合，对于植被选取也有一定的选择要求。
3 屋顶绿化设计的关键
3.1 检查楼板的防水性能
屋顶绿化设计最关键的一部分就是如何保证绿化中用水之后的渗漏，雨水的收集及下渗，换句话说最需要攻克的是防水设施，保证下一层用户不受影响，保障建筑安全。在设计屋顶绿化之前，我们需测试原有楼板防水性能。先要封闭楼板上所有出水口，然后进行整个楼板灌水，进行96小时严格闭水试验[5]。如果在这段时间里，可以保证下一层住宅的楼板不会发生渗漏，那么我们就说防水性能良好，可以进行屋顶花园建设的下一步。
3.2 屋顶绿化新型的防水措施
随着生态平衡的应用与推广，在屋顶绿化上也提出了一种生态循环的方式来达到长期防水的目的。
此类生态循环的防水设施由植被层、客土层、滤水层、找坡层、楼板组成，附有导气管、排水管以及排水槽等设施。
植被吸收由建筑导气管排出的二氧化碳进行光合作用，消耗各土层中的水分，产生新鲜的空气可以通过导气管进入建筑内，促进了空气的流通，也缩减了室内外的压差[6]。雨水经过土壤的层层过滤已经达到了灌溉的标准，所以经过滤水层进入排水槽进入贮水池。
3.3 防根穿刺层的铺设
据近年来调查显示：植物的根生长速度很快，随着时间增加，根就会向它的竖向向下越深，在扎根时还会分泌一种带有一定腐蚀能力的酸液，而正是这种酸液会破坏我们预先布置好的防水层。所以我们需布置防根穿刺层，在布置时会发现防水层与防根穿刺层会相互重叠的地方，所以我们选择在两者之间放置一层隔离层，一般选用玻纤布、聚乙烯膜或者水泥砂漿。
3.4 排水层的设置
我们所学习的专业给排水科学与工程在这里起到了至关重要的作用，除了选择发达的植被，防止人为意外损毁防水设施之外，排水系统是决定防水的关键。不仅要处理掉多余雨水的剩余，还要处理好植被在土壤中贮藏的水分，我们可以设置一个贮水池，雨水等经过层层土壤的净化吸收已可以达到灌溉的标准，所以我们可以把这一部分水贮存起来，在需要灌溉时用给水系统供上去。
经查询，发现毛细透排水带相比较来说是具有一定优势的排水设施。这种排水方式不会造成土壤的流失，因为是水分的主动吸取这样就形成了水土分离，经过多年试验及应用，至今未发生堵塞导致排水系统失效的情况。因为主动吸水主要是靠毛细孔的数量来决定其能力的高低，毛细透排水带开孔率大于20%，有效地吸水面积大，排水能力强。它还有耐酸耐碱耐腐蚀的优良特性，可以刚好解决植物年久之后根部产生的酸性、腐蚀性无形的破坏。毛细透排水带还具有施工简易、等效相比成本低、使用寿命长等优点。
3.5 给水系统的设置
给水系统是保障整个屋顶绿化能稳定存在运行必不可少的部分，植被仅由雨水供给远远不够，所以我们可以选择一种适宜的给水系统，把贮水池里水供上去进行灌溉，如果贮水池水量不足，还可以选择把该建筑的中水引上来注入贮水池，不会造成水资源浪费。
因地域等影响，雨水并不能全部满足屋顶绿化植物的生长用水，这时我们就需设置自动节水灌溉系统，这种系统在市面上已十分常见，但屋顶花园的情况有些特殊需要一些改进。主要改制成检测土壤湿度以及空气温度来进行决定是否灌溉。
3.6 植被的选择及土壤的培养
屋顶情况是固定的，所以我们要选择与屋顶生活环境相似的植物。屋顶绿化的主要优势是它所在高度远高于地面，这里空气清新，受污染少，空气浊度也低于地面。屋顶光照比较强，接受太阳辐射较多，所以选用的大多为喜阳植物，在背阴处可以选用喜阴的植物[7]。配置栽培土有多种方式选择，最为常见的是田园土、草炭土、珍珠岩、草木灰、蛭石等按照3：4：1：2进行配制；在配制过程中还有适量的加入有机肥来提高配制的土壤肥力[8]。
4 屋顶绿化后期维护
国内一些建筑也修建屋頂花园，不过应用时间往往都不会太长，一方面是国内建筑对屋顶绿化的防水措施设备的施工不达标准，更大的一方面是后期维护屋顶绿化的问题会更多，对屋顶绿化没有专业的认识，屋顶绿化是一个相比较来说比较脆弱的生态系统，需要人员来维护，如果没有这方面的了解可能会破坏屋顶绿化的防水设施导致屋顶花园功亏一篑，所以需要专业的人员进行维护，保障屋顶绿化系统的正常运行。
5 结语
屋顶绿化的设计与施工都要比低层的绿化要困难得多，不过屋顶绿化的发展是必然的趋势，在城市建设中土地的稀缺程度越来越大，占用大面积的土地来绿化也越来越不现实，所以屋顶绿化的出现是一种很好的缓冲方式，不过国内这方面的应用与技术可能不太成熟，具体的规范与立法同样不够完善，希望在不久的将来国家会立法规定这方面的建筑规范，为我们国家的环境与空气做出该有的贡献。
【参考文献】
【1】陈宏.屋顶绿化：缓解城市热岛效应，改善城市生态环境的有效措施[J].海峡科学，2006（9）：39-40.
【2】谢浩，朱仁鸿.屋顶花园的防水设计与施工[J].广东园林，2005（3）：25-27.
【3】李冠成.屋顶花园的综合性建筑节能系统设计研究[D].广州：广州工业大学，2012.
