以浙江黄岩中学为例浅谈公共建筑屋顶花园的规划设计
作者:李显利 陈志明 严力蛟
来源:《城市建设理论研究》2013年第35
        摘要:
        阐述屋顶花园的功能,提出目前公共建筑屋顶花园营造中的常见问题及其解决方法,结合浙江省黄岩中学图书大楼屋顶花园设计实例,提出公共建筑屋顶花园植物景观的营造要点,为屋顶花园的规划设计提供参考。
        关键词:
        公共建筑;屋顶;绿化;设计;
        中图分类号: TU2 文献标识码: A
        正文:
        屋顶花园可以广泛地理解为在各类古今建筑物、构筑物、城墙、桥梁(立交桥)等的屋顶、
露台、天台、阳台或大型人工假山山体上进行造园、种植树木与花卉的总称。
        公共建筑则包含办公建筑(包括写字楼、政府部门办公楼等),商业建筑(如商场、金融建筑等),旅游建筑(如旅馆饭店、娱乐场所等),科教文卫建筑(包括文化、教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等),通信建筑以及交通运输用房(如机场、车站建筑等)。目前中国每年竣工建筑面积约为20亿m2,其中公共建筑约有4亿m2。因此公共建筑的屋顶绿化设计显得尤为重要。[1]
        1.屋顶花园的功能
        屋顶绿化可取得多项收益,舒适的环境像散热减少制冷成本以及对有助于城市中雨水的收集管理。屋顶绿化措施不仅有助于改善城市灰暗面貌 ,使其变的更宜居与环境更和谐。[3]
        1.1保证特定范围内居住环境的生态平衡和良好生活环境
        联合国环境署研究表明,如果一个城市屋顶绿化达70%以上 ,城市热岛效应基本消除。[4]北京市园林科研所的调查表明,每公顷(hm2)屋顶绿化每年可以滞留粉尘2.2kg,进行屋顶绿化后建筑物的整体温度在夏季可降低约2℃
        1.2对建筑构造层的保护
        平屋面建筑,屋顶构造的破坏在多数情况下是由屋面防水层温度应力变化所引起的,通过温度变化会引起屋顶构造的膨胀和收缩,使建筑物出现裂缝,导致雨水的渗入,形成渗漏。
        1.3屋顶绿化可以通过储水,减少屋面泄水,减轻城市排水系统的压力
        通常在进行城区建设时,降落在建筑表面的水按惯例都会通过排水装置引到排水沟,这样常用的做法会造成地下水的显著减少,随之而来的是水消耗的持续上升,这种恶性循环的最后结果将导致地下水资源的严重枯竭。
        1.4绿化屋顶具有储水功能
        绿化屋面除具有屋面排水功能外,可以把大量的降水储存起来。实验表明,大约有一半的降水留在屋面上,存在基层或通过植物蒸腾掉。
        2.屋顶花园设计中的常见问题及解决方法
        2.1荷载问题
        屋顶负荷量的计算是应在设计中引起注意的问题。包括种植土、防排水材料、植物、蓄水层、活荷载以及附加建筑和其他造景材料等。在荷载计算取值上要注意均化每M2的等效均布荷载、线荷载及集中荷载等。[2]
        在实际设计施工中,要根据各种材料的不同造型、布置的高低错落等,综合考虑以下几个方面对减轻屋顶荷载的影响。
        2.1.1建议建筑和屋顶花园的结构设计由同一人担任并负全责。设计人员应考虑到设计的屋顶花园所需的山、池、廊、树木的承重数据,应尽量使荷载合理分散。必要时用塑石假山代替天然石材,水池用成品储水设施用不锈钢水槽等代替钢筋混凝土水池。
        2.1.2布局时应与屋面结构相适应。乔木类植物和亭台、水池、假山等荷载较大的设施,应设在承重墙或柱的位置,使建筑物上的所有承重都得到相应的接力。在黄岩中学的屋顶花园设计中,经结构设计师同意下,将较大的灌木均设在有柱或有梁的地方,从而在普遍只有300mm覆土的情况下才能满足大灌木的生长需求。
        2.1.3减轻种植基质重量。种植基质选用人工土,其以木屑、蛭石、珍珠岩等为主,荷载较轻,对屋顶的承重结构有利,但对栽种植物有所限制。黄岩中学屋顶绿化设计中种植土选用的是木屑腐殖土:7份木屑+3份腐殖土。
        2.1.4应该严格控制植物基质厚度的数据。一般乔木需要800~900mm厚度的覆土,大灌木500~600mm屋顶花园植物的覆土,小乔木300~400mm的覆土,地被植物100~200mm的厚度。
        2.2.防排水问题
        人们往往将漏水归罪于屋顶花园,这就为屋顶花园的推广造成了社会阻力。因此,规划设计和施工单位均应对此有足够的认识,共同处理好屋顶花园的防、排水问题。
        2.2.1排水蓄水层
        排水在屋顶花园中起着很重要的作用。在设计施工中,应当将排水层设计在种植植物的土层下面,并且一定要注意使排水层起到在层内贮存少量水的作用,切实把握好排水层内的需水量,否则,将会出现植物干枯或者根系腐烂的后果。
        2.2.2过滤层
        屋顶花园通常在投入使用后的一段时间内因为植物的生长出现植物根系与排水层缠绕混杂的问题,而过滤层的作用就是保证植物根系生长层与排水层互相不发生混杂,过滤植物生长层中的杂质,过滤层的材料可选用特殊的过滤网或者优质无纺布。
        2.3植物问题
        2.3.1选择耐旱、抗寒性强的矮灌木和草本植物。于屋顶花园夏季气温高、风大、土层保湿性能差,冬季则保温性差,因而应选择耐干旱、抗寒性强的 植物为主,同时,考虑到屋顶的特殊地理环境和承重的要求,应注意多选择矮小的灌木和草本植物,以利于植物的运输、栽种。
        2.3.2选择阳性、耐瘠薄的浅根性植物。屋顶花园大部分地方为全日照直射,光照强度大,植物应尽量选用阳性植物,但在某些特定的小环境中,如花架下面或靠墙边的地方,日照时间较短,可适当选用一些半阳性的植物种类,以丰富屋顶花园的植物品种,屋顶的种植层较薄,为了防止根系对屋顶建筑结构的侵蚀,应尽量选择浅根系的植物。因施用肥料会影响周围环境的卫生状况,故屋顶花园应尽量种植耐瘠薄的植物种类
        2.3.3选择抗风、不易倒伏、耐积水的植物种类
        。在屋顶上空风力一般较地面大,特别是雨季或有台风来临时,风雨交加对植物的生存危害最大,加上屋顶种植层薄,土壤的蓄水性能差,一旦下暴雨,易造成短时积水,故应尽可能选择一些抗风、不易倒伏,同时又能耐短时积水的植物。
        2.3.4选择以常绿为主,冬季能露地越冬的植物
        营建屋顶花园的目的是增加城市的绿化面积,美化第五立面,屋顶花园的植物应尽可能以常绿为主,宜用叶形和株形秀丽的品种,为了使屋顶花园更加绚丽多彩,体现花园的季相变化,还可适当栽植一些叶树种;另在条件许可的情况下,可布置一些盆栽的时令花卉,使花园四季有花。
        2.3.5尽量选用乡土植物,适当引种绿化新品种
        乡土植物对当地的气候有高度的适应性,在环境相对恶劣的屋顶花园,选用乡土植物有事半功倍之效,同时考虑到屋顶花园的面积一般较小,为将其布置得较为精致,可选用一些观赏价值较高的新品种,以提高屋顶花园的档次。
        黄岩中学图书大楼屋顶花园的植物主要有:瓜子黄杨、罗汉松、四季桂、小叶黄杨、佛
甲、冬茶梅、花叶芒。
        在考虑植物的品种的同时也要考虑植物生长的速度及重量,在乔木的选择上要尽量选择生长速度慢,株型优美的树种。在本设计中,小乔木为四季桂、罗汉松。一般情况下,树高增加2倍,其重量增加8倍,需10年时间,乔木需根据泥球径的要求增加覆土,可通过局部堆坡或者用树池来围合,保证成活率,当然这个的前提是满足荷载要求。[1]
        3.公共建筑上的屋顶花园规划设计要点
        公共建筑一般都是大型建筑,其屋顶的承载力能得到一定的保证,在其上修建屋顶花园多是为人们提供休憩娱乐的场所,处于这样一个特殊的地域。屋顶花园的植物配置要求精美细致、富于情调和多元,并能满足部分休息区域的遮阳需求。位于裙房上的屋顶花园则要考虑高层的用户俯视的效果,总图平面上宜有构成感,做到调明快,疏密得当,不凌乱,不俗套,强调轴线关系,与底层景观相呼应,总体风格和建筑协调。
        种植形式可以采取规则式、自然式,或者二者相结合的方式。在黄岩中心屋顶花园设计中,休憩空间必须是充分考虑的,这样可为学生们提供充裕而可观赏的绿环境。考虑荷载
的因素,以小灌木及地被植物为主,局部在下面有柱的地方则可用盆栽形式种植一些大灌木、小乔木。在铺装方面主要考虑人造户外地板,以尽可能营造接近自然的景观感觉,同时又能减轻荷载。
        1. 黄岩中学图书大楼屋顶花园
        4.结束语
        我国城市建筑立体绿化率整体不高。因此 ,城市空间绿化潜力与市场巨大。加之建筑立体绿化对城市热岛效应具有明显的改善作用 。建筑立体绿化同时可以减少街道扬尘、降低建筑室内采暖制冷负荷、改善城市环境质量等方面效果有目共睹。因此,快速城市化的今天 ,建筑屋顶绿化将成为重要选择途径之一。
        参考文献:
        [1] 中华人民共和国建设部. 公共建筑节能设计标准(GB 50189-2005) (条文说明)[s].中国建筑工业出版社.2005-04-04.p23
        [2]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施/规划/建筑/景观(2009年版).中国计划出版社. 201002月;
        [3]Manfred K hler.  屋顶绿化技术——对加强经济城市景观的回应(英文)[A]. 2007国际风景园林交流大会论文交流材料[C]. 2007
        [4]孟臻,丁建华建筑立体绿化应用与关键技术思考[A]. 城市发展研究——7届国际绿建筑与建筑节能大会论文集[C]. 2011