摘要:本文从绿屋顶的布载,构造,绿植物的选择以及植物的防风处理几方面对屋顶绿化的技术进行了探讨。
关键词:荷载构造植被
1 荷载计算与合理布载
计划安装绿屋顶的第一步就是测定建筑物的结构是否可以承受该系统的静荷载。荷载计算既应该考虑整个栽培综合体在培养基(人工种植土)满水状态下的重量,也要考虑滞水垫层的重量。人工种植土经雨水或浇灌后的湿容重将增大20%~50%,即使是容重小于1000kg/m3的人工种植土,当土达到饱和时其湿土容重仍将接近1000kg/m3[1]。
植被荷载国内目前尚无完整的技术资料统计地被植物花灌木和乔木的荷载。根据德意志联邦共和国工程师克劳斯·奥洛魏(Klaus Ohlwein)给出的有关数据资料[2],当利用低矮植物绿化屋顶时,其平均荷载分别为:
地被草坪5kg/m2
低矮灌木和小丛木本植物10kg/m2
长成灌木和1.5m高的灌木20kg/m2
3m高的灌木30kg/m2
高大乔木则作为集中荷载(点荷载)考虑,高大乔木和灌木根系增加的荷载为:
大灌木(6m以下)40kg/m2
小乔木(10m以下)60kg/m2
乔木(15m以下) 150kg/m2
种植土荷载日本采用人工轻质土壤,其土壤与轻质骨料(蛭石、珍珠岩、煤渣和泥炭等)的体积比为3∶1,容重约为1400kg/m3;美国和英国人工种植土成份为沙土、腐殖土、人工轻质材料等,其容重在1000~1600kg/m3;德国采用腐殖质、泥炭、泡沫质屑和有机肥料合成的人工种植土,其容重按不同的配合比在700(纯泥炭土)~1500kg/m3。国内在20世纪80年代后建造的屋顶绿化(花园)采用的人工种植土容重普遍在780~1600kg/m3之间[3]。大型乔木需100cm以上的种植土,地被只需10cm~20cm的种植土即可生长。
排水层荷载通常采用陶土烧制的陶粒,容重仅有600kg/m3。
荷载分布通常,为了使屋顶绿化的荷载能够尽量合理地传给建筑结构构件,对于集中荷载较大的高大植株及设施应对应承重梁、墙、柱的位置布置,而避免将其布置在梁间的楼板上,以保证结构承载的合理性,增加结构的稳定性。
2 屋面构造
一套完整的屋顶绿化系统是一个培养植物的综合体,包括多种具有特殊功能的特殊材料,各组成部分按下列顺序从下到上依次放置:防水层、排水层、过滤层、培养基(人工种植土)。绿化坡屋顶的坡度宜控制在5°~15°否则,需要安装防滑槛防止基质层滑落。
屋顶花园植物防水层植物根系穿透屋面是对绿化屋顶的主要威胁。防水层是为了防止水分和植物的根茎穿透建筑物,保证建筑物屋顶不漏水和屋顶下水道畅通无阻。刚性防水和柔性防水都是可以采用的方法。现代屋顶绿化防水的发展趋势是采用各种高分子材料制造的防水卷材。
排水层设置排水层的目的首先是为了改善屋顶人工合成土壤的通风状况,其次储存多余水分以利备用。土壤的含水量、温度和通气状况直接影响到植物根系的生长,植物在土壤含水适量而又透气的情况下根系较为发达,否则就较少。材料的选择应满足通气、排水、储水和轻质的要求。国内外多采用有较大孔隙,自重又轻的陶粒,容重为600kg/m3。
过滤层防止培养基的细小颗粒随浇灌水和雨水流失。如果颗粒流失,不仅会影响培养基的成分和养料,而且会堵塞屋顶的排水系统,甚至影响到整幢建筑物排水系统的通畅。过滤层应采用既透水又能过滤细小颗粒的材料,必须具有良好的渗水性能,以便防止植物根系处于过
分潮湿的环境。稻草层(30mm),细炉渣(50mm),粗沙层(50mm),玻璃纤维布都曾被用作屋顶绿化的过滤层。
培养基(人工种植土)培养基支持植物生长并起到固定植物根系的作用,它是水分和营养物质的贮藏器。采用人工基质可以大大减轻屋顶荷载,而且可以根据植株种类和生存发育需要情况确定种植区不同位置的土层厚度(一般为15cm~100cm)。这种材料由无机和有机培养混合物或合成垫层组成,它必须考虑轻质、贮水、透气、防腐。
不同植物生存和生育所需土层的最小厚度是不相同的,而植物本身又有深根型与浅根型之分,对种植土的深度要求也有所不同,另外屋顶植物的防风处理和抗倒伏性也对人工种植土提出了不同的要求。能够生存在屋顶上的植物种类的数量同基质层的厚度直接成正比。
植被植物是整个绿化系统中不可缺少的部分。植物移植到屋顶人工培养基中后,生态环境发生改变,其生长要素水的供应受到限制(人工种植土保水性较自然土差,同时因为土层较薄,水的毛细作用也受到很大影响),因此栽种植物必须经过精心挑选以适应当地的气候条件,还应该考虑暴露在极限温度、降水量
、风力和太阳辐射下的情况,使用的培养基厚度也必须考虑同所选植物生长需要相一致,以保证一套能成功运转的绿化系统。
所有这些人工材料都是为屋顶绿化专门设计生产的,并能在长时间内保持水分。
3 植物选择
选择屋顶绿化的植物时,不但必须全面考虑种植条件(如土厚、成分、排水、浇灌、养护等),还要考虑植物本身的特性。比如应品种强壮,具有抵抗极端气候的能力;能适应浅薄少肥的土质,能忍受干燥、潮湿、夏季干热风、冬季露地过冬;有抗倒伏能力;易移植成活,耐修剪,生长较慢且维护简单易行。
4 植物防风
在多层和高层建筑全开敞屋顶上,屋顶强风对植物的生长造成很大的危害,对较大植物进行特殊加固处理有三种方法。
(1)在植株根部培养基层下,埋塑料网(扎根网)以扩大根系固土作用。
(2)在植株根部的种植土表面,结合自然地形和设计,适当堆土置石(堆压重物),以压固根系。
(3)将植株主干用拉杆成组绑扎支撑,并使拉杆成三角形不变体。
总体来说,我国的屋顶绿化技术较发达国家还有一定差距,我国对屋顶绿化的各项技术、专用材料,植被等,尚缺乏深入、细致、系统的
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