绿色建筑设计的新思路——屋顶绿化

刘文宇 邰忠奇

摘要:近年来,国家连续出台了一系列相关办法和规范性文件,并通过在全国范围内组织评审绿色建筑等多种措施,推动这项事业不断迈进。绿色建筑是在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用与自然和谐相处的建筑。而“屋顶绿化”则是一种既能兼顾到城市经济建设发展的需要,同时又能很好地解决城市生态环境问题的双赢甚至多赢的解决方案。

关键词:屋顶绿化;绿色建筑

绿色建筑是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程)中实现高效率地利用资源(能源、土地、水资源、材料)、最低限度地影响环境的建筑物。绿色建筑也有人称之为生态建筑、可持续建筑。

1 屋顶花园的历史

屋顶花园的历史可以追溯到公元前2000年左右,在古代幼发拉底河下游地区(即现在的伊拉克)的古代苏美尔人最古老的名城所建的“大庙塔”,就是屋顶花园的发源地。本世纪20年代初,英国著名考古学家伦德.伍利爵士,发现该塔三层台面上有种植过大树的痕迹,真正的屋顶花园是在亚述古庙塔以后1500余年才发现的著名的巴比伦“空中花园”,它之所以被世人列为“古代世界七大奇迹”之一,其意义决非仅在于造园艺术上的成就,而是古代文明的佳作。巴比伦“空中花园”是于公元前604-562年,新巴比伦国王尼布加尼撒二世娶了波斯国一位美丽的公主,名叫赛米拉米斯,她日夜思念故国山乡,郁郁寡欢。国王为了取悦与她,下令在平原地带的巴比伦堆筑土山,并用石柱、石板、砖块、铅饼等垒起每边长125米,高达25米的台子在台子上层层建造宫室,处处种植花草树木。建造巴比伦“空中花园”耗费了大量的人力、物力、财力,是皇家贵族的享受,它反映古代帝王所追求的奢侈生活。

2 屋顶绿化的综合作用具体可以体现在以下几点:

2.1 增加绿化面积

城市屋顶面积巨大约占城市总绿化面积的一半左右,另具有关资料显示表明在人的视野了绿色达到一定的比率时会感觉轻松、心情舒畅,可见进一步增加绿化面积十分重要。

2.2 吸收热量,调节气候

屋顶绿化可以冷却周围大气,并能增加潮湿度,同时吸收高层空气中的CO2等有害气体起到净化空气的作用。

2.3 保护屋面及防水层

当屋顶经过绿化处理后,可以避免阳光直射屋面及防水,同时降低了屋面风化和防水层老化的速度,从而延长了屋面的使用寿命。

2.4 降低扬尘及烟雾

屋顶绿化可以帮助过滤空气中的灰尘、烟雾及硝酸钾微粒以及其他有害成分,并能够吸附大气和降雨中的有害物质,从而对空气质量的的保证有非常好的效果。

2.5 较高的水分保持能力

根据屋顶绿化设计和施工方法的不同,屋顶水分流失量可得到不同程度的减少,大大降低了排水量。

2.6 屋顶绿化后可以吸收一定的高能辐射粒子,对辐射污染也有一定的缓解作用

在过去几十年里、绿色屋面系统在国外逐渐受到很大的关注。由于屋面材料及技术方面的进步,如今,屋顶花园计划已经可以成功地在大部分气候条件下实施。绿色屋顶花园不仅增加了视觉上的美学效果,为都市的居民在紧张的工作之余提供一个休息和消除疲劳的舒适场所,同时对于一个城市来说,它更是保护生态、调节小气候、净化空气、遮荫覆盖、降低室温的一项重要措施,也是美化城市,增添景观的一个好办法。屋顶种植物还可以起到调节利用雨水等作用。从社会效益来说,屋顶花园有利于减轻城市热岛效应,也是不占用土地而改善城市环境的最佳方法;对住宅来说,屋顶花园更利于顶层住宅的冬暖夏凉,提高居住的舒适度。

屋顶绿化的最先应用是美国的一位建筑师。1959年,他以开拓者的精神在一座6层楼的顶部建造了一个景色秀丽的空中花园,全园面积1.2公顷。他在屋顶上作了防水渗透处理后,上敷薄层土壤,配植乔木、花草,有曲折的甬道穿行其间,并设靠椅和小凳供人休憩。此后,屋顶绿化开始呈现出勃勃生机。一些发达国家在新营造的建筑群中,在设计楼房图纸时就考虑到了屋顶花园项目,造园水平越来越高。

法国:在巴黎一幢幢高楼大厦的平顶上,栽种着各种树木与花卉,令人赏心悦目。有些人为在近千平方米的屋顶建造花园,更是倾注了大量心血,建人造草坪、圆形拱顶小屋,夏天在“空中花园”避暑,冬日则在用白雪装点的圆形拱顶内欢度良宵。在英国伦敦,人们修筑带有屋顶林荫道的住宅区,人行其上,别具感觉:顶上绿草如茵,同广场的花圃、喷泉相映成趣。德国进一步更新楼房造型及其结构,将楼房建成阶梯式或金字塔式的住宅群,当人们布置起各种形式的屋顶花园后,远看如半壁花山,近看又似斑斓峡谷,俯视则如同一条五彩缤纷的巨型地毯,令人心旷神怡,美不胜收。而加拿大的设计师、建筑师和园艺师们打破传统的分工,同心合力,别出心裁,在一座18层的办公大厦中,采用轻型多孔材料,建成了一个集假山、瀑布、水池、草坪、花坛等多种景致于一体的盆景式“空中花园”。

日本最早出现是在屋顶上建设一些日式的庭院,是在1910年左右出现的。目前现有的历史最长的屋顶绿化,是在1935年建造的。东京都在01已经开始强制性推广屋顶绿化,新建建筑屋顶20%面积必须搞屋顶绿化。在强制性政策推行之后,即使有业主不愿意做屋顶绿化,但是由于政府的规定,也必须要进行屋顶绿化。相关政策的出台,促使日本的屋顶绿化近一些年来得到迅速的发展。

3 屋顶绿化与一般的地面绿化相比,其特殊性可以大概归结为以下几点:

屋顶绿化需要考虑建筑物的承重能力:在建筑物上种植植物,种植层的重量必须在建筑物的可容许荷载以内,否则的话,建筑物可能出现裂纹并引起屋顶漏水,严重的还可能会造成坍塌事故。

屋顶绿化需要考虑快速排水:建筑结构层为非渗透层,雨水和绿化洒水必须尽快排出,如果屋面长期积水,轻则会造成植物烂根枯萎,重则可能会导致屋顶漏水。

屋顶绿化需要保护建筑屋面和防水层:植物根系具有很强的穿透能力,如果不设法阻止植物根系破坏建筑屋面和防水层,就可能会造成防水层受损而影响其使用寿命,还可能造成屋顶漏水。

屋顶绿化需要考虑项目完成后的日常维护保养:屋顶绿化不同于地面绿化,可能建在数层高楼房的屋顶,所以必须考虑后期的维护保养的问题。

对于目前屋顶绿化大体上有三种模式。

一是园林式,这种模式标准的景观效果较好,周边都可以看到楼顶的效果,园林式的绿化形式,除了配植各种树木花草之外,还配置有各种园林小品如亭、台、假山、小桥、雕塑、置石、浅水池以及棚架、功能设施等,是一种真正的“空中花园”。在这种绿化形式中,又由于天台的位置、大小与形状,设计人员的理念,所选择的植物种类与品种等不同,从而创造出各种景观效果不同的绿化形式。第二种模式是棚架式的绿化形式,是指在天台上种植藤本植物,并且设立棚架,以让植物在棚架上蔓延。适合在天台上种植的藤本植物主要有:珊瑚藤、鸡蛋果、金银花、紫藤、凌霄、炮仗花等植物。这种模式比较简单,投入小,不占用楼面,而且要求天台的承载能力也较低;第三种也是最简单的一种模式是平面式绿化形式,是指在天台上摆设各种盆栽的植物,为了降低天台的荷载,应使用低矮的多年生草本植物或者灌木。

屋顶绿化所体现出的绿色建筑设计形式正是现代建筑设计的一种升华的体现,也是建筑设计发展的新亮点。而且随着屋顶绿化正在被更多的人认识和接受,发展前景十分可观,屋顶绿化一定会为全人类幸福作更大贡献。