绿色建筑中的屋顶绿化

杨 青

绿色建筑是以生态学原则为指导,以获取生态效益和休闲功能为取向,所进行的一种既能获得社会经济效益又能促进生态环境保护的边缘性生态工程和建筑形式。绿色建筑的屋顶绿化是绿色建筑的有效生态手段,同时它也因为建筑形态等条件而形成了多种类型[1]。

1 屋顶绿化的主要类型

由于建筑物的多样性设计,造成面积大小、高度不一、形状各异的各种屋面,加上新颖多变的布局设计以及各种植物材料、附属配套设施的使用,形成类型多样的屋顶绿化。屋顶花园是一种不与大地土壤连接,位于建筑物顶部空间的绿化构成,是一种新型的屋面处理方式。可以广泛的理解为在各类古今建筑物、构筑物、城围、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、种植树木花卉的统称[2]。

目前屋顶绿化方式主要有以下三种类型:

1)生态型屋顶绿化。生态型屋顶绿化,对于这类屋顶绿化,在屋顶绿化种植的时候,可选择灌木和草本植物配置,以植物造型为主,不建造园林小品。主要的目的是营造一个绿色植物的生长空间(见图1)。

2)生态景观型屋顶绿化。生态景观屋顶绿化,在屋顶进行绿色植物覆盖的同时,建造花圃、花架、廊亭等园林小品。这种花园型屋顶绿化,需要较深厚的生长基质;该类屋顶绿化的建设,可选用的植物类型也较多,植物的配置较复杂(见图2)。

3)经济型屋顶绿化。经济型屋顶绿化,就是在屋面上覆盖绿色植被,并配有给排水设施。对于此类屋顶绿化,一般使用薄型的覆土层,植物种类也以景天科等抗逆性高的植物为主。这一类型几乎不需要管理养护,对屋顶要求不高。此类的屋顶绿化也可以用于旧房改造的屋顶绿化(见图3)。

2 屋顶绿化的生态效益

2.1 对建筑本体能源的节约及生态作用

南京农业大学胡长龙教授提出:没有建设屋顶绿化的屋顶最高温度可达80℃,最低可达-20℃,全年温差高达100℃;而绿化后的屋顶,可以减少温度变化幅度,全年可控制在30℃左右。根据胡教授的一些实验,夏季高温时,5 cm轻质屋顶绿化覆盖屋顶比裸露屋顶要低20℃。这是因为,绿化和其生长的基质层有效阻挡了太阳对屋顶的直射,而植物的蒸腾作用又带走了热量,而土层则起了隔热作用。在冬天,绿化屋顶像一个温暖罩保护着建筑物。一个绿化屋顶就是一台自然空调。

2.2 缓解城市的热岛效应和环境的净化作用

城市屋顶绿化对气候中的热量和温度的影响。绿色屋面对阳光的反射率比深色水泥屋面大,加上绿色植物的遮阳作用以及为满足其自身的生理所需的同化作用,使得绿色屋面的净辐射热量远小于未绿化的屋面[3]。同时,绿色屋面因植物的蒸腾作用和潮湿下垫面的蒸发作用所消耗的潜热明显比未绿化的屋面大,从而使得绿化屋面中空气获得的热量少,热效应降低,可见,屋顶绿化是缓解热岛效应的有效手段之一。

2.3 节约土地资源和扩大绿化面积

屋顶花园可以补偿建筑物的占地面积,缓解由于城市人口猛增,街道拓宽,新区开发,旧区拆建,人均绿地面积下降的趋势,成为解决人和建筑物两者与绿地争地的矛盾,是满足城市绿化要求的一种最佳措施[4]。因此,对于我国绿化覆盖率低,人口比重大的城市,屋顶绿化具有重要意义[5]。

3 生态建筑屋顶绿化设计原则和方法

3.1 屋顶绿化的设计原则

1)屋顶绿化的规划和设计要遵循适用、安全、经济的基本原则;2)所用材料、建造技术和维护措施遵循生态学理论和循环经济原则;3)园林小品构建,要遵循功能、科学和艺术相结合的原则。

3.2 屋顶绿化种植设计的原则要点

1)选择耐旱、抗寒性强的矮灌木和草本植物。由于屋顶绿化夏季气温高、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]。2)选择阳性、耐瘠薄的浅根性植物。屋顶绿化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,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。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物种。4)选择以常绿为主,冬季能露地越冬的植物。营建屋顶绿化的目的是增加城市的绿化面积,尽可能以常绿为主,使屋顶绿化更加绚丽多彩,体现花园的季相变化。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绿化,选用乡土植物有事半功倍之效。

3.3 生态建筑屋顶绿化的设计特点——生态服务

由于生态建筑的特殊要求,屋顶绿化对于生态建筑已经不单单是作为提高建筑生态系统的一部分,屋顶绿化具备自己独立的生态系统,因而,在对建筑生态补偿的同时,屋顶绿化也具备其生态服务的内容[3]。城市屋顶绿化生态系统(Rooftop Garden E-cosystem)属于城市生态系统的一个组成部分,是指屋顶绿化所在构筑物空间范围内的城市居民与其自然生态亚系统、人工建造的社会亚系统及相关的经济亚系统相互作用、相互影响而形成的统一体,它是以自然环境为依托,资源流动为命脉,社会环境为经络的半人工生态系统。

4 结语

对于绿色建筑屋顶绿化还有许多其他功能。首先是增加绿化面积。城市屋顶面积巨大,约占城市总绿化面积的一半,另据有关资料显示表明在人的视野下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。

[1] 张广增,张义飞.生态园林是生态城市建设的必然[J].城市发展研究,2001(S1):23-24.

[2] 黄金琦.屋顶花园:设计与营造[M].北京:中国林业出版社,1994.

[3] 骆高远.城市“屋项花园”对城市气候影响方法研究[J].长江流域资源与环境,2001,10(4):373-379.

[4] 张 引,张拉锁.谈城市立体绿化[J].山西林业科技,2004(2):43-44.

[5] 赵志刚,岳 明.城市屋顶花园的建设与效应[J].科技情报开发与经济,2005(4):15-20.

[6] 王如松,赵景柱.生态服务功能及其生态经济价值评价[J].应用生态学报,1999(10):23-24.