关于推广实施城市建筑屋顶绿化的方法研究

摘 要：随着城市化的进程，楼房越建越多，严重挤压了城市的绿化用地，在这种状况下，屋顶绿化正是低碳城市的重要选项。屋顶绿化是一种全新风格的城市景观，更是城市绿化发展的新方向，它最大可能地契合了低碳城市的理念，有效地緩解了城市化进程与用地紧张的矛盾，拥有巨大的市场潜力。但我们在推广实施屋顶绿化时不可盲目自大，必须遵循集约、智能、绿色、低碳的原则，合理地结合当地的地理特征、气候条件、城市环境等因素，因地制宜，科学地设计与施工，同时我们还必须解决好承载载荷、植物选择、栽培基质优化等方面的问题。

关键词：屋顶；绿化；载荷；栽培基质

[注：本文系重庆市教育委员会2015年度科学技术研究项目“关于重庆主城区高层建筑屋顶绿化新型施工技术和工艺的研究”重要成果，项目编号：KJ1501901。]

城市绿化率的高低是反映该城市居住环境好坏的重要指标，它是指城市的绿化面积与城市面积的比率，目前欧美一些发达国家的城市绿化率都达到或超过了50%。但是目前我国的城市，特别是大中型城市中的绿化率还远远低于这一数值，城市的绿化远远跟不上城市建筑的脚步，城市建筑严重挤压了绿化用地，甚至某些中心地域已经到了无处可绿的地步。当前我国城市现在面临的问题是：用地紧张、地价昂贵，绿化用地不断被压缩，人口产业集聚带来巨大的负面生态效应[1]。在地面绿地受限的状况下，其实我们把目光投向城市广袤“水泥森林”的头部，将绿地拓展到空中，在城市的建筑屋顶上进行绿化，这将是一个重要的城市绿化增长点。2013在中国南京举办的世界屋顶绿化大会上就指出屋顶绿化是城市复合体系中的重要一环，它将集中体现集约、智能、绿色和低碳的四大理念，体现了城市环境的和谐与共生。屋顶绿化最大可能地契合了低碳城市的发展理念，有效地缓解了城市化进程中用地紧张的矛盾，拥有巨大的使用和推广价值。

一、屋顶绿化的必要性和重要性

随着城市发展的加快，城市生态正面临严峻的考验，人们越来越重视科学化与生态化，若想要保护城市生态环境，维持城市的生态平衡，屋顶绿化可以说是一个重要的平衡点。城市的可持续发展也需要在城市设计中引入城市中心花园、绿色屋顶，需要通过城市绿化减轻城市热岛效应，以及利用植物来净化空气和为城市降温，将城市生态系统弹性发挥到极致[2]。

城市建筑物的屋顶绿化直接反映了该城市的开放文明程度、经济发展情况、生态环境状况等城市特征。在中国的城市化建设中，建筑的楼层越来越高，因而城市人口的密度也越来越大，地面绿化被建筑严重挤压，科学、合理地对建筑物屋顶进行绿化，正是弥补城市绿地面积不足的有力举措。有研究显示，对1000㎡建筑屋顶进行绿化，全年也可吸收2亿克二氧化碳、提供1.5亿克氧气，这相当于一个中型市政公园的功效。而如果在城市中建造一个市政公园，其投资也将远远大于建设相同面积的屋顶花园。因此，加强和改造建筑屋顶绿化不管是社会效益还是经济效益，都具有极高的价值。

屋顶绿化是城市可持续发展的重要支撑，其绿化的作用是：改善建筑的室内温度，提高楼顶的隔热、保温效果，保护建筑物顶面免遭高温、紫外线的损害，从而延长了建筑物的使用寿命，同时还可以调节城市气候、净化城市空气、改善城市居民生活条件。屋顶绿化的推广与应用，还可以改善人们的居住条件，提高生活品质，改善生态环境，缓解城市的热岛效应，以及对城市进行美化，塑造城市立体景观。

二、屋顶绿化的现状

屋顶绿化在欧洲国家，尤其在德国、法国有较好地推广和应用。其中，德国政府对绿化经费补贴25%，对重点区域的建筑绿化所有权者，在5年内减免50%固定资产税，用以鼓励进行屋顶的绿化；日本、新加坡等国还为屋顶绿化制定了相关的政策和法规。如日本东京在2001年5月修订并通过了《城市绿地保护法》，该法明确提出了“屋顶绿化设施配备计划”，把屋顶绿化用法律的形式加以约束。该法强制规定，凡是东京城市内占地面积超过1000㎡的建筑，其屋顶必须达到20%的绿化率，如果没有达到将要被收取20万日元以下的罚款。

我国的建筑物屋顶绿化还处于初步发展阶段，但得到了广大市民的关注和政府的支持与鼓励。我们虽然起步晚，但随着城市的发展，屋顶绿化也正在稳步地推进，其中一些重点城市已将屋顶绿化列入城市规划当中。比如北京在《北京市城市环境建设规划》中明确提出，北京市的高层建筑物屋顶要达到30%的绿化率，中、低层建筑物屋顶要达到60%的绿化率。

三、屋顶绿化应关注的问题

我们在实施屋顶绿化时不可盲目自大，必须遵循集约、智能、绿色、低碳的原则，合理地结合当地的地理特征、气候条件、城市环境等因素，因地制宜，科学地设计与施工。其中，我们应重点关注以下问题：

（一）合理科学地解决配重问题

屋顶绿化对建筑来说是增加了荷载。建筑屋顶的楼板具有一定的安全承载负荷，而建筑的建造时间、建造工艺、施工材料等因素也会影响到它的荷载。这就要求我们在屋顶绿化的设计与施工时必须清楚了解屋顶的可承载荷载，然后根据需要科学、合理地布局，以保证其安全性。

屋顶承受的荷载包括动荷载和静荷载。动荷载是指屋顶可活动的荷载，包括可移动的绿化设施、季节生长的植物等；静荷载是指在屋顶不会移动的、固定的荷载，包括屋顶结构、隔热保温层、栽培基质层、固定的园林植物和设施等。对于静荷载数值较小的建筑物，我们应选择重量较小的屋顶绿化方式，利用草坪、攀援植物和小型灌木进行绿化；对于静荷载较大的建筑物，绿化时我们可以采用较密集的绿化方式，植物的选择也相对比较广泛，可以综合草、灌、乔进行栽培，这样在绿化的同时还可以兼顾景观效果和生态效益。

（二）结合本地特点合理选择植物

屋顶花园在功能和形式上与地面花园没有太大的区别，但由于其所在的场址特殊，在植物的选配上较地面花园的限制更多，在种植规划前应充分考虑场地的条件，因此可供选择用于屋顶绿化的植物相对有限[3]。同时，由于受屋顶载荷限制，植物的栽培基质不会太厚，因而屋顶绿化的植物其抗风能力要比地面上的植物小得多。而在建筑物密集的城市，当风经过建筑群时，由于受到阻力，会形成喇叭效应，其强度和速度都将加大，形成不稳定的乱流现象，微风可能变成瞬间的大风，其破坏力是惊人的，植物也极易被吹倒，所以屋顶绿化应选择那些抗风、适应性强、根系浅的小乔木及灌、花、草、藤类植物，树型高大的乔木应慎用。

北方和西南地区城市冬季的严寒对屋顶绿化也是极为严峻的考验，为了减少低温对屋顶绿化的不良影响，讓屋顶的植物顺利度过寒冬，设计时应该尽可能地模仿自然条件，使用耐寒的当地植物，同时增加保温层，必要时进行人工干预，从而保证寒冷气候条件下屋顶绿化的成功。因此在植物的栽培过程中，应根据本地区实际情况进行选择，以耐寒耐旱、易于管理、维护低的本土植物为主，可酌情引入少量适应性强的其他植物。

在屋顶绿化时我们还必须考虑植物的搭配问题。屋顶绿化的面积较之地面市政绿化，其规模较小，栽培植物的选择有限。在绿化设计时应该以草本为主，搭配盆景和灌木，合理使用乔木，同时还要注意植物芳香和彩色的合理搭配。

（三）合理解决栽培基质问题

建筑屋顶的绿化中其影响植物生长的主要原因就是营养和水份。在植物栽培基质方面，目前基本上采用的都是自然土壤，但这种栽培方式是有缺陷的。首先，自然土壤密度大、质量重，因受建筑屋顶承载载荷的影响，在屋顶上不可能放置大量自然土壤；其次，自然土壤在建筑屋顶不易保存水份，由于土层较浅，且土层下面就是建筑物的混凝土层，水份的蒸发和流失较快，特别是夏天，还容易造成土壤的板结；最后，自然土壤的营养成份有限，在后期的植物栽种过程中还必须施肥，这也会造成环境的破坏。

针对目前屋顶花园植物栽培基质的现状，我们提出了综合基质栽培法。这种方法主要采用了三层栽培基质：最下面一层主要用来固定植物根系，这里可以采用粘性较大的自然土壤；二层主要用来给植物提供养料，这里我们主要采用了腐殖土，它是由植物腐烂后形成的，可以给植物的生长提供大量的有机营养；最上面一层是保水层，我们主要采用了发泡土这种物质，发泡土主要是由一些多空植物粉碎后形成的。目前我们最主要采用的是玉米秆、椰壳等多孔植物，将它们粉碎后进行脱水处理，使用时它们遇水后会膨胀，增加体积，把水储存在缝隙里，这样就可以为植物提供较好的水源，同时发泡土的分解还可以给植物提供有机营养。

目前腐殖土和发泡土与自然土壤相比最突出的特点就是重量轻，同样体积的三层综合基质和自然土壤比较起来，重量会轻1/3以上，其使用效果也会好很多。另外，由于腐殖土和发泡土都有很多的空隙，也给植物提供了优越的抗寒层和保温层，有利于植物根系的生长。同样的载荷条件下，采用综合基质栽培法的栽培基质要比自然土壤体积大，因而还可以对植物起到抗风的作用。

四、结语

推广和实施屋顶绿化可以说是解决城市绿地不足的重要手段，它既提高了城市人们的生活品质，也改善了城市生态环境；既保护了城市建筑，也美化了城市环境。但我们在绿化的过程中必须合理地结合当地的地理特征、气候条件、城市环境等因素，因地制宜，科学地设计与施工。这样才能体现屋顶绿化的集约、智能、绿色、低碳原则，推动城市的健康发展。

参考文献：

[1]李文姹，张杰，王若谷.“第五立面”如何存在？——城市屋顶生态利用[J].工程建设与设计，2013，12（6）：8-15.

[2]Steffen Lehmann.胡先福.绿色城市规划法则及中国绿色城市未来展望[J].建筑技术，2014，10（10）：917-922.

[3]李远，邓雄，彭晓春，覃超梅.低碳建筑屋顶绿化功能、特点、发展及其植物选择[J].环境，2011，S2：70-72.

作者简介：

王刚，四川外国语大学重庆南方翻译学院艺术学院教师，副教授，环境设计教研室主任，长期从事室内外环境设计的研究。