饶成之 张云路 李运远
北京林业大学园林学院 城乡生态环境北京实验室 北京 100083
成都、重庆地区屋顶绿化设计特色性研究∗
饶成之 张云路 李运远
北京林业大学园林学院 城乡生态环境北京实验室 北京 100083
川渝地区具有得天独厚的自然环境和资源优势,是我国屋顶绿化发展的领先地区。以成都、重庆这两座具有代表性的城市为例,通过实地调研、资料收集、对比分析的方法,研究川渝地区的屋顶绿化特色性设计手法,发现其具有空间形式的多样性、植物造景的丰富性和元素运用的灵活性等几大特征;并从气候条件、地形地势和政策法规3方面分析其设计特色性的成因,为国内其他城市的屋顶绿化建设提供优化思路和发展方向。
屋顶绿化,设计手法,设计要素,影响因素,成都,重庆
屋顶绿化作为城市中的上层绿色空间和立面绿色界面,其特有的土地节约模式起到了增加城市绿化面积、降低热岛效应、改善空气质量、提供开放空间、丰富城市景观风貌的积极作用,能够改善城市的综合问题[1]。
本文以川渝地区具有代表性的成都和重庆为重点研究对象。根据前人调查研究结果,2008年成都市的屋顶绿化面积已达200 hm2,属于国内领先水平[2];二环路内的屋顶绿化率为13.4%,7层及以下居住建筑是目前屋顶绿化的主力军[3]。重庆的建筑密度高,建筑屋顶面积约占城市面积的1/3,但对城市屋顶绿化率、屋顶绿化分布情况等理论研究尚且空缺,但居住建筑上的自发性屋顶绿化实践数量可观。成都和重庆在气候条件与生物资源上情况相似,同属亚热带湿润季风气候,气候温和,无霜期长、雨量充沛、日照较少,多云雾、年平均相对湿度约为70%~80%,全年静风率高;而两地地形地貌差异很大,成都属平原腹地,平原面积占全市土地总面积的40.1%,是典型的平原城市。重庆地貌以丘陵、山地为主,山地占全市总面积的75.3%,城市依山而建,是典型的山地城市。因此在屋顶绿化方面异同兼具,将这两座城市一起对比分析,能够发现成都、重庆地区不同城市风貌下屋顶绿化建设的特点,从而研究出适合此地区的屋顶绿化特色性设计手法。
根据实地调研和对城市整体风貌的感知,成都、重庆地区代表城市的屋顶绿化空间形式构成与两种因素有关。一种与建筑形式有关。根据对屋顶绿化的定义可知,屋顶绿化的基址主要是各种形式的建筑屋顶空间,包括地下建筑的顶板、建筑裙楼屋顶空间、楼层露台等。不同的建筑形式和风格与屋顶绿化相结合,形成了多种不同空间形式的屋顶绿化类型。这点在依靠建筑形成城市立面风貌的平原城市——成都表现得尤为明显。另一种与地形地势有关。当城市整体地势起伏较大,便会由于建筑设计依据山地地形而产生更为丰富的组合方式,屋顶绿化的呈现方式不仅仅是空中的建筑 “第五面”,重庆正是如此。
以上两点因素影响下形成的特色性屋顶绿化空间形式可分为4类:1)裙楼式屋顶绿化;2)台阶式屋顶绿化;3)双层式屋顶绿化;4)覆土式屋顶绿化。
1.1 裙楼式屋顶绿化
在大型的商业、居住、公共建筑上,裙楼屋顶往往设计较强的荷载,将其作为供本楼使用的屋顶花园,可分为单面遮挡型和多面遮挡型 (图1)。功能上主要是居民、办公人员户外活动的公共游憩型屋顶花园,或空中餐厅、露天茶座等营利型屋顶花园。
图1 裙楼式屋顶绿化
1.2 台层式屋顶绿化
这种空间形式的屋顶绿化在设计之初就进行了充分的考虑,与建筑形成整体,多层的屋顶绿化较大程度地软质化了建筑立面,能够增加绿地和各楼层的户外活动空间。根据台层的不同组合方式,可分为整体错层型和楼层台阶型 (图2)。整体错层型将建筑的低层屋顶设计为完全开敞的活动场地,一侧与建筑主体相连,通向建筑内部;另一侧通过室外台阶连接上下层屋顶空间。楼层台阶型在边缘露台处利用屋顶绿化技术打造室外空间。
图2 台层式屋顶绿化
1.3 双层式屋顶绿化
所谓双层式屋顶绿化,是指在原有屋顶的基础上再加盖一层完整的楼板,两层楼面通过台阶连接,形成整体双层的屋顶花园 (图3)。上层楼板镂空处对应着下层的种植区和泳池,为下层植物提供足够的采光;各层屋顶与建筑内部联通,可区分出不同的功能布局和空间氛围。
1.4 覆土式屋顶绿化
这种空间形式是指建造在覆土建筑之上的屋顶绿化,在重庆尤为多见,与上述3种空间形式的主要区别在于:1)这类屋顶绿化完全开敞;2)没有与建筑直接连通的出入口,一般作为独立的室外空间存在。可根据顶面形态不同分为平面型、台阶型和斜坡型3种 (图4)。
图3 双层式屋顶绿化
图4 覆土式屋顶绿化
成都、重庆地区屋顶绿化植物造景的复层群落比例大,观花、观叶、观姿的植物材料均有运用;或充分发挥植物材料的优势和关键作用,以其为主要成景要素。
2.1 植物材料丰富,形成复层群落
2.1.1 植物种类
根据四川农业大学刘维东[4]、重庆市风景园林科学研究院冯义龙[5]等科研人员对成都、重庆两地屋顶绿化的调查研究,对比之后发现植物运用的情况基本相似。目前两地屋顶绿化运用的植物种类有170余种,其中生长良好的植物有90余种,灌木和草本植物所占的比重最大。应用频率较高的植物主要有天竺桂(Cinnamomum chekiangense)、 小 叶 榕 (Ficus microcarpa L.f.)、棕竹 (Rhapis excelsa(Thunb.)Henry ex Rehd)、红花檵木 (Loropetalum chinense var redicana)、毛叶丁香 (Syringa tomentella)、杜鹃属(Rhododendron L.)、苏铁 (Cycas revoluta Thunb.)、南天竹 (Nandina domestica)、海桐 (Pittosporum tobira)、黄杨属 (Buxus L.)、花叶艳山姜 (Alpinia zerumbet‘Variegata’)、 八角金盘 (Fatsia japonica)、九重葛 (Boug ainvillea spestabili)、麦冬 (Ophiopogon japonicus(Linn.f.)Ker-Gawl.)、吊兰 (Chlorophytum comosum(Thunb.)Baker)等。屋顶绿化中的植物种类虽然只有地面绿化植物种类的10%,但是依然可以通过不同观赏特性的植物组景,展现植物的形、色、香。
2.1.2 常见植物配置模式
通过实地调研和资料收集,发现成都、重庆的屋顶绿化较多地采用复层植物配置模式,根据屋顶的荷载和设计要求的不同,常用的植物配置模式有4 种[6]。
1)草坪地被+灌木。在屋顶荷载较小、较为开阔的屋顶绿化中常用,灌木多选用色叶植物成片种植,或修剪形成较为精致整齐的图案化设计。
2)草坪地被+大乔木。以树形优美的园景树为主体,或观赏自然株形,或经过整形修剪,体现单株植物的景观性。
3)灌木+小乔木。这种模式一般选用常年异色叶或开花树种,下层灌木起到烘托作用。
4)草坪地被+灌木+小乔木+大乔木。实地调研中发现这种模式运用较多,配置重点在于体现群落的层次性,下层地被或灌木满铺,中层小乔木的观赏性突出,上层大乔木树形优美,冠大荫浓。
2.2 巧妙运用植物材料,形成主要构景要素
成都、重庆地区种类丰富的植物资源为设计主题的表达提供了良好的素材,设计中充分发挥植物的特点,紧密结合建筑基址的原始条件,形成以植物为主要构景要素的屋顶绿化作品。这种植物造景的方式需要对植物品种、特征、习性等方面充分了解,并且在总体设计时提前考虑光照、朝向等因素的影响,以获得预期的景观效果。
在成都某双层屋顶花园的设计中,下层种植池中选用的紫薇和桂花,株高2.5~3.5 m;上层镂空处能够看到完整树冠,下层视野开阔,树干笔直。成都市恒大中心商业综合体在各个楼层边缘种植池的外围种植常春藤,恰好利用其攀援性、气生根的特点,藤蔓状的枝条从种植池中垂下,勾勒出弧形的建筑轮廓。
成都、重庆地区屋顶绿化设计中,对于设计要素的灵活运用形成了一大特色,其中最为突出的有水景元素和景观小品。
3.1 水景元素的大胆和多样化运用
屋顶绿化最先考虑的是安全性因素,以技术上的要求为主,包括防水防渗、荷载量等。由于水体的比重大,产生的荷载大,且容易发生冻胀而引起屋顶结构层的破坏,因此在屋顶绿化中运用水景受到很强的限制。而在成都、重庆两地的屋顶绿化中,却常有水景的出现,并且设计手法十分多样,静态景观水面、喷泉、叠水、拟自然的溪流水景、泳池等,基本与地面园林水景无异。多变的水景具有触发人多方面感官体验的作用,与设计主题融入更是成为场地中的核心要素。例如在成都来福士广场以“三峡”“把时间困在水里”为设计概念,屋顶广场的三层连通台地,采用景观水面、喷泉、叠水的形式,分别体现 “瞿塘峡” “巫峡”和 “西陵峡”的山水特征和时间寓意。
除了多种形式的水体景观外,在居住建筑、办公建筑的公共游憩型屋顶绿化上,或是酒店的私人屋顶绿化上,开放式公共泳池的出现频率很高。
3.2 景观小品的艺术性与创新性
景观小品是体现屋顶花园设计艺术性和特色性的重要元素,主要包括雕塑、景观墙、艺术化的座椅等。创造独具设计特色的景观小品从而简化其他设计要素,这一设计手法在成都、重庆的屋顶花园上得到了恰到好处地运用,优秀的景观小品成为了场地中最直观、深刻的标志性景观。例如以造型各异、主题鲜明的数十个雕塑作品为最重要的构景要素,打造开阔的 “空中雕塑庭院”。或运用景观墙这类的构筑物为设计核心,其材质、形态、虚实上的变化在屋顶分隔出了层次不同的多个空间。
4.1 气候条件
1)屋顶绿化植物生存环境较为优越。由于建筑屋顶上受太阳辐射强、缺少遮挡、土层薄等条件,导致屋顶上日温差变化明显、风速大、空气湿度低,植物生长环境往往明显恶劣于地面。而成都、重庆地区的气候特征是日照百分率低,年平均静风率高,平均风速1.2 m/s,雨量丰富。针对成都地区屋顶植物生存环境的研究结果表明,从地面到400 m高处月平均风速变化在0.9~3.1 m/s,仍属于微风范围;470 m高度月平均极端温度为-4.4℃ ~37.2℃,与地面温度相比变化不大;且由于高度增加,风速增大、污染物及气溶胶浓度低,致使屋顶日照水平能满足城市绿地植物的光照要求[7]。这些条件保证了该地区屋顶植物的生长环境较为优越,能够形成长势良好、品种多样、群落丰富的植物景观。
2)屋顶绿化的使用率、舒适度高。全年气温的高低对屋顶绿化使用率高低有重要的影响。成都、重庆两地的年均气温在15℃~18℃,最热月温度多在27℃ ~38℃,最冷月平均温度有6℃ ~8℃。由于屋顶的风速、湿度等条件与地面差异不大,这种温度条件使该地区的屋顶绿化在一年四季都保持很高的使用率[3],也保证了屋顶空间的舒适性。
3)具有灵活运用水景的条件。该地区全年无霜期长,少冻害,冬季均温在0℃以上,少有零下气温出现,这避免了土壤、铺装、水体的冻胀现象形成的对屋顶结构的破坏,特别是水体形成的景观要素,即使是在冬季,依旧能够保持生动的景观效果。
4.2 地形地貌
地形地貌对于屋顶绿化的直接影响淋漓尽致地体现在 “山城”重庆的城市风貌中。重庆傍水依山,层叠而上,建筑依山而建,道路环山而绕,整座城市似立体交通、立体建筑与立体绿化形成的大型综合体,难分顶底。地形地貌直接影响了屋顶绿化的 “可视性” 和 “可达性”[8]。地下、半地下、低地势多层建筑的屋顶不再是只能从空中或高层观察到的 “第五面”,而是频繁地出现在城市的水平视野中,因此屋顶绿化对于山地城市的风貌有更为直接的作用。重庆常见地下建筑、半地下建筑的屋顶绿化与高地势道路、绿地标高一致的情况,即屋顶绿化的 “可达性”高,使用率高,对设计层面的功能合理、空间舒适、交通联系等方面也提出了更高的要求。因此地形地貌的特殊性使得屋顶绿化率和设计要求均大大提升。
4.3 政策影响
1)制定相关政策法规。1994年四川省颁布地方标准 《蓄水覆土种植屋面工程技术规范》。2005年3月成都市发布实施了 《成都市屋顶绿化及垂直绿化技术导则 (试行)》,借鉴了德国经验,利用政策导向从设计报建的源头抓屋顶绿化。规定成都市五城区、龙泉驿、青白江、新都、温江区以及双流县和郫县范围内新开工的楼房,凡是12层楼以下,40m高度以下的中高层和多层、低层非坡屋顶建筑必须按要求实施屋顶绿化,违者政府不予办理验收和产权手续。为确保立体绿化有效推进,将立体绿化单独成篇纳入城市总体规划,5年一修编,2年一调整。重庆市自2008年10月开始实施 《重庆市种植屋面技术规程》,作为推荐性工程建设标准,明确了主城区屋面防水工程、绿化植物选择、屋面工程验收等内容,并首次列出适宜重庆主城区生长的46种植物,以保证主城区屋顶绿化质量。
2)多种投资、奖励机制支持。成都市建立多元的投资机制,鼓励不同经济成分和各类投资主体采取多种投资形式参与城市屋顶绿化建设,特别是加大政府经费投入,安排专项资金用于立体绿化的建设和管理。成都市政府采取 “以奖代补”的政策,每建设1 m2立体绿地,奖励开发商1 m2建筑面积;居民自建屋顶花园也能得到政府补贴;同时组织开展 “优秀屋顶花园”等评选活动。
强制性的政策法规使屋顶绿化的建设具有必然性,随着时代的发展,这种必然性间接导致了多种不同形式和风格的设计探索,也正是由于多年探索的积累,形成了川渝地区屋顶绿化设计的特色性。
通过上述对于成都、重庆屋顶绿化设计特色性的研究,发现其具有空间形式的多样性、植物造景的丰富性和元素运用的灵活性这几大突出特征,并分析出自然环境、政策法规、群众基础这些因素都对其有直接或间接性的促进作用。我国其他城市在发展屋顶绿化时,可从以上的多个方面进行思考和改进。例如从政策角度出发,制定适合当地的政策、技术规程、奖励机制,用政策的强制性作用普及屋顶绿化,进而间接促进其设计层面的不断探索,形成良性循环;或是重视在进行城市设计、建筑设计时就考虑立体绿化的设计思路。而对于气候条件上不利于屋顶绿化发展的地区,如我国北方,为减弱气候欠缺造成的影响,需要在技术研究和设计手法上共同改进,如选育具有抗风抗冻性植物材料,设计时考虑建筑和遮挡物的围合,形成小气候保护的空间,以优化植物生长环境,提升户外活动舒适度等。在对当地自然条件、生活方式等充分了解后,借鉴其他地区的成功经验,将屋顶绿化作为城市的重要生态基础设施,推动其快速发展,持续探索如何建设具有地方特色的屋顶绿化,实现城市的可持续发展。
[1]魏艳,赵慧恩.我国屋顶绿化建设的发展研究:以德国、北京为例对比分析[J].林业科学,2007(4):95-101.
[2]陈学云,谢玉常.充分利用城市空间建设生态立体绿化:成都市城市立体绿化建设思考[J].园林,2008(3):16-17.
[3]黄瑞,董靓,吴林梅.基于地理信息技术的成都市屋顶绿化现状调查与分析[J].中国园林,2015,31(1):79-82.
[4]刘维东.成都市屋顶绿化植物评价及其应用[D].成都:四川农业大学,2006.
[5]艾丽皎,冯义龙,谭兴晏.重庆地区屋顶绿化现状调查与分析[J].中国园林,2015,31(11):27 -30.
[6]黄丽霞,杨振华.重庆地区屋顶绿化植物材料选择与配置模式探讨[J].南方农业,2015(10):9-12.
[7]黄瑞,董靓.成都市屋顶绿化植物生存环境研究[J].北方园艺,2014(14):73-78.
[8]王庆.屋顶花园设计与适宜技术[D].重庆:重庆大学,2007.
A Study of Roof Greening Design Characteristics in Chengdu-Chongqing Area
Rao Chengzhi Zhang Yunlu Li Yunyuan
(School of Landscape Architecture, Beijing Forestry University; Beijing Laboratory of Urban and Rural Ecological Environment, Beijing 100083, China)
The Sichuan-Chongqing area is endowed with the advantageous natural environment and resources,which takes a lead in the development of roof greening in China.Taking the two representative cities of Chengdu and Chongqing as examples,the authors studied the unique design techniques of roof greening in the 2 cities through field investigation,data collection and comparative analysis.It was found that the roof greening design there is characterized with the diversity of space form,the richness of plant landscaping and the flexibility of element application.The authors analyzed the causes of its design features from the 3 aspects of climate,topography& terrain and policies& regulations,and provides optimization ideas and development directions for the roof greening in other cities in China.
roof greening, design technique, design element, influencing factor, Chengdu, Chongqing
10.3969/j.issn.1672-4925.2017.06.010
2017-07-29
北京市共建项目专项 (2015BLUREE01-03)
饶成之 (1995-),女,硕士,研究方向为风景园林规划与设计,E-mail:472765483@qq.com
李运远 (1976-),男,副教授,研究方向为风景园林规划与设计,E-mail:lyy0819@126.com