多曲弧面立体绿化施工工艺解析

成林阳

（南京万荣园林实业有限公司，江苏 南京 210003）

1 研究背景

异形建筑顾名思义即特殊形状的建筑体，主要指建筑幕墙表面整体的形态呈曲面而表现出较为特殊的立面及空间效果，展现出极强的视觉冲击力和感染力，多数为城市地标性建筑。以大型双曲造型、自由曲面造型的建筑为例，此类建筑造型奇特，建筑表面弧度大、角度多、高度不一、难以精确估计建筑表面面积。为采用立体绿化工艺建筑外立面改造带了很大的挑战，传统立体绿化施工方式已无法满足建设方对项目精度、时效和后期养护管理等需求，绿化施工及项目安全难以保障。针对这一情况，本文探索并研究了多曲弧面立体绿化技术工艺，可根据建筑屋面的不同曲面类型，提供有针对性的立体绿化技术方案，为异形建筑选用适宜的屋顶绿化提供参考。

2 工艺原理分析研究

多曲弧面立体绿化技术采用新材料抗紫外线无纺专用种植袋，结合配套的结构固定与灌溉技术，可有效快速覆盖各类多曲面异形建筑表面，突出具有设计特色的标志性图案。该技术具有结构层薄、柔性佳、强度稳固的特点，使得绿化植物与建筑表面贴合度高，能利用植物完美展现建筑的曲线弧度。有效解决了多曲弧面建筑难以安全、有效地被覆盖等难题。

3 施工方法分析

3.1 前期准备

施工前应考察屋顶荷载、防水和排水等情况及施工条件，根据屋面的荷载情况进行种植基层厚度和植物配置的设计。考虑安全性和功能性，屋顶荷载应包括屋顶静荷载、活荷载及植物在10年内的生长荷载[1]。还应查看屋顶是否通水电，垂直运输通道是否畅通等。

屋面防水一般采用耐根穿刺的防水材料，勘查屋面时，若已有防水层不能满足种植屋面的阻根需求，则需考虑对屋面进行进一步的阻根防水处理。

勘查确认屋面的排水坡度、方向和排水口的位置、数量。多曲弧面立体绿化技术根据不同的坡度，有不同的施工方案，所以现场勘查时还需精确测定屋面坡度，用于后续的方案选择[2]。

明确施工条件后，进行方案整体规划如：水电如何接至施工面、材料是否有堆放点、材料运至楼顶的通道需要投入机械和是否有安全隐患等。方案确定后进行施工组织计划，明确人员、材料和机械的具体组织计划。

3.2 方案设计

多曲弧面立体绿化技术针对不同坡度屋面，共有3种施工方案，具体适用范围及内容如下。

3.2.1 平屋面绿化技术方案

平屋面绿化技术方案适用于屋面角度为0°~10°、近似于平面的屋顶，这类屋面坡度小，固定便捷，安全稳固，可以以柔体种植袋为载体，种植直立型佛甲草进行屋顶绿化，无需添加外置硬质固定设施，采用专用尼龙扎带连接即可如图1所示。种植袋材料可选用抗紫外线无纺布，该材料能有效抵抗阳光中紫外线的辐射，延长种植袋使用年限[3]。

图1 平屋面方案结构示意图

以直立型佛甲草为主要覆绿植物，种植间距120*100 mm，配以佛甲草专用配方基质。平屋面因地势较为平缓，覆土厚度100 mm即可。灌溉方式选择微喷灌，喷头半径1 500 mm。平屋面施工效果如图2所示。

图2 平屋面施工效果图

3.2.2 坡屋面绿化技术方案

坡屋面绿化技术方案适用于高陡坡曲面屋顶（坡度为10°~60°）附近区域，单块面积较大的屋顶。在采用柔体种植袋的基础上，需加以防滑固定措施进行绿化。防滑固定措施为在绿化基础层安装支撑框架，一般选用将镀锌扁铁焊接为支撑框架。如建筑前期有留存钢构固定点，则可将支撑框架焊接固定到固定点；若无钢结构固定点，则需根据现场环境，采取平衡式或工程粘合剂（免钉胶）将框架黏贴于屋面。固定好后在支撑框架上安装专用金属扣件，用于固定柔体种植袋，防止其脱落如图3所示。覆绿所用的植物与灌溉方式可与平屋面相同。施工效果如图4所示。

图3 坡屋面方案结构示意图

图4 坡屋面的施工效果图

注意坡屋面基础主要由扁钢及专项卡扣所制，如建筑前期有留存钢构固定点，则可依据固定点进行焊接固定；若无钢结构固定点，则需根据现场环境，采取平衡式或工程粘合剂进行辅助固定。除了模块结构的基础安装，灌溉如果采用喷灌需要立柱的喷头，则需另外安装喷灌立柱固定点的基础，根据项目需求，一般选用不锈钢管切割、焊接而成。

3.2.3 高陡坡曲面屋面绿化技术方案

高陡坡曲面屋面绿化技术方案适用于坡度大约为60°~90°的高陡坡多曲面屋顶。绿化前需采用镀锌方钢作为支撑龙骨，后安装支撑背板，并将柔体种植袋固定于背板进行绿化如图5所示。

图5 高陡坡曲面屋面方案结构示意图

高陡坡曲屋面因作业面坡度较陡，一般近似90°的屋面，建筑受力小，人员无法于屋面上行走，模块安装风险高，近似墙体的结构特征，所以高陡坡曲屋面绿化技术方案可参照垂直绿化技术方案，即以镀锌方钢为支撑，安装支撑背板，将柔体种植固定于背板上。考虑到结构纵向龙骨承载力大，需选择镀锌方管焊制而成，在安装时为了保证绿化平面的高低差，还需安置一层PVC防水板，然后将特制的柔体种植布袋安装至防水板上。灌溉方式为滴灌结合远程智能监控系统，滴头间距110 mm，滴灌管间距1 000 mm。种植植物与种植间距为保持工程景观的一致性与美观性，需控制与平、坡屋面密度相同，如图6所示。

图6 高陡坡曲屋面的施工图

4 灌溉供水设备安装

由于坡度不同，传统人工浇灌或单一模式滴灌不能全面覆盖种植面。方案中灌溉系统根据不同的屋面坡度采用了滴灌和微喷2种灌溉形式如图4所示。平、坡屋面因地势平缓，灌溉水流可均匀分布，固选用微喷灌的装置。高陡坡曲面屋面地势较陡，选用滴灌更佳。

图7 灌溉喷头

5 植物栽植

栽植的植物应选择耐寒、耐旱、生长速度适中和冬季显绿的植物品种，最好是营养钵种植的苗圃育培植植物。栽植时去除营养钵和枯枝败叶，将植物根系用护心土包裹一周，放入布袋，随后填充基质直至袋口，注意不要伤害植物的根系，尤其是须根如图8所示；如果没有护心土就用水苔填充；如果植物需要分株进行栽植，分株不能伤害植物的根、茎、叶，栽植时注意保证植物朝向。

图8 向填充基质栽植植物

6 效益分析

多曲弧面立体绿化可以充分利用城市上部空间有效扩展绿化空间，具有占地少、见效快、管理费用低和绿化面积大等独特优点，成为节约城市土地、提高城市绿化覆盖率、改善人居环境、推进城市化良性发展以及维持城市生态系统最行之有效的方法。多曲弧面立体绿化全年径流削减率为42%；径流削减效应的四季排序为春季>冬季>秋季>夏季，平均径流削减率依次为78.6%、47.5%、33.2%、32.9%，选用的植物一般为佛甲草类，无需过多养护，生态效益明显。此外多曲弧面立体绿化结构强度高、可塑性强、水土涵养率高，所用材料绿色环保，适用于各种异型曲面屋顶，解决其他绿化模式无法有效覆盖多曲弧面屋面的难题。