园林屋顶绿化的相关技术研究

董利勇

（太原市园林科创服务中心，山西 太原 030041）

0 引言

园林屋顶绿化作为土地绿化的一种新方法，不占用土地资源，将节约资源、美化环境，带来了巨大的生态、经济和社会利益。园林屋顶绿化是一个全面的项目，包括建筑、结构、设备、园林、景观等领域。同时，由于屋顶与地表之间的距离较大，绿化项目中的土壤不能与地面有效连接，园林屋顶绿化中所有植物生长所需的水是通过自然降水和灌溉来实现的。运用相关技术是绿化项目成功的关键，根据屋顶的负荷，相关技术需要考虑防水排水、屋面板、种植介质、后期维护等问题，促进屋顶园林植物的生长[1]。

1 屋顶绿化的功能

1.1 延长建筑屋面的寿命

在我国城市化进程中，城市高层建筑较多，住宅拥挤，绿色空间少，城市空气质量差。园林屋顶的绿化，可以扩大绿化面积、改善城市环境。如果屋顶没有绿化，屋顶会直接暴露在太阳下，建筑结构材料容易受到损伤。同时由混凝土构成的屋面比热非常小，吸热快、降温快，昼夜温差变化大，再加上自然风的侵蚀会损坏屋顶结构，导致屋顶漏水[2]。要想使生活环境更舒适，可在屋顶上种植适当的植被，可以改善屋顶内表面温度波动的范围，延缓建筑材料的老化。同时减少建筑物的温度相差过多带来的损失，有助于延长屋面的寿命。另外，屋顶绿化后，不仅保护屋顶不受腐蚀和风化的影响，还解决了屋面闷热问题。据推测，绿化屋顶可以使屋顶的寿命延长2～3倍。

1.2 缓解热岛效应

由于城市规模的不断扩大，人们的生产和生活引起了热岛效应。利用屋顶绿化，可以大大减轻热岛效应。屋顶上的绿色空间，可以吸收屋顶的热量，降低室内温度。同时，许多建筑物的屋顶具有隔热层，但由于夏季强烈的太阳光，屋顶的温度比地板温度高。采用屋顶绿化可以有效减轻屋顶裸露，植物光合作用吸收温室气体，植物对热量的缓冲和散热可以降低温度。因此，屋顶绿化可以吸收灰尘，净化城市的高空空气，有效减轻城市热岛效应[3]。

1.3 节约土地资源

随着城市建设的快速发展，城市园林绿化与土地利用之间矛盾越来越明显。园林屋顶绿化不占用土地，增加城市绿化区域，节约土地资源。屋顶绿化也削减了保持屋内温度的空调电费等支出，在一定程度上给人们带来经济利益。同时，人们可以在屋顶上种植水果和蔬菜，增加食物来源。

2 园林屋顶绿化技术内涵及施工对策

目前，传统的屋顶主要由屋顶结构层、防水层、隔热层和混凝土保护层等组成。在强烈的阳光下，屋顶隔热层阻碍了部分热量的流入，但是大部分热量传递到建筑物的最上层的房间，最上层房间的温度变高，需要长期供冷。相对的，冬季温度低，最上层房间温度变低，需要不断供热[4]。同时屋顶绿化施工是一项技术含量很高的工作，需要设置好防水层和排水层。如果排水不畅通，植物在浸水时会腐烂，而且屋顶负荷太重，会造成经济损失。如果防水层不具有植物抗根入侵的能力，将给建设安全带来很大隐患。为了促进屋顶绿化规划的可持续发展，有必要由具有屋顶绿化工程资格和经验的园林设计师进行建设。园林设计师需要根据建筑设计的要求，进行设计和规划。园林屋顶绿化设计的难度大，设计费用比地面绿化设计费用高。在园林屋顶景观设计中，设计者必须精通建筑结构，具有建筑负载、防水隔热等知识，优先考虑建筑安全性。受屋顶负荷条件的限制，需要考虑园林建设材料、植物选择及基质配比。其中，由于建筑荷载的制约，屋顶种植土层较浅，土壤易干燥。屋顶与地面隔离，用于屋顶绿化的土不能与地下水连接。如果没有地下水的工业，种植在屋顶上的植物所需的水完全取决于降水和灌溉。同时屋顶的风力比地面大，所以屋顶上种植的植物不能采用乔木，以免受到风力的伤害[5]。

3 园林屋顶绿化设计中应考虑的技术问题

3.1 建筑结构安全设计

屋顶位于建筑物顶部，不仅需要承担各种负荷，考虑屋顶板的自重，考虑风、雨、雪等负荷，还需要确保抗渗漏和隔热性。当进行绿化后，还要考虑后期植物生长阶段的负荷。因此，屋顶的承载力是建筑物安全性和屋顶绿化成功的关键。为了确保安全性，必须在设计、计算屋顶绿化荷载要与建筑结构荷载。另外，在计算和设计建筑结构期间，也需要考虑人类活动产生的荷载。在考虑园林屋顶绿化的情况下，需要确保屋顶能够承受的负荷，考虑绿化设施（参照种植土、防水、排水的结构）、植物、园林所需材料等的负担，通过调节优化种植比例，以确保控制屋顶的安全性。

3.2 屋顶绿化防漏设计

园林屋顶绿化过程中，植物需要浇灌，植物的根也具有穿刺能力。在各种因素的影响下，容易发生防水层破坏，屋顶结构发生裂缝。同时，植物的根系也会对防水层造成长期的破坏，主要是植物根系发达，容易往下钻，同时植物根系容易腐烂，会对防水层产生腐蚀。由于土和植物的覆盖，当发生泄漏问题时，很难找到泄漏点，长期的影响直接影响建筑物结构的安全性和稳定性。在建造园林屋顶时，可以在建筑屋顶上铺设保护层和防水层，如铺设油毡或橡胶材料，设置排水层、过滤层，防止出现渗漏。

3.3 屋顶绿化细部构造

屋顶绿化不同于地面绿化，需要考虑屋顶绿化细部构造，防止引起屋顶安全隐患。同时，观测井一般建议设置在铺装上，如果被放置在绿地里，为了防止塌方，必须在沙子和土之间制作缓冲带。屋顶上墙壁的管道也要留出缓冲带，不被忽视。另外，屋顶不是平坦的，上面有很多设备，设备的接合部最脆弱，导致屋顶泄漏。这些薄弱环节必须通过密封材料、防水涂层来补充，以有效地防止泄漏。而在屋顶绿化时，部分植物容易生长到构造缝隙中。因此，确定种植土的厚度，分隔种植区，定期修剪植物，防止植物穿透到建筑细部中，引起漏水。

4 园林屋顶绿化技术具体实施方案

4.1 屋面板设计

由于屋顶绿化环境，需要考虑在屋面荷载容量、屋面防渗漏、供水、排水等设计。同时，考虑到安全性，因此必须考虑屋面板负荷问题。影响屋面板承载力的主要因素是梁板柱、地基的承载力。在设计中，需要最大限度地调整屋顶面积的利用，在科学范围内施工。屋面板的设计是屋顶绿化施工技术的重要因素，屋面板应采用整体浇铸或预制加固的钢筋混凝土作为结构层。如果成本足够的话，可以使用防水隔热的生态屋顶。在设计屋顶绿化时，必须了解屋顶结构的承重范围，确保屋顶承受荷载的安全性。蓄水池、假山等应尽量使用轻质材料，重物设置在承重墙或承重柱上。另外，考虑植物生长时的负荷，考虑风、雪、雨等环境负荷，在绿化设计中，为了避免屋顶损伤，必须尽可能均匀地分配负荷，确保建筑的安全性。

4.2 防水和排水

园林屋顶绿化的时候，会种很多植物。这些植物的根系容易渗透，影响屋面结构。设计人员需要根据屋顶结构设计防水层，进行防水、排水结构的系统处理。如果没有防水层，那么水的渗透就更容易，不仅会给建筑物的结构带来潜在的安全隐患，而且直接影响建设成本，因此，进行防水处理特别重要。在屋顶中，一般采用混凝土土板上设立防水层，在其上铺设保护层。同时，各种植物的根具有很强的穿刺能力。为了防止屋顶泄漏，在屋顶上铺设耐水性、耐腐蚀性、抗霉菌性的材料或涂料。因为很多植物的根很容易侵蚀，如果屋顶没有根部抵抗层，建筑物的构造就会倒塌。绿化植物需要施肥、消毒，因此防水层也具有抗药性和抗菌性。防水层的完成后，进行贮水检查。检查不漏就要铺排水层。为了降低屋顶负荷，防止植物的根被浸泡，排水层可以使用塑料排水板、橡胶排水板、PVC排水管、陶粒、绿保石。为了使积存的水排出，屋顶上需要一定的排水坡度，需要正确计算并设计屋顶各部分的高度。另外，发生渗漏时，由于屋顶具有土壤和多种绿色植物，很难知道渗漏点在哪里，有必要确认漏水，检查屋顶的排水，以防止植物腐烂。最后，通过设定过滤层，过滤层应具有良好的渗水性，能够防止基质层的砂砾、陶瓷等杂质冲入排水层，导致排水系统的堵塞。

4.3 种植介质的选择

植物栽培应该选择具有吸水性强、透水性好、保肥能力好、经济成本低的土壤。显然，普通土壤难以满足这些要求，因此屋顶绿化一般使用人工轻质种植土，这种土壤是在一般种植土壤中加入木屑、珍珠岩、泥炭、沙、粗石子、碎砖块等混合材料，这些处理含有矿物质，可以改善原有的土壤结构，改善土壤的透水性，为植物生长提供充足的营养，防止植物根部腐烂。种植介质的重量不仅影响栽植层的厚度和植物的选择，还直接关系到建筑物的安全性。由于屋顶经常出现大风，特别是在夏季降雨或刮风次数较多，屋顶上土壤薄，土壤吸水性差，暴风雨时植物会被冲刷。在安全性方面，可以减小种植介质的堆积密度，当种植介质的容量需要测量吸收足够的水后，考虑载荷屋顶能承受的重量。最后，种植介质的选择及搭配应针对地区状况，充分考虑地区气候，选择相应的植物种类，改善生态环境。

4.4 植物的选择与搭配

园林屋顶工程绿化设计应遵循实用、经济、可靠、美观的原则。作为园林，核心考虑的问题是植物的选择与保护。同时，与普通地面园林相比，园林屋顶绿化应考虑花卉、树木以及草坪栽培种植，尽量选择小型藤木、灌木。借助树种种类的穿插，调整园林布局，可以创造丰富多变的景观，传达出独特的概念。在建设前，需要考虑地区气候。屋顶环境与地面生长环境不同，环境较差，白天和晚上温差很大，若出现的暴雨和刮风，植物难以存活。因此，为了选择适合生长在屋顶上的植物，必须基于特定的环境和植物的生长特性。首先，屋顶的大部分都是暴露在太阳下，面临强烈的辐射。选择植物时，尽量选择喜阳植物。但是，在一些特殊地方，比如墙壁附近，可以选择一些喜阴的植物。同时，屋顶土壤层比较薄，为了防止根系损害根系，确保植物存活率，选择具有浅根的植物，栽种是选择袋栽苗。其次，考虑到环境、屋顶承载，可以选择爬山虎、紫藤等藤蔓植物。同时屋顶上面积有限，植物应该是耐寒的，比如迎春、菊花、风信子等。通常，用于屋顶绿化的植物的种类以草坪、花卉为主，搭配一些盆景和灌木，达到良好的装饰效果。同时园林屋顶不仅可以设计成丰富的几何形态（如正方形或长方形），而且还可以设计出连续的条纹形状。植物的选择，需要显示出美丽、明亮的颜色。同时，轮廓要整齐，使植物的搭配高低错落。

4.5 后期维护

园林屋顶绿化在规划设计过程中，应考虑后面的维护管理。后期应该密切关注以修剪、浇水、施肥、驱除害虫等。具体应做好以下7点：①密切关注植物的生长状态。植物的选择应及时采取措施，以满足气候的生长条件，确保良好的植物生长。②修剪。修剪是植物生长到一定程度后，影响植物吸收和光合作用，容易繁殖疾病，所以需要修剪树枝和叶子。此外，定期修剪也能提高装饰性能，有助于园林屋顶绿化进行欣赏。③浇水。由于屋顶蒸发量大，屋顶上的植物不能供应地下水，土壤薄且容易干燥。为了提高浇水质量，应使用少量多次灌溉，如滴灌、喷灌等，防止水分流失。④实施害虫防治，进行病虫害的预防和管理，定期进行对植物进行检查，一旦发现害虫或疾病，请及时处理。⑤在施肥方面进行良好的工作。为确保植物生长所需的养分，进行适当的施肥，使植物能够茁壮生长。⑥介质补充。由于一些自然原因，特别是雨天和雪天，容易发生介质被冲洗，介质体积会不断减小，而且层度不够，需要及时补充。⑦相关人员应定期清理屋顶，以避免家庭垃圾和落叶的影响。在植物落叶期间，为了避免排水管堵塞，影响正常排水，应做好清除工作。

5 结语

总之，作为城市绿化必不可少的部分，屋顶绿化技术对城市规划和建设起着重要作用，可以提高城市绿化率。随着绿化施工方案的不断，屋顶绿化技术已经成熟，可以进行园林屋顶绿化规划。同时，只有明确设计意图，优化设计计划，科学应用绿化技术，进行良好的施工布局，对屋顶防水和排水系统的高度注意，才能节约绿化空间，有效地确保屋顶绿化的顺利进行，为营造良好的生态环境、打造绿色城市做出必要贡献。