綠色建筑中的屋頂綠化

楊 青

綠色建筑是以生態學原則為指導,以獲取生態效益和休閑功能為取向,所進行的一種既能獲得社會經濟效益又能促進生態環境保護的邊緣性生態工程和建筑形式。綠色建筑的屋頂綠化是綠色建筑的有效生態手段,同時它也因為建筑形態等條件而形成了多種類型[1]。

1 屋頂綠化的主要類型

由于建筑物的多樣性設計,造成面積大小、高度不一、形狀各異的各種屋面,加上新穎多變的布局設計以及各種植物材料、附屬配套設施的使用,形成類型多樣的屋頂綠化。屋頂花園是一種不與大地土壤連接,位于建筑物頂部空間的綠化構成,是一種新型的屋面處理方式?？梢詮V泛的理解為在各類古今建筑物、構筑物、城圍、橋梁(立交橋)等的屋頂、露臺、天臺、陽臺或大型人工假山山體上進行造園、種植樹木花卉的統稱[2]。

目前屋頂綠化方式主要有以下三種類型:

1)生態型屋頂綠化。生態型屋頂綠化,對于這類屋頂綠化,在屋頂綠化種植的時候,可選擇灌木和草本植物配置,以植物造型為主,不建造園林小品。主要的目的是營造一個綠色植物的生長空間(見圖1)。

2)生態景觀型屋頂綠化。生態景觀屋頂綠化,在屋頂進行綠色植物覆蓋的同時,建造花圃、花架、廊亭等園林小品。這種花園型屋頂綠化,需要較深厚的生長基質;該類屋頂綠化的建設,可選用的植物類型也較多,植物的配置較復雜(見圖2)。

3)經濟型屋頂綠化。經濟型屋頂綠化,就是在屋面上覆蓋綠色植被,并配有給排水設施。對于此類屋頂綠化,一般使用薄型的覆土層,植物種類也以景天科等抗逆性高的植物為主。這一類型幾乎不需要管理養護,對屋頂要求不高。此類的屋頂綠化也可以用于舊房改造的屋頂綠化(見圖3)。

2 屋頂綠化的生態效益

2.1 對建筑本體能源的節約及生態作用

南京農業大學胡長龍教授提出:沒有建設屋頂綠化的屋頂最高溫度可達80℃,最低可達-20℃,全年溫差高達100℃;而綠化后的屋頂,可以減少溫度變化幅度,全年可控制在30℃左右。根據胡教授的一些實驗,夏季高溫時,5 cm輕質屋頂綠化覆蓋屋頂比裸露屋頂要低20℃。這是因為,綠化和其生長的基質層有效阻擋了太陽對屋頂的直射,而植物的蒸騰作用又帶走了熱量,而土層則起了隔熱作用。在冬天,綠化屋頂像一個溫暖罩保護著建筑物。一個綠化屋頂就是一臺自然空調。

2.2 緩解城市的熱島效應和環境的凈化作用

城市屋頂綠化對氣候中的熱量和溫度的影響。綠色屋面對陽光的反射率比深色水泥屋面大,加上綠色植物的遮陽作用以及為滿足其自身的生理所需的同化作用,使得綠色屋面的凈輻射熱量遠小于未綠化的屋面[3]。同時,綠色屋面因植物的蒸騰作用和潮濕下墊面的蒸發作用所消耗的潛熱明顯比未綠化的屋面大,從而使得綠化屋面中空氣獲得的熱量少,熱效應降低,可見,屋頂綠化是緩解熱島效應的有效手段之一。

2.3 節約土地資源和擴大綠化面積

屋頂花園可以補償建筑物的占地面積,緩解由于城市人口猛增,街道拓寬,新區開發,舊區拆建,人均綠地面積下降的趨勢,成為解決人和建筑物兩者與綠地爭地的矛盾,是滿足城市綠化要求的一種最佳措施[4]。因此,對于我國綠化覆蓋率低,人口比重大的城市,屋頂綠化具有重要意義[5]。

3 生態建筑屋頂綠化設計原則和方法

3.1 屋頂綠化的設計原則

1)屋頂綠化的規劃和設計要遵循適用、安全、經濟的基本原則;2)所用材料、建造技術和維護措施遵循生態學理論和循環經濟原則;3)園林小品構建,要遵循功能、科學和藝術相結合的原則。

3.2 屋頂綠化種植設計的原則要點

1)選擇耐旱、抗寒性強的矮灌木和草本植物。由于屋頂綠化夏季氣溫高、風大、土層保濕性能差,冬季則保溫性差,因而應選擇耐干旱、抗寒性強的植物為主,同時,考慮到屋頂的特殊地理環境和承重的要求,應注意多選擇矮小的灌木和草本植物,以利于植物的運輸、栽種[2]。2)選擇陽性、耐瘠薄的淺根性植物。屋頂綠化大部分地方為全日照直射,光照強度大,植物應盡量選用陽性植物,為了防止根系對屋頂建筑結構的侵蝕,應盡量選擇淺根系的植物。3)選擇抗風、不易倒伏、耐積水的植物種類。在屋頂上空風力一般較地面大,特別是雨季或有臺風來臨時,風雨交加對植物的生存危害最大,加上屋頂種植層薄,土壤的蓄水性能差,一旦下暴雨,易造成短時積水,故應盡可能選擇一些抗風、不易倒伏,同時又能耐短時積水的物種。4)選擇以常綠為主,冬季能露地越冬的植物。營建屋頂綠化的目的是增加城市的綠化面積,盡可能以常綠為主,使屋頂綠化更加絢麗多彩,體現花園的季相變化。5)盡量選用鄉土植物,適當引種綠化新品種。鄉土植物對當地的氣候有高度的適應性,在環境相對惡劣的屋頂綠化,選用鄉土植物有事半功倍之效。

3.3 生態建筑屋頂綠化的設計特點——生態服務

由于生態建筑的特殊要求,屋頂綠化對于生態建筑已經不單單是作為提高建筑生態系統的一部分,屋頂綠化具備自己獨立的生態系統,因而,在對建筑生態補償的同時,屋頂綠化也具備其生態服務的內容[3]。城市屋頂綠化生態系統(Rooftop Garden E-cosystem)屬于城市生態系統的一個組成部分,是指屋頂綠化所在構筑物空間范圍內的城市居民與其自然生態亞系統、人工建造的社會亞系統及相關的經濟亞系統相互作用、相互影響而形成的統一體,它是以自然環境為依托,資源流動為命脈,社會環境為經絡的半人工生態系統。

4 結語

對于綠色建筑屋頂綠化還有許多其他功能。首先是增加綠化面積。城市屋頂面積巨大,約占城市總綠化面積的一半,另據有關資料顯示表明在人的視野下綠色達到一定的比率時會感覺輕松、心情舒暢,可見進一步增加綠化面積十分重要。

[1] 張廣增,張義飛.生態園林是生態城市建設的必然[J].城市發展研究,2001(S1):23-24.

[2] 黃金琦.屋頂花園:設計與營造[M].北京:中國林業出版社,1994.

[3] 駱高遠.城市“屋項花園”對城市氣候影響方法研究[J].長江流域資源與環境,2001,10(4):373-379.

[4] 張 引,張拉鎖.談城市立體綠化[J].山西林業科技,2004(2):43-44.

[5] 趙志剛,岳 明.城市屋頂花園的建設與效應[J].科技情報開發與經濟,2005(4):15-20.

[6] 王如松,趙景柱.生態服務功能及其生態經濟價值評價[J].應用生態學報,1999(10):23-24.