住宅綠化屋頂的建筑構造設計分析

摘 要：隨著建筑行業的快速發展，對建筑構造設計提出了更新更高的要求。作為建筑物的外圍護結構，屋頂不僅要滿足耐沖擊、防曬、防水等使用功能，還需增設適當的隔熱保溫層，降低屋面結構的溫差值和圍護結構的傳熱系數，避免結構裂縫的出現。而綠化屋頂擁有良好的隔聲效果和隔熱保溫作用，能夠很好地調節城市小氣候、增加綠化面積，所以加強住宅綠化屋頂的建筑構造設計至關重要。本文就對住宅綠化屋頂的建筑構造設計進行分析和探究。

關鍵詞：住宅綠色屋頂；建筑構造設計

一、屋頂建筑構造概述

對于傳統的屋頂建筑構造設計來說，基本采用“導”和“堵”的方式解決穩定排水與防水問題，即屋頂表面要設置相應的防水層，且具備一定的排水坡度，降低隔熱保溫層設置在防水層下面，以便解決頂層房間的夏熱、冬冷問題，減少溫差變形導致的結構裂縫，降低屋面結構年溫差值。在實際生活與工作中，建筑物屋面雖設有隔熱保溫層，但依然解決不了頂層房屋室內夏季過熱的問題，尤其是住宅樓頂層，多是按照基價下浮20%～25%，處于空置的狀態。例如上海市為改善住宅樓頂層用戶的居住環境，將頂層改裝為斜坡掛瓦屋面或加設閣樓，以達到屋面保溫隔熱的效果，更好地改善市貌市容。值得注意的是，部分住宅小區雖將閣樓加設在頂層，但由于閣樓內冬季氣溫低、夏季氣溫高，無法滿足居住要求，導致屋頂現澆鋼筋混凝土結構因溫差而出現變形裂縫，不利于屋頂實際功效的發揮，所以研制新型的穩定構造形式顯得尤為重要。如草皮屋頂是綠化屋頂的一種形式，屋頂采用堆土屋面且實施種植綠化，能夠實現實體材料的降溫隔熱作用，避免結構變形裂縫的出現，減少投資。

二、住宅綠色屋頂的建筑構造設計

在住宅綠色屋頂的建筑構造設計過程中，可以利用堆土屋面的方式進行綠化種植，發揮防水和排水功效的同時，有效滿足綠色植物生長的要求。

第一，屋頂坡度。對于坡度較大的屋頂，采用粗放綠化方式時，還要制定科學的措施方式，避免基質層的流失；對于坡度較小的屋頂，若不能及時排走蓄水層中剩余的雨水，往往會導致植物根系的過分潮濕。要想及時滲排走屋頂剩余的雨水，屋頂最小坡度為5度，綠化的最佳坡度可保持為5～15度，并采用結構找坡的方式，便于屋面荷載值的降低。

第二，基質層。植物生長層旨在滿足植物正常生長的要求，只有采用輕于天然土壤的混合土壤（包含有機肥料、腐殖質、耕作土壤、其它復合成分等），才能降低屋頂的荷載總值。基質層不僅要適當摻入有機肥料和腐殖質，擁有充分的養料，還要摻入適量的泥煤或泥炭，促進土壤毛細管作用和蓄存水功能的提高，有效改善基質層的透氣作用、排水作用、蓄水作用。根據結構層的厚度和植物種植方式，綠化屋頂可分為強化綠化、粗放綠化的方式，其中前者選種植物品種包括灌木、喬木、草類等，以植物生長性能要求為依據確定基質層的厚度；后者的植物生長層厚度為20～50mm，適宜種植抗旱、低矮、生長條件低的植物。

第三，防水密封層和防根穿損的保護層。由于植物根系的穿透能力較強，要想避免屋面防水密封層被植物根系所穿損，將根系對屋面密封層的損害降至最低，所以要將抗穿透層設置在密封層和排水層之間，或者是將抗穿透薄膜設在密封層的表面，使其與密封層共同作為屋頂的密封層，實現預期的效果。當然在實際設計過程中，需要將一層20mm厚1：3水泥砂漿找平層加設于結構基層上，然后鋪設一層氯丁橡膠共混卷材或是制作一層聚氨脂防水涂料三度，將其作為防水密封層。然而這些材料在長期的太陽光紫外線輻射作用下，往往會變脆或出現裂紋，這就需要將厚度為30mm的水泥石英砂漿或厚度為30～50mm的礫石層加鋪在密封材料上，減少紫外線對密封材料的輻射，適當延長材料的使用期限。

第四，蓄水層和排水層。蓄水層和排水層多是采用砂礫，將泡沫塑料排水板或浮石粒、膨脹粘土等鋪設在該層，以便有效調節屋頂綠化層中的含水量。一方面，蓄水層和排水層能利用屋頂的排水設施及時排走多元的水，或者是蓄存部分雨水，這樣在空氣濕度較小或干旱季節時，水能借助毛細管上升至植物生長層；另一方面，蓄水層和排水層能借助植物生長層雨水快速下滲，避免植物根系處于過分潮濕的環境。所以將具有較好蓄水能力的材料成分適當摻入到排水層中，如石棉、多孔泡沫材料、泥煤等，使蓄水層猶如小水庫，為植物提供所需的用水量。值得注意的是，要想避免一定時間后排水層與基質層的功能混合，必須要在兩層之間設置濾層加以隔開。蓄水層和排水層的厚度會受當年降水量的影響，所以在設置過程中應結合終止綠化植物的生長性能要求，厚度多為30～60mm。

第五，綠化屋頂的管理與維護。通常粗放綠化屋頂不需維護與管理，栽種的植物相對低矮，落葉和干枯會編程腐殖質肥料，只需強化綠色，恰當栽種觀賞性植物和花卉，定期澆水，在基質層中埋入澆水管道，設置必要的手動澆水設備和自動噴淋設備，方可達到預期的效果。同時要定期檢查排水設施的實際情況，特別是落水口的工作狀態是否良好，必要時進行維修與疏通，改善頂層用戶的居住環境。

三、結束語

住宅綠化屋頂屬于一種良好的隔熱保溫層，是避免夏季屋頂溫度升高的有效措施，可以有效改善室內氣溫的條件，降低綠化屋頂的總傳熱系數。因此在綠化屋頂的建筑構造設計過程中，必須要立足實際，從屋頂坡度、基質層、防水密封層和防根穿損的保護層、蓄水層和排水層等方面出發，加強綠化屋頂的管理與維護。這樣能夠滿足冬季保溫、夏季降溫的需求，減小排水管網的壓力，適當調節微氣候，符合綠色植生長的要求，發揮出防水、排水、隔聲、保溫的功能，為用戶提供良好的居住環境。

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作者簡介：

胡姝璠（1971.03—），性別：女；民族：漢；籍貫：浙江金華；工作單位：內蒙古建筑職業技術學院；學歷：大學；學位：工學學位；職稱：副教授；研究學科或方向：建筑設計。