海綿城市背景下的屋頂綠化營建研究

張佳

摘 要：海綿城市是我國城市建設發展的重要戰略。屋頂綠化作為建設海綿城市的重要技術之一，在寸土寸金的城市空間里，成為城市增綠擴水的必要措施。屋頂綠化通過發揮雨水源頭控制和凈化處理等功能，對海綿城市的水系統調節起到了重要作用。因此積極探索海綿城市背景下屋頂綠化的營建具有重要的現實意義。

關鍵詞：海綿城市；屋頂綠化；營建

1 屋頂綠化對于海綿城市建設的作用

海綿城市建設是通過統籌協調雨水的蓄存、凈化、排放，來實現系統的雨水管理與資源利用。屋頂綠化作為海綿城市建設的技術之一，通過截留屋面雨水，從源頭處理，減小地表徑流，緩解排水管道壓力，有效降低城市內澇頻率；同時還能蓄存凈化雨水，增加空氣濕度，抑制城市熱島效應，改善城市氣候。

1.1 屋頂綠化對雨水徑流的影響

降低城市地表徑流系數最有效的辦法就是增加城市綠化面積，在城市建設用地日益緊張的情況下，屋頂綠化是增加城市綠地面積的有效途徑。根據相關測算，屋頂綠化可以使雨水流速降低 57%～87%，屋頂徑流系數減少到非屋頂綠化的0.3，使排水強度降低70%，對雨水有一定截留作用，有效緩解城市管網的排水壓力。

1.2 屋頂綠化對雨水凈化的處理

土壤對雨水有明顯的凈化作用。常規的建筑物屋頂，如水泥磚、石油瀝青屋面等均對雨水存在不同程度的污染，通過實施屋頂綠化可以有效隔絕瀝青等屋面材料對雨水的二次污染，大幅度削減雨水中的懸浮物，同時通過土壤層中微生物降解所蓄集的污染物以凈化雨水。

2 海綿城市背景下的屋頂綠化的營建

2.1 屋頂綠化形式

屋頂綠化按照屋頂荷載、種植方式的不同，可分為簡單式屋頂綠化和花園式屋頂綠化。

2.1.1 簡單式屋頂綠化

簡單式屋頂綠化是保護建筑物和防水層非常快捷有效的方式。簡單式屋頂綠化主要通過耐旱性宿根地被和匍匐型攀緣植物進行覆蓋式的綠化來保存雨水、減小徑流，減輕城市污水處理系統的壓力。其種植土層厚度通常6cm左右，可適當配置低矮灌木，荷載最低僅需要1.0kN/㎡，且養護成本低，每年養護的工作時間不到1min/m2。其在德國、美國和新加坡等發達國家已經形成了模式化的處理方式，適合大規模的屋頂綠化。

2.1.2 花園式屋頂綠化

花園式屋頂花園有土層厚、可達性好、承載力高、植物選擇范圍廣、造價高、維護成本高等特點。其綠化方式主要采用小喬木、灌木、地被植物結合的復層植物配置，在荷載允許的位置可配置園亭、花架、山石等景觀小品。其屋面荷載不能低于3.0kN/㎡，在防水、防根穿刺、排水、土壤厚度、植物配合和空間組合方式上都較為復雜。花園式屋頂綠化的設計限制條件多，功能要求多，且空間多為親人空間，需要在小尺度環境下進行多種創造，營造耐人尋味、經得起推敲的空間環境。

2.2 屋頂綠化設計

2.2.1 屋頂綠化設計形式

屋頂綠化的設計形式主要根據實際環境條件、屋頂綠化類型等進行科學理性選擇。屋頂綠化的藝術構圖形式主要有：自然式、規則式和混合式。自然式布局是將屋頂綠化的地形、景石、建筑小品、水體、植物等造園要素做自然式組合協調搭配，空間序列追求開合收放組合變化，植物配置講究季相變化，立面形式上注重高低錯落形成豐富的景觀層次和富有變化的林緣線和林冠線，營建疏密有致、移步移景的自然式景觀空間環境。規則式布局具有裝飾性的景觀效果，它強調秩序和動態的變化，在植物配置上可以形成有規則的，有交替、有層次的組合，多采用不同的色彩的植物搭配，所產生的景觀效果追求形式上的秩序，形成有韻律、有節奏的規則式景觀空間環境。混合式布局兼備自然式布局和規則式布局的特點，很注重自然與規則的協調與統一，講究景觀的互融性，在空間構成上可以協調變化與統一，不過于強調景觀的連續性，而更為關注節點的變化。

2.2.2 屋頂綠化植物選擇

在屋頂有限的面積內，各類植物所占比例在50%一70%以上，所以植物的科學選擇合理配置很重要。這牽涉到設計的藝術性、植物的成活率、后期的養護管理以及根系對于樓板的影響等諸多方面。由于屋頂的承載能力、防滲漏等方面的要求，并且立地條件差，使得植物選擇有一定的局限性，故在植物選擇上需要注意，一是宜選擇須根發達的植物，不宜選用根系穿刺性強的植物，防止植物根系穿透建筑防水層；二是宜選擇易移植、耐修剪、耐粗放管理、生長緩慢的植物；三是宜選擇抗風、耐旱、耐高溫的植物。四是宜選擇抗污性強，可耐受、吸收、滯留有害氣體或污染物質的植物。

2.3 屋頂綠化構造層設計

植物生長需要一定的生長空間，特別是根部，作為植物體的重要器官，其生長環境決定了整個植物體生長的優劣。屋頂綠化是在人造地面的綠化方法，在建筑物可能的荷載范圍的前提下，根據氣候特點、屋面形式和種植種類，決定其構造層的設計方法。

典型的平屋面綠化基本構造層次包括：建筑結構頂板、絕熱層、找坡（找平）層、普通（建筑）防水層、耐根穿刺防水層、保護層、排蓄水層、過濾層、種植基質層、植被層。建筑防水保護層若采用細石砂漿材料時，應在防水層與細石砂漿保護層之間設一道隔離層防止屋頂植物的根系侵入防水層，破壞房屋的屋面結構造成滲漏；排蓄水層的設計是為了改善屋頂栽培基質的透氣性，其次是儲存并排出多余的水分是來保障植物生長；過濾層材料應選擇既能透水，又能過濾阻隔土壤下滲，經久耐用的材料；種植基質層由蛭石、珍珠巖、泥炭等與腐殖質、草炭土、沙土配制而成，提供植物生長養分，基質層上可鋪設陶粒等材料保護栽培基質不被風雨帶走。

2.4 屋頂綠化種植基質選擇

種植土是植物生長的基質，也是營養水分的來源，而屋頂綠化建設要滿足屋面荷載的要求，土層厚度、有效土壤成分都收到局限。因此，在屋頂花園的營建中，選用配置輕量、保水、透水性穩定的種植基質是屋頂綠化關鍵技術之一。

種植土層的厚度需要根據植物種類、栽培的目標來設計。對于草坪、地被，種植土厚度不宜小于10㎝，小型灌木不宜小于30厘米，大灌木不宜小于50厘米，小喬木不宜小于60厘米，大喬木不宜小于90厘米。

屋頂綠化種植基質的選擇與地面綠化不同，為了滿足荷載要求，需要選擇肥力相對貧瘠、透氣、排水性能良好且飽和水密度低的基質，減少花灌木快速生長所造成的荷重增加。常用的種植土包括有：田園土、改良土和無機種植土，其飽和水密度、有機質含量、排水速率等都不相同。改良土相較田園土更輕、排水性更高，其配置是在自然土壤中加入輕型材料，減輕荷重，提高基質的保水性和通氣性。其配置比例可根據建設情況、植物生長需要調整。不同輕型材料的配比，可以使屋頂綠化在有限的荷載條件下營造不同的景觀效果。

4 結束語

屋頂綠化作為海綿城市建設的技術之一，具有廣闊的運用前景，它是城市發展的生態補償方式，也是新型的城市綠化方式，它能有效解決日益消減的綠化用地與建設生態型城市發展的矛盾。但受屋面頂板荷載和高空惡劣氣候條件制約，屋頂綠化成本、施工、技術要求高，對營建可持續、高水準的屋頂綠化的推廣和普及還存在一定困難，隨著新技術、新材料與園林設計的不斷融合發展，屋頂綠化營建將突破其局限性，實現多樣化，充分發揮城市雨洪管理中的積極作用，為城市帶來更好的生態效益。

參考文獻：

[1] 辜延艷.海綿城市建設存在問題及對策[J].福建建筑，2017（7）：161～163.

[2] 葉加嶸.城市園林綠化中海綿城市技術的應用[J].江西建材，2017（2）：211～212.