【学术声音4】海绵城市中，你还不知道的绿色屋顶做法

学 术 声 音

“学术声音”是GVL怡境国际设计集团研究中心推出的优秀研究成果展示专栏，专门展示研究中心最新的研究课题、设计作品、创新思路、学术活动等，旨在探索和研究景观行业最新的技术、理论、思潮、趋势等，为集团的发展提供理论支持，同时推动景观行业的发展和提高。

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纪欣琦

GVL研究专员 就读于华南农业大学

一

绿色屋顶有什么作用

现阶段国内城市化不断加快，出现了灰霾天气、城市热岛、水资源短缺等等生态环境问题，环境的不断恶化阻碍着城市的发展。随着海绵城市发展策略的不断推广，绿色屋顶越来越受到重视。目前，占城市面积30%的屋顶面积被大量闲置，这是对于生态和资源的浪费，因此，如何合理利用屋顶面积，让人们城市筑“林”而不是逃往山林是景观设计师们应当思考的问题。

绿色屋顶的作用表现在暴雨时减少雨水地表径流量，改善雨洪来临排水管道的承受压力；屋顶植物的蒸腾作用能吸收粉尘、净化雨水污染物、改良空气和水质环境；为建筑穿上绿色外衣，从而吸收建筑热量，减轻城市的热岛效应；吸引昆虫鸟类加入，增加生物多样性。

合理构建绿色屋顶系统，有助于城市的可持续发展，创造自然的人居环境，设计美观生态的景观效果，提升居民生活质量。

二

绿色屋顶定义与类型

简单来说，绿色屋顶（green roof）即是覆有植物的屋顶。目前的绿色屋顶有三种形式，一种是开敞型屋顶绿化又称粗放型屋顶绿化,是最简单的铺种草皮植被的一种形式；另一种半密集型屋顶绿化，是介于简单铺种和造景结合之间的形式；最后一种是密集型屋顶绿化，指的是植被绿化与人工造景、亭台楼阁、溪流水榭等完美组合。其中应对不同的造价问题，产生的美观效果和收益均不同。

三

构建绿色屋顶的五要素

想要建设绿色屋顶离不开五要素，建筑楼板的荷载承重决定绿色屋顶的选择范围，只有适合的土壤、植物搭配合格的排水结构以及防水层才会有真正意义上的绿色屋顶。

1. 植物

怎样的植物才适合屋顶种植？植物的根部生长越深，所需土壤的厚度也越厚，即所需屋顶的荷载承重越大。在建筑物屋顶，风力较大、日照较强，植物生长的土壤基质自然流失比较严重。因此应选择能防风、防日灼、防寒、浅根性的植物。大部分景天科的植物都能适应屋顶的环境。而不同地区适应的植物种类也不同，以广东为例，麦冬、美人蕉、薄荷、矮牵牛、紫藤、桂花、紫叶李、八角金盘、南天竹等都能适应屋顶的生活环境。

2. 土壤

种植土的选用和配制应满足重量轻、持水量大、通风排水性能好、营养适中、清洁无毒、材料来源广并价格便宜等优点。屋顶绿化的基质层一般采用各种植物生长所需元素又较轻的人工基质，如蛭石、珍珠岩、泥炭及其与轻质土的混合物等。而土壤厚度一般草本为 15~20cm,灌木 20~25cm，小乔木 40~50cm。

3. 排水结构

屋顶的排水结构包括位于屋顶楼板上方的防水材料，以及由排水沟和排水管共同组成的排水系统，它将水分排入城市的污水管道系统或进行收集作中水再次利用。

4. 防水

绿色屋顶的防水层分三种，一为附加的柔性材质，如地毯般铺设，二为刚性防水层，使用混凝土再加特殊材质后凝固而成，三为使用化工涂料涂刷而成的防水膜。

5. 荷载承重

当绿色屋顶的重量超过屋顶的荷载时，会对整座建筑物产生危害。屋顶的荷载类型包括静荷载和活荷载。静荷载为构成绿色屋顶的全体，上文提及的屋顶类型即静荷载，而活荷载为在屋顶活动的人或动物。在重量方面，仅供观赏的屋顶，其活荷载为50kg/㎡，仅供少量人员活动的屋顶，其活荷载增至150kg/㎡。 如果是用于公共娱乐活动的屋顶花园其荷载量至少要达到200kg/㎡。所以设计师必须根据使用需求和屋顶的总荷载量确定静荷载，进而确定构筑物，铺装，植物。

四

绿色屋顶如何收集雨水

裸露的屋顶在城市的水环境中只起到排除雨水的作用，在经过了屋顶绿化技术改造后，屋顶就能起到雨水存储，下渗补给地下水，缓慢排除雨水等一系列的作用。我国作为世界上12个贫水国家之一，必须提高水资源的利用率，而对雨水的收集利用也是途径之一。

具体案例

雨水回收系统详图

德国政府在1986年颁布“联邦水法”，明确规定每户建筑都有排水节水义务，并征收严苛的雨水排放税。德国建筑屋檐处都设有雨漏管，非常有利于屋顶雨水的收集利用。对雨水进行过滤后作为非饮用水使用，如冲厕、洗衣、灌溉等。

芝加哥市政厅屋顶花园

作为芝加哥第一座大型屋顶花园，芝加哥政府希望能使其成为绿色屋顶的成功范例进行推广。建成后，屋顶花园每年能帮助市政厅在空调和采暖方面节省高达6000美元开支。 夏日空气温度达摄氏23度时，市政厅屋顶花园内的温度计显示22度，而隔壁一幢柏油表面大楼的温度却超过摄氏67度。除此之外，也减轻了芝加哥市政厅附近下水道暴雨时的排水压力，污水量也减少。

芝加哥屋顶细节图

屋顶覆盖轻质的生长介质，带有防风的可以降解的网状结构，这种网状结构在植物适应屋顶特殊的生态环境后就会慢慢分解。通过这一系列措施，该屋顶种植了约 20，000 株植物，包括 156 个不同的种类，其中有苔藓、景天属类植物、草、非禾本草本植物、攀缘植物、灌木和两株乔苹果和山楂。

五

绿色屋顶的效益总结

绿色屋顶的综合利用不但能够减轻建筑对环境的负荷，节约能源和资源，其通过艺术的手法还能还原自然生态，构筑舒适、健康的人居环境，使人与建筑景观和环境能够和谐共处。在研究绿色屋顶对雨洪的管理作用时，通过技术手段的合理搭配，解决屋面雨水收集和净化，减少地表径流量，从而降低城市内涝的频率。国家大力推行的海绵城市政策，使绿色屋顶技术日渐普及，而绿色屋顶对于环境的巨大效益和回报，更是值得我们深入研究适合不同项目的屋顶绿化技术，引领行业绿色屋顶的设计规范。

1. 生态效益

普及城市中屋顶的绿化设计，能够降低70%以上的二氧化碳。同时大面积的绿化能改善空气的质量，相较于地面的绿化，绿色屋顶能吸附更多漂浮在城市上空的有害物质。屋顶绿化还可以减少室内噪声，改善城市热岛效应，收集和净化雨水中的污染物质。

2. 经济效益

建筑屋顶绿化可明显降低建筑温度0.5℃～4.0℃，而建筑环境的温度每降低 1℃，建筑物内部空调的容量可降低6％，节约大量电费和空调安装维护费用。同时屋顶绿化对建筑物起着良好的保护作用，减少建筑表面材料受气候影响带来的损耗，从而延长建筑的使用寿命。

3. 社会效益

绿色屋顶能为市民提供健康、舒适和高效的使用场所，缓解生态绿地与城市建设用地的矛盾，同时也积极响应了国家节能减排的号召，创造社会可持续发展的保障。

4. 人文效益

绿色结合建筑会为城市带来新的形象，从而吸引更多的游客观光。绿色屋顶能软化城市钢筋混凝土的硬质形象，同时提供居民交流活动的场所。有利于提高城市文化交流以及思想碰撞，提升市民生活水平的提高，更加关注人与自然的和谐共生。

GVL研究中心致力于景观领域研究，将会陆续发布最新的研究成果，以馈读者，请继续关注GVL研究中心的学术声音专栏。