屋顶绿化漫谈

2022-11-26

随着中国经济的高速发展, 城市越扩越大, 楼越盖越高, 人们突然发现改善空气质量的植被面积不断减少, 随之而来的是城市的空气污染、热岛效应的加剧、能耗的增加及市民生活质量的下降和怪病的增多, 生存环境问题已经不得不面对。屋顶绿化工程是一个易于实施, 既有环境效益又有社会效益、经济效益的很好的解决方案。本文就利弊和实施方案作一简要分析。

1 屋顶绿化的优势分析

屋顶绿化的优势主要有:屋顶绿化增加绿化面积, 吸附空气中的尘埃和二氧化碳释放氧气, 从而净化空气改善了空气质量;屋顶绿化在美化环境方面有着得天独厚的优势, 尤其在土地资源紧缺的中心地带;屋顶绿化有效遏制了近来人们常谈论的“热岛效应”。夏季, 城市的温度比乡村普遍高出3℃以上, 使人焦躁不安, 开空调成了开较为便捷可行的途径。试比较夏季屋顶有植被和无绿化植被的空调使用效率。

假设空调制冷机的工作是在两个恒温T1 T2热源之间的卡诺制冷循环, 如图1所示, 循环方向为:a d c b, 从低温热库吸热Q2, 通过外加的功A的作用, 释放Q1于外部高温热源处。

向高温热库放热:

卡诺制冷机的制冷系数:

设室内设定为2 5度, 有屋顶绿化的外部炎热夏季为3 0度, 无屋顶绿化的外部环境为3 3度, 用上面的效率计算为:

直接导致空调效率的大大下降, 还没考虑高温屋顶带来的热辐射效应, 极大浪费电能。屋顶绿化除了能缓解热岛效应, 对保水蓄水也有着很好的作用。

2 屋顶绿化需要注意的问题

屋顶绿化首先要考虑承重问题, 同时漏水也是屋顶绿化完毕后很棘手的问题, 它的修复代价相当昂贵, 有些植物的根部有着很强的侵略性, 例如:香枫、白杨等, 如防水膜中有可供植物吸收的有机成分, 像许多组合式沥青屋顶, 植物的根部将会刺穿防水层造成漏水。这就要求在设计时不仅要考虑防水要求, 还要有慎重地选择植物品种, 设计防刺穿层。

具体到某一屋顶的绿化设计及实施方案:首先要了解建筑的构造确定其承重能力, 可以通过对建筑物结构图纸的计算获得, 对公众开放的屋顶花园人和可移动的设施负载也要考虑设计在内。屋顶的剩余荷载能力在150kg/m2以上的都可以通过设计成功实现绿化, 如剩余荷载能力在600kg/m2以下的绿化公园不建议对公众开放。

为了说明花园成分构成还是先从花园设计构造上谈起, 屋顶绿化花园的构造如图2所示。

图中混凝土防护板与混凝土板之间的部分为楼房自带的结构, 在温差较大的区域, 上部的混凝土防护板容易开裂, 建设中可能在屋顶最外层涂有弹性较大的防水层, 这种构造在做花园之前要铺设混凝土防护层 (铺设混凝土防护层其表面应略有向排水口倾斜, 厚度约为6cm～10cm左右) , 由于混凝土防护层上还将有种植层, 可起到减少温差的作用对混凝土防护层是一层保护, 同时混凝土防护层将保护屋顶免受植物根系的侵蚀造成漏水。排水层对于大面积的专业绿化是必要的, 由抗腐蚀的材料构成, 使植物在一个较为生态的环境中生存, 排水层的材料较为传统的有鹅卵石、碎石和渣块, 但传统材料虽易得, 对于承重要求较高的屋顶花园不是最理想, 现在常用的是一种耐压的硬质塑料制成的有漏眼的冰格状排水板, 具有自重轻、施工简单的特点。排水层上方铺设过滤层, 在保证种植层排水通畅的同时又要有效地固定土壤, 这一过滤材料要求轻质、防腐、耐用材料, 目前常用的滤布是由聚丙烯纤维构成。种植层是最关键的部分, 也是容易被人忽视的部分。屋顶花园的特殊的种植方式使得它们对种植层的要求和地面花园的泥土大相径庭。首先屋顶花园需要良好的排水, 如上所述必须在种植层与排水层之间放置一层滤布, 所以种植层中不能含有泥沙, 以免造成滤布的堵塞, 否则将导致土壤积水, 从而引起植物根茎的腐烂, 并造成屋顶荷载的增加。种植层也不能完全由有机物构成, 有机物尽管提供了植物生长所必须的营养, 但它们很容易分解为很小的物质, 溶解在水中而流失, 最终会导致种植层越来越薄, 种植层的收缩或坍塌不但会压缩根茎生长所需要的空间, 而且会使得剩余的土层变得致密, 而妨碍根部通风影响植物生长。现代研究表明, 适合的种植层是由多孔的岩石颗粒 (如多孔页岩、碎熔岩、炭渣、珍珠岩、蛭石等) 和植物的腐殖质 (如种菌菇的废棒、树皮、树叶、锯末等) 构成。

植物品种的选择主要考虑的是安全越冬、及防风、耐干旱等问题。草皮类目前国内常用的为:佛甲草、太阳花;国外常用欧洲香草如:迷迭香、百里香等, 开花植物主要有杜鹃、小蔓长春花, 树木类有:云杉、白云衫、侧柏、高山柏等。