浅析种植屋面设计方法

2015-01-08胡兰

城市道桥与防洪 2015年7期

胡兰

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引言

随着社会的进步、城市化进程的加快，人们的生活水平不断提高，城市开发用地日益紧张，城市绿地越来越多的被高层建筑所替代。在城市资源有限的今天，建筑第五立面的利用——种植屋面，越来越引起人们的关注。种植屋面对环保、节能、改善城市绿化环境等有着极其重要的意义。

屋面绿化的作用主要有：（1）加大城市的绿化覆盖率，解决土地资源紧缺；（2）改善人均绿地指标严重不足的现状；（3）降低城市热岛效应；（4）降低噪声，净化空气，有利于建筑节能。

种植屋面工程设计应遵循“防、排、蓄、植”并重和“安全、环保、节能、经济，因地制宜”的原则。建筑的屋面绿化技术涉及到植物学、建筑屋面防水技术、建筑节能技术、绿化施工技术等方面的内容，要达到预期的效果，建筑屋面绿化应采取系统专业化的设计及施工。

种植屋面主要运用于民用及工业建筑的屋面绿化工程和地下建筑顶板的绿化工程，种植类型可以分为三种：简单式种植、花园式种植和容器式种植。这些形式可以在平屋面上实现，也可以在斜屋面或地下室顶板上实现。本文主要以平屋面种植绿化为主要内容，提出种植屋面设计方法及常用防水构造设计。

1 确定屋面绿化种植类型

屋面绿化首先要确定种植类型，选择相适宜的工程做法。屋面绿化种植类型可以分为三种：简单式种植、花园式种植、容器式种植。

（1）简单式种植：仅种植地被植物、低矮灌木，种植土宜选择轻量化的改良土或无基种植土，种植土厚度宜为100～300 mm。简单式种植实例见图1、图2。

图1 简单式种植实景

图2 简单式种植构造图

（2）花园式种植：种植乔灌木和地被植物，并设置园路、坐凳、水池等休憩、观赏设施。种植土宜选用无机种植土，也可选用改良土或田园图。种植土厚度宜为300～600 mm，当种植大乔木时，局部可加厚种植土。花园式种植实例见图3、图4。

图3 花园式种植实景

图4 花园式种植构造图

（3）容器式种植：在可移动组合的容器、模块中种植植物，并码放在屋面上。种植土宜选择轻量化的改良土或无机种植土，种植土厚度宜为100～300 mm。容器式种植实例见图5、图6。

图5 容器式种植实景

图6 容器式种植构造图

2 确定耐根穿刺防水层种类

虽然很多设计师已经意识到了种植屋面防水技术是种植屋面系统的关键所在，但是国内现存的种植屋面的防水做法非常有限且不成熟，种植屋面漏水的现象较为严重。在大力发展种植屋面的今天，如何设计出可靠的种植屋面防水系统，已经成为设计师急需解决的问题。目前国内在很多屋顶绿化项目中经过2～3 a后出现了屋面漏水现象，最短的不到一年就出现了屋面渗漏现象。很显然，不到一年就出现渗漏现象的，很可能是最初的防水系统不够完善，防水材料选择不当，或者是防水施工过程中防护措施做得不够好，最终导致防水系统的破坏。当然，也有可能是其它因素造成了防水系统的破坏。如：植物根穿透防水层而造成防水功能失效；在没有植物根阻拦措施的情况下，屋面所种植物的根系会扎入防水材料，造成防水层破坏，从而导致渗漏。因此，种植屋面防水层应满足一级防水等级设防要求，且必须至少设置一道具有耐根穿刺性能的防水材料。耐根穿刺防水材料应通过耐根穿刺性能试验，并由具有资质的检测机构出具合格检验报告方可使用。耐根穿刺防水材料应具有耐霉菌腐蚀性能。国内近几年常用的耐根穿刺防水层有：弹性体改性沥青防水卷材（含化学阻根剂）、聚氯乙烯（PVC）防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材等。

3 确定植被及种植土类型及厚度

进行种植设计，确定植被及种植土类型及厚度。屋面种植设计时应选择耐旱、抗寒性强的矮灌木和草本植物。由于屋顶花园夏季气温高、风大、土层保湿性能差，冬季则保温性差，因而应选择耐干旱、抗寒性强的植物为主，同时，考虑到屋顶的特殊地理环境和承重的要求，应注意多选择矮小的灌木和草本植物，以利于植物的运输、栽种。屋顶花园大部分地方为全日照直射，光照强度大，植物应尽量选用阳性植物，但在某些特定的小环境中，如花架下面或靠墙边的地方，日照时间较短，可适当选用一些半阳性的植物种类，以丰富屋顶花园的植物品种。屋顶的种植层较薄，为了防止根系对屋顶建筑结构的侵蚀，应尽量选择浅根系的植物。因施用肥料会影响周围环境的卫生状况，故屋顶花园应尽量种植耐瘠薄的植物种类。由于屋顶上空风力一般较地面大，特别是雨季或有台风来临时，风雨交加对植物的生存危害最大，加上屋顶种植层薄，土壤的蓄水性能差，一旦下暴雨，易造成短时积水，故应尽可能选择一些抗风、不易倒伏，同时又能耐短时积水的植物。营建屋顶花园的目的是增加城市的绿化面积，美化“第五立面”，屋顶花园的植物应尽可能以常绿为主，宜用叶形和株形秀丽的品种。为了使屋顶花园更加绚丽多彩，体现花园的季相变化，还可适当栽植一些色叶树种，在条件许可的情况下，可布置一些盆栽的时令花卉，使花园四季有花。尽量选用乡土植物，因乡土植物对当地的气候有高度的适应性，在环境相对恶劣的屋顶花园，选用乡土植物有事半功倍之效。考虑到屋顶花园的面积一般较小，为将其布置得较为精致，可选用一些观赏价值较高的新品种，以提高屋顶花园的档次。屋顶花园的设计，必须充分考虑自然条件的要求，如结构坚固的要求，具有承载力和隔水、防水层以及排水设施等。根据不同的植物种类，种植土层厚度要求也不一样。种植乔木土层需厚80 cm以上；栽种灌木，覆土50 cm即可；如果种植草本植物，20 cm覆土就能够满足生长。常用种植土的类型包括：田园土、改良土、无机种植土三类，种植土类型的选用需要根据不同的种植类型分别选取。

4 确定屋面荷载

根据工程做法及种植设计，确定屋面荷载。屋顶花园的活荷载数值仅是屋顶设计荷载中的一部分。它与屋顶结构自重、保温隔热层、找坡层、找平层、防水层及屋面铺装等静荷载相加，才是屋顶的全部荷载。值得指出的是，在屋顶花园设计中，屋顶花园的活荷载往往不是控制值，而屋顶花园中的种植区、水体等园林小品的平均荷载经常超过屋顶活荷载。屋顶楼板结构设计时，因为无法按曲曲折折的园路和不规则种植池等分别配筋，或选用不同荷载型号的预制楼板，一般采用较大的平均荷载，即屋顶活荷载只是一项基本值，房屋结构梁板构件的计算荷载值要根据屋顶花园上各项园林工程的荷重大小的实际情况考虑最后确定。