我国屋顶花园的研究进展

2016-03-19安徽省地质矿产勘查局311地质队安徽安庆246000

安徽建筑 2016年6期

关键词：屋顶花园屋顶绿化

胡明（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽安庆 246000）

我国屋顶花园的研究进展

胡明（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽安庆 246000）

屋顶花园在我国发展了几十年，但仍然发展很不平衡。文章就近年来屋顶花园在我国应用现状、应用存在的问题以及发展对策等作一综述，为进一步研究提供一定的理论参考，以及探索科学合理的屋顶花园的建设方法，以期为我国城市屋顶花园建设提供帮助。

屋顶花园；研究进展；应用

0 前言

在21世纪的今天，伴随着经济的快速发展，我国城市化率不断提高城市中的道路和建筑物不断涌现城市建设用地日趋紧张生态环境不断恶化热岛效应明显增强人类赖以生存的生态环境不容乐观。人们开始探索适合城市绿化建设的其他方式，而屋顶花园正好顺应当今城市绿化建设的发展方向。因此，本文通过对我国屋顶花园的研究综述，有利于了解我国屋顶花园的研究现状和发展趋势，明确我国屋顶花园的研究方向和目标，从而为制订科学合理的屋顶花园建设提供理论依据，以期为城市绿化建设提供一定的帮助。

1 屋顶花园的概念和作用

1.1 屋顶花园的概念

目前在我国屋顶花园的概念有广义和狭义之分。广义的屋顶花园是指在各类建筑物、构筑物、桥梁(立交桥)等的顶层、露台、天台、阳台或大型人工假山体上进行造园,种植瓜果蔬菜、树木花卉及草坪地被的统称。狭义的屋顶花园仅指在屋顶平台种植植物以扩大城市绿色空间和绿色面积[1]。另外屋顶花园还被称为“屋顶绿化”、“空中花园”、“天台绿地”、“城市第五立面”等[2]。我国屋顶花园按建造形式分为简单式屋顶绿化和花园式屋顶绿化；按照使用要求对象可以分为公共游憩型、营利型、家庭型和科研型等；按照使用年限可以分为长久型和临时型等[3]。

1.2 屋顶花园的作用

通过利用建筑物屋顶的来开辟园林绿地不仅能够发挥其生态环境功能而且也能体现出其美学的价值[4]。其中屋顶花园的功能主要体现在以下的几个方面。

1.2.1 提高绿地率，改善城市空中景观

一个现代化城市，必须要有一定的绿地面积指标，来保证城市的生态环境的容积量，使城市获得最佳的居住环境。而屋顶花园恰恰是在有限的城市空间中，提高城市绿地率的最有效的方式之一，这种方式不仅可以扩大绿化的立体空间、柔化建筑的生硬线条、丰富建筑物和环境的色彩，使建筑与植物完美的和谐统一，而且也有利于城市空中景观的改变。

1.2.2 对建筑物的构造层的保护和构造性能改善

温度变化是建筑物屋顶受损的主要原因之一。温度变化会引起构造层结构的膨胀和收缩，甚至会使建筑的屋顶出现裂缝，进而导致渗漏。此外极端温差也会加快建筑物屋顶建设材料的老化，使其使用寿命缩短。如果进行屋顶绿化，不仅可以大幅提高屋顶的热惰性能，并减少夏冬两季的极端温差的出现，也可以对建筑物的构造层保护和改善构造性能[5]。

1.2.3 对城市气温的改善

能够有效缓解城市中心区域的热岛效应。随着城市经济的快速发展，城市中的工厂、机动车以及居民生活排放出大量热量，另外城市中的建筑物数量不断地增加，使得建筑物密集，进而不利于太阳辐能的反射，此外水泥等建筑材料比土壤、植被具有更大的热容量，使得建筑物积累了过多的热量。使得城市在白天吸收储存太阳能多，而夜晚降温缓慢，热量剩余非常大，特别是在夏天城市温度显著升高。而屋顶花园通过土壤中的水分和生长的植物可以吸收大约80%的屋顶积聚的热量。屋顶花园还可以通过绿色植被的光合作用吸收大量的温室气体进而缓解热岛效应[6]。

1.2.4 保护城市生物的多样性

一个城市不断的扩张，会对当地正常的生态系统造成影响，甚至破会坏生态平衡，使得当地一些固有物种的消失。而系统化的屋顶花园的建设不仅是城市绿色空间的重要组成部分，也是维持和保护生物多样性的重要场所。屋顶花园为昆虫提供了良好的生存空间，也同时为鸟类提供了食物来源，让城市与自然和谐共处[7]。

1.2.5 节水调节气候

屋顶花园的绿色植物与水泥屋面的理化性质有着明显的差距。由于绿色植物可以通过其自身的蒸腾作用将大气降水等水源以水蒸气的形式重新返回到大气中，使得空气中水蒸气的含量明显增多，进而涵养了水源达到了节水的效果。同时也通过蒸腾作用绿色植物将积聚在屋顶的热量以水蒸气的形式散发大气中，进而降低了建筑物表面的温度，从而起到调节气候的作用。

1.2.6 降尘降噪除污染等

经济的快速发展导致城市大气环境日益恶劣。污染的大气中包含了大量粉尘及悬浮颗粒物，甚至还含有病原菌，并以CO2、NO2、SO2等有害气体为主。屋顶花园广泛的分布在城市的各个空间层，减少了空气中污染物的流动。也由于绿色植物可以吸收有毒有害气体，通过光合作用释放大量的氧气，也有防尘降灰的效果进而起到净化城市的作用。植物的吸声效果比水泥等建材要好的多，所以屋顶花园在噪声吸收方面有着一定的效果[8]。

2 屋顶花园在我国应用现状

我国从1949年左右开始，在上海、广州等城市就陆续出现了在屋顶、露台等处种植花草的先例。20世纪70年代我国第一个屋顶花园在广州东方宾馆屋顶建成。20世纪80年代初开始尝试，尽管起步较晚但随着城市经济的发展和房地产行业的进步，屋顶花园建设也正在逐步兴起中[9]。1983年，北京修建了我国北方第一座大型露天屋顶花园——长城饭店[10]。2003年1月北京举行了中国首届屋顶花园会议，这次会议是国内首次针对屋顶花园进行的专题性的研讨会，为我国屋顶花园的良好发展提出了可行性的建议。通过学习本次会议内容，我国城市结合本城市特点发展屋顶花园。如重庆市结合山城地形特点，巧妙地利用屋顶与山地环境相结合进行绿化，从而扩大了城市公共绿地的面积，如朝天门码头广场绿化、玫瑰湾街头绿地等。

近十年来随着我国城市化率的不断提高，城市中的居民越来越重视城市生态环境，进而使得屋顶花园的建设速度也逐步加快，特别是在我国经济发达的一线城市，譬如北京、上海、广州等,屋顶绿化面积逐年增加，同时杭州、深圳、青岛等地也正在积极推进屋顶绿化工作。如2005年成都市就规定新开工建设的12层以下的楼房或40m高度以下的建筑物必须要有屋顶花园；2006年广州市也做出了相关规定，6～12层住宅必须进行屋顶绿化。但在一些中小城市屋顶花园的意识还不够强，仍处于起步的阶段。

屋顶花园建造技术的不断进步以及屋顶植物在选择面的不断扩大，都为屋顶花园的进一步普及奠定了良好的基础条件。目前为加快屋顶绿化建设的步伐,我国各级政府部门对屋顶花园的建设在政策和资金上给予了不同程度的支持。如1999年深圳市就出台了《深圳市屋顶美化绿化实施办法》；北京市政府在2005年6月出台的《北京市屋顶花园规范》，对当地屋顶花园的建设进行了详尽的技术指导和规范；上海2006年将把屋顶绿化纳入《上海市绿化管理条例》,通过立法强制推广屋顶绿化；2013年国家住房和城乡建设部也颁布了新版的《种植屋面技术规范》，确立了屋顶绿化的行业规范。现阶段屋顶绿化在我国开始从屋顶花园形式向植被屋面发展。这是由于我国在屋顶绿化植物适应性研究相当滞后。同时国内对屋顶乔木和灌木的耐热、抗旱性研究较少，主要集中在景天类及少数草本地被类植物的适应性研究上。赵定国、付国良、徐华勤等通过对景天科植物的研究得出了其在我国屋顶绿化有着很好的景观效果。

在我国北方地区吉林市屋顶绿化以屋顶花园为主，逐步向植被屋面绿化发展[11]。是由于屋顶花园化的植物多采用适应性强的低矮乔灌配置，导致了这种类型绿化造价高，对屋顶荷载要求严格，需要精养护，不适合大面积推广。而植被屋面绿化多采用草坪模式或者佛甲草建坪绿化，这种类型绿化造价低，见效快，可粗养护，适合大面积推广。

而在我国西部地区以宁夏市为例，屋顶花园尚处于初级阶段，还没有被人们普遍重视[12]。绿化模式单一，植物种类较少，主要以模纹灌木和草坪为主，缺乏专业系统指导、培养和规范。屋顶花园运用的范围较小，主要集中在一些高端会所的露台和地下停车场、地下人防工程建筑物。

由于经济快速的发展，东部地区杭州市作为全国屋顶绿化率先推行的地区之一，与全国其他地区相比，屋顶花园的发展较为迅速，用于屋顶绿化的植物种类最多，应用形式最为多样[13]。有条件的省市也都积极推进平改绿、坡改绿,扩大屋顶绿化面积，使屋顶花园成为了城市的一道重要的风景线。

在我国的中原地区郑州市，随着城市建设建快速的发展、城市人口增加、城市用地日益紧张，绿化用地不断被压缩，屋顶花园成为了本地区绿化发展方向之一。但在屋顶花园的建设上，只重视建造技术，却忽略了屋顶花园设计中的艺术表现内容[14]。

3 屋顶花园在我国应用存在的问题

虽然这几年我国屋顶花园有着飞速的发展，但是必须要认清我国屋顶花园的发展尚处于起步阶段，与西方发达国家相比还是有着很大的差距，这就需要我们投入更多的科研资金，鼓励技术研究和科技创新，加速成果转化[15]，从而解决建造技术和材料应用等方面的问题。现阶段阻碍我国屋顶花园发展的原因有以下几个方面。

3.1 应用的范围有限

目前屋顶花园的运用范围主要集中在一些一线的大城市，然而在一些二、三线城市或者一线小城市甚至有可能没有接触到屋顶花园的相关理论。在有些城市屋顶花园主要建设在一些高档写字楼、高档的私人会所，亦或者建在地下停车场、人防工程之上。使得居住在城市的居民很难接触到，或者接受屋顶花园的相关建设理论，更不要说城市居民自行建造屋顶花园，从而影响到屋顶花园在本城市的发展进度。

3.2 施工质量问题

屋顶花园的建设是一个系统而复杂的工程，它涉及到很多方面，包括屋顶的防水、载荷、栽培基质、绿色植物的选着与搭配、灌溉，以及后期的一系列养护管理的问题[16]。目前国内对屋顶花园的建设施工比较混乱，这是由于现阶段我国有关屋顶花园建设的相关政策条文不够完善，施工队伍整体专业性不够强，建设人员自身素质不高，都导致了屋顶花园建设存在质量问题。

3.3 建造和养护成本过高

屋顶花园的建设需要前期投入大量的资金，才能形成良好的景观效果。研究表明，前期投入过少的屋顶花园的效果往往达不到预期的设计，并且会导致后期养护成本大幅的增加。此外目前国内相关专业人才的缺乏也直接导致了建造成本过高和建设材料的浪费，尤其后期养护期间绿色植物养护成活率也造成了整个工程造价的提高。

3.4 植物材料选择的局限性

由于屋顶花园绿色植物生长的屋面与地表土壤的物理、化学性质有着很大的区别，这就导致了屋顶土壤温度不均、土壤通气性大、土壤厚度薄、造成水分流失速度快。所以屋顶花园可选着的植物相对有限，并且在植物选择时也受到了屋顶的影响[17]。因为不同的屋顶在建筑材料的选择是不同的，也就形成了不同屋顶的质量与承重的不同。目前植物的选择多为耐热、喜光、耐旱、抗逆境强、根系浅且发达、生长缓慢、姿态幽美的灌乔木，多为景天科景天属的植物，其中佛甲草应用颇多，而且在高大乔木上没有较好的选择范围，进而导致了植物材料选择的局限性。

3.5 栽培基质

在屋顶花园的建设中需要改良种植土，这就需要选择合适的栽培基质[18]。一般的种植土壤不仅重量大，并且水土流失也比较严重。土壤太薄或太厚都不行。土壤太薄会加快水分的流失，使土壤迅速干燥，不利于植物的正常的生长；土壤太厚，建筑物屋顶又不能承受过多的重量。所以栽培基质的选择，多是考虑屋顶荷载及屋顶特殊的环境因素。一般可选用种植土、草炭、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、细砂和经过发酵处理的动物粪便等材料，按一定比例混合配制而成。但是这种栽培基质在使用过程中效果并不是很理想。因此也就需要我们加大科研力度，找到更合适的屋顶花园栽培基质。

3.6 屋顶花园植物搭配

屋顶花园的一般建筑面积都不是很大，受到特定的屋顶环境的限制。可以选择的植物种类较为局限，进而使屋顶花园植物搭配形式单一。目前在我国屋顶花园的建设中，一般以草坪为主，搭配了灌木、盆景等。所以要摆脱搭配形式的单一就要开发一些不同空间层级的绿色植物搭配方式，增加屋顶花园的植物丰富度，来满足适合不同功能和需要的植物搭配方式的需要。

除了要面对这些问题外，我们应该要注意到屋顶花园的发展不是一蹴而就的，且要对屋顶花园有着正确的认识,不同的自然条件、生活方式会对建筑物有着不同程度的影响[19]，进而影响到屋顶花园的建造形式。

4 屋顶花园在我国发展对策

4.1 各级政府部门要制定健全的政策、法规、统筹全局协调发展

屋顶花园的建设是涉及到许多部门的系统性工程，需要国家制定健全的政策、法规，进行全面的统一布置和总体设计，来改变目前我国屋顶花园发展的不和谐的现状。

4.2 加大科研的投入，培养专业人才

加大科研机构的投入，从而选择出适合我国各地区的屋顶花园建设需要的形式优美植物。能够满足不同屋顶结构的需要。同时加大对专业人才的培养，也要进行有关理论的研究，如顶花园的生态补偿理论的研究[20]。不仅在屋顶花园建设、后期的养护中都需要这方面的人才，而且专业人才的存在可以使我国能够及时了解到国外屋顶建设有关的最新研究进展和探索适合我国屋顶花园发展的道路。

4.3 加大宣传和扶持力度

屋顶花园的发展需要城市中的每一个居民的参与，只有了解了屋顶花园的作用，人们才会对其有着正确的认识，从而接受它。另外屋顶花园在我国尚处在发展的初期，不管是企业还是个人在推动其发展过程中投入很多的资金也承受了较大的风险，所以各级政府部门在政策允许的范围给予适当的奖励和支持。

4.4 逐步在全国范围类推行屋顶花园建设

由于我国各地经济发展水平不平衡，导致了屋顶花园在全国范围发展很不平衡。所以屋顶花园的建设需要有计划、有步骤地推进。新建建筑应将屋顶花园与建筑设计同步进行，老旧建筑则应该根据房屋结构以及屋顶防水的做法，并要结合屋顶花园可持续发展的理念在有关技术专家的指导下进行改造。

5 结论与建议

虽然屋顶花园在我国发展了半个世纪，但是在很多领域我们还是存在着一些不足。同时在我国很多城市中，屋顶还是一块尚未开发的处女地。这就需要我们总结我国近年来屋顶花园发展的经验，借鉴和引进国外的先进经验和技术，结合我国的实际情况，建设适合我国国情、气候的屋顶花园。更为重要的是只有让民众了解到屋顶花园的广泛的作用，才能使其被接受和认可，从而使屋顶花园在我国生态文明城市建设中发挥其最大的生态、景观效果。

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