种植屋面防排水系统的设计与施工

种植屋面防排水系统的设计与施工

北京市建筑工程研究院叶林标

随着我国改革开放的深化和城市化程度的不断扩大，人们赖以生存的城市空间也变得越来越小。为了提高城市的绿化覆盖率、改善生态环境、美化城市景观，实施屋面绿化是最有效的途径。

一、发展种植屋面，势在必行

在现代化社会迅猛发展的今天，我国大中城市的土地资源已是“寸土寸金”，可以用于绿化的土地面积越来越少。然而，数以亿计的屋面多是光秃秃的，而充分利用这块尚未绿化的“空地”发展种植屋面，势在必行。

１、发展种植屋面，减缓城市的“热岛效应”

由于各类建筑的屋面、墙体以及道路等均属于性能良好的“大型蓄热器”，它们白天吸收太阳光的辐射能量，夜晚放出热量，造成市区夜间的气温居高不下，导致市区气温比郊区气温升高２～３℃。因气温升高部分呈岛状，故称其为“热岛效应”。如能将屋面建造成种植屋面，在屋面上广泛种植花、草、树木，通过屋顶绿化，实现“平改绿”，不但可以极大限度地提高城市的绿化覆盖率，而且可以有效地缓解城市的“热岛效应”。据报导，每公顷绿地每天能从环境中吸收的热量，相当于１８９０台功率为１０００瓦空调的作用。实践证明种植屋面顶层室内的气温将比非种植屋面顶层室内的气温要低３～５℃，优于目前国内的任何一种屋面的隔热措施（详见图１和表１），故应大力提倡和推广。

表1 绿化与否的屋顶表面与顶层室内的温度比较

屋顶表面温度（℃）屋顶内表面温度

（℃）

室内温度

（℃）

绿化屋顶32.630.128

非绿化屋顶40.136.232.5

温差7.5 6.1 4.5

２、实施屋面绿化，有利于增加城市大气中的氧气含量

屋面绿化可以通过植物的光合作用，吸收大气中的二氧化碳，放出氧气，便于维持空气中二氧化碳与氧气的平衡，提高空气质量，据测定，２４平方米早熟禾草坪，一昼夜可制造氧气１３８０克，足以供给一个成年人正常生活１天所需要的氧气；一株山毛榉一昼夜则可吸收二氧化碳２３５２克，并放出氧气１７１２克，起到净化空气的作用。

３、屋面种植的植物，可吸收有害物质，减轻大气污染

屋面的植物具有吸咐、固定尘埃、重金属元素和吸收大气中的ＮＨ３、ＳＯ２、ＮＯ２、ＨＦ和ＣＬ２等有害物质，并具有降低城市的噪音功能。据测定，１２０ｍｍ厚的植物层隔音达４０分贝，故可明显降低大气和噪音的污染。

４、调节生态环境，美化城市景观

推行种植屋面，有利于调节城市气候环境、减少雨水流失，抑制暴雨、风沙天气，改善城市景观，为发展居住生态环境，实现人与自然和谐相处，创建“花园城市”而造福于人民。

图2 种植屋面防水构造

二、种植屋面防排水系统的设计与施工

种植屋面的构造层次较多，技术要求也比较高，涉及建筑、农林和园艺等专业学科，是一个系统工程，必须从设计、选材、施工和管理维护等方面进行综合研究和处理。

为了保证种植屋面上的植物既能培育生长，又要防水和排除积水，做到不渗不漏，才能满足房屋建筑的使用功能。为此，其构造层次较复杂，各个构造层次都有自己的功能和作用，一旦发生渗漏现象，整个屋面必须翻工重做，不但工程量大，费用也较昂贵。故在设计时，应

按屋面防水等级为一级或二级进行多道的防水设防，并做好防排水构造的系统处理（如图２）。现将种植屋面各构造层次的组成、作用、选材和施工要点分别叙述如下：

１、种植介质

种植介质是屋面种植的植物赖以生长的土壤层。要求所选用的种植介质应具有自重轻、不板结、保水保肥、适宜植物培育生长、施工简便和经济环保等性能。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，按一定的比例混合配制而成。其中草炭和发酵后的动物粪便可为植物生长提供有机质、腐植酸和缓效的基肥；膨胀蛭石和膨胀珍珠岩不但可以减小种植介质的堆积密度，而且是有利于保水、透气、预防植物烂根，是促进植物生长的材料，还能及时补充植物生长所需要的铁、镁、钾等无素，也是种植介质中ＰＨ值的缓冲剂和调节剂。

也可直接选用为种植屋面专门生产、成分及粒度配置合理，保水保肥、能够促进植物根系发育和生长，且堆积密度仅为４５０Ｋｇ／ｍ３左右的人工合成的无机栽培材料作种植介质。种植介质层的厚度应根据介质和植物的种类而定，一般草坪为１５０～２５０ｍｍ；小灌木为３００～４００ｍｍ；大灌木为５００～６００ｍｍ；乔木为８００ｍｍ以上。

２、隔离过滤层

在种植介质层与排水层之间，应采用重量不低于２５０ｇ／ｍ２聚酯纤维土工布作一道隔离过滤层，以起到保水和滤水的作用。其目的是将种植介质层中因下雨或浇水后多余的水及时通过过滤层排除出去，以防止植物烂根，同时可将种植介质保留下来，以免发生流失。３、排水层

隔离过滤层的下部为排水层，排水层可采用专用的、留有足够空隙并有一定承载能力的塑料排水板、橡胶排水板或粒径为２０～４０ｍｍ，厚度为８０ｍｍ以上的卵石组成。其作用是将通过过滤层的水，迅速地从排水层的空隙中汇集到汇水孔排除出去。

４、耐根系穿剌的防水层

众所周知，各种植物的根系均具有很强的穿刺能力，许多传统的防水材料都容易被植物的根系所穿透，而导致屋面发生渗漏。为此，在种植屋面中，必须在一般的柔性防水层之上，空铺或粘贴一道具有足够耐根系穿刺功能的材料，如高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）土工膜、低密度聚乙烯（ＬＤＰＥ）土工膜、聚氯乙烯（ＰＶＣ）卷材、聚烯烃（ＴＰＯ）卷材和铅合金（ＰＳＳ）卷材等作耐根系穿刺防水层。这些材料的主要技术性能应符合表２的要求。

为确保植物根系不但不能穿透材料本体，也不得穿透材料的接缝部位，因此要求耐根系穿刺防水层的接缝均应采用焊接法施工，并须使接缝焊接牢固，封闭严密。对热塑性材料，采用单缝焊接时，搭接宽度为６０ｍｍ；其有效焊接宽度不应小于２５ｍｍ；采用双缝焊接时，搭接宽度为８０ｍｍ，其有效焊接宽度为１０ｍｍ×２＋空腔宽度，铅合金卷材的接缝，应采用专用的焊条和工具进行焊接。上述材料接缝在剪切状态下的焊接性能，均应符合表２的要求。该防水层施工完成后，应进行２４ｈ蓄水检验，经检验确无渗漏后，应尽快进行铺设排水层、隔离过滤层、种植介质层的施工，在进行上述施工中均不得损坏防水层，以免留下渗漏隐患。

表2 各种耐根系穿刺材料的主要技术性能