绿色屋顶的特点及其在海绵城市中的应用

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Water Supply&Drainage Engineering 绿色屋顶的特点及其在海绵城市中的应用

钟涛,吴慧芳

（南京工业大学城市建设学院，江苏南京211816）

摘要：阐述了绿色屋顶的概念和建设意义，总结了绿色屋顶在生活中的应用分类，探究了其在海绵城市建设中的主要

作用及具体应用，并提出了展望。

关键词：绿色屋顶；海绵城市；应用

中图分类号：TU992文献标志码：B文章编号：1009-7767（2019）02-0163-03

Green Roof Characters and Application in Spongy City

Zhong Tao Wu Huifang

随着城市化的发展，土地利用类型也不断发生变化，下垫面透水面积比例的骤减使得城市雨洪问题日益突岀川。屋顶作为城市的“第五立面”,约占不透水下垫面总面积的40%〜50%何。同时，屋顶作为大气干、湿沉降的主要承载面，在外界作用下，其材料会析出一定量的污染物冋。考虑到土地资源利用率低、用地紧张且地价高的现状，城市雨洪管理已经将屋顶作为新的领域加以开拓应用，绿色屋顶概念应运而生⑷。

1绿色屋顶概述

1.1概念

绿色屋顶是指在屋顶上覆盖1层绿色植被的景观模式叫其基本结构包括植被层、基质层、过滤层、排水层和阻根防水层等问。随着城市化进程的加快,城市绿化面积已经越来越不能满足人们对优质生活的要求，而绿色屋顶作为低影响开发（LID）和海绵城市建设的重要措施之一叫可以较好地解决这种矛盾。

1.2建设意义

绿色屋顶建在城市建筑的屋面上，一方面不需要额外用地，另…方面也增加了城市绿地占比，改善了人类生存环境。此外，绿化面积的增加还可以减轻因植被、树木减少和工业废气排放造成的城市热岛效应网,有利于空气中PM2.5的去除。绿色屋顶作为海绵城市建设中的重要措施，对雨水径流的调控、污染物的控制、城市环境的美化以及生态环境的改善都具有极其重要的作用。2绿色屋顶的分类

2.1根据不同的屋顶形式分类

1）坡屋面

屋面坡度大于5%的屋顶叫坡屋面，可分为人字形坡屋面和单斜面屋面2种。草皮及易于造型与后期养护的藤本植物经常栽种在这类屋面上。

2）平屋面

平面屋顶在城市中最为普遍。这种屋顶在设计时经常与绿植、廊架、水池相结合，创造出一个综合空间。其处理雨水的效率通常较坡屋面高。

2.2根据不同的绿化密集程度分类

1）开敞型绿色屋顶（粗放型绿色屋顶）

作为绿色屋顶建设中最简单的一种形式，开敞型绿色屋顶虽然具有重量轻、后期养护简单的优点，但在使用上也存在适合建筑负荷小、后期养护投入少的局限性。这种粗放型绿色屋顶能给人更加贴近自然的感觉，绿化效果更自然。

2）密集型绿色屋顶

与平屋面类似，密集型绿色屋顶也是将绿植和溪水亭榭结合在一起，用精心设计的路径将休闲、娱乐、办公空间巧妙地串联起来，形成了绿色屋顶的升华一“屋顶花园”。

3绿色屋顶在海绵城市建设中的作用

海绵城市主要解决城市内涝、径流污染、水生态修复等城市水问题以及改善小气候、净化空气等相关

问题闵。有研究表明，绿色屋顶在海绵城市建设中具有调控径流、缓解径流污染和降低噪声等功能。

3.1调控径流

绿色屋顶通过滞留雨水进行径流调控。其雨水滞留能力主要由植被层截留雨水和基质层吸持雨水组成同,其中起主要作用的是基质层吸持雨水。近年来，国内外专家学者将绿色屋顶与雨水收集回用系统相结合，成功运用到一些大型建筑、居住区水景和重要的交通枢纽工程中㈣。考虑到降雨量的大小，绿色屋顶在建设时还需评估屋顶的防水性，这也是现有建筑物进行绿色屋顶改建时必须注意的问题。

3.2缓解径流污染

美国国家研究委员在2008年的报告里指出，城市径流是造成水质污染的主要原因M。绿色屋顶对水中常见的污染物，包括亚硝酸盐、氨氮、总磷、COD、总氮和硝酸盐等都有很好的消减作用。例如，我国江苏省常州市的“树立方”科研楼，通过在屋顶花园建设生态湿地，模拟水塘生态系统，实现了人造屋顶湿地的自我净化，其出水水质达到了皿级标准。

3.3绿色屋顶的其他功能

3.3.1改善小气候

绿色屋顶也属于人们生产和生活的建筑空间。这个空间中的小气候也可被屋顶的绿植所影响。夏季，屋顶绿植通过蒸腾作用吸收大量的热，直接降低了居住环境的温度；冬季，绿植可以截留阳光照射产生的热量，对建筑起到保温作用。研究显示，绿色屋顶一方面有助于抵消城市扩张导致的局部气温上升，另一方面也有助于抵消温室气体导致的气候变暖口。但是，由于屋顶绿化极少种植乔木，因此在一定程度上也限制了其对微气候的改善口。

3.3.2净化空气

绿色植物可以通过光合作用和呼吸作用吸收空气中的CO?并释放。2,减少空气中的飘尘、粉尘和PM2.5,从而起到净化城市空气的作用。

3.3.3减弱噪声

绿色屋顶上种植适当的绿植可以减弱噪声。当声音通过绿植时，枝叶的摆动会使声波减弱并迅速消失。对于居住在有噪声危害的建筑物里的居民来说，建设绿色屋顶可以减轻噪声对他们的伤害。

4绿色屋顶在海绵城市建设中的应用

作为一所现代化的院校，昆山杜克大学秉承了景观生态设计的理念，将四季水位的变化纳入到了开放空间设计中，校园内的水体融合成为一个连贯的生态系统，而在这个连贯的生态系统中就有绿色屋顶的参与网。昆山杜克大学的绿色屋顶可以在下雨时帮助屋顶雨水渗透，弃流初期雨水后，其余的雨水通过加压泵送入校内活水公园，再经植物和曝气作用处理，剩余部分雨水流入景观水池。景观水池和活水公园组成了一个循环系统，水在这个小生态圈中可以一直流动，不至于变成死水。绿色屋顶雨水处理流程见图l o这个以水生态为中心的项目在微观层面上也为海绵城市的设计与实施提供了一个很好的样本。

图1绿色屋顶雨水处理流程

5结语

绿色屋顶在低影响开发雨水系统建设中有调控径流、缓解径流污染、水生态修复等功能，在提高生活质量方面具有改善小气候、净化空气、减弱噪声的功能。此外，绿色屋顶的节能效应和景观效应也十分可观,是海绵城市建设中不可或缺的基础设施。虽然绿色屋顶在大学等公共场合的规划、建设中已经进行了一定的实践应用，但由于我国绿色屋顶行业起步较晚，基础较薄弱，因此并未形成规模，在实际应用中也还存在许多亟待解决的问题。例如：如何有效减轻绿色屋顶的荷载，如何有效地进行绿色屋顶的防水抗渗等。需要注意的是，绿色屋顶在设计、建造中应因地制宜，在保证景观效应的前提下呈现最大的实用性。总之，在海绵城市的建设中，优化并推广绿色屋顶具有重要的意义。ZESi

参考文献：

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