种植屋面系统技术的实例分析

种植屋面系统技术的实例分析

摘要：本文笔者结合自己多年的工作经验，主要阐述了种植屋面系统技术，并结合实例分析了其的实际应用，供同行参考。

关键词：种植屋面；设计；防水层；结构

1 种植屋面系统技术

1.1 屋面结构基层

为了顺利排除屋面上的雨水，屋面需保证2%的坡度。对于种植屋面，屋面坡度大于15°（27%）就必须进行防滑处理，防滑枕木的间距根据屋面坡度设定：屋面坡度15°～20°，防滑枕木的间距为100cm；屋面坡度20°～30°，防滑枕木的间距为50cm；屋面坡度30°～40°，防滑枕木的间距为33cm；屋面坡度40°～60°，防滑枕木的间距为20cm。

1.2 屋面结构的承载能力

种植屋面结构同时要承受“静荷载”和“活荷载”，静荷载由所有的构造层共同组成，如防水层、保温层、保护层、砾石以及排水层、过滤层和种植层，要考虑这些构造层所用的材料在饱和水状态下的密度。另外，还要考虑植物本身产生的逐渐增加的荷载和灌溉产生的附加荷载。

1.3 蒸汽阻拦层（隔汽层）

当采用正置式屋面结构时，为了避免结构顶板结露，防止水蒸气进入保温材料导致保温层破坏，需要在保温层下设置隔汽层。对于种植屋面系统，隔汽层还可以起到辅助阻拦植物根穿透的作用。这是因为隔汽层充分发挥功能后，可以阻碍室内的湿气、潮气向上升，避免保温材料受潮、吸水，这种干燥的“基层”势必会减弱植物根系向下生长的力（因为植物的根具有喜水性），从而减弱对防水层的穿透作用。因此，种植屋面系统中采用行之有效的隔汽层是十分必要的。

在种植屋面系统中，还需要关注隔汽层的防火性能。种植屋面系统本身对外部的防火性能很好，但是对来自室内的火种需要依靠隔汽层来阻断，尤其是采用压型钢板等防火性能差的基层材料的情况下，具有防火功能的隔汽层更为重要。

1.4 绝热层（保温层）

绝热层的设计必须满足所在地区的情况，符合所在地区的建筑节能标准。绝热层材料的吸水性能直接影响其保温隔热性能，吸水率越高，保温隔热性能越差。因此，应选用吸水率小的绝热材料。

在种植屋面系统中，绝热层要承受其上各构造层的静荷载以及可能增加的各

种活荷载（植物的增重、种植土中不断变化的水量、交通荷载等），要求绝热层要有足够的承载能力。

1.5 底层防水层及耐根穿刺防水层

耐根穿刺（根阻）防水材料能防止植物根穿透防水层而造成防水功能失效，以及防止植物根穿透结构层而造成更为严重的结构破坏。也就是说，用于种植屋面的防水卷材不仅要满足普通屋面用防水材料的所有性能指标，同时还要具有根阻性能。不是所有可以阻根的材料都适宜用在种植屋面系统中，除根阻性能以外它还需具有防水性能、环保性能、自重轻、施工方法简单、节点及搭接部位易操作等特点，还需要与整体种植屋面系统匹配。

防水材料及耐根穿刺防水材料也必须具备一定的防火性能，否则在施工过程中是相当危险的。近年来由于防水材料被引燃而着火的惨痛教训证明，防水材料的防火性能不容忽视，目前一些劣质防水材料易燃以及燃烧后毒性强的情况必须杜绝。

1.6 排水层

排水层应该保证雨水能有效的排出，保证植物和种植土不腐烂或被冲走。选用排水层材料时必须考虑最大流程长度这一重要指标；还要根据当地水质情况，考虑排水层的抗生物性。当屋面坡度>3%且种植土层厚度较薄（小于150mm）时，可不考虑人为设置排水层；当屋面坡度较小且土层厚度较薄（小于150mm）时，需设置排水层，不宜选用热胀冷缩系数较大和吸热、导热性强的材料。

1.7 过滤层

过滤层的作用是防止渗入水将细土和基质成分从植被支撑层冲走，形成泥浆，并进入排水层，从而防止泥浆对排水层的渗水性产生不利影响。因此，在蓄排水层上必须设置过滤层，过滤层的总孔隙率直接影响水的渗透速度，宜选用总孔隙度大的材料。

1.8 种植土层

种植屋面用种植土有别于普通的种植土，需要考虑以下几个重要技术指标：颗粒粒径<0.063mm 的土壤含量、种植土的干容重、最大湿容重、含水量、种植土中水的渗透性、种植土的pH值以及有机物含量。其中值得一提的是，国外的经验显示，种植土无需“过肥”，即种植土中的有机物含量不要过高，避免屋面承受不必要的植物生长增重。

1.9 植被层

由于屋顶具有光照好、风大、空气湿度小、病虫害少、土层薄等特点，植物冬季易遭冻害，夏季易受灼晒。植物的配置必须根据地域性差异和绿化功能的不

同，选择那些喜光照、根系浅、叶小、茎抗风、植株抗寒能力强的树种。在选择植物时，应尽量注意四季花卉的搭配，同时选择一些常绿树木，以防止因季节变迁而导致屋顶花园的观赏功能下降。在花坛周围和乔木、灌木之下，要尽量栽种一些镶边植物，如小叶女贞、地阳花，不仅增加美观度，而且能避免裸土和空白。最后，要运用丰富多彩的地被植物，合理组织，创造鲜明、活泼的底层空间。

1.10 排水口的设置

种植屋面的排水口是不允许被遮盖住的，要保证排水口的周围没有植物，容易辨认，不要因为植物的长入而影响排水，宜将排水口置于一个直径为60～100 cm的砾石面内。

2 种植屋面实例

2.1 项目概况

某工程位于广西南宁市北回归线以南，气候较为温和，平均气温度在21.60C，冬季最冷的1月平均12.80C,夏季最热的7、8月平均28.20C，属于夏热冬暖气候。项目为地下一层，地上三层的文化公共建筑，计容总建筑面积为15252.847平方米。节能设计当采用大面积的种植屋面，增加遮阳隔热效果。工程总平面图见图1：

图1南宁文化公共建筑总平面图

整个公共区绿化面积为15000m2，绿化面积中有8000～10000m2为构筑物顶板绿化，属于种植屋面的范畴，该区域位公共建筑中部的建筑物周围，构筑物顶板均为抗渗混凝土结构。

2.2 种植屋面系统设计原则

由于该项目涉及的种植面积很大，土层厚度50～80cm不等，且种植土层与自然土直接相连，因此在该种植屋面系统中不设排水层。

由于土层较厚且与自然土相连，所以种植土和植被的选择局限性较小，但考虑到植物的增重不要超过结构承载能力，宜选择慢生的植物。另外，为了达到很好的景观效果，采用灌木、地被等植物混种并配合园林小品，在地面上看到的就是一个大花园。防水系统采用双层防水材料，面层防水材料选择德国威达具有根阻性能的铜离子复合根阻防水卷材，底层防水材料选择普通的SBS改性沥青防水卷材，两个材料均属于SBS改性沥青材料，完全兼容。另外，防水材料所有泛水部位的节点处理有别于普通屋面，要求高出种植土层15cm，施工中需严格