植物根阻拦材料与绿色种植屋面

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植物根穿透普通改性沥青防水材料示例
（ 黑色边缘为防水材料层）
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德国对于根阻拦材料的研究情况
在德国， 对于根阻防水材料的研究已经很久。在德国园
来自百度文库
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新型建筑材料
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施韬， 等： 植物根阻拦材料与绿色种植屋面
林研究协会（ 于 #$%& 年发 行 的 第 一 部 绿 色 屋 面 指 南 中 ， !""） 就已经明确了研究植物根阻拦的具体方法步骤。对于各种改 性沥青卷材和高聚物卷 材 ， 都 有 了 超 过 #’ 年 的 验 证 ， 屋面植 物的根、 茎能够被有效地抑制。
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引
言
大的差距。与此同时， 任何种植屋面和其它的防水工程一样， 都会面对同一个棘手的问题—— —防渗漏。之所以棘手， 很重 要的一个原因是因为植物的复杂根系会产生巨大的破坏力， 从而导致整个屋面防水系统的崩溃。我们知道， 种植屋面系 统是具有一定复杂性的， 整个屋面包括植被、 土层、 蓄排水 层、 防水层、 保温层等多个结构 ， 一旦防水失败， 只能将整个 屋面铲除重修。这就需要在系统中加入质量可靠的防根穿透 的防水材料。本文就植物根阻拦材料及在种植屋面中的应用 作系统的论述。
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穿透防水层或破坏结构层所造成的连带损失
在屋面上进行园林建设， 由于排水、 蓄水、 过滤等功能的 需要， 其结构远比普通 自 然 绿 化 要 复 杂 ， 而防水层往往又处 于屋面体系的最下面。一旦植物根穿透防水层， 将导致结构 层大面积渗漏， 情况严重时， 将不得不更换防水材料。这意味 着必须将其精心培养成 熟 的 植 物 层 、 土层、 排水层和过滤层 全部铲除， 然后才可能 更 换 已 经 千 疮 百 孔 的 防 水 材 料 ， 由此 增加许多不必要的维修费用。同时， 维修过程中所需材料、 机 具的搬运及施工往往影响建筑物的正常运作， 并带来建筑物 所有者为保持清洁和形象而导致的间接损失。
根系对屋面系统可能产生的破坏， 探讨植物根系穿透一般防水材料的机理， 阐述了在种植屋面中使用根阻拦材料的重要性和 必要性。就德国在根阻拦材料方面的研究情况和材料认证实验的规定作了相关的介绍， 这些成果和经验可以供我国的防水材 料生产和设计人员参考与借鉴。
关键词： 风景园林； 绿色种植屋面； 根阻拦材料； 防水 中图分类号： )*+$#&( ， )*,-.# 文献标识码： / 文章编号： %!!%0-!"1 （ "!!# ） !"0!!%-0!2
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根阻拦材料的根阻作用机理 对于沥青基防水材料， 以德国威达公司的屋顶花园根阻
系列产品为例， 一般的卷材（ 如 *+,-.+/.系列） ， 通常在弹性 沥青涂层中（ 加入可以抑止 植 物 根 生 长 的 生 物 添 加 剂 ， 010） 由于沥青是比较柔软的有机材料，很容易与添加剂融合， 当 植物根的尖端生长到涂层时，根在添加剂的作用下角质化， 不会继续生长以至破坏下面的胎基。考虑到有的植物根穿透 能力极强（ 特别是在重型绿化屋面上） ， 有些卷材的胎基还经 过了铜蒸汽处理（ 如 *+,-!"23 系 列 ） ， 使胎基更加坚固， 另 一方面，由于植物根系遇到金属铜离子会改变生长方向， 从 而使植物根系不会继续向下生长， 胎基本身也具备了根阻功 能， 这给种植屋面的防水加了双保险。
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根阻拦做法的缺陷 我国过去缺乏对根阻拦材料的研究和生产， 对于根穿透
问题的处理手 段 ， 有 些 地 方 的 做 法 就 是 在 防 水 层 上 加 一 道 以此希望能够对植物的根起到一 !",-" ##厚的刚性防水层， 定的阻拦作用。但是根系发达的植物， 根穿透所产生的应力 仍然能够破坏混凝土层， 何况混凝土材料本身有可能存在裂 缝， 最终即便是一点破坏， 也会造成灾难性的后果。按照在屋 面加刚性防水层的做法， 不仅不能很好地起到根阻拦和防水作 用， 还大大增加了屋顶的承载量。 由于种植屋面的植被层、 土壤 层、 蓄排水层的存在， 已经加大了屋面的设计荷载， 再加上混凝 土层和砂浆层， 使得结构设计上成本加大， 从整体效果而言， 这 种做法未必经济。而使用了具有根阻拦材料的系统中， 刚性防 水层完全可以不做。 另外， 国内的施工过于复杂， 混凝土浇注的 预留缝都需要仔细处理，浇注混凝土及养护等工序也使得工 期加长。使用根阻卷材施工方便， 工期也很短。 有的工程在种植较大的灌木和乔木时，因为害怕根穿 透， 干脆采用了盆栽的 形 式 ， 在种植屋面的土壤层中放置容 器， 并将植物种植在其 中 ， 希望将植物的根系尽量控制在容 器中。但这样的做法仍然无法确保安全， 因为考虑到植物的 存活问题， 任何容器都 不 可 能 是 完 全 密 闭 的 ， 预留的孔洞和 容器本身的缝隙， 都会使植物的根系从中穿出。 总之， 防止 植 物 根 穿 透 ， 已经成为屋面种植成功与否的 关键。在种植屋面上选用合适的根阻拦材料是十分必要的。
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植物根穿透常规防水材料的机理 首先， 植物 根 系 的 生 长 都 具 有 向 水 性 和 向 下 性 ， 在生长
过程中对处于下部的防水层产生巨大的压力。 其次， 普通沥青基防水卷材由 )*) 或 %&&改性沥青涂层及 胎基（ 聚酯胎、 玻纤胎或复合胎） 构成。沥青中含有一种植物 亲和 物 质 —蛋 —— 白 酶 ， 是植物的一种营养物质， 当植物根系 接近该物质后， 根系会主动穿入沥青吸收营养。而普通的防 水卷材胎基对植物根系的抵抗能力近乎为零， 结果导致常规 改性沥青防水系统的种植屋面，植物根系 ’ 年时间就可穿入 防水系统， 造成在很短的时间内破坏防水系统。
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在种植屋面上使用根阻拦材料的必要性
植物根系对屋面的破坏和影响 种植屋面上植物发达的根系对建筑物的破坏及其影响
主要可以概括为以下 +个方面：
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穿透防水层导致防水功能失效
植物的根系大多复杂而庞大， 即便是普通的草本植物也 是如此。在没有植物根阻拦措施的情况下， 屋面所有种植物 的根系都会扎入防水材 料 ， 造成屋面防水层的破坏， 从而导 致渗漏（ 如图 ’所示） 。
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新型建筑材料
全国中文核心期刊
植物根阻拦材料与绿色种植屋面
施韬%， 施惠生% O@8<4@5A PJ=KC9J=54"，
（ 上海 %& 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室， 上海 "& 德国威达有限公司上海办事处，
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摘要： 绿色种植屋面在我国拥有广阔的前景， 在种植屋面系统中阻拦根系对防水材料的破坏是其成败的关键。分析植物
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植物根穿入结构层造成更为严重的破坏
在没有根阻措施的情况下， 植物根系会扎入屋面突出物 （ 如电梯井、 通风孔等） 的结构 层 或 女 儿 墙 ， 从而造成建筑物 结构上的破坏 。 这 种 破 坏 不 仅 比 穿 透 防 水 层 的 情 况 更 加 严 重、 需要更多的维修费用， 而且如果不及时补救， 将会危及整 个建筑物的安全使用。
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施韬， 等： 植物根阻拦材料与绿色种植屋面
许多普通建筑， 因为有 植 物 种 子 飘 落 在 屋 面 并 顽 强 地 生 长 ， 在这种情况下，植物已经不同程度地对屋面产生了破坏作用。 而经过人工绿化的屋面， 因为植物根穿透普通防水材料层而 造成的渗漏更是屡见不鲜。 珠海某广场 ! """ # 大型地下车库顶板曾进行过绿化，
图( 实验用容器示意
（ 虚线为根阻材料）
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对植物根阻拦材料的相关规定 用于种植屋面的防水卷材， 不仅要满足不同屋面规定的
图6 根阻材料做成的植物生长容器
材料性能指标，同时要具备根阻拦性能。根据欧洲规范 +5 德国园林协会（ 设计了相关的根阻拦材料 #($6% 的规定， !""） 试验方法。方法规定， 根阻拦试验应该至少在温室里进行 4年 或者在通畅的玻璃大棚中进行 6 年试验，以确定其是否具有 根阻拦的作用。 图 47 图 6 为德国进行根阻拦材料试验的相关图片。试验 在玻璃大棚中进行， 植物种植在特制的容器中， 容器用具有 根阻作用的防水材料包裹， 试验结果是在测试时间到达后将 植物挖出，然 后 直 接 对 容 器 中 的 卷 材 进 行 观 察 和 分 析 而 得 出。根据 !""的规定： 防水卷材要通过根阻拦试验， 在任何情 况下都不允许植物根直接穿透卷材； 对于加入抑制植物根生 长的生物添加剂的卷材 ， 不允许卷材表面、 边缘以及搭接部 位的幼根穿入深度大于 & 88； 在有多层卷材时， 不允许根穿 入专门设置的植物根阻拦层中。
采用普通 %&&改性沥青防水卷材作为防水材料。结果在不到 ’ 年的时间里就发生了局部渗漏现象，之后进行了简单修补， 仍不断有渗漏显现。在一次暴雨过后， 这个车库顶板发生了 严重的渗漏，造成车库内停放的百余辆车全部浸泡在水中， 相关部门因此对顶板的防水系统重新翻修。翻修过程中发现 植物根已经穿透了下面的防水卷材， 从而造成了整个防水系 统的失败。由于破坏严重， 翻修处理的经济损失很大。
收稿日期： "!!,0%!0"" 作者简介： 施韬， 男， 浙江杭州人， 博士研究生。 %+-+ 年生，
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植物根系对防水层可能产生的破坏
屋面产生破坏的情况 目前，国内很多屋顶绿化工程在完工后 "’( 年就出现了
严重的屋面渗漏现象， 最短的不到 % 年就出现了屋面渗漏， 以 至于许多施工队甚至不愿意接洽相关种植屋面的项目， 因为 他们对种植屋面系统的质量保证没有把握。分析种植屋面防 水失败的原因是多方面的， 比如施工或者是选择防水系统存 在问题。但也有可能， 普通的防水系统以及施工过程都没有 任何问题， 而是别的因 素 造 成 了 防 水 失 败 ， 这就是植物根系 所产生的巨大破坏力。 由于植物根系而造成的破坏， 不单出现在绿色种植屋面，
绿色种植屋面是以绿色植物为主要覆盖物， 配以植物生 存所需要的营养土层、 蓄水层以及屋面所需要的植物根阻拦 层、 排水层、 防水层等共同组成的屋面系统。种植屋面虽然有 着非常悠久的历史，以至于可以一直追溯到 " #!! 多年前古 巴比伦王国的空中花园。但在 "! 世纪 $! 年代中期以前， 绝大 多数人对于屋面的认识仅限于遮风挡雨的一种构造， 建筑设 计师也通常因 为 其 毫 无 创 作 价 值 而 被 动 地 接 受 这 种 厚 重 而 又必不可少的结构层的存在。随着人们对屋顶绿化的生态学 功能的熟悉和了解， 在近十几年中屋面种植技术已经有了很 大的发展， 越来越多的绿色植物出现在屋顶以及附属建筑物 的顶层。德国、 日本等发达国家都以通过立法的方式来有效 确保屋面种植的推广和实施。 种植屋面在我国还是一个比较新的事物，无论是材料、 施工以及相关的法律法规方面， 与一些发达国家相比都有较