花园式屋顶绿化

1、建筑结构荷载的问题

2、防水的问题和防止植物根系穿刺

3、如何排水

4、植物配置

5、土壤的选择

首先我们来说说建筑结构荷载的问题

通常景观设计师面对屋顶绿化的时候会遇到两种情况：一种是新建的建筑物屋顶；另一种就是老旧建筑物的屋顶改造。

根据建筑设计规范，不上人屋面静荷载为大于等于140kg/平方米，但是这个数值对于屋顶绿化是比较小的。对于这样的建筑物我们只能选择Extensive Green Roof 拓展型屋顶绿化（国内称为简单式屋顶花园）。顾名思义就是根据建筑荷载比较小的特点，利用草坪、地被、小型灌木和攀援植物进行屋顶覆盖绿化。中国的做法多采用草坪，而在国外多采用景天科（Sedum）这种耐干旱低养护的植物，往往不需要单独设置灌溉系统只靠自然降水就可以解决植物养护的问题。

对于建筑静荷载大于等于250kg/平方米的建筑物，我们可以选择Semi-Intensive Green Roof 半密集型屋顶绿化或者Intensive Green Roof 密集型屋顶绿化（国内称为花园式屋顶绿化）。植物选择种类比较丰富，灌木或者乔木都是可以选择的，可以采用乔、灌、草结合得复层植物配植方式，产生比较好的生态效益和景观效果。一些景观设计上的元素例如：花架、山石、水景等较重的物体都应设计在墙、柱、梁等位置。地面也可以设计出地形。

上面发的图片都属于密集型屋顶绿化

屋顶绿化植物根系阻拦的必要性

一．追根溯源

德国在屋顶花园的研究方面处于世界领先的地位，日本、美国等对花园屋面的技术研究及发展均是基于德国的基本理论。德国FLL机构对植物根阻拦材料的试验研究及检测标准是世界上公认的最具权威性的植物根阻拦性能认证标准。

在德国，植物根阻拦材料并不是最先在花园屋面上得到应用的。如图1－1，1－2所示，即使是在仅有防水层或包括压制层的屋面上，由于空气的流动作用导致一些植物的种子飘落屋面上，在一定的条件下，植物也能顽强的生长。其后果导致其根系穿透防水层，甚至结构层，从而使整个屋面系统失去作用。

二．对花园屋面的认知

在花园屋面上，由于土层的存在，产生了更有利于植物生长的环境。中国有句俗话‘种瓜得瓜，种豆得豆’，但用在花园屋面上却有失偏颇。其他的一些外来植物一般都较我们预先铺设的植物更具生命力，这些植物会不断侵蚀其他植物的领地。如图2－1所示

另外，如果我们认为草类植物的根系不够发达或强度较差，就会走入另一个误区。如图2－2及2－3所示，草类植物的根系相当发达并且穿透力较强，对防水层及结构层的破坏不亚于灌木和乔木。

三．植物根阻拦的必要性

植物如果在无下部结构的自然土的生长环境下，植物的根系可按自然规律生长而不受其他条件的限制。而当我们在建筑物的结构层上进行园林建设时，就必须引导和限制植物根系的生长，其必要性在于：

1．防止植物根穿透防水层而造成防水功能失效；

我们知道，在屋面结构层上进行园林建设由于排水、蓄水、过滤等功能的需要，屋面种植结构层

远比普通自然种植的结构复杂，而防水层一般处于最下面一层。如果一旦防水层被穿透而进行维修时，将导致运作良好的其他各层被同时翻起，增加不必要的直接维修费用。同时，维修过程中所需材料、机具的搬运及运输而影响建筑物的正常运作，建筑物所有者为保持清洁和形象而导致的间接损失不可估量。

2．防止植物根穿透结构层而造成更为严重的结构破坏；

在没有植物根阻拦措施的情况下，屋面所种植物的根系会扎入屋面突出物（如电梯井、通风孔等）的结构层、女儿墙而造成结构破坏。这种破坏一方面来讲不仅比第一种情况会增加更多的维修费用，而另一方面这种破坏如不及时补救，将会危及整个建筑物的使用安全。

综上所述，从经济和安全角度考虑，植物根阻拦层的设置对于花园屋面的建设是不可或缺的。如果忽略植物根阻拦层的设置，将造成因小失大的严重后果。

屋顶绿化排水的问题

如果建筑师或者景观设计师想要在屋面上设计一个屋顶花园，那么首先要想到的问题就是荷载，其次就是排水的问题如何解决。

屋面上排水的方式有很多种，常见的是1）排水沟和设置下排水口；2）屋檐边上设置的雨水管；3）虹吸式排水等等

通常建筑物屋面找坡层为2%左右（这里所说的是平屋面的情况），排水方向垂直于排水沟，这样的设计对我们来说是很方便的，我们可以在排水沟中防上一些卵石，或者珍珠岩等颗粒性渗水材料，上面整铺蓄排水盘，这样做的意义是蓄排水盘上层的土壤和植物层不会在重力的作用下将蓄排水盘压到排水沟中或者局部出现坍塌的情况。而当我们遇到下排水口的时候，我们就需要注意了，蓄排水盘遇到排水口需要相应的留出位置也就是说需要切割一个比排水口稍大的洞口，因为排水盘的上面要设置一个检查口（Inspection Chamber），以便于以后对排水口的检查和维修，另外还可以检查蓄排水盘中的蓄水量。假如屋面上没有排水沟只有排水口那么解决方法就变得更加简单，只需预留出检查口的位置就可以了。

对于屋檐设置的雨水管排水和虹吸式排水稍微会复杂一些。我们需要计算屋顶排水量。参照建筑给排水设计手册，北京地区降雨历时5min的暴雨强度（升/100平方米秒），参照工业企业特征p的取值，即建筑物的复杂程度和用途，选p=5的情况可以计算出北京地区100平方米最大暴雨5分钟的水量为1518升。然后设计人员参照所选用的蓄排水产品的排水量进行计算，看看屋面的雨水管设置是不是能够满足要求。

其实现在纵观国内的排水产品，多数产品只有排水功能而没有蓄水功能，其实对于屋顶花园来说，蓄水能力和排水能力同样重要，因为暴雨会是对屋顶绿化系统的最大考验，优秀的蓄水能力将能够减小暴雨对屋面排水系统的巨大压力，同时还可以储存一部分水分作为植物的养分。所以希望设计师可以选择一些具有良好排水性并且可以储存一部分水分的排水系统。

自然原土不适合用于屋顶绿化

本人经常接触到屋顶绿化的项目，经常会有业主从节约成本的角度要求使用自然原土作为屋顶绿化的基质材料，其实自然土壤根本不适用于屋顶绿化。

自然土壤的荷载过大，1800kg/平方米，以10厘米土壤层计算下来一平方米土壤就需要180kg，在屋面宝贵的荷载范围内就占据了很大的比例。而火山岩土壤完全保水之后的容重只有500kg左右，同样以10厘米的厚度计算一平方米只需要50kg；自然土壤颗粒细密，密实度大，如果遇到自然降雨，雨水很难迅速进入土壤更别说可以渗透到下面的蓄排水系统中，我们希望看到的整体排水又变成了地表径流。

其实现在屋顶绿化专用的土壤也出现了很多种，比如：腐殖土加入陶粒、火山岩土壤等等。原则上都是使用轻质的人工基质加入一些直径在5-8毫米左右的轻质颗粒物，比如常见的粘土砖破碎的颗粒、蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土颗粒等等，目的就是增加基质层中的空隙率加快水的渗透速度同时减轻荷载。