屋顶绿化与雨水回用设计

图 ３ 屋顶绿化雨水回用整体设计示意
参考文献： ［１］（德）瓦尔特·科尔布， 塔西洛·施瓦茨著．屋顶绿化［Ｍ］．沈阳：辽宁科学技术出
版社， ２００２． ［２］张国勋， 张建荣．种植屋面工程的设计与施工［Ｊ ］．建筑技术， ２００４． ［３］赵定国．屋顶绿化及轻型平屋顶绿化技术［Ｊ ］．中国建筑防水， ２００４．
２． １ 屋顶绿化排水设施与基质材 料的选择
就屋顶绿化本身而言， 需要解 决本身的防水与排水， 以免发生漏 水现象。一方面屋顶绿化需要水， 植物的生长离不开水； 同时又不能
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有太多的水， 防止植物涝死和超过 屋 顶 的 荷 载 限 制 。这 个 问 题 很 多 学 者和科研人员已经研究得非常深 入， 结合实际操作， 总结出了比较 合适的屋顶绿化材料的取材和注 意事项（ 图 １） 。
过滤层， 防止土壤随着雨水流 失， 保持土壤不流失和防止堵塞蓄 排水层的空隙。
蓄排水层， 原先一般由块石、 卵石组成， 但随着科技发展， 现今 出现了许多轻质材料， 比如聚苯乙 烯卷材来代替密度较大的块石与 卵石。
隔根层， 保护屋顶的结构不受 植物根系的破坏， 保证生态绿化的 同时， 满足最根本的居住安全问 题。
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在屋顶设置一个调蓄池， 通过 收集较多的雨水后， 经过土壤净化 预处理的雨水， 作为屋顶绿化的浇 灌与园路等冲洗之用； 对于过多的 雨水， 可以通过调蓄池的溢水管而 通往地面， 在此， 要考虑到让雨水 尽可能多在地面滞留， 以回渗到地 下， 而且还要考虑到地面如何造 景； 对雨水的净化设施的设置， 也 得充分考虑， 使出来的水在进入景 观前， 已经达到景观用水的标准。 这里就小区居住环境的屋顶绿化 雨水回用系统作一简介， 见图 ２、 图 ３。
计算水景的管径以及选定水泵， 这 里尤其要注意的是， 设计后的水景 水的需要量不得大于蓄水池的储 水量。
按此种方法， 多种建筑单体可 以联合形成更多的雨水利用形式， 从而形成小区的湖泊湿地， 大型喷 泉水景等等。这样有利于小区水景 的营造Hale Waihona Puke Baidu 净化水质， 使雨水回渗到 地下。
３ 结语
屋顶绿化经过技术改造后， 不 仅仅起到排水， 而且起到去除雨水 中 的 污 染 、蓄 积 雨 水 、缓 慢 排 除 雨 水、雨水水质净化等一系列作用， 从而为城市雨水回用开辟了一条 生 态 的 、可 行 的 途 径 。
（ ２） 计算雨水的流量 Ｑ。 根据公式 Ｑ＝ ＣｉＡ， 可以得出 Ｑ＝ ０．１ｍ ／３６００ｓ ×２０００ｍ ２×０．３＝ ０．０１７ｍ ３／ｓ 。 （ ３） 计算蓄水池所需体积 Ｖ。 根据实际情况， 我们需要将实 际体积比理 论 体 积 放 大 ０．１５ 倍 ， 从而收集更多的雨水， 即： Ｖ ＝ ０．０１７ｍ ３／ｓ ×６０ｍ ｉｎ × １．１５＝ ７０ｍ３。 （ ４） 计算调蓄池的容量 Ｖ。 根据屋顶绿化的用水量进行 计算， 按每平米每次绿地的用水量 １．５Ｌ， 一 天 喷 灌 两 次 计 算 ， 则 屋 顶 绿化用水量 Ｑ ‘＝ １．５Ｌ／ｍ ２·次×２ 次 ／ 天×２０００ｍ ２＝ ６０００Ｌ／ 天。 调蓄池按一天屋顶绿化用水 量计算， 同样类同蓄水池将实际体 积放大 ０．１５ 倍， 则调蓄池所需体 积 Ｖ‘＝ ６０００Ｌ／ 天×１ 天×１．１５＝ ６．９ｍ３； 再根据屋顶荷载限制， 调整 屋顶蓄水池的底面积， 尽量靠近承 重墙或支撑柱， 以满足水的重量对 屋顶荷载的增加。 最后， 按照水景设计的需要，
地区强降雨的蓄水池； 从屋顶排水 管下来的雨水先蓄存在蓄水池中， 如果降雨强度过大， 可以通过蓄水 池池壁上的溢水管， 把雨水排放到 建筑外的土地上， 从而使雨水回渗 到地下， 以补充地下之水； 在蓄水 池边设置泵房， 通过泵房， 把蓄水 池收集到的雨水进行两部分利用： 一部分是上提到屋顶， 存入调蓄 池， 供屋顶绿化和屋顶冲洗； 另一 部分是利用蓄水池中的多余雨水， 输送到小区中的水景设施处， 以供 水 景 用 水 。蓄 水 池 中 的 雨 水 一 旦 超 过容量后， 就可以通过位于池壁上 的溢水管排出， 从而回渗到小区内 的地面上， 或者连接到小区里大型 的人工湿地， 使多余的雨水得到更 大的利用。
随着城市建设的发展， 人们对 居 住 环 境 的 要 求 越 来 越 高 。作 为 城 市的屋顶绿化， 在美化生态环境方 面， 起着重要的作用。然而， 屋顶绿 化以前仅仅局限于排水设计， 很少 考 虑 到 雨 水 回 用 的 问 题 。现 今 城 市 的地面日益稀少， 雨水很少能渗到 地下， 从而使城市的地下水位日益 降低。
（ ３） 杜绝了沥青等屋面材料 对 径 流 雨 水 的 污 染 。屋 顶 绿 化 几 乎 可 １００％ 削减这部分污染负荷， 还 可大幅度削减屋面雨水中的 ＳＳ。 １． ２ 屋顶绿化可以有效地削减屋 面雨水径流量
屋顶绿化可使屋面径流系数 显 著 减 小 ， 可 以 达 到 ０．３ （ 见 表 １） ， 屋顶被植被覆盖后， 屋面排水 可以大量减少， 减轻了城市排水系 统的压力。
防水层， 要在保证屋顶不漏水 的前提下， 开展屋顶绿化。因此， 防 水层一般做得十分讲究， 厚度达到 １０ｃｍ 。
屋顶绿化的排水设施与基质 材 料 的 选 择 、雨 水 水 质 处 理 的 效 果 有密切关系， 因此， 这些材料的合
图 １ 屋顶绿化典型结构层
适选择直接影响着雨水回用的水 质。
２． ２ 雨水回用整体方案设计
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屋顶绿化与雨水回用设计
■李胜 张帆
摘 要： 从屋顶绿化的去除污染、削减屋面雨水径流量、储存雨水等三个方面阐述了屋顶绿化对城 市雨水回用的作用， 同时介绍了小区居住环境屋顶绿化雨水回用系统的设计实例， 认为屋顶绿化为 城市雨水回用开辟了一条生态的、可行的途径。 关键词： 屋顶绿化； 雨水回用； 设计
作者简介： 李胜， 男， １９７８ 年生， 浙江平阳人， 北京林业大学城市规划与设计（ 风 景 园 林
方向） ０５ 级硕士生， 浙江林学院园林学院讲师。（ 北京 １０００８３） 张帆， 男， １９７９ 年生， 贵州贵阳人， 北京林业大学城市规划与设计（ 风 景 园 林
方向） ０５ 级硕士生。（ 北京 １０００８３）
该方案中， 屋顶多余雨水的收 集是通过设置在过滤层下方的蓄 排水层内的排水管收集雨水， 开口 处设置的收集管不仅顶头开口， 同 时侧面也开口， 这有利于上方雨水 与 蓄 排 水 层 侧 方 雨 水 的 收 集 。这 里 的过滤层就显得十分重要了， 以防
止土壤颗粒进入管道而形成堵塞。 在居住建筑下层建设适合本
及对地面绿化的延伸等方面， 都发 挥着重要的作用。其中一个重要 点， 应为生态作用， 即屋顶绿化的 雨水回用。
１． １ 屋顶绿化具有去除污染的功 能
屋顶雨水污染主要包括两个 方面， 一是雨水降落前， 屋顶所含 有的污染物， 另一个是雨水降落 后， 屋顶被再次污染。屋顶绿化主 要从 ３ 个方面削减屋顶雨水污染。
２． ３ 设计实例计算
以单体住宅为例， 屋顶可用顶 平 面 面 积 为 ５０ｍ ×４０ｍ ， 即 Ａ＝ ２０００ｍ ２。
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（ １） 计算标准。 该地区暴雨时间为 ６０ｍ ｉｎ， 降
雨 强 度 为 ： １００ｍ ｍ ／ｈ， 即 ｉ ＝ ０．１ｍ ／３６００ｓ ； 屋 顶 径 流 系 数 为 ０．３。
笔者认为屋顶绿化在雨水回 用中， 应发挥更大的作用。本文结 合设计实例谈点体会。
１屋顶绿化在雨水回用中的作用
屋顶绿化的生态价值， 已经越 来 越 被 人 们 所 认 同 。这 可 以 从 许 多 城市， 正积极地投入屋顶绿化中看 出。毫无疑问， 屋顶绿化对涵养水 土 、增 加 空 气 湿 度 、隔 声 、抗 污 染 、 清 新 空 气 、形 成 生 物 气 候 缓 冲 层 以
（ １） 通过屋顶绿化层截留、吸 纳部分天然雨水， 并逐渐利用植物 和人工种植土层中微生物的作用， 降解污染物质；
（ ２） 利用土壤渗透过程净化 天 然 雨 水 中 的 部 分 污 染 物 质 。据 试 验 证 明 ， 当 进 水 浓 度 为 １６０ｍ ｇ／Ｌ 左 右 时 ， ＣＯＤＣｒ 的 去 除 率 可 达 ５０％ 以上；
１． ３ 屋顶绿化可以蓄存部分雨水
屋顶绿化本身就需要用水， 可 以通过种植层与蓄排水层而达到 蓄 存 部 分 雨 水 的 功 能 。据 相 关 试 验 表明， 屋顶绿化蓄存雨水的能力与 种 植 层 、蓄 水 层 的 厚 度 和 材 料 是 密 切相关的， 蓄存雨水的能力也是因 材料而异。
２ 屋顶绿化雨水回用设计
护根层， 一般由直径为 ６－ １２ｍ ｍ 的松木、红木或杉木碎块构 成， 目的是为了保持种植层的湿 度， 减少土壤对热量的吸收。同时 又起着防止植物根茎受到霜冻的 危害， 防止杂草生长以及持续提供 腐殖质， 从而保证种植层始终为疏 松状态。
种植层， 直接影响着屋顶荷重 与 排 水 防 水 、饱 肥 的 性 能 。 最 理 想 的种植层为多孔页岩、多孔板岩、 多孔黏土， 然后再加入经过挑选的 细砂， 混合一定比例的腐殖质， 这 样的材料既能保证土壤有一定的 重量， 又比自然土轻， 而且在屋顶 多风下， 能确保土壤和植物的稳固 性。