屋面种植设计及施工核心要素解析

屋面种植设计及施工核心要素解析

Analysis on core elements of design and construction for roof planting

解放军第309医院生态建设办公室   郭德豪

    天津海泰市政绿化有限公司     赵景耀  

     北京丽泓世嘉屋顶绿化科技有限公司  马丽亚  

【摘要】屋面种植是指在建筑物表面如屋顶、阳台（露台）、室内、地下停车场等非土壤界面营造与自然相近的地形、土壤层种植植物。屋面种植要综合考虑气候环境、建筑环境、种植介质、植物配置及养护管理等诸多方面因素。本文着重建筑设计施工核心要素--荷载、防水及排水三方面加以解析。

【关键词】种植屋面；设计与施工；要素

【Abstract】cultivation refers to the building roof surfaces such as roofs, balconies (terrace), indoor, underground parking and other non-soil interface, creating a close and natural terrain, the soil layer of growing plants. Roof planting should be integrated to consider climate and environment, the built environment, growing media, plant configuration and maintenance management, and many other factors. This article focuses on the core elements of building design and construction - load, water and drainage in three areas to be resolved.

【Key words】planted roof; design and construction; factor

1、引言

城市发展建设的同时，动、植物生存空间减少了，加之自然植被被破坏引起生物物种的减少，很大程度上破坏了城市生态系统的稳定与均衡。同时，建筑屋面及立面强烈的热辐射所导致城市热岛效应日益加剧，硬质路面使得雨水汇入城市污水系统，地下水得不道有效补充，地下水位降低。给环境也来了许多负面影响。在现代化进程快速推进的今天，人们面对赖以生存的环境已充分认识到所面临的重要问题，并积极寻求对策与自然和谐发展。在城市建设与绿化用地不足的大都市，人们渐渐把目光投向屋面种植。

屋面种植是指在建筑物表面如屋顶、阳台（露台）、室内、地下停车场等非土壤界面营造与自然相近的地形、土壤层种植植物，并进行有效的持续的管理。借以开拓绿色空间，美化环境，使人与自然和谐发展。

2、屋面种植设计及施工核心要素

屋面种植要综合考虑气候环境、建筑环境、种植介质、植物配置及养护管理等诸多方面因素。但在建筑设计施工方面其核心因素主要有以下三个方面：荷载、防水及排水，下面就此三方面加以分析。

2．1结构荷载

    种植屋面结构荷重主要包括种植介质、植物材料、园林小品以及人员活动四方面。 在结构荷载测算时,要注意选择种植介质饱和水状态时的容重，同时要适当考虑施工过程介质材料沉降系数所增加的荷重。一般介质的沉降系数约为0.2~0.3。例如，选择1米深的壤土种植，那么种植土的荷重范围可计算为：1500*1.2(1.3)~1800*1.2(1.3)。不同种植介质单位容重见表2.1.1。

表2.1.1  不同种植介质单位容重对照表

另外，在植物配置设计过程中，植物材料总重量分为地上部分和包括土球的根部重量之和。特别是高大乔木，既要核算树木其自身的重量，还要充分考虑随着树木的生长所增加的荷重。一般情况下，树高增加2倍，需10年时间，重量增加8倍，因此要考虑到10年以后的荷重。由此可见，屋面种植不同于土地上的绿化，应有效控制树木快速生长。解决荷重增加途径之一是选用轻量的、透气性能良好并肥力相对瘠薄的种植介质，途径之二是在屋面种植土深设计时，应选择植物生存的最小土深。表2.1.2列举了各类植物生长与生存最小土深借以参考。当在屋面种植出现荷载不足时，可采取选用轻型种植介质取代重量土壤介质。但在选取不同介质搭配时，一定注意介质渗透系数的递增次序，既选择渗透性能好的介质垫在下层，避免排水速率倒置产生的淤积问题。

表2.1.2  植物生存、生长最小土深对照表（mm）

2．2 建筑防水

种植屋面依据规范要求作二道柔性防水设防，上道必须选择具有耐根穿刺防水材料，下道可选普通防水材料。种植屋面防水材料应重点选择满粘型，防止串水无法确认漏水点。另外，种植屋面不能设计成防水保温倒置式。种植屋面耐根穿刺防水设计选材可参考《种植屋面防水技术规程》

2．3 建筑排水

    屋面种植要在种植介质层下设置排水层。在集中强降水时，排水通透性差的土壤处于超饱和状态，瞬间荷重大大增加。故此，在屋面种植选择种植介质时，应着重选择排水渗透效果良好的介质材料。表2.3.1列举出不同种植介质排水渗透速率，仅供设计选择时参考。

表2.3. 1  不同种植介质排水渗透速率对照表

屋面种植排水设计要充分考虑建筑顶板的找坡泛水条件及市政排水管井的分布情况。为简洁明了，现将不同建筑基础状况的排水设计以图解方式加以说明。详见图3-1种植屋面排水技术选择及应用。 大体分为三种情况：⑴ 当满足找坡泛水建筑规范条件下可选用满铺≥20mm厚排（蓄）水板；⑵ 当建筑顶板无找坡泛水情况下，最好选用砾石结合盲管铺设，若荷载不足，可选用陶粒或轻型排水无机介质结合铺设盲管；⑶ 反梁结构排水分为内排或穿梁两种状况，穿梁情况下可选择砾石结合盲管铺设，若荷载不足，可选用陶粒或轻型排水无机介质结合铺设盲管；内排水设计可选择满铺≥20mm厚排（蓄）水板。在此重点说明一下，当雨漏设计处于种植区域时，必须要设置雨水观察口，借以检查排水是否通透，同时避免被植物根系堵塞。

                       图3-1种植屋面排水技术选择及应用

3、结论

综上，屋面种植无论是设计还是施工，必须遵循安全与定量的核心原则。首先，安全原则方面，应严格把关建筑荷载、防水、排水的安全保障措施。从建筑设计的初级阶段，就应根据所需配置的景观效果测算结构的荷载需求，并结合防水阻根材料的选择及系统排水设计将建筑基础问题进行系统调配。

其次，定量原则方面，无论是园林景观设计还是施工，都必须详细核算所设计选用植物材料和景观小品等装饰材料等的荷重指标，一定要严格执行定量标准，尤其不要忽视树木快速生长增加荷重问题。

第三，就植物配置方面，应充分应用乔、灌、草或多种景天科植物搭配相结合，以丰富景观效果，同时使得种植屋面人工生态群落更趋于稳定平衡。