海绵城市背景下的屋顶绿化营建研究

张佳

摘 要：海绵城市是我国城市建设发展的重要战略。屋顶绿化作为建设海绵城市的重要技术之一，在寸土寸金的城市空间里，成为城市增绿扩水的必要措施。屋顶绿化通过发挥雨水源头控制和净化处理等功能，对海绵城市的水系统调节起到了重要作用。因此积极探索海绵城市背景下屋顶绿化的营建具有重要的现实意义。

关键词：海绵城市；屋顶绿化；营建

1 屋顶绿化对于海绵城市建设的作用

海绵城市建设是通过统筹协调雨水的蓄存、净化、排放，来实现系统的雨水管理与资源利用。屋顶绿化作为海绵城市建设的技术之一，通过截留屋面雨水，从源头处理，减小地表径流，缓解排水管道压力，有效降低城市内涝频率；同时还能蓄存净化雨水，增加空气湿度，抑制城市热岛效应，改善城市气候。

1.1 屋顶绿化对雨水径流的影响

降低城市地表径流系数最有效的办法就是增加城市绿化面积，在城市建设用地日益紧张的情况下，屋顶绿化是增加城市绿地面积的有效途径。根据相关测算，屋顶绿化可以使雨水流速降低 57%～87%，屋顶径流系数减少到非屋顶绿化的0.3，使排水强度降低70%，对雨水有一定截留作用，有效缓解城市管网的排水压力。

1.2 屋顶绿化对雨水净化的处理

土壤对雨水有明显的净化作用。常规的建筑物屋顶，如水泥砖、石油沥青屋面等均对雨水存在不同程度的污染，通过实施屋顶绿化可以有效隔绝沥青等屋面材料对雨水的二次污染，大幅度削减雨水中的悬浮物，同时通过土壤层中微生物降解所蓄集的污染物以净化雨水。

2 海绵城市背景下的屋顶绿化的营建

2.1 屋顶绿化形式

屋顶绿化按照屋顶荷载、种植方式的不同，可分为简单式屋顶绿化和花园式屋顶绿化。

2.1.1 简单式屋顶绿化

简单式屋顶绿化是保护建筑物和防水层非常快捷有效的方式。简单式屋顶绿化主要通过耐旱性宿根地被和匍匐型攀缘植物进行覆盖式的绿化来保存雨水、减小径流，减轻城市污水处理系统的压力。其种植土层厚度通常6cm左右，可适当配置低矮灌木，荷载最低仅需要1.0kN/㎡，且养护成本低，每年养护的工作时间不到1min/m2。其在德国、美国和新加坡等发达国家已经形成了模式化的处理方式，适合大规模的屋顶绿化。

2.1.2 花园式屋顶绿化

花园式屋顶花园有土层厚、可达性好、承载力高、植物选择范围广、造价高、维护成本高等特点。其绿化方式主要采用小乔木、灌木、地被植物结合的复层植物配置，在荷载允许的位置可配置园亭、花架、山石等景观小品。其屋面荷载不能低于3.0kN/㎡，在防水、防根穿刺、排水、土壤厚度、植物配合和空间组合方式上都较为复杂。花园式屋顶绿化的设计限制条件多，功能要求多，且空间多为亲人空间，需要在小尺度环境下进行多种创造，营造耐人寻味、经得起推敲的空间环境。

2.2 屋顶绿化设计

2.2.1 屋顶绿化设计形式

屋顶绿化的设计形式主要根据实际环境条件、屋顶绿化类型等进行科学理性选择。屋顶绿化的艺术构图形式主要有：自然式、规则式和混合式。自然式布局是将屋顶绿化的地形、景石、建筑小品、水体、植物等造园要素做自然式组合协调搭配，空间序列追求开合收放组合变化，植物配置讲究季相变化，立面形式上注重高低错落形成丰富的景观层次和富有变化的林缘线和林冠线，营建疏密有致、移步移景的自然式景观空间环境。规则式布局具有装饰性的景观效果，它强调秩序和动态的变化，在植物配置上可以形成有规则的，有交替、有层次的组合，多采用不同的色彩的植物搭配，所产生的景观效果追求形式上的秩序，形成有韵律、有节奏的规则式景观空间环境。混合式布局兼备自然式布局和规则式布局的特点，很注重自然与规则的协调与统一，讲究景观的互融性，在空间构成上可以协调变化与统一，不过于强调景观的连续性，而更为关注节点的变化。

2.2.2 屋顶绿化植物选择

在屋顶有限的面积内，各类植物所占比例在50%一70%以上，所以植物的科学选择合理配置很重要。这牵涉到设计的艺术性、植物的成活率、后期的养护管理以及根系对于楼板的影响等诸多方面。由于屋顶的承载能力、防渗漏等方面的要求，并且立地条件差，使得植物选择有一定的局限性，故在植物选择上需要注意，一是宜选择须根发达的植物，不宜选用根系穿刺性强的植物，防止植物根系穿透建筑防水层；二是宜选择易移植、耐修剪、耐粗放管理、生长缓慢的植物；三是宜选择抗风、耐旱、耐高温的植物。四是宜选择抗污性强，可耐受、吸收、滞留有害气体或污染物质的植物。

2.3 屋顶绿化构造层设计

植物生长需要一定的生长空间，特别是根部，作为植物体的重要器官，其生长环境决定了整個植物体生长的优劣。屋顶绿化是在人造地面的绿化方法，在建筑物可能的荷载范围的前提下，根据气候特点、屋面形式和种植种类，决定其构造层的设计方法。

典型的平屋面绿化基本构造层次包括：建筑结构顶板、绝热层、找坡（找平）层、普通（建筑）防水层、耐根穿刺防水层、保护层、排蓄水层、过滤层、种植基质层、植被层。建筑防水保护层若采用细石砂浆材料时，应在防水层与细石砂浆保护层之间设一道隔离层防止屋顶植物的根系侵入防水层，破坏房屋的屋面结构造成渗漏；排蓄水层的设计是为了改善屋顶栽培基质的透气性，其次是储存并排出多余的水分是来保障植物生长；过滤层材料应选择既能透水，又能过滤阻隔土壤下渗，经久耐用的材料；种植基质层由蛭石、珍珠岩、泥炭等与腐殖质、草炭土、沙土配制而成，提供植物生长养分，基质层上可铺设陶粒等材料保护栽培基质不被风雨带走。

2.4 屋顶绿化种植基质选择

种植土是植物生长的基质，也是营养水分的来源，而屋顶绿化建设要满足屋面荷载的要求，土层厚度、有效土壤成分都收到局限。因此，在屋顶花园的营建中，选用配置轻量、保水、透水性稳定的种植基质是屋顶绿化关键技术之一。

种植土层的厚度需要根据植物种类、栽培的目标来设计。对于草坪、地被，种植土厚度不宜小于10㎝，小型灌木不宜小于30厘米，大灌木不宜小于50厘米，小乔木不宜小于60厘米，大乔木不宜小于90厘米。

屋顶绿化种植基质的选择与地面绿化不同，为了满足荷载要求，需要选择肥力相对贫瘠、透气、排水性能良好且饱和水密度低的基质，减少花灌木快速生长所造成的荷重增加。常用的种植土包括有：田园土、改良土和无机种植土，其饱和水密度、有机质含量、排水速率等都不相同。改良土相较田园土更轻、排水性更高，其配置是在自然土壤中加入轻型材料，减轻荷重，提高基质的保水性和通气性。其配置比例可根据建设情况、植物生长需要调整。不同轻型材料的配比，可以使屋顶绿化在有限的荷载条件下营造不同的景观效果。

4 结束语

屋顶绿化作为海绵城市建设的技术之一，具有广阔的运用前景，它是城市发展的生态补偿方式，也是新型的城市绿化方式，它能有效解决日益消减的绿化用地与建设生态型城市发展的矛盾。但受屋面顶板荷载和高空恶劣气候条件制约，屋顶绿化成本、施工、技术要求高，对营建可持续、高水准的屋顶绿化的推广和普及还存在一定困难，随着新技术、新材料与园林设计的不断融合发展，屋顶绿化营建将突破其局限性，实现多样化，充分发挥城市雨洪管理中的积极作用，为城市带来更好的生态效益。

参考文献：

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[2] 叶加嵘.城市园林绿化中海绵城市技术的应用[J].江西建材，2017（2）：211～212.