一、概  述

 

 

随着现代化城市建设的快速发展，种植屋面受到越来越多的关注。种植屋面亦称绿化屋面，是铺以种植土或设置容器种植植物的建筑屋面和地下建筑顶板。

 

种植屋面是在屋面上种植植物，利用植物的光合作用和蒸腾作用，将一部分热能转化为生物能或散发出去；植物本身的茎叶具有遮阳的作用，遮挡了一部分太阳辐射，使太阳光不会直接照射在屋面面层上；同时，利用培育植物的土壤层或培植基质的热阻与热惰性，降低屋面的传热系数，使室外热量不致过快的传人室内，降低了屋面内表面的平均温度与温度振幅。以上三者共同作用，达到隔热的目的。

 

二、为何做种植屋面？

 

种植屋面是一种良好的隔热保温屋面，它对降低建筑室内的空调供暖负荷、改善室内热环境、调节室外气候、节约建筑能耗具有重要作用。

 

  

减少能源需求

  

减缓城市热岛效应

  

减少雨洪径流

  

增加屋顶防水卷材寿命

  

提高空气质量

  

提高生物多样性

  

增加绿色舒适空间

 

三、分  类

 

传统的种植屋面主要分为草坪式种植屋面、组合式种植屋面和花园式种植屋面。传统种植屋面在使用过程中容易出现因防水层破坏导致屋面渗漏。种植屋面的防水性能直接影响建筑的的正常使用和安全，防水处理一旦失败，必须将防水层以上的排水层、过滤层、种植土层等全部去除后才能找到漏水的原因和部位，防水维修成本较高。

 

新型种植屋面实践，应用了新型的防水涂料和阻根防水卷材，简化传统种植屋面施工工艺，形成了显著的综合优势。

新型种植屋面构造示意

 

 

以该实践为例，新型屋面种植系统的结构直接设置在结构基层，，具有防水和阻止植物根穿透的双重功能。

 

防水卷材以上厚凸凹型排（蓄）水板，可将多余的雨水渗流和植物浇灌多余的水排走，避免植物在生长的过程中出现植物烂根的现象。排（蓄）水板之上是土工布过滤层，可铺聚酯无纺布或是具有良好内部结构、可以渗水、不易腐烂又能起到过滤作用的土工布。

 

 

GB 50345—2012《屋面工程技术规范》明确提出屋面工程的基本功能要求：

  

（1）具有良好的排水功能和阻止水浸入建筑物内的作用；

 

（2）冬季保温减少建筑物的热损失和防止结露；

 

（3）夏季隔热降低建筑物对太阳辐射热的吸收；

 

（4）适应主体结构的受力变形和温差变形；

 

（5）承受风、雪荷载的作用不产生破坏；

 

（6）具有阻止火势蔓延的功能；

 

（7）满足建筑物外观美观和使用要求。

  

 

规范从功能的角度阐述了屋面的构造层次的意义，为不同于传统的种植屋面系统提供了政策性的指导。新型种植屋面相较于传统种植屋面不仅仅在工艺上得到了简化，降低了施工的难度和成本，而且在雨水保持率、屋面荷载、节能等性能方面都有不同程度的优化，具体见表：

 

表1 新型种植屋面与传统种植屋面构造比较

 

既有居住建筑种植屋面宜采用简单式种植或容器种植的方式，在改造前应对屋面的承载力 和防水层作出评估，若原屋面防水层仍然具有防水能力时，可以在原有防水层上增加一道耐根穿刺防水层，两种防水层的材料应可以相容；若原有屋面防水层已不能继续起作用，则应将原有防水层一并去除，铺设新的防水层后，按照承载力计算结果，进行绿化植物的种植。

 

对少数较新的既有居住建筑屋面，种植屋面还可以结合景观，设计成屋面花园的形式。屋面花园的布置形式一般有三种：

 

一种是整片式，即在平屋面上几乎种满绿色植物，主要起到生态功能与观赏功能；

 

二是周边式，即在屋面四周修建花坛、种植绿植，中间部分作为室外活 动场地供游玩与休息之用；

 

三是自由式，即参考中国古典园林的布局形式灵活布局绿植与活 动场地，这种方式形式多样、美观，在高级公共建筑中应用得较多，但是须注重屋面荷载的分布与使用者的需求差异。
 

图3 简单式种植构造和绿化实例

图 4 容器式种植构造和绿化实例

 

四、主要产品

1.节能隔热草

屋顶绿化、海绵城市优选产品，采用无土种植，具有节能隔热草、吸尘治霾、缓解城市排水压力等优良特性。

 

2.营养基质

选用优质泥炭、椰糠以及枯枝落叶等堆肥原料，根据节能隔热草的生长特性，配置适合在屋面生长的专用栽培营养基质。具有良好的保肥性、持水性、透气性以及合适根系生长的PH值。

 

3.过滤层

无纺布经过特殊工艺处理，具有高度保水特性，防止基质层中的细颗粒漏到排水层阻塞排水层及屋顶排水口。

 

4.多功能培育框

采用环保PP材料研制而成，能有效防止基质流失，科学的储排水结构设计,符合海绵城市建设要求。

 

下面以全球屋面绿化公司德国Xeroflor的产品为例，讲述种植屋面系统中各组成的性能。

 

1.预植垫子系统构造

 

 

适用于温暖气候的系统  经济与轻重量系统适合翻新工程 预种植垫使屋面立刻覆绿并易维护 复合材料保水层持久保持水分与营养 减轻重量，适用于斜屋顶

适用于严酷气候的系统  增加基质层以提高保温和减少热量散失从而减低建筑能耗，基质层也保护植物根系免受极端气温的伤害。

适用于生物多样性的系统  在原有景天植物中增加草本、多年生、景观草等植物以吸引鸟类与昆虫。

适用于多暴雨气候系统  将复合保水层与岩棉结合增加保水效果，也是最有效的雨水收集管理系统。

 

2.预种植垫

  

纺织物种植垫

  

快速覆绿

  

 耐久，易收叠

  

 高通透易于根系生长

  

高强度适于斜坡应用

  

良好的抗风能力

 

预种植垫的多种产品设计：

 

尼龙芯材加厚型无纺布 保水，抗拉强度高

尼龙芯材加厚型无纺布 保水，抗拉强度高

 

3.防根穿刺层

  

 阻根效果经德国FLL认证

  

耐化学品和油污

  

轻质，柔软

  

宽幅，减少接缝

  

材质：PE聚乙烯

  

厚度：0.5 mm

  

抗拉强度：> 17MPa

  

撕裂延伸率：>500%

 

4.复合排水层

  

三维立体缠绕聚合物

  

轻质，薄，高流量

  

高通透，利于屋面潮气扩散

  

不同聚合物和形状设计

  

不同厚度和抗压能力

  

灵活复合保水层

 

复合排水层的图样：

 

尼龙芯材加双面无纺布 更保护屋面防水材料

尼龙芯材 无过滤层，经济

丙纶U型加单面无纺布 薄型，抗压

 丙纶格子芯加厚型无纺布 保水层，抗压5.复合保水层

  

超高吸水率

 

保持水分和养分

  复合材料，耐腐，持久  

材质：人造纤维加棉

  

干重：1200 g/m²

  

保水率：7.4 l/m²

 

6.岩棉保水层

  

超高吸水率

  

保持水分和养分

  

复合材料，耐腐，持久

  

材质：岩棉

  干重：1750 g/m²    

保水率：18 l/m²

 

7.配方种植基质

  

配方符合德国FLL要求

  

轻质，耐压，耐久

  

保持水，气平衡

  

根据德国FLL粒径配比

  

透水率：0.6-70 mm/min

  

储水率：35%

  

pH酸碱：6.0-8.5

 

五、屋顶绿化的环境效益

 

1.净化空气

吸收CO₂ ，释放氧气,减少尘埃量3-4倍；

 

2.隔离噪音

降低8-10分贝，减低四成以上；

 

3.保护建筑物

 减少建筑物温度波动，免收紫外线和酸雨腐蚀；

 

4.生态恢复

吸引鸟、蜜蜂、蝴蝶等小型动物，和谐的生态世界；

 

5.绿色营造

给企业带来环保、生态的健康社会形象，扩大影响力；

 

6.资产增值

增加企业或者建筑物15%-20%的价值；

 

7.节约能源

调节室内温湿度，减少空调能耗20%-40%；

 

8.调节温度

减轻城市的热岛效应；

 

9.植物多样性

最小范围内实现；

 

10.暴雨管理

吸收45%-75%的降雨量；

 

11.美化城市

柔和建筑外立面，美化城市立体效果；

 

12.健康保健

调节身心，缓解压力，放松心情；

 

13.生活情趣

打造高品位人生，提供安静、松弛的空间；

 

14.科普教育

带来环保、生态、节水等方面的环保知识。

 

六、屋顶绿化价值

 

1.生态价值

城市屋顶绿化具有突出的生态价值，在吸尘释氧、节能减排、节水隔热、调节局部小气候、降低城市排水负荷、消除城市噪音等方面效果显著，对于缓解城市热岛效应、温室效应、雨涝灾害、雾霾污染以及改善城市面貌等方面具有突出的作用。

表2 屋顶节能绿化每年生态价值分析表

 

2.经济价值

屋顶绿化的经济效益是指屋顶绿化所能带来的可以直接用货币计量的直接的效益。城市屋顶绿化在节能减排、促进碳汇交易和城市垃圾和废弃物循环利用、降低环境治理成本方面优势突出，效益明显。

表3 城市屋顶节能绿化每年经济价值分析表

 

六、结  语

屋顶绿化不仅节能环保，保温隔热效果好，而且可以净化空气，美化环境，改善局部小气候，也可以丰富城市俯仰景观，大大提高城市的绿化覆盖率，是一种值得推广的屋面绿化形式。