日本屋顶花园技术分析.doc

日本屋顶花园技术屋顶花园是城市绿化建设中新兴的最有潜力的绿化方式之一以目本福冈市的福冈台阶状屋顶花园为例介绍了日本屋顶花园技术说明了日本屋顶花园发展的水平在借鉴国外先进经验的基础上结合我国的实际情况旨在为我国屋顶绿化技术的研究与发展提供参考城区中园林绿地的数量与质量是影响城市环境的重要方面但在城市建成区内特别是在城市中心建造园林绿地不仅耗资巨大而且困难重重因此对于已有建筑物与待建建筑物的屋顶进行园林绿化就成为补充市区绿地不足的可行方法之一屋顶绿化的意义很大它不仅可以增加城市绿地面积还可以改善城市建筑集中地的生态环境近几年来我国的屋顶绿化与屋顶花园发展十分迅速但在营造技术推广等方面还存在着诸多问题本文以日本为例对屋顶绿化的技术及研究现状作一简单的阐述以期为我国屋顶绿化技术的发展提供参考屋顶绿化的基质与屋顶荷重基质由于屋顶花园是建造在构筑物上面和大地完全隔离没有任何的连续性因此在构筑物上面堆积土壤没有地下毛细水的上升作用土层的厚度也受到局限有效的土壤水分容量小同时由于土层薄受到外界气温的变化和下部构造传来的热变化两种影响土温变化大屋顶种植区由于受到屋顶承重排水防水等条件的限制轻量保水透水性稳定可持续利用的屋顶绿化基质的开发一直是屋顶绿化技术的重点在屋顶花园的普及中各国都根据自己的气候特点及实际情况特别是针对一些承重条件要求比较严格的建成屋顶的改造问题制定了土壤开发的性能和指标开发了相应的屋顶栽培基质目前比较常用的屋顶轻质材料有草炭珍珠岩蛭石等日本的人工轻量土栽培技术处于世界领先水平年日本桥高岛屋屋顶花园的改造过程中第一次使用人工土壤是日本改良土壤法人工土壤法的开始到年人工轻量土得到普及形式多种多样表现在日本已形成自然土壤法改良土壤法人工轻量法和薄层人工轻量法这几种屋顶绿化模式图可以看出从自然土壤法到薄层人工土壤法屋顶绿化的栽培基质在向着轻质薄层保水的方向发展我国在世纪年代开始屋顶花园及相关技术的研究年代开始对珍珠岩蛭石等无机物料和泥炭木屑等有机物料理化性质进行过测定但近几年才开始研究用于屋顶绿化的轻量土栽培技术并且仅限于北京上海深圳等经济比较发达的地区例如上海农科院生态保护研究所开展了关于轻型平屋顶绿化技术的研究北京园林科研所在年引进了韩国三逊株式会社的超轻量绿化用无机基质虽然近年来我国的屋顶绿化有了一定的发展但与先进国家相比仍处于起步阶段至今还没有适合地方特点系列化的屋顶绿化技术因此为了推广大面积的屋顶绿化开发适合我国国情气候的屋顶绿化基质势在必行荷载屋顶花园绿化的营造加大了建筑的荷载荷载越大结构材料的断面越大成本也相应提高需要把土壤和植物荷载控制在最小限度并要有防渗漏的处理措施因此在屋顶花园的营造中土层厚度植物重量都需要进行详细的计算土层的厚度在自然土壤中土壤表层以下处分布着的植物根系而以下则分布着的植物根系屋顶绿化由于受到建筑结构承重等因素的影响难以满足植物生长条件根据植物种类栽培的目标可选择适当的土层厚度但对于一些薄层屋顶绿化来说可根据实际情况来确定适宜的土层厚度图树木的重量地上部的重量树叶重量为树干重量乘以增重率即其中树木地上部的重量目测直径树高树干形状系数因树种树龄而不同估算时约为树干单位体积的重量依树叶多少的增重率地下部的重量图根坨直径通常根部直径目测直径根坨形状系数每单位体积根坨重量种植模式的建立根据不同建筑的允许荷重应因地制宜地建立适合本国本地区的屋顶栽培模式解决屋顶绿化的技术问题日本长期以来提出了建设节能循环环境共生型城市目标经过多年的研究已建立了适合不同荷重不同气候特点的屋顶种植模式以人工轻量法为例说明屋顶种植模式的建立表可以看出对于屋顶绿化的不同形式分别选用不同厚度的基质层排水层然后选择不同植物计算屋顶的荷载通过这些严格的选择确定适合的屋顶绿化方法屋顶种植层的构造技术典型的屋顶种植层由排水层过滤层以及植物的栽培层构成排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而又价格低廉的材料基于以上的要求以及屋顶绿化的条件用于屋顶绿化的排水过滤防根等新材料的开发成为各国研发的热点传统的人工渗排水结构由粗砂滤层砾石排水层和盲管沟组成为了减轻建筑顶板的荷载在建筑的屋顶上用容重较轻的不同粒径的陶粒来替代粗砂和砾石这种构造只适用于种植草坪和花卉近年来研制了新的渗排水板材这种排水板具有对上部土层的支撑作用它的多孔结构还能将土层中多余的水渗漏到板层下并通过排水管排走近年来我国也开始有了自己的产品一类是橡胶制品片状板上凸起梅花形分布的粒柱利用粒柱间隙排水另一类是热熔性聚丙烯制成连续长纤维状的多孔型人工合成材料有片材和管材俗称塑料排水垫和盲沟利用丝条间小空隙排水常见防水层的种类和铺设方法如图植物材料的选择屋顶种植环境的特殊性限制其植物种类的选择和应用建筑屋顶的种植由于隔断植物与大地的连接植物缺乏持续的养分水分的供给调节加之屋顶上光照强风速高空气湿度变化大抗旱耐瘠薄植物是屋顶绿化植物的首选欧洲在屋顶绿化植物研究方面一直处于世界前列德国在建筑物大面积植被化的研究中就曾对植物选择及其屋顶绿化技术进行过深入研究年德国将佛甲草垂盆草等景天科植物用于屋顶绿化中并在世界各地得到了应用与推广在近年的屋顶绿化植物选择过程中约种含品种植物成功地应用于基质厚度以下的屋顶绿化中其中景天类植物约种占总数的成为薄层屋顶绿化植物的最大群体日本借鉴引进德国的先进经验也开发多种屋顶绿化植物目前有约种景天科等多肉植物用于屋顶绿化其中的十几种已经有了成熟的绿化栽植模式中国的上海深圳等地用于屋顶绿化的佛甲草垂盆草已经形成了一套栽培技术在当地得以推广并取得了良好的效果成都市屋顶绿化目前实际采用的植物材料有多种其中最常用的有多种屋顶绿化的灌水问题生态节能粗放型的屋顶绿化一直是各国追求的目标屋顶上有限的土壤层使植物根系的可用水与露地相比大大减少特别是对于干燥年降水量小的地区屋顶绿化的灌溉也成为关键问题屋顶的灌水方式有表面灌溉地中灌溉和底面灌溉种表面灌溉也就是简单的人工浇水地中灌溉中最为常见的是滴灌这两种方法工程量需水量大但优点是简单易行底面灌溉更适于容器绿化屋顶绿化的防风对策位于高层的屋顶风速要比地面大加之有限的土层厚度种植乔木容易被风吹倒特别是对于一些多风的国家和地区目前常用的几种防风方法如图屋顶花园实例以日本福冈市的福冈台阶状屋顶花园为例福冈台阶状屋顶花园位于福冈市中央区天神地区建筑福冈内有写字楼商店等民间设施以及福冈交响乐演奏礼堂国际会议中心等具有国际性文化性信息性的公共设施为了建造能够使台阶状屋顶花园与建筑南侧的公园连为一体的绿化空间设计者有意把整个建筑的处理为地下空间把地上层的台阶状屋顶设计为屋顶花园设计概要把建筑福冈的台阶状屋顶当成一座山体处理以花鸟风月为主题表现春之山夏之荫秋之林冬之森植物季相变化的空间使南侧公园的绿化植被与台阶状屋顶的混植植被融为一体图每一层植被由台阶屋顶植被与栽植于下一层墙体上容器内的植被组成整体上仿佛山脊植被与山谷相连竣工数年后植被已经郁郁葱葱在城市中央形成了座绿色的人工山林成为福冈市民娱乐休憩的理想空间种植设计以位于京都的皇室园林修学院离宫斜坡上的台阶状大块混植为蓝本在从层到层的台阶屋顶上利用种混植手法种满了枝叶色彩富有变化的常绿树与落叶树同时每年都有鸟类带来的植物种子落在此地现在树木种类已经达到余种随着树木的生长发育植物景观日益丰富技术试验调查施工之前对人工土壤的性能排水系统灌溉系统树木支柱保护景观台阶花园的管理等进行了预备试验建成后还进行了人工降雨试验在经历多次的台风危害以及年夏季大干旱后植物依然生长茂盛是日本屋顶花园技术的成功展示和优秀范例对土壤的比重经年变化保水性能排水性能耐风性能支柱防止飞散管理施工等项目进行了综合试验后选择了质轻保温与保水性优良的人工土壤屋顶的雨水通过土壤渗透到下一层台阶最终到达地面而被排掉另外台阶状屋顶花园建成后没有进行过人工灌溉现已达到了近于无灌水无农药无肥料的生态型管理要求施工过程铺设耐压透水通气板对于人工栽植基盘的绿化来讲排水与通气是最重要的条件在长期土壤干燥的情况下可以通过灌溉来解决但土壤过湿会对植物的生长造成危害土壤的排水性与通透性具有直接的关系所以铺设耐压透水通气板是屋顶花园施工时最主要的作业之一同时该层也具有一定的防止植物根系穿透的作用铺设透水无纺布透水无纺布对调节水分与空气的流动具有重要作用并可以防止土壤颗粒的下渗一般需要铺设屋顶绿化面积的即如果绿化面积为的话则需要铺设透水无纺布填入特制栽培基质先填入一层排水层再填入特制栽培基质充分浇水后进行轻轻碾压栽植植物多把盆栽苗木从盆钵中移出后连带土坨一并栽植铺设表层保护基质特制栽植基质为白色粒状物在栽植植物的缝隙铺设的表层保护基质降低环境负荷竣工以来有关的大学研究室与技术研究所对台阶状屋顶花园的热环境进行了调查夏季水泥屋顶的温度比有绿化的部分高出余摄氏度栽植土壤的地温也比气温低近绿化还降低了室内温度建筑各侧的气温以有台阶状绿地的南面为最低这是由于屋顶花园植物的降温作用所致由于屋顶绿化所使用的人工土壤具有优良的保温性与保水性降低了空调的负荷由植物的蒸腾作用带走热量抑制了周边气温的上升台阶状屋顶花园不仅创造了城市中优美的景观还降低了环境负荷同时抑制了日益严重的城市热岛现象栽植植物种类竣工时共栽植植物种后来由于追加以及鸟类的带入现在已经达到种以上其中常绿混植树种种半常绿混植树种种常绿落叶混植树种种落叶混植树种种混植修剪绿篱树种种台阶下部混植树种种小乔木种藤本匍匐植物种大面积栽植树种种地被植物种最下层栽植树种种另外从年追加补栽的树种种由鸟类粪便带来的植物种对我国屋顶绿化发展的探讨屋顶绿化合理地配置利用城市的上层空间增加城市的绿化面积提供了新的生活休闲场所为城市绿化建设开辟新的蹊径但由于其特殊的环境对施工技术的要求高在推广和普及方面有一定的难度借鉴国外的先进经验引进国外的先进技术总结经验结合我国的实际情况开发适合我国的屋顶绿化技术已经势在必行对主要城市现有的可绿化屋顶面积进行普查掌握可进行绿化空间的现状同时对城建项目与居住区屋顶绿化制定推动鼓励政策与编制相应的标准和统计指标开展对屋顶绿化技术及其绿化效果的科学研究研究发展新型屋面绿化构造系统与材料推广将保温防水排水等功能整合的屋面做法形成完善的屋顶种植模式加强对屋顶绿化高科技产品的研究鼓励研究开发高新技术与材料如人工轻型土壤新型蓄排水材料高效绿化种植水性化肥高效阻根性防水材料渗水砖等在屋顶绿化与屋顶花园的建设中推广乡土植物应用乡土植物对当地的气候有较强适应性特别是在环境条件相对恶劣的屋顶选用乡土植物易于栽培管理另一方面屋顶绿化作为城市绿化的一部分可以反映一个城市的地域文化内涵而乡土植物的选用最为恰当提高对屋顶绿化重要性的认识建立面向一般市民开放的屋顶绿化与屋顶花园示范区结语屋顶绿化使传统的地面绿化上升到立体空间是一种融建筑与绿化技术为一体的综合性现代技术随着城市化的进程建筑设施与绿化争地的矛盾日益突出屋顶绿化技术的应用可充分利用城市空间改善城市生态状况美化城市环境缓解城市热岛提供更多的休闲空间我国从世纪年代开始屋顶绿化及绿化技术的研究但至今仍处于起步阶段对于种植层的构造植物种类的选择缺乏完善的技术和筛选的标准对于屋顶绿化改善环境的作用缺乏科学的评价和正确的认识同时由于气候经济等因素的影响屋顶绿化的发展很不平衡目前屋顶绿化现状与城市环境建设的发展不相适应植物景观形式和种类不够丰富开发适于不同功能需要的屋顶绿化形式增加屋顶绿化植物丰富度还需要做更多的工作