论屋顶绿化设计 -以镇江新区科技产业园精英优居屋顶绿化为例

时间：2020-11-11 12:39:52　来源：勤学考试网本文已影响人

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论屋顶绿化的设计――以镇江新区科技产业园精英优居屋顶绿化为例

摘要

屋顶绿化是在各类建筑物的屋顶上造园、种植花草树木，从而达到改善城市环境面貌、提高人们生活质量的目的。本设计根据镇江新区科技产业园精英公寓屋顶的位置、面积、形状、荷载等参数，结合人们行为心理、通过入口、观景和过渡空间划分和视线设计，具体分析了因地制宜进行基础层面、防护层面和装饰层面的设计与施工，包括植物选配，总结了屋顶绿化具有降低“城市热岛”效应、提高水资源的利用和建筑节能效果、净化空气、滞尘降噪、增加生物多样性、提供舒适、环保的工作、生活空间等功能。

关键词：精英优居，屋顶绿化，设计，镇江

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Abstract

Roof greening is building the garden and planting the trees and flowers on various types of construction’s roof, so as to improve the urban environment and the quality of people’s life. This design acts according to the location, acreage, shape and load of the roof greening design of the Elite Apartment of the science and technology industrial park in the Zhenjiang new area, unifies humans behavior psychology with the entrance, landscape, transition space division and the line of sight design. It will be focused on the design and construction of base layer, protection layer and decoration layer according to the local conditions, including the plant selection and summarize the roof greening with the functions including reducing “the urban thermal island” effect, increasing the use of water resources and enhancing the effect of construction energy saving, air purification, and reducing dust and noise, increasing the biodiversity, and providing a comfortable and environmental protection space for work and life.

Key word: Elite Apartment, roof greening, design, Zhenjiang

中文摘要及关键词……………………………………………………………Ⅴ

英文摘要及关键词……………………………………………………………Ⅵ

正文 ……………………………………………………………………………1

第一章屋顶绿化概述…………………………………………………………1

第二章屋顶绿化的设计依据和原则…………………………………………2

一、镇江新区科技产业园精英优居屋顶绿化项目设计 …………………3

二、屋顶绿化的设计原则 …………………………………………………3

第三章镇江新区科技产业园精英优居屋顶绿化项目设计…………………3

一、项目背景介绍 …………………………………………………………3

二、项目设计分析 …………………………………………………………3

三、屋顶绿化的层面设计 …………………………………………………6

（一）基础层面 …………………………………………………………6

（二）防护层面 …………………………………………………………7

（三）装饰层面 …………………………………………………………7

四、屋顶绿化的维护 ………………………………………………………9

第四章精英优居屋顶绿化对镇江未来发展的意义 ………………………10

第五章总结与建议 …………………………………………………………11

参考文献………………………………………………………………………12

致谢……………………………………………………………………………13

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正文

第一章屋顶绿化概述

近年来，随着城市的不断发展和城市化进程的加快，城市土地资源已呈现“寸土寸金”之势，专门用于城市绿化建设的土地资源更是十分有限，单靠有限的土地资源来扩大城市绿地面积既不经济也不现实。作为城市建筑“第五立面”的屋顶绿化，是融建筑艺术和绿化艺术为一体的综合性现代艺术，可使城市建筑物的空间潜能与绿色植物的多种效益得到完美的结合和充分的发挥，具有广阔的发展前景，成为城市绿化建设的新趋势。

屋顶绿化可以广泛地理解为在各类建筑物、构筑物、城围、桥梁（立交桥）等的屋顶、露台、天台、阳台或大型人工假山山体上进行造园，种植树木花卉的统称[1]。

现代屋顶绿化从20世纪50-60年代从西方发达国家开始出现，现在已经进入发展的快车道，为了改变城市居住环境，为都市居民提供一个休息和消除疲劳的舒适环境，各发达地区都在加大支持、推广屋顶绿化。美国加利福尼亚奥克兰市于1959年在凯泽中心一座六层楼的顶部建造了一个景色秀丽的空中花园。被视为建筑与绿化艺术“杂交”的奇葩。1982年，德国立法强制推行屋顶绿化。到2003年末，总的屋顶绿化面积接近一亿平方米。到2007年，德国的屋顶绿化率达到80%左右，是整个城市绿地系统的组成部分,基本解决了建筑占地与绿地的矛盾,是全世界屋顶绿化做得最好国家。欧洲其它国家如瑞士、法国、挪威等国也都非常重视屋顶绿化，瑞士不仅研究本国植被屋面生物多样性的问题，而且还研究伦敦植被屋面的生物多样性问题；法国曾建造8000m2悬挂的植被屋面和坡度为45度的可移动的钢架上的植被屋面。

　美国近些年也非常重视屋顶绿化，以缓解“城市热岛”效应。专家测算芝加哥所有建筑的屋顶绿化可使其每年节约能源约1亿美元，最高节约720兆瓦特，相当于几座电厂的发电量。日本政府特别鼓励建造屋顶绿化建筑。东京是全世界人口最密集的城市之一，想提高它的植被覆盖率相当困难，2001年5月东京在修订的城市绿地保护法中，提出了“屋顶绿化设施配备计划”。并且规定新建建筑物占地面积超过1000平方米

我国自20世纪60年代起开始陆续出现屋顶绿化。其中开展最早的是四川省，成都、重庆等一些城市的工厂车间、办公楼、仓库等建筑，利用平屋顶的空地开展农副生产，种植瓜果、蔬菜。20世纪70年代，我国第一个大型屋顶花园在广州东方宾馆10层屋顶建成，面积约有900平方米，它是我国建造最早，并按统一规划设计与建筑物同步建成的屋顶花园。1983年，北京长城饭店在饭店其主楼西侧的低层屋顶上，建成了我国北方第一座大型露天屋顶花园。近年来，随着国内城市建设迅速的发展，人们对人居环境和生活质量要求的日益提高，在面临城市化的加速发展带来的城市环境恶化的诸多问题面前，人们对屋顶花园的认识上有了转变，包括建筑师们也开始有意识地在建筑设计中积极的考虑屋顶绿化的因素。在全国如北京、重庆、上海、广州、深圳、长沙等各大城市，屋顶绿化均以各种形式自发的展开，屋顶绿化建设正在全国各地掀起一轮又一轮的热潮。近几年随着城市建设法规政策的出台，屋顶绿化发展迅速[2]。根据《北京市城市环境建设规划》，2004年至2008年，北京高层建筑中有30％要进行屋顶绿化，低层建筑中有60％要进行屋顶绿化[3]。上海市计划2009年－2011年建成30万平方米绿化屋顶。《海南省城镇园林绿化条例》（2009年1月1日起施行）屋顶绿化首次纳入立法，鼓励发展屋顶绿化等多种形式的立体绿化，立体绿化的面积可折算建设项目的绿地面积。据2008年5月的最新统计数字表明：深圳市屋顶绿化面积已经超过100万平方米。随着我国城市化的发展，城市建成区中绿地面积不足的现象日益明显，建筑屋顶绿化，提高城市的绿化覆盖率，改善城市生态环境，已越来越受到重视。

本设计以本人所参与的镇江新区科技产业园精英优居屋顶绿化为例，以空间和视线特点分析该项目的设计思路和技术、植物选配等，同时也论述了精英优居屋顶绿化对镇江未来发展的意义，以及为无锡今后当地的屋顶绿化提供借鉴。

第二章屋顶绿化的设计依据和原则

一、屋顶绿化的设计依据

国家建设部出台的行业标准《种植屋面工程技术规程》（JGJ151-2007年）。北京2005年至2007年出台的地方标准《屋顶绿化规范》（DB11/T281-2005）和《种植屋面防水施工技术规程》（DB11/366-2006）。上海出台的《上海市屋顶绿化技术规范（试行）》。

二、屋顶绿化的设计原则

“适用、经济、美观”是园林设计必须遵循的原则，建在屋顶的绿化也不例外。在技术规范的各种规定下，屋顶花园要依据安全性原则、美观性原则、功能性原则、人性化原则和经济性原则设计[4]。

第三章镇江新区科技产业园精英优居屋顶绿化项目设计

一、项目背景介绍

图1 镇江新区科技产业园精英优居屋顶花园位置图镇江市政府大力发展高科技产业，带动镇江经济高速发展，投资建造高科技产业园，同时为了吸引高端人才，市政府在科技园的北侧建造精英优居供科技园人才居住。本人参与设计的屋顶绿化位于精英优居一号楼沿街面的屋顶上（如图1），向南正对科技园区，可以看到整个科技园的全景。北侧紧贴居民楼。该屋顶东西向长约60米，南北向宽约12米，呈狭长型，面积约750平方米。

图1 镇江新区科技产业园精英优居屋顶花园位置图

二、项目设计分析

首先，根据屋顶的荷载约为400kg/m2，处于可上人屋顶绿化范围内（250 kg/m2－500 kg/m2），因此可以将此屋顶绿化设计为花园式屋顶绿化。

其次，根据业主的要求，设计需尽量简洁，整体有强烈的构图感。因而此设计以功能为主，线条简洁。利用木格栅进行空间围合，营造出两个独立空间（入口空间和观景主空间）和一个过渡空间。见图2屋顶花园平面图。

图2 屋顶花园平面图

图4 入口空间视线分析图图3 空间分析图再次，利用木格栅阻挡视线，将人从一个空间引入下一个空间，而不会出现一踏进入口就将全景一览无余的情况，从而达到步移景异的效果。

图4 入口空间视线分析图

图3 空间分析图

当人们从入口处进入屋顶花园时，由于木格栅将人们的视线阻挡（红色箭头表示被阻挡的视线），自然而然的会向无阻挡的方向走去（蓝色箭头代表没有被阻挡的视线），从而将人们带领到过渡空间。

图5 过渡空间视线分析图

进入过渡空间后，由于屋顶遮挡相对较少，因而，“站得高，看得远”，有良好而开阔的视野，可将周围远近景色尽收眼底，这是屋顶花园建设的有利条件，按“佳则收之，俗则屏之”原则“巧于因借”，利用了“借景”技法，将周围好的景色加以利用[5]。蓝色的箭头代表无阻的的开阔的视线，在此可以俯视科技园的全景。但由于面前木格栅的阻挡，使得不能看到另一个空间的情况，所以人们由于好奇心就会进入下一个观景主空间。

图6 观景主空间视线分析图在观景主空间里设置了座椅，可供人们休憩。蓝色的箭头代表向南非常开阔的观景视线，但是由于木格栅的阻挡，形成了一个被阻挡视线的相对安静和私密的空间。红色箭头代表被阻挡的视线。

图6 观景主空间视线分析图

最后，根据屋顶所处的位置为露天向南，镇江冬季温度较低，夏季高温多雨的特点。因此选择的植物多为喜阳、抗风、耐寒和耐积水的植物。而且业主要求植物品种勿需繁多，因而此次选择的植物品种不超过10种。

图7 植物配置图三、屋顶绿化的层面设计

图7 植物配置图

屋顶花园的建造，不仅是造园艺术，还涉及到建筑结构、承重、屋顶防水排水构造、植物生态特性、种植技巧等多项有别于陆地造园的技术难题[6]。对于屋顶绿化的设计来说，其实就是要注意三个层面的问题：基础层面、防护层面和装饰层面。

（一）基础层面

基础层面主要是指屋顶荷载。根据屋顶荷载的不同，可以将屋顶绿化类型分为：简单式屋顶绿化、花园式屋顶绿化和地下建筑顶板绿化。

平屋面可以分为上人屋面和不上人屋面。不上人屋面允许荷载一般在100－200kg/m2，它仅考虑施工检修和屋顶少量积水的荷载。这样的屋顶适合设计为简单式屋顶绿化，是指利用低矮的灌木或草坪、地被植物进行绿化，不设置园林小品等设施。而上人屋面的允许荷载是根据屋面不同的用途来设计的：一般办公居住建筑屋面仅为少量本楼居民休息和晒衣物等活动，其允许荷载为250－500 kg/m2。这样的屋顶适合设计为花园式屋顶绿化，是指近似于地面绿化，主要以植物造景为主，宜采用乔、灌、草结合的复层植物配置，提供少量游览和休憩活动空间。当然，特殊建筑屋面如：地下车库、停车场、商场、人防等，其允许荷载一般不小于600 kg/m2。它是和屋顶绿化接近的一种特殊绿化，其绿化组成和花园式绿化相似，但也要根据具体情况进行调整。

镇江精英公寓一号楼屋顶的荷载为400kg/m2，处于可上人屋顶绿化范围，因此此屋顶绿化的设计为花园式屋顶绿化，利用木格栅和植物造景，形成两个独立空间和一个过渡空间。

（二）防护层面

防护层面主要包括如下几项：防水层及隔根层、保护层及隔离层。

由于镇江精英公寓一号楼屋顶是新建屋顶，因此屋面的防水层面工程已经完工，而且防水适用年限要求已经达到了20年。所以不需要做防水层的修缮。

同时在拥有足够的防水能力时，还必须增加一层隔根层来保护防水层及屋面建构层。由于植物根系侵入性很强，再加上根系的向地性，为防止植物根系破坏屋顶，国内外通常在防水层上再铺1道具有足够耐根系穿透功能的聚乙烯土工膜、聚氯乙烯卷材、聚烯烃卷材等作耐根系穿刺防水层[7]。这次精英公寓屋顶绿化设计中我们将使用的是现在比较流行的是耐根系穿刺防水层，采用了PRRM抗根穿刺防水卷材。其特性为：当植物根尖生长到卷材上时，化学抗根剂使根尖角质化而停止生长，卷材不被穿刺，保证了卷材的防水功能。

保护层主要是用来保护防水层在施工、维护等情况下不被破坏，这次精英公寓屋顶花园设计中我们采用的是20mm厚的水泥砂浆。隔离层主要是在耐根系穿刺防水层和保护层之间，起到隔离和保护耐根系穿刺防水层不被水泥砂浆影响，而降低防水阻根作用。

（三）装饰层面

装饰层面是指直接或间接影响绿化效果的相关内容，主要包括：排水及过滤层、种植基质、植被选择。

排水及过滤层是处于保护层面和装饰层面之间，主要作用是将屋顶绿化中饱和的水分排出，减轻屋面荷载压力和防水压力，同时调节种植介质中的含水量，使植被更好的生长。排水材料应选择轻质、耐用、易铺设的材料。这次精英公寓屋顶绿化，采用的是塑料排水板，其特性是排水性好、抗压性强、板体轻薄、容易运输、施工便捷。过滤层是辅助排水层在排水过程中将种植介质保留下来，让多余的水分通过排出。过滤材料选用渗透性好、不易碎裂、耐冲刷、不易风化、质量轻，这次精英公寓设计中选用丙纶无纺布作为过滤层。

在种植基质方面，传统的土壤不仅重量重，而且容易流失，如果土层太薄，极易迅速干燥，对植物的生长发育不利。如果土层厚一些，满足了植物生长，但屋顶承受不住。为了解决这一问题，种植基质一般不直接用地面的自然土壤，而是应选用既含各种植物生长所需元素又较较轻的人工基质，如蛭石、珍珠岩、泥炭极其与轻质土的混合物等[8]。用于屋顶绿化的种植基质需具备三个基本条件：第一，有一定的保水保肥能力，透气性好；第二，有一定的化学缓冲能力，保持良好的水、气、养分的比例等。第三，重量轻，理想的基质容重应该在0.1～0.8T/m3，最好在0.5T/m3。这次镇江精英公寓屋顶绿化中，选择了轻型无机质作为种植基质。因为自然土虽然取材方便，但其荷载较大。而轻型无机质最大的优点就是荷载小，这样不会增加屋面的荷载。除了需要选择种植基质来减轻荷载以外，还需要根据各植物对生长土层厚度需求的不同，进行土层厚度的合理安排，来减轻屋面荷载的负荷。土层厚度一般依据植物的种类来确定。由于这次屋顶绿化设计中没有采用大乔木，所以种植基质的厚度不需要太厚。而小灌木的种植基质厚度为60-80cm，所以种植基质厚度就定为60cm。

屋顶花园的环境相对于地面条件较为复杂，栽植难度较大，技术要求较高，限制了植物种类的选择。如日照、风力、土壤等与地面大不相同，有许多因素随着屋顶高度和建筑的朝向变化而变化[9]。以低矮灌木、草坪、地被植物和攀援植物等为主，由于镇江精英公寓屋面位置比较高，方向朝南，并根据镇江的气候情况，所以在植物选择时应选择抗风、不易倒伏、耐积水、耐旱、抗寒性强、喜阳、耐瘠薄、须根发达、易移植、耐修剪、耐粗放管理、生长缓慢、滞尘、抗污、抗风、耐高温、耐盐碱、抗病虫害的植物。

精英公寓屋顶绿化的植物配置见下表1。

表1精英公寓屋顶绿化植物配置

植物名称

习性

植物名称

习性

紫竹

喜阳、喜温暖湿润、稍耐寒

黄金菊

喜阳、耐高温

红瑞木

耐寒、耐旱、喜光

细叶针茅

喜阳、也耐半阴

班叶芒

喜阴、耐旱、也耐涝

紫叶酢浆草

耐半阴，耐干旱、耐寒

紫露草

喜阳、耐半阴、耐寒

翠菊

喜阳、喜温暖湿润

黄菖蒲

喜阳、耐半阴、耐旱、也耐湿

可见所选的植物都多为喜光和耐半阴的植物。这也符合屋顶花园的植物配置。而且这些植物都是浅根植物，这样所铺设的基质厚度就不需要太厚，从而减轻了对屋顶的载荷的要求。

要设计好屋顶绿化我们必须要做好以上三个层面，只有做好每个层面的工作，才可以设计出出色的屋顶绿化。屋顶花园景观不是简单的屋顶绿化，它是人与自然、人与人关系在建筑屋顶的反映，属城市设计的内容之一[10]。现在随着有关部门对屋顶绿化的重视和屋顶绿化的不断发展，同时很多新技术的加入，我们对屋顶绿化的设计将更全面、更深入，从而设计出完美的屋顶绿化空间。

四、屋顶绿化的维护

图8 屋顶花园设计平面图（设施及铺装）一般来说，所有的绿化屋顶都需要维护，屋顶绿化阻断了植物与大地的联系，植物生长完全靠浇灌和人工施肥来满足对水、肥的需要。同时，屋顶的气候环境也比地面恶劣得多，风大，极端温度差大，蒸发量大，空气湿度也比地面小，不利于植物生长，管理不善将会使植物生长不良。保证水分供给是植物成活和生长的需要，在绿化屋顶上应设水管，最好采用喷灌或滴灌形式补充土壤水分。适当地进行施肥以补充土壤养分，除草、支撑、修剪、防病虫、防风防寒等日常治理措施仍然是不可少的。

图8 屋顶花园设计平面图（设施及铺装）

图9 屋顶花园设计平面图（定位及植物）

第四章精英优居屋顶绿化对镇江未来发展的意义

作为一个引进人才的配套项目，精英优居屋顶花园对镇江经济发展有着积极的作用。镇江的屋顶绿化比较少，这次精英优居屋顶绿化可以作为镇江屋顶绿化的一次全新的尝试，可以带动镇江立体绿化的发展，实现世博会上提出的“城市让生活更美好”的目标。

在精英优居屋顶绿化之后，必定会在镇江掀起建设屋顶绿化的热潮。而更多的屋顶绿化群还对镇江未来的发展有以下的意义：

1．降低“城市热岛”效应。屋顶绿化是降低“城市热岛”效应的最为生态最为有效的一种手段。屋顶绿化好的城市夏季整体温度可降低1－2℃。

2．缓解城市洪涝、提高水资源的利用。由于城市地面通常高达70％－80％的硬化，大量的降雨不能下渗，需要在短时间内排走，有时可能会造成城市洪水的危害，而屋顶绿化则可以截留部分降水，并缓解暴雨对城市排水系统的压力。

3．提高建筑节能效果。根据测定，基质覆盖厚度为20cm并栽培大量草本植物和亚灌木的植被屋面，在酷热的夏天，当气温大约30℃时，没有绿化的屋顶地面已经达到不堪忍受的40～50℃，而绿化屋顶基层10cm处的温度则为舒服的20℃。对不同屋顶绿化的计算表明，通常每年每平方米可以节约1-2升燃料油，同时减少污染物的释放。

4．净化空气、滞尘降噪。屋顶绿化通过吸收空气中的二氧化碳、硫化物、氟化物等污染气体和吸附灰尘，提高空气质量，改善气候环境。根据资料表明，绿化了的屋顶至少可以减少3分贝的噪声，同时隔绝噪声声效能达到8分贝。

5．增加城市生物多样性。绿化的屋顶可以为部分动物如蝴蝶、蜜蜂等提供良好的栖息地，为部分鸟类提供一定的食物源。

6．为人们提供舒适和环保的工作生活空间。屋顶绿化被证明在一些工作场所获得了巨大的成功。员工获得了对于阳光、空气和绿地的需求，尽管只是视觉上的享受，会减少缺席、拥有积极的工作态度和工作量16％－24％的增加。

第五章总结与建议

精英优居屋顶花园作为科技园配套项目的重要组成部分，不仅带给人们精神上的享受，也对镇江经济发展起到了积极作用。

屋顶绿化并不是简单的种植植物，建造优秀的屋顶绿化还要融合入景观心理学和行为心理学来进行空间营造和因地制宜的选择植物，而且屋顶绿化不同于地面绿化，还需要对屋顶进行分析，做好基础层面、防护层面和装饰层面。这样才能设计出一个优秀的屋顶绿化景观。

当然，由于业主在预算方面的限制，使得整个设计还是以尽量简洁为主，如果预算更加充足一些，还可以设置类似廊架等的设计，这样可以使得整个设计更加丰富。

参考文献

[1] 黄金錡，屋顶花园设计与营造[M]，中国林业出版社，1994年；

[2] 吉文丽，李卫忠，王诚吉，姚爱静，屋顶花园发展现状及北方屋顶绿化植物选择与种植设计[J]，西北林学院学报，2005年第20卷第3期；

[3] 王雷，刘自学，王堃，屋顶花园规划及建造中的几个关键问题[J]，草业科学，2006年第23卷第8期；

[4] 徐峰，封蕾，郭子一，屋顶花园设计与施工[M]，化学工业出版社，2006年；