屋顶花园的技术应用

2018-02-27 10:04:54 5

屋顶花园的技术应用

简介:城市化进程的加快促进了屋顶花园的发展,屋顶花园对城市环境有改善作用的同时也有一些潜在的不利因素。本文对屋顶花园建设中的常见问题,如屋顶防排水的构造、介质土的组成配比、覆土厚度、植物的选用、花园的管理养护等进行了阐述,并简要介绍了现在屋顶花园中应用的一些新技术和成功经验,如排疏板的应用、微灌技术的应用、抗旱性植物的推广等方面。

关键字:屋顶花园;植物种植;生态建筑;新技术

     随着城市化进程的加快,建筑占地与园林绿化争地的矛盾更加突出, 解决问题的方法之一,就是进行屋顶绿化。屋顶绿化几乎等面积偿还了建筑物所占面积,而且能减少屋顶建筑材料的辐射热,减弱城市的热岛效应。

高层建筑进行屋顶绿化后,可以缓和由温度剧烈变化引起的混凝土的膨胀、收缩、龟裂等。种植层中空气和水含量较多,可起到夏季隔热、冬季保温的作用,但长期浇灌也会对防水层产生腐蚀作用。为了保证建筑与屋顶绿化的正常进行,就必须做到绿化与建筑设计一体化,充分保证其使用的持久性。

屋顶绿化不仅是造园艺术,还涉及到建设结构承重、屋顶防水排水构造、植物配置、介质土的选择、日常的养护管理等内容[1]。下面就其中普及的一些新技术及屋顶花园的管理要点予以介绍。

 1 排疏板的应用

屋顶绿化的排水层要求:屋面的排水系统和防水层一样,是保护屋面不漏水的关键问题。屋顶多采用屋面找坡,设排水沟和排水管的方式解决排水问题,避免积水造成植物根系腐烂。

传统的疏排水方式是用砖石瓦块做导滤层的,使用的最多的是河砾石或碎石做为滤水层,将水疏排到指定地点,而采用排疏板取代河砾石滤水层来排水,则省时、省力并节省投资。其中工期可以缩短至原来的1/100,屋顶承重也大大减少至原来的1/300~1/200不等,滤水层的重量仅为1.30kg/m2,成本也节约了一半左右。

我国于1992年开始应用排疏板,第一个采用的是东方明珠电视塔,接着是上海延安路隧道复线、人民广场绿化等。排疏板由几种类似的产品,如美国的排水组合、意大利的特丰等。

排疏板主要有两部分组成:圆锥突台(或中空圆柱型多孔)的塑胶底板和滤层无纺布。

前者由高抗冲聚乙烯制成,后者胶接在圆锥突台顶面上(或圆柱孔顶面上),其作用是防止泥土微粒通过,避免通道阻塞,从而使孔道排水畅通。

排疏板的优点:排疏板具有渗水、疏水、排水的功能,它可以多方向性排水,受压强度高,有良好的叠接咬合,接缝处排水畅通、不渗漏。用于屋顶花园上,可以有效排除土壤多余水分,保持土壤的自然含水量,促进屋顶草木生长繁茂,它可以满足打面积屋面绿化的疏水、排水要求。

 2 介质的选择

屋顶的生态环境与地面差别甚大,无论是光照、温度、湿度、土壤基质等都有明显差异。屋顶的下垫面大都是水泥结构,易吸热也易散热,屋顶绿化要考虑栽培基质问题。传统的壤土不仅重量重,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;若土层厚一些,满足了植物生长,但可能屋顶承受不住。这些特点给屋顶绿化带来了困难。因此,应该选用质地轻的无土基质来代替壤土。

屋顶花园的介质土须具有重量轻、保水好、透水的特点,这样对植物生长和减轻屋顶负荷都十分有利。多采用人工合成的轻质土,如选用一些轻质材料如普通土壤、腐叶土、蚯蚓土、蛭石、珍珠岩、棉岩,锯木屑、谷壳、稻壳灰、锯木屑、炭渣、泥炭土、泡沫有机树脂制品等,其容重不仅比一般耕土轻许多,且须经过消毒,筛选及腐熟混合而成。

在实践中,为同时达到轻质、肥效、保水、排水等良好的效果,通常是几种基质或和腐殖土混用。有以下几种配方[2]:

 (1) 土壤和人工轻质骨料(蛭石、珍珠岩、沸石、煤渣和 泥炭等)组合,按体积比3:1或5:3配制,容重为1000~1600kg/m3;

 (2) 黄泥、腐熟有机肥料、珍珠岩人工合成土,按体积比6:2:2配制,其容重达800~1000 kg/m3;

 (3) 东北草炭土,腐熟的锯屑、微生物有机肥,珍珠岩按5:3:1:1比例组合的无土栽培配方,其干重为200 kg/m3,饱和湿重为450 kg/m3;

 (4) 草炭土,蛭石,砂土按照7:2:1混合,其水饱和容重为 780 kg/ m3;

 (5) 屋顶花园专用营养土,干重为300 kg/m3,饱和湿重为650 kg/m3;

 (6) 美国发明的代替土壤的泡沫状培养基,它成本较低,值得推广。

屋顶覆土厚度必须严格控制,否则会对房屋结构安全、抗渗防漏造成影响。人工种植土的厚度应根据配置的植物根系深浅来决定。如实际造园中一般草本为10~15cm,灌木20~25cm,小乔木30~40cm。国内绿洲农业的“薄层基质屋顶绿化技术” 用“薄层”达到“轻”的要求,他们采用的配方基质,栽培基质只需2cm厚度,其单位面积负荷一般不超过每平方米30kg,每平方米价格在100-120元左右,且一般屋顶无须考虑承重问题,只要不是危房,屋顶都能承受,这种技术在改造老屋顶方面很值得推广。

 3 植物选择

屋顶由于地处高空,下面不能与大地相连,风速和昼夜温差都较大,水份蒸发量大。例如:屋顶花园夏季光照比地面增加12.7klx,气温高出2℃,相对湿度降低10%[2]。屋顶负荷有限,种植土层浅,因此,用于屋顶种植的植物中比地面使用的植物品种要求严格。屋顶绿化要考虑植物搭配问题。屋顶花园面积都不大,植物的生长又受屋顶特定的环境所限制,可供选择的品种有限。一般宜以地被为主,适当搭配灌木、盆景,避免使用高大乔木,还要重视芳香和彩色植物的应用。

屋顶花园的主体应是绿色植物。植物比例应在50 %~70%以上。在选配各类植物时,应先了解选用品种能否抗旱、抗热、抗寒,它们的耐湿、耐荫及耐盐碱程度,以便选定所在地区的种类。因场地狭小,所选用的植物应估计其生长速度,以及其充分生长后所占有的空间和面积,以便确切计算栽植距离及达到完全覆盖绿地面积所需的时间。

为保证屋顶绿化工程的质量和效果,应选择抗性强、浅根系、生长缓慢、耐寒、耐旱、易管理的小乔木及灌木、地被、宿根花卉,以乡土植物为主,可引进少量外来品种。目前在上海、深圳、江浙一带正在推广在屋顶栽植佛甲草,佛甲草根系较细,扎根浅,大部分草根网状交织分布在2cm的种植层内,有利于保护屋面结构。佛甲草抗旱性极强,年绿期达10个月以上,在冬季屋面温度-5℃的严重霜冻气候环境下不会死亡。

另外一些有应用潜力的浅根性草本有活血丹,它耐寒性强,不怕践踏,节上可以生根,能够快速铺满屋顶,萌芽能力强。景天类的垂盆草也值得推广,它抗旱能力强,连续高温干旱不会对其造成伤害,降雨后,能很快恢复活力,迅速爬满屋顶。

为了实现城市绿色屋顶,国外一些科学家筛选了一些十分耐旱的地被植物,如矮种早熟禾,景天属、玉米石、长生草属和苔藓等。它们能忍耐恶劣气候,不需任何养护,而且其根部极小,不会对屋顶构成威胁[3]。

 4 灌溉

屋顶绿化可用人工浇灌,也可采用微灌技术,微灌包括小型微喷系统和低压滴灌系统,是一种现代化、精细高效的节水灌溉技术,具有省水、节能、适应性强等特点,灌水同时可兼施肥,灌溉效率能够达到90%以上,微灌可取得了良好的节水效果。但滴灌的缺点是易于堵塞,而微喷可克服这一缺点,但它们投资都较高。

微灌工程应符合下列要求:微灌用水必须经过严格过滤、净化处理;灌溉时应满足均匀度要求,不得产生地表径流;应安装控制、量测设备和安全保护装置。

现在一些有条件的屋顶花园采用微喷的形式较多,它可以较好的调节屋顶的干热气候、降温增湿,使植物的长势保持良好。由于采用小流量出流,不会形成地表径流,避免了土壤板结,维持了土壤的通透性,增加了含氧量,对根系发育效果良好,从而使其抗性增强。微喷另外一个显著特点就是省工省时,便于管理。实行微喷后,不需要雇专门员工浇水,管理人员可以根据植物需水要求确定喷水次数,微喷喷洒均匀,水可以缓慢渗入地下,形成的地表径流较少,可以更节约用水。

 5 管理

园林是“三分种、七分养”的工作,屋顶花园由于环境恶劣,其养护尤其重要。屋顶花园养护,主要是指花园主体景物的养护管理以及屋顶上的水电设施和屋顶防水、排水等方面的工作。主要的工作有4项:

 (1).浇水 屋顶因光照强、风大,植物的蒸腾量大、易失水,夏季植物易发生日灼,枝条干枯等现象,必须经常浇水来缓解高燥气候,创造较高的空气湿度,尤其是夏季高温季节,应加大浇灌量不可断水。

 (2). 修剪 屋顶花园中一些植物基部易发生落叶或干枯现象,有的会长出徒长枝,这时要及时对植物进行修剪,以保持植物的优美外形,减少养分的消耗,使其不破坏设计意图。而且由于根冠平衡的原理,可以通过对树木花卉的整形修剪抑制其根部的生长,减少根系对防水层的破坏。

 (3). 疏排水 从目前建成的屋顶花园来看,屋顶渗水影响到下层居民的生活是普遍存在的一个问题,特别是在旧建筑物上增建的屋顶花园中更为突出。所以应及时清除排水口的垃圾,做好定期清洁、疏导工作。特别要注意勿使植物的枝叶和泥沙混入排水管道,造成排水管道的堵塞。

 (4). 杂草、病虫害 在屋顶花园中,常常会有杂草侵入,杂草一旦侵入,往往会形成优势种,破坏原来的景观。上海常见的入侵植物有水花生、加拿大一枝黄花和鸟嗜植物构树等,这就需要将之清除,以免对其它植物生存造成危害。