屋頂薄層綠化技術(shù)體系家庭養(yǎng)花
隨著中國大規(guī)模的城市化進(jìn)程，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大和城市人口不斷增加，建筑物越來越高，密度越來越大，形成大量高密度的“鋼筋水泥的森林”，而起著調(diào)節(jié)城市生態(tài)環(huán)境的綠化和水面則不斷被蠶食，結(jié)果導(dǎo)致城市生態(tài)環(huán)境的惡化，出現(xiàn)了“熱島效應(yīng)”、“溫室效應(yīng)”、大氣環(huán)境和水環(huán)境被嚴(yán)重污染等諸多環(huán)境問題。被稱為建筑的第五立面的屋頂，卻仍然是都市中的尚待開墾的“處女地”，處于一種被忽略、被遺忘的地位。一方面是城市綠化面積和水面面積被越來越多的高密度建筑物逐步蠶食，另一方面大量的屋頂卻仍然素面朝天，未被有效利用，這就是目前在城市建設(shè)上存在的一對矛盾。而被眾多生態(tài)環(huán)境專家、城市規(guī)劃專家，建筑設(shè)計專家所推崇的“屋頂綠化”則是一種既能兼顧到城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要，同時又能很好地解決城市生態(tài)環(huán)境問題的雙贏甚至多贏的解決方案。
目前，國內(nèi)幾個主要大中城市已經(jīng)開始意識到城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)的緊迫性，從政府的層面到市民的層面已經(jīng)開始關(guān)注屋頂綠化的發(fā)展，如上海、北京、廣州、深圳、杭州、武漢、廈門等地政府都在研究屋頂綠化的建設(shè)和普及推廣工作。廣州市在2002年9月，由市建委、綠化委員會、市政園林局等單位出臺了關(guān)于屋頂綠化發(fā)展的政策，要求今后所有的新建建筑都必須進(jìn)行屋頂?shù)木G化美化，而且屋頂綠化與主體建筑的設(shè)計、施工、驗收同時進(jìn)行，這使得廣州成為國內(nèi)各城市中第一個推出屋頂綠化強(qiáng)制性政策的城市。據(jù)了解，廣州市的屋頂綠化工作目前處于試驗階段，通過部分試點(diǎn)工作，進(jìn)行總結(jié)提高，最終形成規(guī)范性的屋頂綠化標(biāo)準(zhǔn)，然后在廣州市大規(guī)模推廣。上海綠化管理部門準(zhǔn)備在今年修改有關(guān)綠化管理條例，將屋頂綠化納入管理條例的條款之中，通過強(qiáng)制立法大力推廣屋頂綠化；深圳市的有關(guān)部門也在醞釀類似的屋頂綠化政策。相信今后會有更多的城市陸續(xù)開展屋頂綠化的發(fā)展和普及推廣工作。
屋頂綠化的特殊性
屋頂綠化不同于地面上的一般綠化，其特殊性可以歸結(jié)為以下5點(diǎn)：
1）
屋頂綠化需要考慮建筑物的承重能力：在建筑物上種植植物，種植層的重量必須在建筑物的可容許荷載以內(nèi)，否則的話，建筑物可能出現(xiàn)裂紋并引起屋頂漏水，嚴(yán)重的還可能會造成坍塌事故。
2）
屋頂綠化需要考慮快速排水：建筑結(jié)構(gòu)層為非滲透層，雨水和綠化灑水必須盡快排出，如果屋面長期積水，輕則會造成植物爛根枯萎，重則可能會導(dǎo)致屋頂漏水。
3）
屋頂綠化需要保護(hù)建筑屋面和防水層：植物根系具有很強(qiáng)的穿透能力，如果不設(shè)法阻止植物根系破壞建筑屋面和防水層，就可能會造成防水層受損而影響其使用壽命，還可能造成屋頂漏水。
4）
屋頂綠化需要考慮項目完成后的日常維護(hù)保養(yǎng)：屋頂綠化不同于地面綠化，可能建在數(shù)層高樓房的屋頂，所以必須考慮后期的維護(hù)保養(yǎng)的問題，如定期澆水、修剪、除蟲和施肥等，例如較高樓層的屋頂綠化面積較大時，建議采用自動噴灑裝置或自動地中滴灌裝置；考慮到城市缺水的問題，還可以將屋頂綠化澆水系統(tǒng)與建筑物的中水系統(tǒng)或者雨水收集處理系統(tǒng)相連，用中水或者收集的雨水作為綠化澆灌用水，可以起到節(jié)約優(yōu)質(zhì)飲用水的作用。
5）
屋頂?shù)姆N植環(huán)境比較惡劣：由于屋頂上日曬、風(fēng)吹、水分過快蒸發(fā)、干旱等種植環(huán)境不同于地面，所以選擇植物品種時需要選擇喜日照、抗風(fēng)性強(qiáng)、耐旱等耐候性強(qiáng)的植物品種。
（圖1）為屋頂薄層綠化方法的示意圖，由屋面開始，分別是防根系穿透層（簡稱防根層或隔根層）、架空排水板、過濾層、輕質(zhì)人工培養(yǎng)土層和表面覆蓋層。屋頂薄層綠化技術(shù)體系充分考慮了屋頂綠化的特點(diǎn)，一方面大大減輕綠化種植層的重量和厚度，另一方面又很好地解決了綠化層排水、基質(zhì)層的保水保肥、植物根系的呼吸和生長、屋頂防水層和屋面層保護(hù)等諸多困擾屋頂綠化發(fā)展的問題，是代表屋頂綠化未來發(fā)展方向的綜合性技術(shù)解決方案。該項技術(shù)是我們追蹤國際上屋頂綠化的最新技術(shù)潮流研究開發(fā)的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的屋頂綠化新技術(shù)。
屋頂薄層綠化技術(shù)
1．種植層薄層化輕量化技術(shù)
為了設(shè)法降低屋頂綠化種植層的重量和厚度，我們從兩方面進(jìn)行了技術(shù)開發(fā)：
1）開發(fā)屋頂綠化專用人工輕質(zhì)培養(yǎng)土（GT-I型）
分析了大量天然質(zhì)料的特性，從中篩選出數(shù)種以最佳比例、經(jīng)現(xiàn)代科學(xué)方法配制完成，富含植物生長所需的有機(jī)質(zhì)和各種微量元素，不含任何普通土壤和牲畜糞便成分，是一種新型的、優(yōu)質(zhì)的無土栽培基質(zhì)。經(jīng)廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所檢測，其干容重不到普通土壤（對比土樣）的四分之一（24%），濕容重也不到普通土壤（對比土樣）的一半（43%），是一種優(yōu)良的輕質(zhì)培養(yǎng)土；經(jīng)檢測其持水量和陽離子代換量分別為57.31%和7.16cmol/kg，是普通土壤（對比土樣）的3.2倍（18.14%）和2.1倍（3.34cmol/kg），所以是一種保水能力和保肥能力極好的無土栽培基質(zhì)。
GT-I型人工培養(yǎng)土中無機(jī)質(zhì)天然質(zhì)料占到70%以上（體積比），不會像以有機(jī)質(zhì)為主的無土栽培基質(zhì)隨著有機(jī)質(zhì)的分解和吸收，種植層出現(xiàn)逐漸變薄導(dǎo)致根系裸露的現(xiàn)象，根系裸露會影響到花卉植物的生長。其質(zhì)地疏松、不宜板結(jié)、具有優(yōu)良的排水和透氣性能。可以作為屋頂綠化種植層基質(zhì)使用，也可以作為土壤改良劑與當(dāng)?shù)仄胀ㄍ寥琅浜鲜褂茫ㄈ?:1或1:1的比例配比），這樣一方面大大改善普通土壤的保水保肥能力，防止土壤板結(jié)，增強(qiáng)其排水和透氣特性，還可以節(jié)約材料成本。
人工培養(yǎng)土由純天然質(zhì)料構(gòu)成，不含任何化學(xué)合成成分，是一種對環(huán)境友好的輕質(zhì)培養(yǎng)基質(zhì)，可以長久地多次使用，屋頂花園使用完了還可以作為大田的土壤改良劑繼續(xù)使用，不會污染環(huán)境及造成浪費(fèi)。需要注意的是，由于輕質(zhì)人工培養(yǎng)土質(zhì)輕，干燥狀態(tài)下易于被風(fēng)吹散，草坪等地被植物的根系可以保護(hù)其免被風(fēng)吹起，灌木和樹木根部地表有裸露時，可以覆蓋2～3cm厚的GT-CL型表層覆蓋材料（一種經(jīng)過特殊處理過的松樹皮顆粒，其粒徑為5～15mm），也可以直接覆蓋2～3cm厚的普通土壤。起到防止培養(yǎng)土顆粒被風(fēng)吹起和表層美化的作用，同時還可以維持地表濕度，防止種植層內(nèi)水份過快蒸發(fā)（見圖2）。
2）應(yīng)用取代陶粒（或碎石）排水層的輕質(zhì)薄層排水板
我們自主開發(fā)的輕質(zhì)薄層架空排水板GT-DP-M28，已經(jīng)獲國家專利局頒發(fā)專利證書。其結(jié)構(gòu)采用蜂巢狀的設(shè)計，在保證最大限度的架空排水空間（約25升/m2）、實現(xiàn)高效快速排水的同時，擁有超強(qiáng)的耐踏壓強(qiáng)度（經(jīng)過測試，常溫下其耐壓強(qiáng)度約為150噸/平方米）。每個單體尺寸較小（290x330mm），方便運(yùn)輸；單體采用可相互組合連接的結(jié)構(gòu)，在施工現(xiàn)場按照場地形狀和尺寸可以簡單快捷地連接成一體化的架空排水層，以防止可能出現(xiàn)的移位。其厚度僅28mm，每平方米重量僅為約3kg，實現(xiàn)了排水層的薄層化和輕量化。如果采用100～150mm的陶粒排水層，僅排水層自身的潤濕重量就達(dá)80～120公斤/平方米。（見圖3）
架空排水板將濕潤的綠化種植層與屋面隔開來，在種植層之下形成一空氣薄層，該空氣薄層均勻地分布于整個種植層培養(yǎng)基質(zhì)的下方，一方面可以避免屋面長期出于過濕的狀態(tài)，另一方面還可以有效促進(jìn)花卉植物根系的呼吸，有利于植物的生長。架空排水板可以根據(jù)需要很容易地切割以適應(yīng)場地形狀的要求，具有良好的施工便利性；同時排水板既可以水平設(shè)置，也可以傾斜或豎向設(shè)置，可滿足各種不同施工場地的需求。材質(zhì)為輕質(zhì)塑料，使用完了廢棄的排水板還可作為廢舊塑料回收再利用，不會對環(huán)境造成污染。
2．屋頂綠化的排水
屋頂綠化的排水是一個很重要的問題，必須予以足夠的重視。我們在處理排水時，在整個種植層下部設(shè)有架空排水板層，保證經(jīng)種植層滲透的雨水或綠化灑水可以快速地進(jìn)入排水板架空層，隨屋面的排水坡流向屋面集水口，排入排水立管。集水口的處理有兩種做法（見圖4），左邊為推薦的集水口處理方法，其特點(diǎn)是屋頂綠化采用獨(dú)立于建筑物女兒墻的花壇式布局，在女兒墻與花壇檔墻之間預(yù)留檢修通道，可以定期檢查和清理集水口，以防止被樹葉、垃圾等異物堵塞。每個花壇應(yīng)至少設(shè)置兩處排水口。如果不能采用獨(dú)立的花壇式種植，屋頂綠化需要將屋頂集水口置于種植區(qū)內(nèi)時，建議采用圖4右邊所示集水口檢查井的方法，檢查井的蓋板可以打開，以便定期檢查和清理集水口，防止被樹葉及垃圾等異物堵塞，保證排水順暢。
3．建筑屋面和防水層的保護(hù)
我們知道植物根系具有很強(qiáng)的穿透能力，所以屋頂綠化必須要設(shè)法保護(hù)建筑屋面和防水層。一旦造成防水層破壞引起屋頂漏水，就會給頂層用戶的工作或生活造成很大困擾，而且維修工程非常繁雜，因為屋頂有漏水痕跡的地方，未必就是防水層破損的地方，所以需要將屋頂綠化全部拆除，尋找防水層破損位置進(jìn)行修補(bǔ)或者重新作防水層。由此看來，屋頂綠化在技術(shù)上必須考慮保護(hù)建筑屋面和防水層。我們在建筑屋面之上、架空排水板之下設(shè)有一層防根層，以防止根系損傷屋面和防水層。目前國外最新的屋頂綠化技術(shù)是采用優(yōu)質(zhì)高性能的防根層，將綠化種植層直接設(shè)在建筑防水層之上，省去了屋面的保溫層和混凝土保護(hù)面層，這樣可以節(jié)省約80～140公斤/平方米屋面荷載，從而增加了綠化種植層的可容許重量，可以實現(xiàn)變化豐富的植物配植，建造美麗的“屋頂花園”。如果在建筑防水層之上直接作屋頂綠化，防水層必須采用安全性高、使用壽命長的防水層，并建議在建筑防水層之上鋪設(shè)兩層防根層，以提供足夠的安全保護(hù)。
4．屋頂薄層綠化方法與傳統(tǒng)屋頂綠化方法的比較
我們將屋頂薄層綠化方法與傳統(tǒng)的屋頂綠化方法進(jìn)行了比較，比較結(jié)果參見圖5。可以看出由于采用保水性保肥性能優(yōu)良的輕質(zhì)人工培養(yǎng)土，種植基質(zhì)層的厚度可以減少一半以上；由于人工培養(yǎng)土的濕容重約是普通土壤的1/2，所以單單種植基質(zhì)層的重量就可以減少到四分之一以下。其次，由于采用架空排水板取代陶粒排水層，可以將排水層的重量由約100kg/平方米減少到3
kg/平方米，厚度由約100～150mm減少到28mm。再次，采用雙層防根系穿透保護(hù)層，可以省去屋面的保溫層和混凝土保護(hù)面層，又可以節(jié)省約80～140kg/平方米屋面荷載。這樣，傳統(tǒng)綠化如果種植層厚度為1240mm，重量為1540
kg/平方米的話，采用屋頂薄層綠化技術(shù)種植層厚度減小為430mm，重量減輕為235kg/平方米（注：圖示重量不包括種植植物部分重量），成功地實現(xiàn)了我們所追求的屋頂綠化的薄層化和輕量化。
綜上所述，屋頂薄層綠化技術(shù)不僅適用于新建建筑，也適合于現(xiàn)有建筑，特別是對于現(xiàn)有建筑，其屋頂可容許荷載一般為100～150kg/平方米，如果采用傳統(tǒng)的屋頂綠化方法，大部分現(xiàn)有建筑由于結(jié)構(gòu)荷載的要求無法滿足而難以實施屋頂綠化，如果利用屋頂薄層綠化技術(shù)，這些現(xiàn)有建筑就可以輕松地披上“綠裝”，這樣就極大地拓展了屋頂綠化推廣和普及的范圍，為城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)開辟了新的、更廣闊的空間。
屋頂花園(綠化)創(chuàng)作淺識
1 屋頂花園(綠化) 的類型
屋頂花園的建造, 不僅是造園藝術(shù),還涉及到建設(shè)結(jié)構(gòu)承重、屋頂防水排水構(gòu)造、植物生態(tài)特性、種植技巧等多項有別于露地造園的技術(shù)難題。屋頂花園的類型和形式按使用要求的不同而不一樣,按使用要求區(qū)分為三類。
111 公共游息性屋頂花園
這種形式的屋頂花園除具有綠化效益外, 還是一種集活動、游樂為一體的公共場所,在設(shè)計上應(yīng)考慮到它的公共性。在出入口、園路、布局、植物配植、小品設(shè)置等方面要注意符合人們在屋頂上活動、休息等需要。應(yīng)以草坪、小灌木花卉為主,設(shè)置少量坐椅及小型園林小品點(diǎn)綴, 園路宜寬, 便于人們活動。建在賓館、酒店的屋頂花園, 已成為豪華賓館的組成部分之一, 實為招攬顧客,提供夜生活的場所。可以在屋頂花園上開辦露天歌舞會、冷飲茶座等, 這類屋頂花園因經(jīng)濟(jì)目的需要要擺放茶座, 因而花園的布局應(yīng)以小巧精美為主,保證有較大的活動空間, 植物配置應(yīng)以高檔、芳香為主。
112 家庭式屋頂小花園
隨著現(xiàn)代化社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 人們的居住條件越來越好, 多層式階梯式住宅公寓的出現(xiàn), 使這類屋頂小花園走入了家庭。這類小花園面積較小,主要以植物配置, 一般不設(shè)置小品, 但可以充分利用空間作垂直綠化, 還可以進(jìn)行一些趣味性種植, 領(lǐng)略城市早已失去的農(nóng)家情懷。另一類家庭式屋頂小花園為公司寫字樓的樓頂, 這類小花園主要作為接待客人、洽談業(yè)務(wù)、員工休息的場所, 這類花園應(yīng)種植一些名貴花草,布設(shè)一些精美的小品, 如小水景、小藤架, 小涼亭等, 還可以根據(jù)實力做反映公司精神的微型雕塑、小型壁畫等。
113 科研、生產(chǎn)用屋頂花園以科研、生產(chǎn)為目的的屋頂花園, 可以設(shè)置小型溫室,用于培育珍奇花卉品種、引種以及觀賞植物、盆栽瓜果的培育。既有綠化效益, 又有較好的經(jīng)濟(jì)收入。這類花園的設(shè)置, 一般應(yīng)有必要的設(shè)施,種植池和人行道規(guī)則布局, 形成閉合的、整體地毯式種植區(qū)。
2 城市園林屋頂花園( 綠化) 布局形式
屋頂花園的形式, 同園林本身的形式是相同的, 創(chuàng)作上仍然分為自然式、規(guī)則式和混合式。
211 自然式園林布局
一般采取自然式園林的布局手法, 園林空間的組織, 地形地物的處理, 植物配置等均以自然的手法,以求一種連續(xù)的自然景觀組合。講究植物的自然形態(tài)與建筑、山水、色彩的協(xié)調(diào)配合關(guān)系, 植物配置講究樹木花卉的四時生態(tài), 高矮搭配,疏密有致。追求的是色彩變化、豐富層次和較多的景觀輪廓。
212 規(guī)則式園林布局
規(guī)則式布局注重的是裝飾性的景觀效果, 強(qiáng)調(diào)動態(tài)與秩序的變化。植物配置上形成規(guī)則的、有層次的、交替的組合,表現(xiàn)出莊重、典雅、宏大的氣氛。多采用不同色彩的植物搭配, 景觀效果更為醒目, 屋頂花園在規(guī)則式布局中, 點(diǎn)綴精巧的小品, 結(jié)合植物圖案,常常使不大的屋頂空間變?yōu)榫坝^豐富、視野開闊的區(qū)域。
213 混合式園林布局
混合式園林布局, 注重自然與規(guī)則的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一, 求得景觀的共融性。自然與規(guī)則的特點(diǎn)都有, 又都自成一體,其空間構(gòu)成在點(diǎn)的變化中形成多樣的統(tǒng)一, 不強(qiáng)調(diào)景觀的連續(xù), 更多的注意個性的變化。混合式布局在屋頂花園中使用較多。
3 城市屋頂花園的審美特點(diǎn)
城市屋頂花園的美化, 也同城市露地綠化一樣, 反映了一個城市的地域文化內(nèi)涵, 濃縮了地域文化中的精神內(nèi)容。在屋頂花園意境創(chuàng)作時,就體現(xiàn)出地域人群的文化底蘊(yùn), 形成了思想與景觀的共融, 使之與城市融為一體, 即升華為一種意境美。意境美是屋頂花園園林景觀從自然美到藝術(shù)美的升華, 其自然美應(yīng)以當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^為創(chuàng)作思路, 利用其先天的優(yōu)勢, 形成獨(dú)特的城市景觀,再以藝術(shù)美的布局方式, 加以組合, 這樣形成的景觀, 才是一個城市的風(fēng)格和個性, 也即是一個城市的性格。
4 屋頂花園( 綠化) 的環(huán)境效能
411 環(huán)境對居民健康的影響
屋頂花園綠化所起的作用, 與城市園林一樣, 對居民的生活環(huán)境給予綠色情趣的享受。樹木花草等植物組成的自然環(huán)境內(nèi)涵有著極其豐富的形態(tài)美、色彩美、芳香美、風(fēng)韻美。綠色植物能調(diào)節(jié)人的神經(jīng)系統(tǒng),使緊張疲勞得到緩和消除。在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展, 競爭激烈的社會, 人們生活和工作處于極度緊張的環(huán)境, 愈來愈多的高層建筑隔斷了人們的交往,建筑占地與園林綠化爭地的矛盾更突出, 屋頂花園能給高層樓群上居住的人們提供綠色的園林美景享受, 使人們避開喧嚷的街市或勞累的工作環(huán)境,在寧靜安逸的氣氛中得到休息和調(diào)整。
412 屋頂花園(綠化) 的環(huán)境功能改善城市的生態(tài)環(huán)境, 增加城市的綠地面積是建造屋頂花園的環(huán)境效能。一個理想的現(xiàn)代化城市,必須有一定的綠地面積指標(biāo)來確保城市生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。<BR>城市建筑高速度發(fā)展,必然發(fā)生建筑與綠化爭地的矛盾。解決建筑占地與綠化爭地矛盾的前景之一, 就是建筑物的垂直綠化,尤其是屋頂花園綠化幾乎等面積的償還了建筑物所占面積, 還增加了城市‘ 自然’ 的空間層, 也是增加城市綠化覆蓋率的途徑之一。屋頂花園的效果還起到協(xié)調(diào)建筑物與周圍環(huán)境的聯(lián)系, 使自然植物與人工建筑有機(jī)地結(jié)合起來, 美化、保護(hù)了環(huán)境,加大了人與自然的緊密度。是城市園林化的必需措施之一。
5 屋頂花園(綠化) 的美化功能
現(xiàn)代化城市高樓大廈林立, 更多的人們將工作和生活在城市高空, 俯視到的多是黑色瀝青, 灰色混凝土, 各類墻面。人的視野中,只有當(dāng)綠色達(dá)到25% 時, 才會心情舒暢, 精神最佳。所以, 柔和、豐富和充滿生機(jī)的屋頂花園是現(xiàn)代都市的一道風(fēng)景。一個花園式的城市, 城市園林景觀布局與創(chuàng)作要充分地反映出時代性、藝術(shù)性、地域性與文化性。城市的立體綠化, 屋頂花園的創(chuàng)作,它的內(nèi)容與風(fēng)格, 也與整個城市景觀協(xié)調(diào)一致, 它既是一個景觀窗口, 又是整個城市園林綠化的補(bǔ)充, 是城市綠化空間再創(chuàng)造的可用之地。
總之, 為了改善城市生態(tài)環(huán)境, 美化城市生活, 應(yīng)利用風(fēng)景園林及一切在城市種植的各類植物的功能, 充分利用一切可利用的空間,以一定的綠化生物量, 來達(dá)到和創(chuàng)造城市良好的生態(tài)園林環(huán)境的目的。
屋頂花園
1． 1 屋頂花園的歷史和現(xiàn)狀
城市花園進(jìn)程使都市人口大量增加，高樓大廈迅猛崛起，聳立云天，他們在給現(xiàn)代都市裹上華麗“外衣”的同時，也帶來了一系列的環(huán)境問題：綠地面積愈來愈少，人居環(huán)境質(zhì)量日趨下降。近年來向“第五立面”索取綠色，營建屋頂花園，為都市人人在緊張工作之余提供一個休息和消除疲勞的舒適場所，在許多建筑師眼里已成為優(yōu)質(zhì)工程的一個設(shè)計內(nèi)容，在園林工作者眼里更是一個改善生態(tài)和人居環(huán)境質(zhì)量的法寶。
其實，屋頂花園并不是新生事物。早在公元前6世紀(jì)，尼布甲尼撒（Nebuchadnezzar,公元前605—前562年）就建造了巴比倫的空中花園（即被列為世界七大奇觀之一的“懸空園”）。這座空中花園，不惜工本，在屋頂上種植樹木，用機(jī)械提水澆灌，古羅馬歷史學(xué)家?guī)炖账梗―iodorus Siculus,死于公元前21年之后）這樣記述這座花園：“通向花園的路傾斜著登上山坡、花園的各部分一層高過一層，……所以它像一座劇場……，最上層有約23m的廊子，它的頂是全園的最高處，……廊子的頂由石梁支撐，……上面鋪著一層瀝青，蘆薈，磚，鉛皮和泥土，厚度足夠樹木扎根；地面弄平，密密種植各種樹木……使游覽的人賞心悅目，……廊子里有許多御用寢室；有一個廊子，里面安裝一臺機(jī)器把水提上來，通過一個口子，流向花園最高處，灌溉花園”從中我們可以推斷出這座空中花園的大致模樣，可見其的確無愧于“歷史上第一名園”的稱號。
近代建筑大師勒?柯布西耶于1926年就自己的住宅設(shè)計提出“新建筑的5個特點(diǎn)”，其一即是屋頂花園——把綠化與現(xiàn)代建筑結(jié)合起來。1959年，美國的以為風(fēng)景建筑師以開拓者的精神，在奧克蘭凱瑟辦公大樓的屋頂上，建造了一個景色秀麗的空中花園。全園面積雖只有1.2hm2,但畢竟為樓房頂綠化開了先河，所以被視為建筑藝術(shù)與綠化藝術(shù)“雜交”的奇葩。
此后，屋頂花園便在許多國家應(yīng)運(yùn)而生，開始呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)，一些發(fā)達(dá)國家營造新的建筑群時，往往在設(shè)計伊始就考慮屋頂花園的問題，屋頂花園的營造技術(shù)和藝術(shù)水平也日趨成熟。例如，美國加特維大樓為一座6層臺階式建筑，分別在各層建造屋頂花園，高低錯落，連成一片，使各層都能觀賞到窗外的屋頂花園，打破了高層遠(yuǎn)離地面綠化的局限；而在一向重視綠化的日本和擁有世界上第一流量屋頂綠化設(shè)施的德國，屋頂花園的建造更是達(dá)到了相當(dāng)高的水平。日本設(shè)計的樓房除加大陽臺以提供綠化面積外，還有把最高頂層的屋頂建成開放式，將整個屋頂連成一片的做法，使之變成較為寬敞的高空場地，居民可根據(jù)自己的喜好在屋頂栽花種草。德國則在住宅的建設(shè)中進(jìn)一步更新建筑造型及其結(jié)構(gòu)，將其建成階梯式金字塔式的住宅群。當(dāng)人們布置起各種形式的屋頂花園后，無論近看遠(yuǎn)看仰視還從空中俯視，都是一道亮麗的風(fēng)景。
今年來，我國有些大中城市也開始了屋頂綠化。建筑師們也開始有意識地在建筑設(shè)計中考慮屋頂綠化的因素。實踐證明，屋頂綠化是節(jié)約土地，開拓城市空間，改善人居環(huán)境的有效辦法。但是對于大多數(shù)城市和建筑來說，屋頂至今還是處于被忽視的境地，這實際上也是一種資源浪費(fèi)。據(jù)測定，一座城市如果把屋頂都利用起來進(jìn)行綠化，那么這座城市中的二氧化碳較之綠化前要低70%。因此，開發(fā)屋頂花園的前景十分廣闊。
1． 2 園功能與生境特點(diǎn)
屋頂花園不僅僅是綠地向空中發(fā)展，節(jié)約土地，開拓城市空間的有效辦法，也是建筑藝術(shù)與園林藝術(shù)的完美結(jié)合，在保護(hù)城市環(huán)境，提高人居環(huán)境質(zhì)量方面更是起著不可忽視的作用。
1） 休憩和娛樂活動場所
在建筑密集的城市中，人們常常為滿眼都是冰冷的混凝土構(gòu)筑物，周圍見不到一點(diǎn)綠色而煩躁，利用屋頂空間進(jìn)行綠化，既可開辟休息和活動場所，又可點(diǎn)綴街景，增添城市建筑的藝術(shù)魅力。有人估計，一座城市的屋頂面積，大約為居住區(qū)面積的20%。試想屋頂若被全部綠化，人們將置身于一座真正的園林城市，可在花香鳥語中盡情享受大自然的恩賜。
2） 強(qiáng)屋頂?shù)母魺嵝Ч?BR> 一年四季其溫度各不相同，而屋頂?shù)谋砻媸桩?dāng)其沖，始終處于劇烈的溫度變化之中。夏季經(jīng)過陽光直射的屋頂，表面溫度往往要超出空氣溫度，在冬季則可低于空氣溫度，而屋頂經(jīng)過綠化以后，溫度變化幅度就將顯著減小。這是因為植物能蒸發(fā)水分，并從中消耗大量熱量，從而起到保溫隔熱的作用。
3） 隔音作用
因為植物層對聲波具有吸收作用，因而綠化后的屋頂可以隔音和減低噪聲，按照霍希爾?施密德原理，綠化后的屋頂與礫屋頂相比，可減低噪聲20-30dB。屋頂土層12cm厚時隔音大約40dB。20cm厚時隔音大約為46dB。
4）蓄水作用
屋頂綠化種植了植物之后能提高蓄水能力、減少雨水下泄。普通的屋面約有80%的雨水流入下水道。在雨季，這給下水道形成了很大的壓力。屋頂綠化后，50%的雨水滯留在屋頂上，貯藏于植物的根部和栽培介質(zhì)中，待日后逐步蒸發(fā)，從而減輕了下水道的壓力，對城市環(huán)境起到了平衡作用。
除此以外，屋頂綠化還有吸附漂塵和吸收二氧化碳，放出氧氣等作用。總之，對于城市來說，建造屋頂花園是調(diào)節(jié)小氣候、凈化空氣、降低室溫的一項重要措施，也是美化城市、增加景觀層次的一種好辦法。
屋頂花園位于空中樓頂上，與大地土壤不再相連，屬典型的人工地面，故其生境與地面差別很大，對于植物來說，其有利因素有：
① 和地面相比，屋頂光照強(qiáng)，光照時間長，大大促進(jìn)光合作用。
② 晝夜溫差大，利于植物的營養(yǎng)積累。
③ 屋頂上氣流通暢清新，污染明顯減少，受外界影響小，有利于植物的生長和保護(hù)。
不利因素有：
1植物易受干旱。
2土溫、氣溫變化較大，對植物生長不利。
3屋頂風(fēng)力一般比地面大。
4和地面相比，屋頂增加了承重和防水投資，施工和養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用也有所增加。
1. 3 屋頂花園的設(shè)計原則
屋頂花園成敗的關(guān)鍵在于減輕屋頂荷載,改良種植土，以及排水設(shè)施、屋頂結(jié)構(gòu)選型和植物的選擇與種植設(shè)計等問題。設(shè)計時必須做到：
① 以植物造景為主，把生態(tài)功能放在首位。
② 確保營建屋頂花園所增加的荷重不超過建筑結(jié)構(gòu)的承重能力，屋面防水構(gòu)造能安全使用。
③ 因為屋頂花園相對于地面的公園、游園等綠地來講面積較小，必須精心設(shè)計，才能取得較為理想的藝術(shù)效果。
④ 盡量降低造價，從現(xiàn)有條件來看，只有較為合理的造價，才有可能使屋頂花園得到普及而遍地開花。
1．4．1 屋頂花園的類型
按建筑結(jié)構(gòu)與屋頂形式，屋面的植物造景（綠化）可分為兩類。
1） 坡屋面綠化
建筑的屋頂分為人字型坡屋面和單斜坡屋面。在一些低層建筑或平房屋面上可采用適應(yīng)性強(qiáng)，栽培管理粗放的藤本植物，如葛藤、爬山虎、南瓜、葎草、葫蘆等。在歐洲，常見建筑屋頂種植草皮，形成綠茵茵的“草房”，讓人倍感親切，而日本建筑師藤森照信設(shè)計的“國際式鄉(xiāng)土建筑”——東京韭菜住宅，則在坡屋頂上預(yù)設(shè)的種植穴里種上了韭菜。
2） 平屋面綠化
平屋面在現(xiàn)代建筑中較為普遍，這是發(fā)展屋頂花園最有潛力的部分，根據(jù)我國的國情，可分為以下幾種：
(1) 苗圃式
從生產(chǎn)效益出發(fā)，將屋頂作為生產(chǎn)基地，種植蔬菜、中草藥、果樹、花木和農(nóng)作物。在農(nóng)村利用屋頂擴(kuò)大副業(yè)生產(chǎn)，取得經(jīng)濟(jì)效益，甚至可以利用屋頂養(yǎng)殖觀賞魚類，建造“空中養(yǎng)殖場”。
(2) 周邊式 沿屋頂女兒墻四周設(shè)置種植槽，槽深約0.3~0.5m。根據(jù)植物材料的數(shù)量和需要來決定槽寬，最狹的種植槽寬度為0.3m，最寬可達(dá)1.5m以上。這種布局方式較適合于住宅樓、辦公樓和旅社的屋頂花園。在屋頂四周種植高低錯落，疏密有致的花木，中間留有人們活動的場所，設(shè)置花壇、坐凳等。四周綠化還可選用枝葉垂掛的植物，以美化建筑方面。
(3) 活動（預(yù)制）盆栽式 機(jī)動性大、布置靈活，這種方式常被家庭采用。
(4) 庭院式（屋頂花園式）
是屋頂綠化中較高的形式，設(shè)有樹木、花壇、草坪，并配有園林建筑小品，如水池花架、室外家具等。這種形式多用于賓館、酒店，也適合用于企事業(yè)單位及居住區(qū)公共建筑的屋頂綠化。
1．4．2 屋頂花園的布局
庭院式屋頂花園的布局手法與地面庭院大致相同，但是又有它的特殊要求。設(shè)計時必須結(jié)合承重能力，使用功能，生態(tài)效應(yīng)及藝術(shù)效果綜合考慮，可巧借主體建筑及周圍建筑物的特性，充分發(fā)揮地勢高、視域廣等特點(diǎn)，運(yùn)用植物高差變化和園林小品等造園要素，借鑒傳統(tǒng)園林中借景、組景、點(diǎn)景、障景等基本技法，設(shè)計出有品味，有個性的屋頂花園。
屋頂花園布局的難點(diǎn)很大程度上在于如何突破空間的限制。屋頂花園空間的束縛主要表現(xiàn)在兩個方面：一是屋頂?shù)男螤钜蚤L方形為多，非常規(guī)整、缺乏變化，這在一定程度上增加了設(shè)計的難度；二是屋頂?shù)拿娣e也是一定的，不能調(diào)節(jié)，而且一般都偏小，這往往使設(shè)計者有束手束腳之感。這兩大束縛，是對屋頂造園的嚴(yán)重制約，但設(shè)計者若能因地制宜地巧作處理，同樣會取得小中見大，移步換景的藝術(shù)效果。
從某種意義上說，屋頂花園設(shè)計又是空間的設(shè)計，而其中最重要的就是使空間顯得更大些。常用的技法是：
1） 轉(zhuǎn)移注意力
如上所述，大多數(shù)屋頂花園的基本是狹長的，設(shè)計中，如果中央是開敞的，一眼就能看到底，也就是所謂的一覽無余。但如果用植物把屋頂花園分成兩個空間，則可增添情趣，還可使空間看上去更寬敞，因為這些植物迷惑了你，雖然花園依舊是那么大，不過已不能一眼就看到邊。分隔用的屏障，可以簡單地由較為高大的植物組成，也可用植籬，或者用爬滿植物的棚架。
2） 園中園
另一種辦法是把屋頂花園分成不同的部分，它們之間通過藤架、涼亭或拱架聯(lián)系，這樣從一個空間到另一個空間，給人以別有洞天的感覺。把屋頂花園分為不同的空間，安排不同的內(nèi)容也就很容易了。
3） 利用對角線
對于矩形和正方形基地來說，絕對景深最深的是其對角線，所以調(diào)整軸向也是常用的技法之一。對于正方形來說，軸間角自然是450，若是狹長的基地，可以連續(xù)使用450的對角線，這樣可使園子看上去要比實際的大得多。
1．5 屋頂花園屋面面層結(jié)構(gòu)基本構(gòu)造
一般屋頂花園屋面面層結(jié)構(gòu)從上到下依次是：植物和景點(diǎn)層、排水口及種植穴、管線預(yù)留與找坡、種植介質(zhì)層（包括灌溉設(shè)施、噴頭、置景石）、過濾層、排水層、找平層、保溫隔熱層、現(xiàn)澆混凝土樓板或預(yù)制空心樓板。
1） 植物和景點(diǎn)層
是屋頂花園的主要功能層，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會效益都體現(xiàn)于這一層當(dāng)中。所以這一層很重要，植物的選擇要遵循適地適樹原則，景點(diǎn)設(shè)置要注意荷載不能超過建筑結(jié)構(gòu)的承重能力，同時還要滿足藝術(shù)要求。
2） 種植基質(zhì)層
為使植物生長良好，同時盡量減輕屋頂?shù)母郊雍芍兀N植基質(zhì)一般不直接用地面的自然土壤（主要是因為土壤太重），而是選用既含各種植物生長所需元素又較輕的人工基質(zhì)，如蛭石、珍珠巖、泥炭極其與輕質(zhì)土的混合物等。
3） 過濾層
為防止種植土中的小顆粒及養(yǎng)料隨水而流失，應(yīng)堵塞排水管道，采用在種植基質(zhì)層下鋪設(shè)過濾層的方法，常用過濾層的材料有粗沙（50mm厚），玻璃纖維布，稻草（30mm厚）。所要達(dá)到的質(zhì)量要求是，既可通暢排灌又可防止顆粒滲漏。
4） 排水層
排水層設(shè)在防水層之上，過濾層之下。其作用是排除上層積水和過濾水，但又儲存部分水分供植物生長之用。主要材料有：陶粒、碎石、輕質(zhì)骨料厚200~100mm或200mm厚礫石或50mm焦渣層。
5） 防水層
采用柔性（油氈卷材）防水層、剛性防水層或新材料（如三元乙丙防水布），但目前使用最多的是柔性防水層。
1．6 屋頂荷載的減輕
屋頂荷載的減輕，一方面要借助于層頂結(jié)構(gòu)選型，減輕結(jié)構(gòu)自重和結(jié)構(gòu)自防水問題；另一方面就是減輕屋頂所需“綠化材料”的自重，包括將排水層的碎石改成輕質(zhì)的材料等，當(dāng)然上述兩方面若能結(jié)合起來考慮，使屋頂建筑的功能與綠化的效果完全一致，既能隔熱保溫，又能減緩柔性防漏材料的老化，那就一舉兩得了。具體方法簡述如下：
① 減輕種植基質(zhì)重量，采用輕基質(zhì)如木屑、蛭石、珍珠巖等。
② 植物材料盡量選用一些中、小型花灌木以及地被植物、草坪等，少用大喬木。
③ 可少設(shè)置園林小品及選用輕質(zhì)材料如輕型混凝土、竹、木、鋁材、玻璃鋼等制作小品（如涼亭、棚架、假山石、室外家具及燈飾）等。
④ 用塑料材料制作排灌系統(tǒng)及種植池。
⑤ 采用預(yù)制的植物生長板，生長板采用泡沫塑料、白泥炭或巖棉材料制成，上面挖有種植孔。
⑥合理布置承重，把較重物件如亭臺、假山、水池安排在建筑物主梁、柱、承重墻等主要承重構(gòu)件上或者是這些承重構(gòu)件的附件的附近，以利用荷載傳遞，提高安全系數(shù)。
⑦ 減輕防水層重量，如選用較輕的三元乙丙防水布等。
⑧ 減輕過濾層和排水層重量，盡量選用輕質(zhì)材料，如用玻璃纖維布作過濾層比粗沙要輕，用陶粒作排水層比礫石要輕。
1．7防水構(gòu)造
防水處理的成敗直接影響屋頂花園的使用效果及建筑物的安全，屋頂花園建成后一旦發(fā)現(xiàn)漏水，就得部分或全部重新返工。所以防水層的處理是屋頂花園的技術(shù)關(guān)鍵，也是人們最為關(guān)注的問題。
目前在屋頂花園建設(shè)上使用的防水處理方法主要有“剛”、“柔”之分，各有特點(diǎn)。剛性防水層主要是在屋面板上鋪筑50mm厚細(xì)石混凝土，內(nèi)中放φ4@200雙向鋼筋網(wǎng)片一層（此種做法即成整筑層），在混凝土總可加入適量微膨脹劑、減水劑、防水劑等添加劑，以提高其抗裂、抗?jié)B性能。這種防水層比較堅硬，能防止根系發(fā)達(dá)的喬灌木穿透，起到保護(hù)屋頂?shù)淖饔茫沂拐麄�屋頂有較好的整體性，不易產(chǎn)生裂縫，使用的壽命也長，但是自重較大，一般是柔性防水層的2～３倍。因而對于屋頂綠化來說，更傾向采用柔性防水層。目前大多數(shù)建筑物都用柔性防水層防滲漏。屋頂花園中常用“三氈四油”或“二氈三油”，再結(jié)合聚氯乙烯泥或聚氯乙烯涂料處理。近年來，一些新型防水材料也開始投入使用，已投入屋頂施工的有三元乙丙防水布，使用效果不錯。國外還有嘗試用中空類的泡沫塑料制品作為綠化土層與屋頂之間的良好排水層和填充物，以減輕自重。也有用再生橡膠打底，加上瀝青防水涂料，粘貼厚３mm玻璃纖維布作為防水層，且這樣更有利于快速施工。
另據(jù)報道，中國建筑科學(xué)研究所等單位研制的ＪＧ系列屋頂保溫防水材料，是一種利用廢橡膠改性瀝青作為防水層的防水粘結(jié)材料，它吸取橡膠彈性好，溫度適應(yīng)范圍廣和瀝青有較高粘結(jié)性、防水性等優(yōu)點(diǎn)，并克服了瀝青熱淌冷脆等缺點(diǎn)，具有不透水、粘結(jié)性強(qiáng)、耐老化等優(yōu)點(diǎn)，且造價低廉，自重較輕，比較適用于做屋頂花園的防水層。
針對屋面滲透問題，目前又有人提出了“生態(tài)種植屋面復(fù)合排水呼吸系統(tǒng)”的概念。采用先進(jìn)的屋面生態(tài)防水換氣導(dǎo)水技術(shù)，達(dá)到順應(yīng)自然的屋面防水的長期目標(biāo)，其中心思想是“引導(dǎo)”，不與大自然相抗衡，通過導(dǎo)水、排潮、換氣和植被的生態(tài)循環(huán)，解決保溫層內(nèi)積水飽和問題以及內(nèi)外溫差氣壓問題，達(dá)到隔水、防水、美化環(huán)境的多重目標(biāo)。
該系統(tǒng)是在原有防水設(shè)計基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，既克服了卷材防水層的不足，又利用了種植層的隔熱保溫作用特點(diǎn)。其機(jī)理是客土層既是植被的培土層、排水層，又起到吸水、隔絕熱量和保護(hù)屋面找坡層或基層的作用。植被吸收室內(nèi)外排出的二氧化碳，呼出氧氣，同時又有吸收客土層中水分的作用，因為植被能吸收太陽輻射的熱量，通過光合作用轉(zhuǎn)化為生化能，從而改變能量存在的形式。此外其表面的反射熱小，長波輻射小，冬季又有較好的保溫性能，所以植被也具有良好的熱工性能。通過排氣，可將室內(nèi)的潮濕水氣及渾濁空氣向室外大氣排放。所排出的較溫暖且含二氧化碳的空氣又有利于植被生長，室外新鮮空氣可同時從導(dǎo)管進(jìn)入室內(nèi)，由此促進(jìn)空氣流動，減緩室內(nèi)外氣壓差，減少甚至不再形成冷凝水積聚現(xiàn)象。屋面濾水層濾下的雨水，通過區(qū)間找平層縱橫交錯的排水槽系統(tǒng)迅速排泄，不會在屋面形成積水，故無水向下滲漏。屋面水箱連通若干根支管，在客土層內(nèi)分區(qū)布置，利用節(jié)水灌溉技術(shù)，在旱、夏季給植被層補(bǔ)充水分，有利于植被生長，植被生長又利于夏季隔熱、、降低室溫，如此形成一個大的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。
１．8 種植設(shè)計的原則
① 選擇耐旱、抗寒性強(qiáng)的矮灌木和草本植物。由于屋頂花園夏季氣溫高、風(fēng)大、土層保濕性能差，冬季則保溫性差，因而應(yīng)選擇耐干旱、抗寒性強(qiáng)的植物為主，同時，考慮到屋頂?shù)奶厥獾乩憝h(huán)境和承重的要求，應(yīng)注意多選擇矮小的灌木和草本植物，以利于植物的運(yùn)輸、栽種和管理。
②選擇陽性、耐瘠薄的淺根性植物。屋頂花園大部分地方為全日照直射，光照強(qiáng)度大，植物應(yīng)盡量選用陽性植物，但在某些特定的小環(huán)境中，如花架下面或靠墻邊的地方，日照時間較短，可適當(dāng)選用一些半陽性的植物種類，以豐富屋頂花園的植物品種，屋頂?shù)姆N植層較薄，為了防止根系對屋頂建筑結(jié)構(gòu)的侵蝕，應(yīng)盡量選擇淺根系的植物。因施用肥料會影響周圍環(huán)境的衛(wèi)生狀況，故屋頂花園應(yīng)盡量種植耐瘠薄的植物種類。
③ 選擇抗風(fēng)、不易倒伏、耐積水的植物種類。在屋頂上空風(fēng)力一般較地面大，特別是雨季或有臺風(fēng)來臨時，風(fēng)雨交加對植物的生存危害最大，加上屋頂種植層薄，土壤的蓄水性能差，一旦下暴雨，易造成短時積水，故應(yīng)盡可能選擇一些抗風(fēng)、不易倒伏，同時又能耐短時積水的植物。
④選擇以常綠為主，冬季能露地越冬的植物。營建屋頂花園的目的是增加城市的綠化面積，美化“第五立面”，屋頂花園的植物應(yīng)盡可能以常綠為主，宜用葉形和株形秀麗的品種，為了使屋頂花園更加絢麗多彩，體現(xiàn)花園的季相變化，還可適當(dāng)栽植一些色葉樹種；另在條件許可的情況下，可布置一些盆栽的時令花卉，使花園四季有花。
⑤盡量選用鄉(xiāng)土植物，適當(dāng)引種綠化新品種。鄉(xiāng)土植物對當(dāng)?shù)氐臍夂蛴懈叨鹊倪m應(yīng)性，在環(huán)境相對惡劣的屋頂花園，選用鄉(xiāng)土植物有事半功倍之效，同時考慮到屋頂花園的面積一般較小，為將其布置得較為精致，可選用一些觀賞價值較高的新品種，以提高屋頂花園的檔次。
