李 婷，田 中

(1. 重慶市風(fēng)景園林科學(xué)研究院，重慶 401329； 2. 重慶市城市園林綠化工程技術(shù)研究中心，重慶 401329)

1 容器式屋頂綠化概述

1.1 容器式屋頂綠化的概念

屋頂綠化是指對在高出地面以上，周邊不不與自然土層相連接的各類建筑物、構(gòu)筑物等的頂部以及天臺、露臺上的綠化。根據(jù)栽植方式，可分為傳統(tǒng)式綠化(直接覆蓋種植、種植池種植)和容器式屋頂綠化兩類。容器式屋頂綠化是指在具有排(蓄)水、阻根、過濾等功能的模塊化可移動式特定容器中種植植物，集輕型營養(yǎng)基質(zhì)、耐旱植物為一體的新型屋頂綠化技術(shù)，主要有簡單式、組合式、花園式等基本類型[1]。

1.2 容器式屋頂綠化的創(chuàng)新性

容器式屋頂綠化在傳統(tǒng)屋頂綠化的基礎(chǔ)上，通過理念、技術(shù)的一系列創(chuàng)新，解決了屋頂綠化發(fā)展中關(guān)鍵性問題。相較于傳統(tǒng)式屋頂綠化，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：①完善的蓄水功能、截流屋面雨水；②蒸發(fā)截流雨水、自補水能力強；③有效降低建筑使用能耗；④不破壞原防水層、施工快捷；⑤后期管理和維護費用低；⑥造價低、技術(shù)效益好等。

2 屋頂綠化設(shè)計的要求

2.1 荷載安全

根據(jù)《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程(JGJ155-2013)》條文規(guī)定，種植屋面工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)計算種植荷載[2]。既有建筑屋面改造為種植屋面前，應(yīng)對原結(jié)構(gòu)進行鑒定。種植屋面荷載取值應(yīng)當符合現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB-50009的規(guī)定，屋頂綠化有特殊要求時，應(yīng)單獨計算結(jié)構(gòu)荷載[3]。

種植屋面的設(shè)計荷載除應(yīng)滿足屋面結(jié)構(gòu)荷載外，簡單式種植屋面荷載不應(yīng)小于1. 0kN/m2，花園式種植屋面荷載不應(yīng)小于3. 0kN/m2，均應(yīng)納入屋面結(jié)構(gòu)永久荷載。此外，還應(yīng)控制植物生長期增加的可變荷載量，因此對初栽植物的荷重應(yīng)當進行適度控制，根據(jù)規(guī)范，初栽植物荷重控制見表1。

表1 初栽植物荷重

(資料來源：《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程(JGJ155-2013)》表5.1.4。)

2.2 符合海綿城市建設(shè)要求

簡單式種植屋面綠化面積宜占屋面總面積的80%以上；花園式種植屋面綠化面積宜占屋面總面積的60%以上。

3 植物選擇

種植屋面不宜種植高大喬木、速生喬木；容器式屋頂綠化所用植物宜用低矮的草本地被植物，要耐瘠薄、耐干旱、耐熱、耐寒、抗病蟲能力強，最好是四季常綠或彩色的地被植物。

4 案例分析——嘉悅江庭住宅小區(qū)屋頂綠化

4.1.1 嘉悅江庭住宅小區(qū)現(xiàn)狀

嘉悅江庭地處悅來新城會展城與生態(tài)城交界處，位于悅來兩江國際商務(wù)中心“會展城”區(qū)域的西南側(cè)。北臨悅居路，南靠悅來大道，西接金興大道；附近有國博線地鐵出入口，交通十分便利。

悅來作為重慶首個海綿試點城市，嘉悅江庭作為悅來最先動工的海綿樣板小區(qū)。嘉悅江庭住宅小區(qū)經(jīng)過整體的海綿城市建設(shè)設(shè)計打造，規(guī)劃設(shè)計了各類如透水鋪裝、雨水花園、綠色屋頂、蓄水池等多項“海綿體”設(shè)施，從吸水、蓄水、滲水到凈水，實現(xiàn)內(nèi)部雨水的良性循環(huán)，讓小區(qū)小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭，同時降低屋面溫度，改善城市熱島效應(yīng)。嘉悅江庭住宅小區(qū)作為兩江新區(qū)修建的第一個居住區(qū)低影響開發(fā)項目，具有很強的示范性及推廣性，是海綿城市建設(shè)重點示范工程。小區(qū)的海綿城市建設(shè)從多個措施著手，容器式屋頂綠化是構(gòu)建嘉悅江庭住宅小區(qū)海綿城市的重要一環(huán)。

4.1.2 現(xiàn)狀分析

建筑屋頂面積約745 m2，屋頂消防管道、排煙道、欄桿、風(fēng)機等設(shè)施，見圖1，方案設(shè)計時需考慮功能性設(shè)施后期使用維護需要通行上的便利。屋頂有兩處出入口，位于屋頂中心，相對而設(shè)，另有1～2處設(shè)備用房出入口，場地周邊墻體高1.8 m。

圖1 屋頂原貌示意

4.2 種植容器

《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》JGJ 155—2013規(guī)定種植容器需具備一定的物理機械性能和耐久性，滿足10年以上的使用年限，在功能方面應(yīng)達到蓄(排)水、阻根和過濾等要求。嘉悅江庭住宅小區(qū)容器式屋頂綠化采用規(guī)格為500 mm×500 mm×65 mm的綠植草種植容器，pp材料確保使用壽命在10年以上，具備完善的蓄(排)水、隔熱、保溫、阻根和過濾等功能。

本項目使用的容器具有完善的排水、通風(fēng)、隔熱、保溫、蓄水、阻根等功能，并且安裝拆卸方便，使用壽命長。該產(chǎn)品及其生產(chǎn)技術(shù)處于國內(nèi)同類技術(shù)的領(lǐng)先水平，已獲專利授權(quán)數(shù)28項(其中國家發(fā)明專利數(shù)9項，國際發(fā)明專利數(shù)1項)，屬于國家《海綿城市建設(shè)先進適用技術(shù)與產(chǎn)品目錄(第一批)》推薦產(chǎn)品，且為唯一的模塊化生態(tài)立體種植容器(圖2)。

圖2 種植容器結(jié)構(gòu)示意

4.3 種植基質(zhì)

屋頂綠化栽培基質(zhì)應(yīng)具有重量輕、養(yǎng)分適度、透氣保水性能好、清潔無毒和安全環(huán)保等特性。改良土有機材料體積摻入量不宜大于30%；有機材料應(yīng)充分腐熟滅菌。用于屋頂綠化的種植基質(zhì)應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2 屋頂綠化栽培基質(zhì)指標要求

本項目采用輕型高效立體綠化栽培營養(yǎng)基質(zhì)，由重慶市風(fēng)景園林科學(xué)研究院自行研發(fā)，產(chǎn)品含水飽和重量為60 kg/m2，對建筑物造成負荷壓力小。與市場中原用立體綠化模塊的基質(zhì)相比，容重小、總孔隙度大，可減輕整個栽植模塊的重量幅度為8%～12%。與菜園土基質(zhì)相比，該基質(zhì)能明顯提高佛甲草和景天的葉綠素含量。

該技術(shù)結(jié)合污泥穩(wěn)定化處理工藝，利用城市污水污泥與廢棄的植物材料混和發(fā)酵的快速腐熟技術(shù)，加入有益微生物和其它化學(xué)、生物添加劑等材料，根據(jù)輕型高效屋頂綠化栽培基質(zhì)的要求，采用《園林栽植土壤質(zhì)量標準》評分體系，篩選出了輕型高效屋頂綠化栽培基質(zhì)的最佳配方，提出了利用污水污泥生產(chǎn)輕型高效屋頂綠化栽培基質(zhì)的技術(shù)工藝，制成輕型高效的屋頂綠化栽培基質(zhì)。屋頂綠化輕型栽培基質(zhì)技術(shù)能夠有效解決城市屋頂綠化荷載問題，可長期提供植物生長需要的營養(yǎng)，降低后期管護成本。該配方及調(diào)配技術(shù)處于國內(nèi)同類技術(shù)的先進水平，獲得國家發(fā)明專利、實用新型專利各1項，獲得重慶市建設(shè)成果創(chuàng)新獎二等獎。

4.4 屋頂植物

本項目采用多種適宜重慶氣候環(huán)境，能在屋頂生長良好的植物品種。采用耐旱耐高溫適應(yīng)性強的佛甲草作為整體肌理，并在節(jié)點搭配點景植物，包括：龍舌蘭、金邊吊蘭、細葉萼距花、腎蕨等。經(jīng)過近兩年的觀察，植物生長良好，經(jīng)受住了寒冬酷暑的考驗，持續(xù)為屋頂綠化發(fā)揮生態(tài)效益，展現(xiàn)景觀效果(圖3)。

圖3 屋頂綠化植物實景

4.5 設(shè)計要點

4.5.1 緩沖帶

屋頂綠化四周防水層與建筑主體銜接區(qū)域，宜用鵝卵石做排水溝，同時避免植物在此生長破壞防水層。本項目設(shè)計之初在建筑墻體周邊均設(shè)置不小于300 mm的緩沖帶，見圖4這樣設(shè)置：一是建筑通常墻體周邊較為脆弱，防水設(shè)施也常在此處發(fā)生損壞，設(shè)置緩沖帶對其有一定的保護作用；二來使得植物與墻體連接處在安全距離，進一步防止植物根系滲入建筑；三者屋頂排水口通常設(shè)置在邊緣，需預(yù)留排水口位置，且方便后期檢修維護。

圖4 屋頂綠化緩沖帶實景

4.5.2 道路交通

在建筑屋頂設(shè)置環(huán)線步道，使得整體交通流暢，且連接各出入口、設(shè)備用房出入口、整體綠化景觀，便于后期設(shè)施設(shè)備管護、游賞等需求。見圖5、圖6。

4.5.3 節(jié)點景觀

在出入口附近，步道行走時視線焦點處，設(shè)置一處景觀節(jié)點，以矮灌、高草組合，色葉、開花組合，形成較好的景觀效果。見圖7。

圖6 屋頂綠化道路實景

圖7 屋頂綠化節(jié)點景觀實景

4.6 生態(tài)效益

4.6.1 雨水管理功能

通過該屋頂綠化的建設(shè)，每平方米屋頂綠化可滯留雨水30 L，蓄水率達到50%，延遲雨水達峰時間10～30 min。

4.6.2 水質(zhì)凈化功能

對總懸浮物(SS)、總磷(TP)、總氮(TN)、化學(xué)需氧量(COD)均有較好的去除率。

4.6.3 保溫隔熱效益

模塊式屋頂綠化產(chǎn)品對建筑具有良好的保溫隔熱作用，實測表明，夏季室溫平均比未綠化屋頂室溫低 2.3～2.9 ℃，冬季室溫比未綠化屋頂室溫平均高1.0～1.1 ℃。

4.7 后期管護

本項目通過景觀設(shè)計結(jié)構(gòu)、新型基質(zhì)持續(xù)供給植物所需營養(yǎng)、植物選擇抗性強的品種等方式，完全實現(xiàn)低管護，全年僅夏季最高溫期間，早晚灌溉次數(shù)共計不高于8次，全年除草次數(shù)不超過1次。

5 結(jié)語

嘉悅江庭住宅小區(qū)海綿城市建設(shè)屋頂綠化自2016年12月一期竣工，至今已完成三期，共13棟樓的屋頂綠化建設(shè)，現(xiàn)目前植物生長良好，景觀效果較好，并取得良好的生態(tài)效益，見圖8。

圖8 嘉悅江庭屋頂綠化實景照片