羅嘉亮

（廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司 廣州 510010）

0 引言

隨著城市人口的快速增長和土地資源的有限性，城市面臨著許多挑戰(zhàn)，包括生態(tài)環(huán)境惡化、熱島效應(yīng)加劇、雨水管理等問題。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，人們開始關(guān)注如何最大限度地利用城市空間，提高城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，并提供更好的居住和工作環(huán)境。屋頂花園興起正是為了應(yīng)對這些城市挑戰(zhàn)而提出的解決方案之一。它倡導(dǎo)將建筑物的屋頂空間轉(zhuǎn)化為綠色的花園和景觀區(qū)域，通過引入植被、水景和其他景觀元素，創(chuàng)造出一個生態(tài)友好的宜居休閑空間，因此屋頂花園又稱為“空中花園”“城市第五立面”“天臺綠地”［1］。

國外第一座被公認(rèn)的屋頂花園最早可以追溯到2 500 多年前古巴比倫堪稱“世界八大奇跡之一的空中花園”［2］，之后的屋頂花園和空中庭院在古埃及的福斯塔特（Al-Fustat）、文藝復(fù)興時期的熱那亞市（Genoa）均有呈現(xiàn)［3］。20 世紀(jì)初，柯·布西耶通過薩伏伊別墅（The Villa Savoye）的設(shè)計詮釋了“垂直花園城市”的設(shè)想［4］，瑞士蘇黎世的柏林庭院（Berlinerhof）是以其綠化屋頂和開放式景觀空間為城市居民提供了一個宜人的休閑場所，美國芝加哥市政府大樓屋頂花園（Chicago City Hall Rooftop Garden）是將綠色屋頂與可持續(xù)設(shè)計原則相結(jié)合，成為城市生態(tài)系統(tǒng)的一部分。21 世紀(jì)初，美國紐約的高線公園（The High Line）將城市空中空間轉(zhuǎn)化為一個獨特的綠色走廊，成為城市休閑和文化活動的中心。經(jīng)過時代變遷及社會發(fā)展，屋頂花園大致經(jīng)歷了由“宗教崇拜”到“權(quán)貴顯示”到“生活實用”到“游憩娛樂”到“盈利收益”到“環(huán)境改善”的功能演變過程［5］。

我國古代建筑大多數(shù)是木質(zhì)坡頂結(jié)構(gòu)，不宜進(jìn)行屋頂綠化，因此在古代幾乎沒有屋頂綠化［6］。直到20 世紀(jì)70 年代，廣州東方賓館誕生了我國第一個屋頂花園［7］，隨后在北京、上海、廣州等大城市的商業(yè)綜合體、高檔住宅和辦公樓項目中屋頂花園被廣泛應(yīng)用［8］。2008 年北京奧運會期間，屋頂花園得到了更廣泛的關(guān)注和推廣［9］。作為奧運場館和相關(guān)設(shè)施的一部分，許多建筑物的屋頂被設(shè)計成花園和公共休閑空間，為城市居民和游客提供了綠色的休憩場所。新時代中國的高層建筑、商業(yè)中心、公共建筑和住宅社區(qū)中，屋頂花園已經(jīng)成為常見的設(shè)計元素。然而屋頂花園因其建設(shè)條件的特殊性，須綜合考慮區(qū)域氣候特征、建筑荷載、排水系統(tǒng)、設(shè)備美化等因素，營建高質(zhì)量屋頂花園技術(shù)成為了建設(shè)管理者和從業(yè)技術(shù)者探索的方向。

1 屋頂花園存在的常見問題

屋頂花園是一個綜合的設(shè)計領(lǐng)域，其涵蓋專業(yè)眾多，包括建筑、機(jī)電、景觀園林、結(jié)構(gòu)、給排水等。對于一個好的屋頂花園，工程綜合建設(shè)工序以及多專業(yè)交集實施的合理工作計劃非?？季?，拋開方案設(shè)計的優(yōu)劣，從項目技術(shù)性、落地性的角度，目前絕大多數(shù)的屋頂花園，設(shè)計效果與實際成果往往大相徑庭，經(jīng)常出現(xiàn)方案表達(dá)非常完美，但是到了按照方案設(shè)計實施以后效果存在不佳的情況。其主要原因有兩個：①沒有注意多專業(yè)的工序問題，設(shè)計階段沒有充分考慮可實施性、落地性；②在實施過程中沒有及時解決現(xiàn)場各專業(yè)交集的問題，導(dǎo)致施工成效事與愿違。目前，屋頂花園基本由景觀園林專業(yè)主導(dǎo)，但極大多數(shù)的設(shè)計師沒有正確地意識到多專業(yè)、多工種聯(lián)動技術(shù)細(xì)節(jié)設(shè)計的本質(zhì)，如建筑規(guī)范（消防操作面）、建筑幕墻、建筑排水、建筑分縫、建筑設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)荷載均與屋頂花園設(shè)計息息相關(guān)，除此以外，如何結(jié)合地域特征建造屋頂花園，也是至關(guān)重要的因素。對此，筆者從技術(shù)層面總結(jié)以下幾點主要問題：

⑴ 建筑樓板能否承載景觀設(shè)計方案是關(guān)鍵因素。建筑樓板是一切屋頂花園的基礎(chǔ)，沒有樓板何來花園，根據(jù)經(jīng)驗，景觀專業(yè)介入時，建筑設(shè)計或建筑施工已經(jīng)完成，建筑荷載往往僅預(yù)留極少的覆土與荷載空間，一旦扣減建筑找坡層、建筑防水隔熱層等構(gòu)造，屋面景觀只能建造鋪裝和草坪。景觀技術(shù)人員一般遷就建筑原荷載進(jìn)行設(shè)計，極大限制景觀方案深化的創(chuàng)意。同時，由于景觀園林的介入，沒有充分考慮可實施性，導(dǎo)致建筑天溝無法及時排放雨水，增加植物因泡根影響生長甚至死亡與增加屋面荷載的風(fēng)險，極大地影響屋頂花園的效果。

⑵景觀與建筑、設(shè)備銜接是否處理得當(dāng)?shù)募?xì)節(jié)問題。屋頂花園是一個綜合的載體，不同于傳統(tǒng)園林的建造，屋頂花園還需要將景觀與建筑、設(shè)備進(jìn)行有效的結(jié)合，如給排水、空調(diào)設(shè)備、通風(fēng)管道、建筑幕墻、建筑分縫等。然而，以上的問題往往是被設(shè)計所忽略，由于各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)不當(dāng)，導(dǎo)致景觀與建筑、設(shè)備之間經(jīng)常出現(xiàn)建設(shè)工序混亂，銜接不當(dāng)，影響整體設(shè)計效果和使用功能。

⑶景觀是否與地域氣候特征充分融合，也是營造高質(zhì)量屋頂花園的重要因素。屋頂花園的設(shè)計應(yīng)該充分考慮所處地域的氣候特征，如降雨量、溫度變化、風(fēng)向等因素，以便合理選擇植物和材料。然而，現(xiàn)實中的一些屋頂花園在景觀設(shè)計中未能充分融合地域氣候特征，導(dǎo)致植物選擇不當(dāng)、鋪裝材料不合理，影響屋頂花園的生態(tài)效益和可持續(xù)性。

針對以上常見問題，筆者嘗試以嶺南地區(qū)作為研究區(qū)域，結(jié)合廣州高德置地冬廣場Jumeirah 酒店的屋頂花園營造經(jīng)驗，探索屋頂花園的營建技術(shù)，并對關(guān)鍵性技術(shù)問題進(jìn)行探討，為營建高質(zhì)量的嶺南地區(qū)屋頂花園提供技術(shù)分享和經(jīng)驗參考。

2 嶺南地區(qū)屋頂花園營建技術(shù)的實踐

Jumeirah酒店屋頂花園位于廣東省廣州市天河區(qū)高德置地冬廣場6 層樓面，總面積為5 870 m2，屬于超五星級酒店配套園林項目。在屋頂花園方案介入之初，由于項目建筑主體已經(jīng)基本施工完畢，屋頂花園只是進(jìn)行簡單的設(shè)計，但按照酒店管理品牌方的要求，設(shè)計需調(diào)整原有的項目內(nèi)容，增加包括園林景觀、退臺構(gòu)筑、生態(tài)綠化、特色構(gòu)筑物、以及深1.4 m 的組合式泳池區(qū)域等屋頂花園元素，該做法直接導(dǎo)致屋頂荷載承重需求劇增，而且多專業(yè)多工序交集混亂，使項目一度陷入難以實施的困境。為高質(zhì)量營建廣州CBD 第五立面景觀，項目技術(shù)設(shè)計針對方案設(shè)計所帶來的屋頂荷載處理、建筑設(shè)備美化和嶺南環(huán)境要素融合等內(nèi)容，提出科學(xué)、合理的營建技術(shù)處理辦法。

2.1 屋頂荷載處理

建筑屋頂荷載是營建屋頂花園的基礎(chǔ)，足夠的屋面結(jié)構(gòu)承載力，能確?；▓@的安全性和穩(wěn)定性。該項目伊始，建筑只預(yù)留300 mm 覆土，結(jié)構(gòu)僅預(yù)留3 t/m2的荷載，由于景觀設(shè)計介入較為滯后，經(jīng)與業(yè)主溝通，需在已建樓板上增設(shè)包括園林景觀、退臺構(gòu)筑、生態(tài)綠化、特色構(gòu)筑物、以及深1.4 m 的組合式泳池區(qū)域等屋頂花園元素，經(jīng)過核算，設(shè)計所需要的荷載增至30 t/m2，這對原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大的影響，覆土和荷載需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于建筑預(yù)留量。針對屋頂結(jié)構(gòu)荷載處理，項目團(tuán)隊提出增大屋頂荷載、綠化覆土降低靜荷載以及排水系統(tǒng)降低動荷載等方法，最大程度的實現(xiàn)設(shè)計方案。

2.1.1 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)增大屋頂荷載

通過多專業(yè)聯(lián)動協(xié)調(diào)，6 層面結(jié)構(gòu)構(gòu)件最終采用向上加大梁、板構(gòu)件加固的方式，增大梁板構(gòu)件的正截面承載力，而在高標(biāo)高區(qū)域園林樓蓋則采用架空結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，園林構(gòu)筑物荷載、種植荷載直接承載于架空結(jié)構(gòu)上，并直接傳導(dǎo)至結(jié)構(gòu)柱上；同時，架空結(jié)構(gòu)給予了園林管線更多的布置空間及檢修空間，實現(xiàn)設(shè)計想法的同時滿足五層商業(yè)區(qū)域使用凈空要求。

2.1.2 排水系統(tǒng)降低動荷載

作為嶺南地區(qū)，屋頂花園排水系統(tǒng)尤為重要，如做好屋頂花園的排水工作，能夠有效地降低屋頂樓板荷載的壓力，景觀屋面給排水屬于建筑排水的次級系統(tǒng)，景觀地表、地下水經(jīng)過匯總收集至景觀排水系統(tǒng)后，再統(tǒng)一匯入建筑排水屋面天溝。Jumeirah 酒店屋頂花園通過結(jié)構(gòu)反梁實現(xiàn)加固，提升屋頂荷載和覆土厚度，解決景觀設(shè)計的荷載要求的同時，也導(dǎo)致排水不暢的問題出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)積水導(dǎo)致荷載增大，會出現(xiàn)屋頂頂板安全隱患，根據(jù)景觀、排水以及結(jié)構(gòu)專業(yè)的協(xié)商，決定在處理結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的同時，結(jié)合屋面排水坡度，對反梁預(yù)埋布置泄水孔，并匯入排水溝，構(gòu)成完整的排水系統(tǒng)，達(dá)到高質(zhì)量營造屋頂花園的實際效果，如圖1、圖2所示。

圖1 反梁開孔排水平面Fig.1 Drainage Plan （m）

圖2 硬質(zhì)地面排水溝做法Fig.2 Drainage Channel Construction Method （mm）

2.1.3 綠化覆土降低靜荷載

屋頂花園的建設(shè)中需要選擇合適的栽培基質(zhì)作為種植土［10］。綠化種植土的重量和厚度是降低屋頂靜荷載的重要方式之一。本項目采用的輕質(zhì)土壤由腐殖土、泥炭、珍珠巖等材料組成，具有較低的密度和良好的透水性，可使用輕質(zhì)土壤減輕種植對結(jié)構(gòu)荷載的壓力，本項目選用泥炭土、礫石、珍珠巖和蘑菇土組成30～60 cm厚的輕質(zhì)營養(yǎng)土，滿足荷載要求同時保證植物營養(yǎng)需求。淺根系的須根植物則減少土壤厚度。

2.2 景觀與建筑設(shè)備的銜接美化

屋頂花園的景觀營建不單單只考慮園建、植物、水體等景觀要素，還需要顧及與景觀相連的建筑設(shè)備，包括幕墻、設(shè)備、建筑分縫，這些與建筑有所交集的部位往往是最容易被忽略的，在做設(shè)計的時候，切記不可簡單一筆帶過，需要清晰熟讀建筑、設(shè)備等各專業(yè)所提供的圖紙，做好設(shè)計必須要完成事前準(zhǔn)備。景觀與建筑設(shè)備的銜接美化主要有以下3種類型：

2.2.1 物理隔斷美化建筑設(shè)備

建筑設(shè)備，如建筑出風(fēng)口、燃?xì)夤艿赖龋话愕奶幚硎侵苯永弥参镎趽?，設(shè)計往往忽略不同設(shè)備類型所需要隱蔽性、防水等問題。若是出風(fēng)口，在長時間面對熱風(fēng)吹送，植物是無法正常生長甚至死亡，這將使到景觀效果無法達(dá)到最佳，因此建議出風(fēng)口使用物理隔斷（見圖3），同時圍蔽還需考慮防水和泛水，防止雨水滲入建筑室內(nèi)空間。

圖3 物理圍蔽構(gòu)筑立面Fig.3 Enclosure Structure Elevation （mm）

2.2.2 景觀與建筑幕墻銜接

本項目屋面花園在景觀介入前，建筑玻璃幕墻已經(jīng)完成，但是考慮整體的屋頂花園景觀效果，部分種植池還是需要與建筑幕墻連接，這種處理主要存在兩個問題：①室內(nèi)外美觀問題，試想由于種植池貼著幕墻處理，靠幕墻位置的種植池砌體將無法處理飾面，嚴(yán)重影響觀感；②因為防水排水沒有做好，引起室內(nèi)和頂板的滲漏。為了實現(xiàn)設(shè)計效果，景觀種植池首先與幕墻分離150 mm，預(yù)留排水溝構(gòu)造空間，另外也解決磚體飾面問題，使景觀功能與觀賞性都能同時處理，如圖4所示。

圖4 種植池與幕墻銜接做法Fig.4 Connection Method （mm）

2.2.3 景觀與建筑分縫銜接

建筑分縫和景觀的連接著往往是最容易出現(xiàn)問題的部分，要做好滲漏的工作，首先要充分了解建筑防水構(gòu)造，不同的構(gòu)造會影響景觀效果，通過景觀與建筑的協(xié)商，項目采用尺寸最薄的不銹鋼片蓋板，待做好防水，泛水后，在不與建筑分縫發(fā)生關(guān)系的情況下，在分縫兩則做砌體再加預(yù)制結(jié)構(gòu)，進(jìn)行景觀鋪裝的處理，這樣既能達(dá)到景觀效果，也能處理好建筑分縫，如圖5所示。

圖5 建筑分縫處理做法Fig.5 Building Joint Treatment Method （mm）

2.3 嶺南環(huán)境要素融合

2.3.1 鄉(xiāng)土植物運用

由于本項目屋頂花園位于建筑群之間，存在受光面光照時長不足的情況，植物品種考慮生長習(xí)性，以既喜陽也耐陰的常綠植物為主。嶺南地區(qū)屬于東亞季風(fēng)氣候區(qū)南部，具有熱帶、亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候高溫多雨的特征，景觀植物資源豐富。植物品種選取以造型秀美，具備觀花、觀果、觀枝、觀葉等觀賞特征的鄉(xiāng)土樹種為主，如喬木使用魚尾葵（Caryota ochlandra）、黃金香柳（Menlaleuca bracteata）、雞蛋花（Plumeria rubra）、紅果鐵冬青（Ilex rubra）、柚子（Citrus maxima（Burm）Merr）、秋楓（Bischofia javanica）、楊梅（Myrica rubra）等，灌木使用錦繡杜鵑（Rhododendron pulchrum）、四季桂（Osmanthus fragransvar.semperflorens）、龍船花（Ixora chinensis）、朱蕉（Cordyline terminalis）等觀賞品種。另外考慮荷載和抗風(fēng)問題，項目通過調(diào)整種植池大小、深度控制植物規(guī)格大小、重量，并選取根系發(fā)達(dá)，枝干粗壯的植被抵御風(fēng)雨，植物栽植好后需要按照規(guī)范做好支護(hù)，增加其安全性。此外，樓板保護(hù)使用疏水板、鋪貼防穿刺的防水卷材，做好排水和防水防穿刺的處理。

2.3.2 適應(yīng)性材料運用

屋面景觀要考慮建筑立面匯水，加之嶺南雨水潮濕的特征，在材料運用方面，建議以耐用實用的環(huán)保材料為主，建議可采用黃崗巖、人造石、馬賽克等，少用木材等容易被腐蝕，氧化的材料?？赏ㄟ^鋼材外噴氟碳漆達(dá)到想要的效果，另外水景及外墻飾面建議可采用干掛形式，避免出現(xiàn)反堿的現(xiàn)象。

3 結(jié)論

結(jié)合Jumeirah 酒店屋頂花園的工程實例介紹，從工程技術(shù)的角度，對屋頂花園在設(shè)計和施工階段營建存在的常見問題進(jìn)行了剖析與經(jīng)驗分享，包括建筑樓板荷載處理，屋頂花園各構(gòu)造的銜接以及地域要素的融合。

針對建筑樓板荷載處理，建議在建筑主體設(shè)計前或者設(shè)計進(jìn)行時，屋頂花園設(shè)計就需介入，通過對建筑以及結(jié)構(gòu)荷載的判別，及時反饋各專業(yè)的需求，有效提高屋頂花園的可實施性。但如遇到建筑主體已經(jīng)施工而屋頂花園設(shè)計才介入的情況（如Jumeirah 酒店屋頂花園），則需要在通過屋頂花園設(shè)計方案后，及時與建筑、結(jié)構(gòu)，甚至排水專業(yè)進(jìn)行協(xié)商，根據(jù)實際情現(xiàn)場狀況，在不違反規(guī)范的情況下，調(diào)整各專業(yè)已建的構(gòu)造，滿足屋頂花園效果圖的要求，在Jumeirah 酒店屋頂花園的實踐中，各專業(yè)協(xié)商后，通過屋頂結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)增大荷載，綠化覆土和排水系統(tǒng)降低荷載的方式，為屋頂花園設(shè)計提供承載力支撐，從而達(dá)到屋頂花園設(shè)計的設(shè)想。

屋頂花園的各構(gòu)造銜接，往往難以處理，因為這些構(gòu)件大部分是根據(jù)規(guī)范以及數(shù)據(jù)進(jìn)行推演設(shè)計，是相對固定的構(gòu)筑，例如設(shè)備井、建筑幕墻、建筑分縫等，如若能在設(shè)計前期和相關(guān)專業(yè)進(jìn)行協(xié)商，調(diào)整構(gòu)造是最好的方式，但因客觀條件無法調(diào)整，設(shè)計則需從技術(shù)與效果層面同時出發(fā)，靈活變通處理，例如案例中所述的景觀與建筑幕墻灰空間為例，在保證防滲等功能的前提下，兼顧美觀效果與可實施性，達(dá)到銜接實現(xiàn)建筑與景觀的充分融合。

而針對地域要素的融合，設(shè)計需要充分解讀項目區(qū)域區(qū)位，了解在地材料，鄉(xiāng)土材料、就像案例中的Jumeirah酒店屋頂花園，選取適應(yīng)項目的嶺南材料，并科學(xué)運用實現(xiàn)環(huán)境要素的融合。

雖然本項目在設(shè)計階段，由于工序與多專業(yè)交集的問題，一度陷入難以實施的困境，但最后通過多專業(yè)相互協(xié)調(diào)，科學(xué)合理調(diào)整了綜合建設(shè)工序以及多專業(yè)交集實施計劃，最終使Jumeirah 酒店屋頂花園景觀方案的效果得到完美呈現(xiàn)，并獲得建設(shè)方及業(yè)界的好評。

4 結(jié)語

在新時代建設(shè)生態(tài)文明的進(jìn)程中，如何高質(zhì)量營建屋頂花園成為城市建設(shè)管理者日益關(guān)注的重點。作為建筑第五立面，屋頂花園承擔(dān)著調(diào)節(jié)建筑小氣候、緩解熱島效應(yīng)、提供休閑場所等重要功能［11］，高質(zhì)量營建技術(shù)，強(qiáng)調(diào)的是創(chuàng)意且富有文化融合的設(shè)計與精湛的施工技藝緊密銜接配合，這才是解決關(guān)鍵問題的核心技術(shù)。筆者借此分享，希望能為同類型建設(shè)項目提供參考和借鑒。