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　　德國作為最先開發屋頂綠化技術的國家，在新技術研究方面保持著世界領先的地位，日本、美國等對屋頂綠化的技術研究以及發展均是基于德國的基本理論。和國外的屋頂綠化技術相比，中國還處在研究的階段，相關的材料檢測標準、設計規范標準、施工規范以及相關的驗收標準都還沒有國家標準或者規范出臺。

　　德國FLL機構（The Landscape Research Development &Construction Society）成立于1975 年，主要使命就是研究、創立、普及和推廣屋頂綠化發展原則、指南與規范。FLL是由40多位各個領域內的專家組成的委員會，委員會負責指南規范的開發與制定工作。屋頂綠化指南就是FLL的30多項出版物的一部分。

　　屋頂綠化的類型

　　根據德國的標準，通常將屋頂綠化分為三種類型：拓展型屋頂綠化(Extensive Green-Roof)、半密集型屋頂綠化(Semi-intensive Green-Roof)和密集型屋頂綠化(Intensive Green-Roof)。

　　拓展型屋頂綠化

　　國內稱為簡單式屋頂花園，顧名思義就是根據建筑荷載比較小的特點，利用草坪、地被、小型灌木和攀援植物進行屋頂覆蓋綠化。中國的做法多采用草坪，而德國多采用景天科（Sedum）這種耐干旱低養護的植物，往往不需要單獨設置灌溉系統，只靠自然降水就可以解決植物養護的問題。

　　拓展型屋頂綠化目前要比密集型的屋頂綠化更普及一些，它就像一個活的“植物毯子”，建造速度快、成本低、重量輕，并且幾乎不用維護，每年只要檢查1到2次就可以了，但通常不能讓人在上面活動。

　　半密集型屋頂花園

　　半密集型屋頂花園適用于可以看得見的屋頂，需要全年都能觀賞到綠色和開花植物。其厚度較拓展型的厚，植物選擇的范圍也更廣，但不包括喬木類的高大樹木。其需要定期灌溉和維護，屋頂上可以留有小路和庭院供人們行走和停留。

　　密集型屋頂綠化

　　密集型屋頂綠化可以說是真正意義上的屋頂花園，通常可以加入樹、草、亭子、水池、假山和木椅等各種園林設計元素，為人們提供了休閑和運動的空間，但也需要經常的維護和保養。

　　對于建筑靜荷載大于等于250kg/平方米的建筑物，可以選擇半密集型屋頂綠化；對于建筑靜荷載大于等于500kg/平方米的建筑物，可以選擇密集型屋頂綠化（國內稱為花園式屋頂綠化），其植物選擇種類比較豐富，灌木或者喬木都是可以選擇的，可以采用喬、灌、草結合的復層植物配植方式，產生比較好的生態效益和景觀效果。一些景觀設計上的元素，例如花架、山石、水景等較重的物體都應設計在墻、柱、梁等位置，地面也可以設計出地形。

　　通常景觀設計師面對屋頂綠化的時候會遇到兩種情況：一種是新建的建筑物屋頂；另一種就是老舊建筑物的屋頂改造。設計師需要根據建筑物的不同而選擇不同的屋頂綠化形式。通常建筑師在考慮屋頂結構荷載的時候將地震荷載、風荷載、雪荷載和靜荷載計算在內，并沒有計算屋頂綠化系統和種植層以及景觀設計元素的荷載，如果沒有經過建筑師的允許不加考慮就增加屋頂綠化，那么增加的荷載對建筑結構將造成損害甚至出現危險。如果業主在沒有設計屋頂綠化的屋頂上執意要增加綠化，那么必須征得建筑師的同意并且共同商討結構加固措施。

　　屋頂綠化的植物根系阻攔

　　在德國，植物根系阻攔材料并不是最先在花園屋面上得到應用的。即使是在僅有防水層或包括壓制層的屋面上，由于空氣的流動作用導致一些植物的種子飄落到屋面上，在一定的條件下，植物也能頑強的生長，其后果導致植物根系穿透防水層甚至結構層，從而使整個屋面系統失去作用。

　　在花園屋面上，由于土層的存在，產生了更有利于植物生長的環境。中國有句俗話“種瓜得瓜，種豆得豆”，但用在花園屋面上卻有失偏頗。其他的一些外來植物一般都較預先鋪設的屋頂綠化植物更具生命力，它們會不斷侵蝕這些植物的領地。

　　另外，如果認為草類植物的根系不夠發達或強度較差，就會走入另一個誤區。草類植物的根系相當發達并且穿透力較強，對防水層及結構層的破壞不亞于灌木和喬木。

　　植物如果在無下部結構的自然土的生長環境下，植物的根系可按自然規律生長而不受其他條件的限制。而當在建筑物的結構層上進行園林建設時，就必須引導和限制植物根系的生長，其必要性在于：

　　防止植物根穿透防水層而造成防水功能失效

　　在屋面結構層上進行園林建設，由于排水、蓄水、過濾等功能的需要，屋面種植結構層遠比普通自然種植的結構復雜，而防水層一般處于最下面一層。一旦防水層被穿透而進行維修，將導致運作良好的其他各層被同時翻起，增加不必要的維修費用。同時，維修過程中所需材料、機具的搬運及運輸也會影響建筑物的正常運作，建筑物所有者為保持清潔和形象而導致的間接損失不可估量。

　　防止植物根穿透結構層而造成更為嚴重的結構破壞

　　在沒有植物根系阻攔措施的情況下，屋面所種植物的根系會扎入屋面突出物（如電梯井、通風孔等）的結構層、女兒墻而造成結構破壞。這種破壞一方面比第一種情況增加更多的維修費用，另一方面這種破壞如不及時補救，將會危及整個建筑物的使用安全。

　　因此，從經濟和安全角度考慮，植物根系阻攔層的設置對于花園屋面的建設是不可或缺的。如果忽略植物根系阻攔層的設置，將造成因小失大的嚴重后果。

　　屋頂迅速排水至關重要

　　提到屋頂綠化的排水方式，至關重要的原則就是利用整個屋面現有的排水系統，無論設計中使用的是排水溝、雨水斗、落水系統還是虹吸排水，在設計中都盡量不要破壞屋面排水的整體性，盡量避免地表徑流的方式排水。德國現在廣泛使用的是塑料制品的蓄排水系統，國內也慢慢開始廣泛使用，這種產品的好處就是排水迅速，在屋面上不會形成積水，有利于植物生長。和傳統的陶粒卵石排水相比，不但排水層厚度減小了，而且重量方面也減小了很多，減輕了屋面的荷載。

　　近幾年北京經歷了幾場大暴雨，在路面上經常可以看到很多地方都有積水，往往都是由于下水道堵塞或者地面低洼形成了積水，其實在屋面上同樣存在這樣的問題。很多時候設計人員喜歡將道路鋪裝上的水排向周邊的綠地，如果遇到暴雨的時候，綠地上的排水系統將承受雙倍的排水壓力，同時一些枯樹枝或落葉等還容易堵塞排水口。同樣道理，如果降雨不能迅速排掉必將屋面變成一片汪洋，這也是為什么很多時候建議整體鋪裝屋頂綠化系統更有利于排水通暢的原因。

　　對于屋檐設置的落水和虹吸式排水稍微會復雜一些，需要計算屋頂排水量和匯水面積，以便檢驗屋面排水系統是否可以承受暴雨的考驗。參照《建筑給排水設計手冊》，北京地區降雨歷時5分鐘的暴雨強度（升/100 平方米·秒），（以及工業企業特征p 的取值，即建筑物的復雜程度和用途），選p=5 的情況可以計算出北京地區100 平方米最大暴雨5 分鐘的水量為1518 升。然后設計人員參照所選用的蓄排水產品的排水量進行計算，看看所選用的產品是否能夠滿足要求。

　　縱觀國內的排水產品，多數產品只有排水功能而沒有蓄水功能。其實對于屋頂花園來說，蓄水能力和排水能力同樣重要，因為暴雨是對屋頂綠化系統的最大考驗，優秀的蓄水能力可以減小暴雨對屋面排水系統的巨大壓力，同時還可以儲存一部分水分作為植物的養分，所以設計師可以選擇一些具有良好排水性并且能夠儲存一部分水分的排水系統。

　　自然原土不能用于屋頂綠化

　　在很多屋頂綠化項目中，經常會有業主從節約成本的角度要求使用自然原土作為屋頂綠化的基質材料，其實自然土壤根本不適用于屋頂綠化。

　　自然土壤的荷載過大，達到1800kg/立方米。以10厘米土壤層計算下來一平方米土壤荷載就是180kg，在屋面寶貴的荷載范圍內就占據了很大的比例。而火山巖土壤完全保水之后的容重只有500kg左右，同樣以10厘米的厚度計算一平方米荷載只有50kg。自然土壤顆粒細密，密實度大，如果遇到自然降雨，雨水很難迅速進入土壤，更別說可以滲透到下面的蓄排水系統中，本來希望看到的整體排水又變成了地表徑流。

　　現在屋頂綠化專用的土壤已出現了很多種，比如：腐殖土加入陶粒、火山巖土壤等等。原則上都是使用輕質的人工基質加入一些直徑在5-8毫米左右的輕質顆粒物，比如常見的粘土磚破碎的顆粒、蛭石、膨脹珍珠巖、硅藻土顆粒等等，目的就是增加基質層中的空隙率，加快水的滲透速度，同時減輕荷載。
（作者系歐洲園林建設協會ELCA設計顧問）

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