城市環(huán)境與舊建筑屋頂綠化改造

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摘要：本文結(jié)合工程實例，介紹了舊建筑屋頂改造成屋頂花園中遇到技術(shù)等方面的問題及其解決措施，對屋頂綠化的功能及效益進(jìn)行了分析。 m

　　關(guān)鍵詞：城市環(huán)境屋頂花園功能 改造  　　  　　 二十一世紀(jì)，是生態(tài)環(huán)境工程的時代，要改善人類的生存環(huán)境，維護(hù)生態(tài)平衡。其中改善城市日趨惡化的生存環(huán)境已成為刻不容緩亟待解決的難題。陽光、空氣和植被是改善城市居住環(huán)境必不可少的三大要素，怎樣在保證城市發(fā)展用地的同時解決好公共活動和綠化用地問題，是城市規(guī)化的一個重要課題。城市的土地資源是有限的，屋頂花園就是開拓城市綠化空間的一個重要組成部分。  　　北京從五環(huán)路到市中心，建設(shè)、道路和綠化用地三者之間的矛盾遞進(jìn)激烈。三環(huán)路之內(nèi)存在大量上個世紀(jì)八、九十年代建成的辦公樓和寫字樓，在這些舊建筑屋頂上構(gòu)筑屋頂花園，可以一舉數(shù)得，收到增加城市綠化、改善城市景觀、增加休憩場所的綜合效益。  　　 一、屋頂花園的功能  　　 1．環(huán)境效能與心理作用  　　 屋頂花園與城市園林一樣，對居民的生活環(huán)境給予綠色情趣的享受；它對人們的心理作用比其他物質(zhì)享受更為深遠(yuǎn)，特別是綠色植物在人們通過感官接觸時，能調(diào)節(jié)人的神經(jīng)系統(tǒng)，使緊張疲勞得到緩和消除，使激動情緒恢復(fù)平靜。  　　 2．屋頂花園的環(huán)境功能  　　 城市綠化中一個重要的指標(biāo)就是城市人均綠地占有面積。我國城市建筑密度大，人口多，人均綠地面積少。北京城市人均綠地占有面積不足5m2。建筑物的垂直綠化，一覽建筑文庫wk.yl1001.com/jz/特別是屋頂花園能夠以等面積的償還支撐建筑物所占的地面。  　　 3．改善屋頂眩光、美化城市景觀  　　建筑屋頂表面材料，常采用筒瓦，水泥瓦、水泥磚、水泥地面和黑色防水卷材（有刷銀色保護(hù)層）等，無論使用哪種屋頂材料，其高空景觀極差，在強(qiáng)烈的太陽光照射下反射刺目的眩光，將損害人們的視力。用屋頂花園和垂直墻綠化，代替灰色的混凝土、黑色瀝青和各種墻面，對于身居高層的人們，無論是俯視大地還是仰視上空，如同置身于綠化環(huán)抱的園林美景之中。  　　 4．屋頂花園的隔熱和保溫作用  　　 屋頂花園夏季隔熱和保護(hù)防水層作用：為盡可能達(dá)到保證建筑室內(nèi)冬暖夏涼，在屋頂結(jié)構(gòu)樓板上，一般需做保溫隔熱層，保溫隔熱層設(shè)置在屋頂防水層之下。屋頂花園的建造，在防水層上形成保護(hù)，延長了防水層的壽命，同時種植土又起到保溫隔熱作用。  　　 5．屋頂花園的蓄水作用  　　 建筑屋頂構(gòu)造作法一般分為坡屋頂和平屋頂兩人類。雨水流經(jīng)坡屋頂時幾乎全部能過屋面流入地下排水管道。平屋頂（未綠化）有80％雨水排入地下管網(wǎng)。而屋頂花園中植物對雨水有截留和蒸發(fā)作用，以及具有較大吸水能力的人工種植土使雨水排放量明顯減少，一般只有30％的雨水通過屋頂花園排水系統(tǒng)排入地下管網(wǎng)。  　　 舊建筑屋頂花園施工實例中的一些問題：  　　 工程概況：工程項目是北京某廠舊車間改造工程；位于北京市二環(huán)路內(nèi)。建筑面積7000多平方米，框架結(jié)構(gòu)，地上6層。項目內(nèi)容為：將原舊車間改造為中高檔寫字樓。工程中的難點之一是：為加大綠化面積，提供一個休閑娛樂的場所，要將原舊建筑上人屋面改建為屋頂花園。在施工中遇到并解決了下面一些問題：  　　 1．屋頂花園荷載問題  　　 建筑物屋頂上增建或改建屋頂花園關(guān)鍵技術(shù)問題，一是原建筑的結(jié)構(gòu)承載能力，二是屋頂防水構(gòu)造處理。其中建筑物屋頂能否承受由屋頂花園的各項園林工程所增加的荷載是在屋頂上造園的先決條件。因此在考慮實施方案時把保證原有建筑物的結(jié)構(gòu)安全放在所有問題的首要位置。通過技術(shù)分析屋頂花園中增加荷載主要包括：①地被植物、花灌木和喬木的荷載；②種植土荷載；③排水層荷載；④附加建筑；⑤蓄水層；⑥其他造景用材；⑦上人荷載等 　　在實際工程中，因為造景和不同植被之需，種植土的厚度高低錯落，因此在荷載取值上均要化成每平方米的等效均布荷載、線荷載或集中荷載，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。  　　此次舊建筑改建屋頂花園是對平屋頂?shù)母脑?，原設(shè)計為無特殊要求的上人屋頂，其均布活荷載為150 kg/m2，這里所指的活荷載，不包括屋頂各種構(gòu)件及構(gòu)造做法等自重，僅指施工和檢修以及人們在屋頂活動及少量家具物體等的重量。當(dāng)然因建造屋頂花園而增加的重量亦屬于屋頂活荷載范圍，一般情況下，原建筑物屋頂若按不上人屋頂設(shè)計，則屋頂上不允許建造屋頂花園，除非重新更換或加固屋頂承重構(gòu)件，并逐項驗算、房屋有關(guān)承重構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及地基的承載能力，即使屋頂原設(shè)計是按照上人屋面設(shè)計，在建造屋頂花園時仍需嚴(yán)格控制所加荷載不得超出150 kg/m2。  　　 從分層的構(gòu)造做法和每層重量里可以看出，在587 kg/m2的總荷載中，150 kg/m2活荷載只占25.6%，這說明屋頂承受的主要是結(jié)構(gòu)和構(gòu)造做法等的自重，從上圖可看出屋頂?shù)谋馗魺嵴移聦訛樗嘟共?，容重達(dá)1200―1400 kg/m3，它在屋頂靜荷載占30.7% 。如果結(jié)合修建屋頂花園工程，對屋面構(gòu)造作法進(jìn)行改進(jìn)，特別是改變防水層和保溫層的做法和材料可減輕屋頂自重，便可將部分挖潛出的結(jié)構(gòu)承載能力，轉(zhuǎn)來負(fù)擔(dān)屋頂花園所需增加的荷載。用SBS防水卷材代替原結(jié)構(gòu)的防水油氈層，不僅可以提高屋頂花園的防水性能，而且還可將其重量從35 kg/m2減到10 kg/m2左右。建筑文庫wk.yi1001.com/jz/舊建筑屋頂挖潛能力最大的項目是用輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫性好的保溫材料代替容重大、保溫隔熱性能差的水泥焦碴，在實際施工中，用100厚水泥珍珠巖保溫層代替原保溫層。 　　舊建筑屋面原有的樓面靜荷載加活荷載為587kg/ m2 現(xiàn)按圖2做法改造原屋面后，樓板上荷載為578 kg/ m2 ，經(jīng)計算改建后的屋面荷載低于原屋面荷載，這樣就滿足了改造屋頂?shù)暮奢d要求，在不必驗算基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)承載力的前提下，就能確定建造屋頂花園是可行的。  　　在實際工程中還需要考慮以下幾方面減輕屋頂花園增加的荷載對屋面結(jié)構(gòu)的影響，①、通過對屋面結(jié)構(gòu)詳細(xì)了解，將附加建筑的設(shè)置、高大喬木的種植及地坡造型的整理盡量規(guī)劃到承重的梁、柱、墻上，使荷載合理分散，特別是亭廊、花架等小型建筑原則上建在屋頂?shù)某兄亟Y(jié)構(gòu)部位，使屋頂花園對整個房屋建筑傳力明確結(jié)構(gòu)體系安全、經(jīng)濟(jì)、合理。②、選用比重較輕的植物種植土，在這方面我們也進(jìn)行了重點的分析研究，以達(dá)到減小屋頂花園荷載的目的。植物種植土包括天然土和人工土兩大類：天然土一般由黃土與垃圾肥混合及塘泥組成等，取材方便但荷載較大，不可??；人工土目前國內(nèi)外用于屋頂花園的人工配制種類很多。      　　 2、屋頂花園的防水、排水構(gòu)造問題：  　　 “防”和“排”是屋頂花園的屋面防水的兩個重要環(huán)節(jié)，“排”是前提，“防”是保證。兩者相輔相成、缺一不可。 　　 （1）舊建筑平屋頂?shù)姆浪幚?nbsp; 　　實踐證明，舊建筑平屋頂改建成屋頂花園，除需解決承重問題外，屋頂防水也是需要處理的極為重要的技術(shù)難題。  　　查相關(guān)資料可以得知，國內(nèi)建筑屋頂漏水率很高，因此在舊建筑改建成屋頂花園之前，應(yīng)徹底翻修一次屋頂防水層，廢棄傳統(tǒng)二氈三油防水做法，改用新型防水材料（這樣也可降低屋面荷載）。該工程因為是在舊建筑屋頂上改建屋頂花園，屋頂花園的種植區(qū)下的排水系統(tǒng)，不專設(shè)排水管道。而是做屋頂整體防水層。在整體防水層上，再建種植池，種植池的排水口與屋面排水口相結(jié)合。這種處理，屋頂整體防水層不易遭破壞和分割且施工管理方便。  　　 再通過2次蓄水試驗來對屋面的滲漏進(jìn)行檢查，檢查確實無滲漏隱患后再全面進(jìn)行屋頂花園的各項園林工程。  　　 （2）排水蓄水層  　　前面講過“排”是前提，“防”是保證。所以屋頂花園對屋頂排水系統(tǒng)的要求是很高的，因此在施工中我們增加排水坡度和增大管徑。一覽建筑文庫wk.yl1001.com/jz/在植物生長土層的下面，設(shè)排水層要注意：一方面使排水層有一定的蓄水量，讓根系通過毛細(xì)管的作用吸收水份，另一方面使排水層的蓄水量不得太多，避免根系過分潮濕而引起根系腐爛現(xiàn)象。排水層和蓄水層多采用80mm厚粒徑15―20陶粒，內(nèi)鋪穿孔PVC管，其主要功能是調(diào)節(jié)屋頂綠化層中的含水量。  　　 （3）過濾層  　　為了防止在一段時間后植物生長層與排水層兩層的功能混合難以分開，植物生長層和排水層之間設(shè)置過濾層。過濾層由特殊的過濾網(wǎng)(聚脂無紡布過濾層或玻璃纖維布過濾層)組成，此過濾層可以防止生長層中的微粒沖進(jìn)排水層，保證排水順暢，此外過濾層還應(yīng)有較好的滲水性，不妨礙植物毛細(xì)管的作用，保證蓄水層的蓄水能力，順利向植物的根系供應(yīng)水分。 　　 3．園林小品和園林建筑與舊屋頂樓板的構(gòu)造連接  　　 在舊建筑平屋頂上改建屋頂花園時，園林建筑及小品的支柱必須“生根”，使柱子與原建筑樓蓋有牢固的構(gòu)造連接，以防屋頂大風(fēng)將園林建筑和小品吹倒。為了確保屋頂花園的各項園林工程有牢靠的“基礎(chǔ)”，需在樓板中預(yù)埋鐵件，預(yù)埋件露出屋面時必須穿過屋頂防水層，構(gòu)造作法如圖4所示。  　　圖4.屋頂花園支墩構(gòu)造  　　  　　  　　 4．屋頂花園種植植物的種類選擇  　　用于屋頂花園中的植物，其選擇需要認(rèn)真的考慮，這涉及到園林工程，我們不是很了解。實際工程中我們在園林專業(yè)人員的指導(dǎo)下按要求施工。從園林專業(yè)人員那里我們了解到，屋頂花園種植植物的選擇要注意對于植物生長的各種不利因素。估價小氣候的作用，全面考慮種植土的深度與成分、排水情況、空氣污染情況、澆灌條件、養(yǎng)護(hù)管理等因素。還要考慮植物本身的體態(tài)、色彩效果、質(zhì)感、成長速度等。植物是否容易移植也需慎重考慮，屋頂花園的植物選擇，應(yīng)具有以下特征：①植物品種強(qiáng)壯并具有抵抗極端氣候的能力；②適應(yīng)種植土淺薄、少肥的花灌木；③能忍受干燥、潮濕積水的品種；④能忍受夏季高熱風(fēng)、冬季露地過冬的品種；⑤抗屋頂大風(fēng)的品種；⑥能抵抗空氣污染并能吸收污染的品種；⑦容易移植成活、耐修剪、生長較慢的品種；⑧較低的養(yǎng)護(hù)管理要求的品種。  　　 屋頂花園的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益  　　 在該廠舊車間改造工程方案制定過程中，因為舊建筑所處位置用地緊張，地面不能提供所需綠化面積。將舊建筑上人屋面改建為屋頂花園，可有效的補(bǔ)償不足的綠化需求。舊建筑只有六層高，但其四周多為十層以上的高層建筑，屋頂花園的建造可美化空中景觀效果。  　　 從投資角度看，某廠舊車間位于二環(huán)路內(nèi)，那里是寸土寸金，用有限的地面土地進(jìn)行綠化既滿足不了綠化面積要求，投資又大（考慮綠化所占用土地的價值），而改建屋頂花園這一單一工程造價700元/m2左右，這就大大節(jié)約了建設(shè)單位的工程總投資。  　　從對屋頂花園的改建施工實踐中，可以看到屋頂花園改造施工從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等各方面都是可行的。屋頂花園的改造施工應(yīng)得到重視，在實踐中不斷完善，推廣。  　　 結(jié)束語  　　 隨著建筑材料、建筑設(shè)備以及施工技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑造屋頂花園的技術(shù)逐漸成熟，其成本日趨降低。同時隨著人們對生活品質(zhì)追求的提高，以及景觀園林學(xué)的發(fā)展，屋頂花園的發(fā)展前景是十分廣闊的。如果屋頂花園能得到廣泛的推廣實施，城市上空那一片片綠洲，將成為北京城市文明的一個亮點。