粗放型屋顶绿化系统的结构与功能

米文精，张晋英，樊兰英

(山西省林业科学研究院，山西 太原 030012)

绿色的屋顶是都市可持续发展的一个重要组成部分，人们不断增强的环境意识和显而易见的经济、生态价值推动了屋顶绿化的不断发展。粗放型屋顶绿化是对城市绿地面积减少的一种有效的补偿，提高了城市绿化率。屋顶绿化领域的领头军德国，80%的屋顶绿化都属粗放型屋顶绿化，仅20%是屋顶花园。在我国屋顶绿化起步较晚，现有的屋顶绿化大部分是样板工程。但随着城市经济的发展和地产行业的兴起，屋顶绿化建设也正在逐步扩大。

1 屋顶绿化的涵义及类型

1.1 屋顶绿化的涵义

从广义上讲，屋顶绿化是指一切不与地面自然土壤相连接的各类建筑物、构筑物等特殊空间的绿化，也就是指一切脱离了地气的绿化。它不仅涵盖了屋顶的绿化，还包括阳台、天台、立交桥和地下车库等建筑物的绿化。从狭义上讲，屋顶绿化是在屋顶上进行的绿化。

1.2 屋顶绿化的类型

屋顶绿化有多种分类形式，按使用要求可分为游览性屋顶花园、赢利性花园、科研产生的屋顶绿化;按绿化形式可分为地毯式、花坛式、棚架式、苗床式、花园式;按空间位置可分为开敞式、封闭式和半开敞式。这些分类形式可归结为3类:粗放型屋顶绿化(Extensive Green Roof)，半密集型屋顶绿化(Semi-intensive Green Roof)，密集型屋顶绿化(Intensive Green Roof)，见第13页表1.也有人将其分为两类:自然屋顶绿化和人工屋顶绿化。前者即粗放型屋顶绿化，后者包括半密集型和密集型屋顶绿化。

粗放型屋顶绿化，又称轻型屋顶绿化、地毯式屋顶绿化、草坪式屋顶绿化，是一种最简单的绿化形式。其特点是:养护频率低，免灌溉，整体高度6 cm～20 cm，重量范围60 kg/m2～150 kg/m2，工程简单，成本低。粗放型屋顶绿化效果比较自然，让居民有身处大自然的感觉。所选用的植物主要为景天科植物，这类植物具有抗旱、生命力强的特点，且色彩丰富、艳丽，绿化效果显著。所以，在世界各国的屋顶绿化的植物选择中占有优势地位。

表1 屋顶绿化类型

2 国内外粗放型屋顶绿化发展现状

粗放型屋顶绿化系统结构包括5层，从上至下依次为草坪式绿化层、基质层、过滤层、蓄排水层、阻根防水层。相对于密集型屋顶绿化结构，该系统技术成熟、成功率高，且施工简单，不需要保湿毯等复杂的装置。

2.1 粗放型屋顶绿化系统的结构

2.1.1 绿化层植物材料

屋顶种植环境的特殊性限制了其植物种类的选择和应用。种植在建筑屋顶的植物由于被隔断了与大地的连接，植物缺乏养分和水分的持续供给与调节，加之屋顶上光照强、风速高、空气湿度变化大，所以抗旱、耐瘠薄植物是屋顶绿化植物的首选。

在建筑物大面积植被化的研究中，德国将佛甲草、垂盆草等景天科植物用于屋顶绿化中，并在世界各地得到了应用与推广。在近20 a的屋顶绿化植物选择过程中，约100种植物成功地应用于基质厚15 cm以内的屋顶绿化中。其中景天类植物约50种，占总数的50%，成为薄层屋顶绿化植物的最大群体。景天属植物是一种自养型和耐寒型植物，大都长有繁密的花，星状，花色有白色、黄色、粉色或红色等。低矮的景天在大部分土壤中均能生长，pH值3.7～7.3.

2.1.2 基质层

屋顶绿化的基质需要具备3个基本条件:保水保肥，质量轻，可固定植株。立项的基质密度为0.1 g/cm3～0.8 g/cm3(李谦盛，2005)。在德国，对于粗放型和密集型屋顶绿化的基质要求不同，粗放型绿化需要的基质厚度一般小于15 cm.因此，基质多选用天然石、砂、碎屑组成的混合物，主要参照的是FLL的规程要求。不同植物种类对基质层的厚度要求见表2.

目前，比较常用的屋顶轻质材料有草炭、珍珠岩和蛭石等。日本的人工轻量土栽培技术处于世界领先水平，主要包括无机类人工土壤、有机类人工土壤和混合类人工土壤。国内对珍珠岩、蛭石等无机物和泥炭、木屑等有机物的理化性质进行了研究，近几年才开始研究用于屋顶绿化的轻量土栽培技术，并且仅限于北京市、上海市、深圳市等经济比较发达的地区。上海农科院生态保护研究所开展了关于轻型屋顶绿化技术的研究，效果显著。

表2 基质层的厚度要求 cm

2.1.3 过滤层

过滤层的作用是滤除被水从基质层冲走的泥沙。因此，该层要保证有排水功能和防止排水管泥沙淤积的作用。现在市场上常见的主要是纺织品支撑的过滤层和有机材料支撑的过滤层。

2.1.4 蓄排水层

蓄排水层的作用是吸收绿化层中渗透的水分，将其疏导到排水装置中。20世纪80年代，德国人发明了蓄排水板，并被迅速推广，应用于园林绿化工程中。蓄排水板的主要优点:

1)受压强度高，可代替传统的陶粒、乱石排水方式。

2)排水迅速，不会在屋面上形成积水，有利于植物生长。

3)厚度和重量小，减轻了屋顶荷载。

4)排水板中设计的凹槽，有储水功能，也可以双向调节、多向性排水。

5)排水板具有抗植物根刺穿的功能。

2.1.5 阻根防水层

无论是哪一种屋顶绿化系统，屋顶的安全性都不容忽视。阻根防水材料有物理材料和化学材料两种类型。如，韩国采用的不锈钢薄板和北京获国家专利的防水卷材铝箔均属于物理材料。化学材料通常是在弹性沥青涂层中加入抑制植物根系生长的生物添加剂以阻止根部生长。阻根防水材料除了满足根阻性能以外，还要求具有环保、易施工、承重小等特点。

2.2 粗放型屋顶绿化系统的功能

屋顶绿化的功能及优势报道较多，笔者将其功能分为经济效益、生态效益和景观效益3类。与其它绿化形式相比，粗放型屋顶绿化在经济效益和景观效益上稍有欠缺。

3 粗放型屋顶绿化的开拓性和必要性

3.1 加强宣传

屋顶绿化发展到现在，除了业内人士，民众普遍对其感到陌生，不清楚屋顶绿化到底可以带来哪些实质性的效益，或者将屋顶绿化和屋顶花园的概念混淆。粗放型屋顶绿化效果比较自然，具有管理粗放、荷载轻的特点，可提高绿化成功率。我们应以实例宣传屋顶绿化的意义和作用，调动全民的积极性，消除了人们对安全的顾虑，使发展屋顶绿化成为全社会的共识。

3.2 经济适用

目前，国内各大城市的屋顶花园主要是示范性的样板工程。在发挥生态效益和景观效益的同时，忽略了经济效益和安全问题，不利于大面积推广。

粗放型屋顶绿化是一种最简单的绿化形式，成本低，可以达到迅速建设的效果。在实施过程中可加入一些盆栽小品或者时令蔬菜，以提高经济效益，加强景观效果。

3.3 建立技术规范

粗放型屋顶绿化的技术体系无需采取固定和防风等措施，对灌溉系统和雨水收集系统的技术要求不高。在探索粗放型屋顶绿化的过程中，不断地积累和改进，参考德国FLL的规定和标准，逐步探索出适合中国的政策和标准，使我国的屋顶绿化更加规范、合理的发展。随着屋顶绿化的发展，建筑、园林、工程等多门学科在技术领域互相协调合作，逐步过渡到密集型屋顶绿化。

3.4 吸引法律保障

我国一些城市(如北京)，虽然政府已经出台了屋顶绿化的相关政策，但由于屋顶绿化与开发商或业主的实际利益相冲突，政策便不再奏效。粗放型屋顶绿化因其经济、适用的特点，减弱了实际利益的冲突，利于相关法律、政策的规定和实施。

总之，中国处于屋顶绿化发展的初级阶段，采用粗放型屋顶绿化来开拓屋顶绿化的市场，适时适地。粗放型屋顶绿化作为开拓型或拓展型屋顶绿化，必然被更多的城市纳入规划建设中，发挥其巨大的优势。

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