新型种植屋面（精选九篇）
新型种植屋面 篇1
随着社会经济的迅猛发展, 大规模的城市化进程, 我国城市数量不断增多, 城市规模不断扩大, 城市人口不断增加, 建筑物越来越高, 密度越来越大, 形成大量高密度的“钢筋水泥的森林”, 绿化地和水面不断被蚕食, 随之带来的是城市生态环境不断恶化。出现了“热岛效应”、“温室效应”、大气环境和水环境被严重污染等诸多环境问题。理论分析和实际观测资料表明, 城市平顶屋面绿化是改善城市气候的最有效的途径之一, 它对改善城市中心区热岛效应、治理生态环境、美化空中景观均有重要作用。屋顶绿化建设正在全国各地掀起一轮又一轮的热潮。政府也越来越认识到屋顶绿化的重要性, 一些鼓励屋顶绿化的政策也相继出台政府相关部门也出台了自己的一些鼓励屋顶绿化的政策与法规。建设部颁布了了《公共建筑节能设计标准》、《夏热东冷地区居住建筑节能设计标准》、《种植屋面工程技术规程》等, 为了实现屋顶绿化的多种作用, 屋顶绿化技术是充分保证其持久性使用的关键。
2 种植屋面意义
种植屋面是指在屋面防水层上付土覆土或铺设锯末、蛭石等松散材料, 并种植植物, 起到隔热作用的屋面系统。它具有节能、环保、生态、可循环、延长建筑物使用寿命和与自然和谐共存的功能。
2.1 美化城市环境面貌。
大量灰色空白屋顶在寸土寸金的城市上空是一种极大的浪费, 将其设计为屋顶绿化就可以实现土地资源再利用, 扩大绿地面积, 从而美化环境, 人们足不出户就可以欣赏到令人心旷神怡的绿色风景。
2.2 缓解城市热岛效应
研究发现, “绿色屋顶”能够减少屋顶热辐射、缓解热岛效应, 甚至可以减轻全球变暖带来的影响。如果一个城市的屋顶绿化率达到8%, 城市气温即可降低2℃。如果达到70%以上, 城市上空的二氧化碳含量将下降80%, 城市热岛效应就会消失。推广实施屋顶绿化是给城市降温最有效的方式之一。因此, 有人将城市绿色屋顶形象地称为“温度调节器”。
2.3 改善城市空气质量
绿色屋顶上的植物可以通过光合作用、吸滞粉尘等有效地隔滤空气中的悬浮粒子, 吸收大气浮尘, 降低空气中的尘埃和烟雾, 有效地净化空气。通过测试, 屋顶绿化每年可滞尘1.6~2.2t/hm2, 同时, 绿色屋顶还可以增加空气湿度, 改善建筑物的通风系统。
2.4 改善城市声环境
噪声污染是现代城市普遍存在的城市病。绿色屋顶的植物具有消弱城市噪音的功能。据实测, 绿色屋顶能降低噪声3~8d B, 建设绿色屋顶是治理噪声污染这一城市病的良药。
2.5 调节雨水流量
屋顶花园内的土壤可以在长达2个月的时间里保留15~20%的降水, 使这些雨水更为缓慢地释放到城市的雨水排放系统里或蒸发到空气中, 城市中雨水排放系统的负荷就能得到很大的缓解, 从而减少洪水泛滥的发生, 并显著改善附近水域的水质。
2.6 延长屋顶寿命
由于种植屋面独特的种植系统, 太阳光不会直接照射到屋面, 屋顶可以缩小温度变化幅度, 使得屋面防水材料、连接处和其他材料热胀冷缩的温差和变化速度都明显降低, 防止建筑物裂纹, 减少紫外线辐射, 延缓防水层恶化, 有效地保护建筑防水层, 延长屋顶建材使用寿命, 减少后期维护成本。据专家测算, 绿色屋顶寿命比传统屋顶长一倍。
2.7 节能作用
在德国, 早已有实验证明, 和没有绿化的屋顶相比, 绿化对于屋顶小环境有着明显的。赵定国、薛伟成等的研究证明, 在有遮阳板的条件下, 以佛甲草构建的轻型屋顶绿化可以降低夏季室内温度2℃。王丽勉等的研究表明, 以禾草、亚灌木为主的屋顶绿化可以降低室内温度1℃左右。绿化屋顶不仅可以在夏季对室内环境热保凉, 而且可以在冬季对室内环境隔冷保暖。在极端天气对缓冲和削减极端温度起着突出的作用, 可以为室内减少30%的热量损失增加室内的保温性。从而可以很大程度地削减和降低建筑设备的容量及其运行能耗。
3 传统种植屋面构造
构造如下:
混凝土结构层-找坡层-保温层-找平层-防水层-保护层-排蓄水层-过滤层-种植土层-植被层。
传统种植屋面构造的防水做法层数多, 防水层分为普通防水层和耐根刺防水层, 施工受温度、天气、以及卷材铺设的工艺影响比较大, 且造价高。
4 新型种植屋面技术
我国目前现行的《民用建筑热工设计规范》 (GB50176-93) 将我国划分为5个建筑热工设计区, 江西大部分地区都属夏热冬冷地区, 这些区域冬夏两季的气候特征远不能达到人们所需的舒适度的要求, 随着生活水平的提高, 人们对现有建筑屋面改造为种植屋面及新建建筑为种植屋面有了广泛的需求。在新建工程“江西省政府会议中心屋顶花园”及改造工程“江西省建筑设计研究总院屋顶花园”中均采用一种新型种植屋面构造既施工简单易操作, 且造价低。
新型种植屋面构造:
混凝土结构层-水泥基渗透结晶防水层-混凝土保护层 (内掺防水剂) -排蓄层-种植土层-植被层。
4.1 混凝土结构层
屋面结构层根据种植植物的种类及平均覆土厚度荷载进行设计与施工。一般应采用强度等级不低于C20和抗渗等级不小于S6的现浇钢筋混凝土作屋面的结构层。
4.2 防水层
防水层采用水泥基渗透结晶防水涂料, 是一种刚性防水粉状材料, 经与水拌合可调配成刷涂或喷涂在水泥混凝土表面的浆料;亦可将其以干粉撒覆并压入未完全凝固的水泥混凝土表面。
水泥基渗透结晶型防水材料具有下列特点:
(1) 水泥基渗透结晶型防水材料中所含活泼化学物质对水有很强亲合力, 这种材料见水后促使混凝土进一步水化成纤维状晶体, 使混凝土和砂浆中的空隙被堵塞。
(2) 对环境气候条件要求低, 只要气温在4℃以上不下雨就可以施工;对基层表面平整度要求不高, 只要混凝土表面粗糙即可。
(3) 施工操作工艺简单, 可用刮板刮抹或用铁抹子抹压至规定厚度。
(4) 对混凝土、钢筋、水泥砂浆无任何腐蚀作用, 对动植物无毒、无害。
(5) 混凝土防水、保护层:
种植屋面防水等级应为一级, 混凝土保护层内掺防水剂兼做了做第二道刚性防水层、混凝土找坡层、防根刺层等作用。同时为防止开裂, 此层混凝土设双向分布钢筋, 在角部放置加强筋, 混凝土保护层按2%坡度找坡, 且最薄处不小于80mm。在保护层施工完毕后, 应做闭水实验, 在确定屋顶不会渗漏的情况下才能完成下一道工序。
(6) 排蓄水层:
种植屋面中排水、蓄水对植物的生长起着至关重要的作用, 如果雨水不能及时的排除, 植物就会烂根。而种植土中又必须保存着一定量的水分, 才能满足植物生长所必须的水分所以这层做的好坏直接影响到种植屋顶的成败。
1滤水层
滤水层可以采用约100厚煤渣、鹅卵石、膨胀蛭石和膨胀珍珠岩等滤水物质。在改造工程中尤其要采用质量比较轻的物质, 尽量避免采用鹅卵石等。
2排水、排气导管
在混凝土保护层上面按不大于5000mm×5000mm间距布置水平排水、排气导管, 水平排水导管与屋面落水管连接, 从而使滤水层中的水能够顺利的从滤水层中排出, 同时根据景观设计在适当的位置布置垂直PVC排气导管, 在垂直水管中设置, 地漏以利于种植土层的水气能够顺利的排出 (图6) 。
沿屋面水平设置排水、排气导管, 采用直径110PVC管, 且把PVC管一分为二, 在每隔600左右开一个小口, 然后用无纺布包裹住PVC管, 既防止种植土进入导管中, 屋面多余的水分又可以通过小口进入排水导管导出屋面, 同时根据园林布置, 在屋面适当的位置设置采用110PVC管做为竖向排水导气管, 构造施工简单, 材料便宜 (图7~8) 。
根据屋面排水要求在屋面设置排水沟, 排水沟中的落水管高出水平排水导管100mm, 既要能把种植土中的多余的水能够顺利排出去, 又能使种植土中能够储存一定的水, 以确保植物生长的必要水分 (如图9~10) 。
当屋面设有硬质铺装时, 还应考虑在暴雨时让硬质屋面表面的水能够排入导水管中, 在铺装上设有渗水孔 (如图11) 。
(7) 种植土层
种植介质层种植介质是屋面种植的植物赖以生长的土壤层。种植介质层的厚度根据屋面结构的承载能力以及介质的堆积密度和种植植物的种类, 通过计算确定。一般草坪为200~300mm, 小灌木为300~400mm, 大灌木为400~600mm:乔木为1000mm以上。
(8) 植被层
我省基本属于夏热冬冷地区, 对许多植物都会产生比较严重的生长胁迫, 屋顶绿化植物的选择应以耐干旱、耐寒、抗虫害、生长快、少病虫害、绿期长的草坪和低灌木植物为主, 这不仅有利于降低营造和维护成本, 也是适应屋顶土壤基质厚度有限的特点。
种植屋面行业发展报告- 篇2
1.政策及标准规范
1.1国内地方性政策
目前，在国家层面上鼓励发展屋顶绿化，但是没有具体的推广办法也没有强制推行种植屋面，但是，部分省份规定达到要求的建筑必须建造种植屋面。1.1.1杭州
2007年杭州市建委、市绿化委员会、杭州市园林局等单位联合出台了关于屋顶绿化发展的政策，要求所有的新建建筑都必须进行屋顶的绿化美化，而且屋顶绿化与主体建筑的设计、施工、验收同时进行，屋顶绿化被计入小区的绿化率。使得杭州成为国内少数几个推出屋顶绿化强制性政策的城市。1.1.2成都
1994年四川省颁布地方标准《蓄水覆土种植屋面工程技术规范》。2005年3月成都市特别规定:成都市城区新开工的楼房，凡是12层楼以下，40米高度以下的中高层和多层、低层非坡屋顶建筑必须按要求实施屋顶绿化。凡成都市范围内建筑竣工时间在近20年以内、产权明晰、满足房屋建筑安全要求的建筑均应根据条件实施屋顶绿化。屋顶绿化经费采取“以奖代补”的政策，并由市、区、社区三级组织开展“优秀屋顶花园”等评选活动。最近，成都发布实施了《成都市屋顶绿化及垂直绿化技术导则（试行）》，借鉴了德国经验，从设计报建的源头抓屋顶绿化，政府利用了政策导向。新建的低层房地产项目90%以上都实施了屋顶绿化，屋顶绿化走在了全国的前面，荣获“国家森林城市”光荣称号。1.1.3重庆
重庆市08年10月制定了《重庆市种植屋面技术规程》，作为推荐性工程建设标准，明确了主城区屋面防水工程、绿化植物选择、屋面工程验收等内容，并首次列出适宜重庆主城区屋顶生长的４６种植物。以保证主城区屋顶绿化质量，提高城区绿化率。1.1.4上海
上海市静安区人民政府2002年6月1日发布了《关于上海市静安区屋顶绿化实施意见的通知》，提出从2002年起，凡列入当年屋顶绿化实施的项目，每完成1平方米奖励10元。上海市绿化管理局2002年11月发布了《关于组织编制屋顶绿化三年实施计划的通知》。2006年十月上海市将屋顶绿化写入《上海市绿化条例》从法律方面支持屋顶绿化的推广，要求新的住宅和商务楼，在规划之初就要做出屋顶绿化设计。上海市要求在2009年到2011年建成30万平方米屋顶绿化。1.1.5深圳
深圳市政府提出三大政策扶持屋顶绿化：在产业政策上明确提出发展屋顶绿化，使之作为住宅产业化的一项重要内容；在经济政策上运用税收、减息等经济杠杆，扶持引导房地产、物业管理企业等发展屋顶绿化；在技术政策上研究、发展一套屋顶绿化的技术标准，解决屋顶绿化所产生的防水、防腐等一系列问题。截止到2009年深圳市的屋顶绿化面积超过了100万平方米。
1.1.6北京
北京市园林绿化局、北京市财政局、北京市规划委员会发布文件指出：各区县园林绿化主管部门应当把发展屋顶绿化作为“十一五”期间环境建设的一项重要工作。05年5月北京制定并发布了地方标准《屋顶绿化规范》。同年北京市市政府把屋顶绿化10万平方米列入“为民办55件实事”之一。06年、07年每年完成的屋顶绿化面积都在10万平方米。《北京市城市环境建设规划》指出以后新建高层建筑30%要进行屋顶绿化，低层建筑要求60%要做屋顶绿化。1.1.7郑州市
郑州市从2008年2月起，对于申请屋顶绿化的单位或个人，验收合格后，原则上每绿化1平方米，财政补贴50元至100元。1.1.8海南
2009年1月1日开始实施的《海南省城镇园林绿化条例》屋顶绿化首次纳入立法，鼓励发展屋顶绿化等多种新式的立体绿化，立体绿化面积可以折算成建筑项目的绿地面积。
1.2国外鼓励政策分析
屋顶绿化政策在欧洲国家已经有几十年的历史，初步划分为四种类型：
——直接的财政鼓励 ——间接的财政鼓励 ——城市规划（发展）法 ——其他方法
（1）、直接的财政鼓励政策
在德国，财政补贴直接发放到建造屋顶绿化的业主手中，而补贴的额度根据实施屋顶绿化的目的和类型而变化，一般每平方米补贴10-20欧元，或者按建造费用的10-50%给予补贴。北美洲的加拿大和美国波特兰市政府规定：
①所有建筑项目，其非透性屋顶面积在46平方米以上的，必须安装雨水截留和流量控制装臵，而屋顶绿化是其中的选项之一。给有屋顶绿化的业主减免征收的“屋面雨水费”。
②当新建筑的屋顶绿化率达到至少60%的时候，给予容积率奖励。③所有新的政府机构建筑必须有70%的屋顶绿化面积。
直接财政鼓励政策的最大限制就是，对政府的财力是个考验，所以，在前东德地区，很少实施这一政策。（2）、间接的财政政策
间接的财政政策一般涉及到废水处理费用的征收，即建设屋顶绿化的屋面可以减免或者部分减免雨水处理费用。一般雨水费的减免率多在50%的左右。这项间接的鼓励政策，在德国被认为是最成功，也是最公平的一项政策。
（3）、纳入城市发展规范
鼓励性政策的作用一般会有自身的局限，因此，在某些情形下，强制性的法律和规范的制定是必须的。把屋顶绿化纳入城市发展的规范中也是一种增加屋顶绿化的重要措施之一。通常这种规范与鼓励政策一同构成一个城市的屋顶绿化政策的基础。在德国的某些城市，规定所有的公用机构的平屋顶做屋顶绿化，以对私人业主起示范作用。（4）、其他非政策手段
主要包括通过媒体广泛宣传屋顶绿化的公益效益、召开学术研讨会进行技术更新、在政府建筑上建立屋顶绿化的样板、开展屋顶绿化设计和优秀工程评选等活动。另外，还要建立一套对屋顶绿化运营成效的评估系统，以确认其对环境的公共效益是否稳定，进而促进政府的决策部门和大众认识屋顶绿化的价值，并积极投资屋顶绿化项目。
1.3国家标准及行业规范
1.3.1.《种植屋面工程技术规程》JGJ155-2007是建设部于2007年7月颁布实施的，主要介绍了种植屋面的分类、基本规定、各层材料的选择、及种植屋面的设计、施工和验收的要求。
1.3.2.《种植屋面用耐根穿刺防水卷材》JC/T 1075-2008是参照欧洲标准prEN13948:2006《柔性防水卷材—沥青、塑料、橡胶屋面防水卷材—耐根刺实验的确定》制定的，由发改委与2008年2月发布，7月实施的。主要规定了种植屋面用耐根刺用防水卷材的分类和标记、技术要求、试验方法、检测规则及包装、运输、储存要求。1.3.3.另外，上海市出台《上海市屋顶绿化技术规范》，天津发布《天津市屋顶绿化技术规程》，泸州发布《泸州市屋顶绿化及垂直绿化技术导则》，国内很多城市根据自己的实际情况发布相关技术标准，从屋顶绿化设计、选材、施工、养护上给出建议。2.国内应用情况分析
中国自20世纪60年代才开始研究屋顶花园和屋顶绿化技术。开展最早的是四川省，60年代初，成都、重庆等一些城市的工厂车间、办公楼、仓库等建筑，利用平屋顶的空地开展农副生产，种植瓜果、蔬菜。1970年，广州东方宾馆10层楼顶建造的面积900多平方米屋顶花园，标志着我国屋顶绿化事业的开始，它是中国建造最早，并按统一规划设计，与建筑物同步建成的屋顶绿化工程。1983年，由北京市园林局绿化处在长城饭店楼顶上建造了北京第一座屋顶花园（后来漏水严重），这是中国北方第一座大型露天屋顶花园。1986 年，湖南省南县为发展农村经济，推行了一套庭院屋顶立体种植方案。国家对此非常重视，将其列入国家星火科技计划，但是，由于始终没能解决屋顶防渗问题，最后不得不放弃。
近年来，随着国内城市的迅速发展，人们对生活环境的要求也日益提高，在城市化加速发展带来的城市环境恶化的诸多问题面前，人们逐渐对屋顶绿化认识上有了转变，在建筑材料上也有了较大的改进，在全国如北京、重庆、成都、上海、深圳等大城市屋顶绿化以各种形式展开，政府也认识到屋顶绿化的重要性，一些大城市也相继出台了鼓励措施和相应的政策法规。
屋顶绿化是一个复杂的工程，涉及到园林、建筑、园艺等相关部门，在工程建设过程中由哪个部门监管没有明确，造成绿化建设过程中监管缺失，再加上国内屋顶绿化没有统一的标准、规范，各施工单位凭借自己的经验设计、选材、施工，随意性太强，施工质量也良莠不齐，造成很多工程，建成后不到一年就出现质量问题，据北京市园林绿化协会相关人员介绍，目前，已经建成的工程中，除了国家重点工程外，普通工程中实际使用经检验合格的耐根刺防水材料的不到十分之一。好多排蓄水板抗压强度不够，耐久性差，造成屋顶绿化使用过程中排水不畅，导致漏水，最终不得不拆除。另外，好多屋顶绿化建筑公司是没有经过专业的训练，随意施工，施工过程中偷工减料等现象很常见，还有的工程防水和绿化分别由不同公司做，绿化施工过程中破坏了防水层，造成漏雨。屋顶绿化行业急需国家出台相应规范和监管措施，这样屋顶绿化才可能健康发展。
由于人们对屋顶绿化认识不足，很多人认为屋顶上做绿化，屋顶长时间处于潮湿状态，时间长了肯定漏水，到夏季屋顶植物易引来蚊虫，导致有的楼盘建设屋顶绿化的比什么也不做的还便宜。因此，开发商很少有自己主动建屋顶绿化的，为了更好的推广屋顶绿化，国家和政府还要积极宣传，让人们认识屋顶绿化。
目前，国内外屋顶绿化通常分为三类。一种是屋顶草坪，一般是不上人的屋面，荷载轻，适合种植管理粗放的景天科、多年生地被植物，国内使用最多的是佛甲草，北京、上海等都把佛甲草作为首选植物。一种是空中花园，是乔灌花草搭配，亭榭花架、小桥流水、体育设施综合在一起的供人们休闲娱乐的绿色空间。另一种是组合式，以草坪为主，兼有少量的乔灌木。山东
现在山东省内为了增加城市的绿化效果，同时又不过多的占用公共土地，常采用拆墙透绿的方法，要求把原来办公和住宅小区的水泥混凝土墙拆掉，全部换上栅栏围墙，在栅栏里面做好绿化。临沂是山东省内发展屋顶绿化最好的地区，目前，他们主要选取市园林局、建设局等单位的办公楼顶做屋顶绿化，针对不同的房屋建筑形式，提出不同方案，做成屋顶花园或者草坪。截止到2009临沂市城区共建成屋顶绿化140万平方米。2006年临沂市获得省级园林城市称号。
为了迎接全运会的召开,最近几年济南每年拆墙透绿1万平方米，种植绿化苗木10万株，但是一直没有大力推行种植屋面。不过，最近几年济南也建设了像舜耕山庄部分楼顶、交通学院艺术楼楼顶、四季花园楼顶、三箭·银苑停车场屋顶等屋顶绿化工程近万平方米。深圳
据了解，深圳曾在1999年下发通知，对种植屋面进行部署，要求屋面尤其是中低层建筑屋顶都要种植植物，在技术研究方面，深圳市园林科学研究所于2003年已开发出了“轻型屋面绿化系统”，如果屋顶做草坪种植，种植介质可以减少到5-7厘米，大大减轻了屋顶绿化的荷载。但由于没有一整套切实可行的政策措施来扶持和引导这个产业，这项工作进展缓慢。截止到2010年深圳市可绿化屋顶面积达１３５２６．７５万平方米，目前已绿化的仅１４１．９５万平方米，占１．０５％，深圳屋顶绿化推进缓慢。北京 为了迎接2008奥运会的召开，北京市加大了城市绿化的力度，在北京这样寸土寸金的城市，拆迁建设绿地的费用每平方米1万以上，因此北京园林局把屋顶绿化确定为增加城市绿化的方法，并确定2005年为屋顶绿化年。并规定高层建筑中30％要进行屋顶绿化，低层建筑中60％要进行屋顶绿化。目前北京市屋顶绿化面积仅100多万平方米，占可绿化面积的1%。为了更好的推广屋顶绿化，加强行业自律，北京屋顶绿化协会于2006年3月12日成立，这是国内第一个非营利的屋顶绿化组织，另外，北京市园林局了推出了地方标准---《屋顶绿化规范》DB11/T 281—2005，对屋顶绿化的设计、选材、养护给出建议。佛甲草是北京奥运首选的屋顶绿化植物。上海
上海市现有可绿化屋顶1900万平方米，截至2009年底已绿化70万平方米，到2011年底计划再种植屋顶绿化30万平方米。在2010年5月7日—10日举行的世界屋顶绿化大会上，上海闵行区因建成30万平方米立体绿化，其中屋顶绿化18.82万平方米，获得了唯一的“世界屋顶绿化最佳城市金奖”。2010年5月13日，上海市地方标准《屋顶绿化技术规范》通过过了专家组的评审，目前正在报批中。成都
成都市是目前国内屋顶绿化推广最好的城市，经过努力，已建成屋顶绿化200多平方米，成都屋顶绿化目前已经达到人均1平方米，新建的房地产项目九成以上都实施了屋顶绿化，由于绿色文明的理念领先，屋顶绿化走在了全国的前面，并因此获“国家森林城市”的称号。武汉
早在1998年武汉提出创建国家园林城市，屋顶绿化开始引起重视。但是一直没有实质性进展，到2006年武汉园林会议宣布，用5年时间奠定武汉生态园林城市基础，按照当年计划，武汉市每年至少新增29座屋顶花园，到2008年，武汉再度掀起“楼顶绿化”的高潮——当年为创建全国文明城市，政府投入2760万元启动屋顶绿化，据称可绿化屋顶9万平方米左右。但由于缺乏统一的鼓励措施和指导性的实施办法，让武汉市楼顶绿化仍然停留在“倡导”层面。截至到2009年武汉屋顶绿化仅有1万多平方米。为了更好的推广屋顶绿化，武汉市正在武昌区进行试点，对建造屋顶绿化的建筑给予资金鼓励，对于已经建成的绿化给予水费补助，为了筹集资金，武汉市倡导义务植树节 “以资代劳”，即每人每年缴纳12元义务绿化费，养护屋顶绿化。
由于受资金、技术等条件限制，立体绿化在我国还未得到普及，因此政府部门有必要在政策、资金方面予以支持，逐步培育屋顶绿化市场。
3.国外应用情况分析
3.1德国 世界上屋顶绿化发展最早的是德国, 在新技术研究方面处于世界领先的地位。1958年德国从环境保护的角度开始建造屋顶草坪和屋顶花园。2003年末，总的屋顶绿化面积接近一亿平方米。屋顶绿化占屋顶总面积14%。到目前德国的屋顶绿化率已达80%以上, 是全世界屋顶绿化做得最好的国家。他们有专业的组织如国际屋顶绿化协会（IGRA),在促进屋顶绿化的大力发展，同时政府也大力支持。德国现行的政策还规定：新建或改建项目申报规划设计必须同时报屋顶绿化设计，否则不予受理；在德国通常每绿化1平方米面积屋顶将得到1O～20欧元的补助。另外，实施屋顶绿化可减免50%-80%的排水费；实施屋顶绿化可得到政府50%-80%的屋顶绿化工程款补贴；屋顶绿化项目可享受政府无息或低息贷款；而对于现存建筑，则多通过直接的财政补贴来推动屋顶绿化，屋顶绿化业主会受到各级政府的表彰、受到社区群众的赞扬。
屋顶绿化在德国大面积推广，不只是有政府的大力支持的原因，另外，德国还有全国统一的标准规范，德国园林研究协会（FLL）发行的《绿色屋顶的设计、安装以及后期养护技术指南》主要针对的是屋顶绿化工程相关技术指导，涉及内容包括：屋顶绿化的设计，屋顶绿化工程的施工和屋顶绿化产品安装的技术，以及屋顶绿化完成之后养护工作的规定和技术指南。这项指南是当今屋顶绿化领域内最全面也是最权威的一项指南，德国乃至整个欧洲的园林绿化行业都需遵循这项规定。德国还对在屋顶绿化上的材料进行验证，形成了各种屋顶绿化 系统，对耐根刺防水材料及排蓄水板的验证超过了10年，在德国，只要是在屋顶上做绿化，必须选用耐根刺防水材料。
德国屋顶绿化的80%是屋顶草坪，大部分为非上人屋面，这种屋面建造简单，荷载轻，后期养护简单，建设费用少，易于推广。但是中国早期建造的屋顶绿化很大一部分是花园式绿化，造价较高，维护费用的高，最近，各地也开始意识到这一点，草坪绿化逐渐增多。
3.2日本
日本政府鼓励建造屋顶绿化建筑。东京是全世界人口最密集的城市之一，想提高它的植被覆盖率相当困难。2001年5月，东京在修订的城市绿地保护法中，提出了“屋顶绿化设施配备计划”，并且规定新建建筑物占地面积超过1000平方米，屋顶必须有20%为绿色植物覆盖，否则要予以罚款。在建设前提交绿化计划书进行申报。项目完成后，还必须提交“绿化完成书”。另外，还给予一些政策法规上的扶持。如将屋顶绿化记入建筑绿化总面积以及贴补体积率、给予赞助金、低率融资等优惠政策。
3.3美国
在美国，私人住宅屋顶绿化可获5000美元补贴，每栋商业大楼可获1万美元。新建筑屋顶绿化的项目审批从简。必要时政府还可以给予低利率融资等补贴。4.1传统耐根刺做法的缺陷 国内缺乏对根阻拦材料的研究和生产，对于根穿透问题处理的手段，常采用的做法就是在防水层上加一道的刚性保护层，以此希望能够对植物的根进行一定的阻拦作用。但是根系发达的植物所产生的应力仍然能够破坏混凝土层，何况混凝土材料本身几乎不可能不产生裂缝。
总之，防止植物根穿透防水层是屋面种植成功与否的关键。在种植屋面上选用合适的根阻拦材料是十分必要的。耐根刺防水材料与其它防水材料的优势是明显的。
4.2蓄排水层
传统的蓄排水层使用使用鹅卵石、碎石、陶粒作为滤水层，这种材料优点是抗压性强、耐久性高、价格便宜、取材方便、可重复使用、环保等。缺点是自重大，用在种植屋面上大大增加了整个系统的重量，现在较少使用，目前使用较多的是高抗冲聚苯乙烯排水板，一般每平方米20元左右，这种材料的优点是重量轻，可以减轻整个屋顶系统的重量，施工简单，缺点是抗压性不好。因此，地下车库顶等有可能承受很大压力的地方较少使用。
4.3种植介质
根据屋顶种植实际情况，种植介质常选用重量轻，营养丰富，不易板结的改良土或者草炭土等，改良土是普通种植土加入蛭石、草木灰、锯末等轻质骨料，再根据植物的生长需要加入氮、磷、钾及微量元素及有机质，配成适合植物生长的种植介质。草炭土是由沼泽植物残体构成的疏松堆积物或经矿化而成的腐殖质，草炭土的特点是含氮素养分和矿质元素高，呈微酸性，分解程度高。如果种植地被植物北方地区种植土厚度应在12cm以上，常用的种植土每公斤0.5元左右，一般湿饱和容重每立方米700-900千克。目前，屋顶绿化也有做无土种植的，将植物种植在提前配制好的营养液内，这种种植方式价格较高，后期需要专业人员维护，没有大面积的推广开。
4.4植被层
植被层应根据各地的实际情况选用耐干旱、耐贫瘠、不易滋生病虫害的植物，尽量避免选用速生乔木、灌木和植物根系穿刺性强的植物，目前使用量比较大的是佛甲草，其叶、茎表皮的角质层具有超常的防止水分蒸发的特性。佛家草生长适应性强，耐寒、耐旱、耐盐碱、耐贫瘠，抗病虫害，易成活，是各地屋顶绿化植物的首选，由于，最近佛甲草使用量较大，价格从去年的每平方米2元左右上涨到现在的6-8元。
5.屋顶绿化工程造价（使用普通防水层）
屋顶绿化按照绿化形式和建造复杂程度分为：花园式、组合式、草坪式。
花园式——根据建筑屋面荷载，选择小型乔木、灌木、地被植物等进行屋顶绿化。常设臵园路、座椅、亭子、水池、桥和假山等园林小品供人们休憩、观赏。每平方米造价一般在300元至500元。
组合式——指根据建筑屋面荷载，在屋顶承重处进行绿地配臵并利用容器苗摆放的屋顶绿化方式。每平方米造价一般在200元至250元左右。
草坪式——指根据建筑屋面荷载利用地被植物进行屋面覆盖，具有施工便捷、效果好、保养维修方便等特点。每平方米造价一般在150元至200元。
草坪式屋顶绿化年养护费用每平方米5-8元，花园式年养护费用每平方米8-12元。
6.种植屋面推广难点
屋顶绿化是解决城市绿化的一个有效途径，像北京、上海深圳等大城市已经是寸土寸金，如果算上拆迁费，建设一平方米绿地费用需要1万元以上，但是，屋顶绿化却便宜的多，因此屋顶绿化有很大的发展空间，但是目前屋顶绿化的发展遇到很多难点。
6.1屋顶绿化配套法规缺位，相关部门虽大力提倡但无具体支持的政策措施，屋顶绿化受政策的影响的特别大，如果国家没有鼓励政策，没有开发商愿意建造屋顶绿化，如果建造屋顶绿化，需要增加整幢楼房的荷载，楼的基础承载力需要相应增加，再加上屋顶绿化需要增加费用，就会增加整个楼的建造成本，但是在楼房销售过程中，建造楼顶绿化的楼房并不比普通楼房价格高多少，再加上屋顶绿化增加了屋顶漏水的可能，一旦漏水处理起来非常麻烦，增加了业主与开发商和物业公司的纠纷，这种费力不讨好的事，开发商不会主动做。
6.2宣传推广工作不够深入，对对屋顶绿化认识不足，很多业主认为屋顶绿化易漏水，并且滋生蚊虫，后期养护还需要费用，不愿意背上养护绿地的费用的包袱，同样的销售价格，他们会选择未做绿化的房屋。
6.3产权不明确。很多商品房的屋顶是整幢楼业主的共有财产，产权归属于所有业主，一个业主不同意，屋顶绿化建设就很难实施。
6.4屋顶绿化使用材料缺乏统一标准，工程技术缺乏统一规范，施工技术水平参差不齐，相关产业链不成熟。
6.5部分屋顶绿化条件不完善，绿化施工困难。很多建筑物因缺少必要的配套设施，如部分屋顶承重荷载不足，缺少上水设施和安全防护设施等，甚至有的没有留出上下通道，致使绿化施工困难较多，增加了绿化工程和施工、养护难度和费用。
6.6资金来源不明确。屋顶绿化的建设资金由谁出，养护资金由谁出？很多业主物业费尚且不愿意交，他们更不可能出资建造和养护屋顶的绿化，如果这部分资金由政府出，这将是一笔很大的开支。屋顶绿化是政策主导型产业，国内外每个城市屋顶绿化的推广都有政府政策和资金的支持，目前国内缺乏相应的配套政策和资金，是制约屋顶绿化发展的主要原因。
6.7山东省内种植屋面推广中的问题
具体到山东省内种植屋面技术推广的难点问题，它不仅包括以上几点中提到的共性问题还具有当地性。
上层政策方面，山东省建设厅房产处、山东省建筑工程管理局对种植屋面持中立态度，他们认为种植屋面容易引起房屋漏水，甚至可以损坏主体结构，容易引起纠纷，因此，他们对于推广种植屋面比较慎重，而市园林局，考虑到，种植屋面可以增加城市的绿化面积，减少公共绿化的压力，因此鼓励发展屋顶绿化，但目前山东省内还没有关于屋顶绿化的统一的政策或标准规范。工程技术方面，省内的示范工程数量相对较少，针对种植屋面专门设立的研究机构在目前的调研中还未发现。校企联合研发的形式就更是无从谈起。技术的欠缺加剧了推广的难度。
总体来说，山东省内尚未形成对推广种植屋面大为有利的市场基础，政策层面的支持力度也相对薄弱，对省内种植屋面行业的发展带来一定阻碍作用。
7.我们的对策
目前山东省内种植屋面市场的空白和种种制约有可能正是我们发展的优良时机。抢占一个未成型的初级市场远比逐鹿于一个成熟市场要容易的多。因此，如果要进入种植屋面市场我们应该把握时机，做好如下几个方面：
（1）多做考察，选定切入点。有限于研发中心的人力物力资源，我们不可能在初期就介入到种植屋面行业的各个层面。因此需要多了解相关企业。在充分理解产品划分和行业发展方向的基础上先选定一个主攻方向，以点带面。方向明确了，下一步的工作才好开展。（2）技术储备，不打无准备之战。前期我们已经对屋顶绿化有了一定的了解，下一步的工作重点应该结合我们的主攻方向，深入到技术层面，真正的去了解产品，搞懂技术，将其作为试验田先做出一定的成绩。
（3）资质先行。按照相关法规与规范，获得种植屋面施工及设计等的相关资质。这必须是在技术储备和人才储备的基础上才能完成。争取在省内行业中较先获取资质。有了行业资质就等于占有了市场的上游资源。
谈建筑工程的种植屋面施工工艺 篇3
【关键词】种植屋面；施工技术；防水；屋面
近年来，伴随我国经济的发展，城市化建设进程不断加快，建设速度和施工规模不断增加，这就在成了城市能用土地面积的急剧缩小，也是的绿化面积日益降低。屋面结构逐步成为建筑物的吸尘器、吸热器和散热器，使得城市热岛现象越来越严重。基于这种社会发展背景下，种植屋面逐渐涌现了出来，也受到了业内人士的重视。种植屋面在目前的施工中具有着重大的作用与意义，一方面有效的降低了城市热岛效应，另外还增加了城市居民休闲、观光和娱乐的场所，美化了城市。
1.种植屋面概述
在近年来的社会发展中，城市建筑施工事业日新月异，施工技术和施工工艺也呈现出巨大的发展态势。在这种建筑日新月异发展的新时期，各种新型、个性建筑结构不断的涌现了出来，为建筑工程事业的再一次发展增添了无穷的活力。这种发展体系在一定程度上改变了传统建筑结构的单调、呆板现象，也为城市化建设增添了诸多亮点。种植屋面作为目前建筑工程中较为常见的一种屋面结构体系，已成为现代化建筑工程项目中最受人们关注和重视的一个环节。
1.1种植屋面概念
种植屋面主要指的是在工程项目施工中，屋面防水施工竣工后覆盖上一层锯末、蛭石或者其他区一些松散的材料形成隔热作用的屋面。在这些材料上方通常都会之中一些树木、花草和其他植物来起到防水、保温、隔热和生态环保的一种新型屋面结构。时至今日，在目前的建筑工程中种植屋面较为常见，也是现代化工程项目中最受人们关注的一个环节。
1.2种植屋面分类
在目前的建筑工程项目中，种植屋面主要是在屋面或者地下工程顶板的防水层上铺设种植土，并且种植各种植物的一种屋面结构。这种屋面结构由于保温、隔热、防水效果较好而受到业内人士的关注。种植屋面结构施工中，主要可以分为以下几个方面：
首先，简单的种植屋面，简单的种植屋面主要指的是建筑工程中仅仅采用地被植物或者低矮灌木绿化的一种屋面结构，这种屋面结构是一种较为简单、屋面重荷小的一种屋面结构。
其次，花园式种植屋面。花园式种植屋面在目前的屋面工程中已成为人们研究的热点话题，也是整个工程项目中最为关键的施工难题，其在施工中除了具备简单屋面的地面植被、低矮灌木之外，还种植了各种乔木、灌木、亭台、园林小品等，是一种为居民提供生活、休闲活动的一个场所。
再次，在目前的种植屋面施工中，我们根据不同的种植介质进行确定，种植介质分为有土种植和无土种植两种，其中无土种植一般是采用珍珠岩、锯末等材料，种植屋面覆盖土层的厚度、重量应当符合设计要求，用于种植屋面的坡度不能大于3%[1]。
2.种植屋面的材料要求
2.1种植屋面材料的一般规定
（1）普通防水材料的选用应当符合现行的国家标准规定。
（2）普通防水材料的选用应当符合国家相关的标准规定，并且由具体的自制监测机构出示具体合格的检验报告。
（3）种植屋面保温隔热层应当选用密度小，压缩强度大、热导率小，吸水程度高，不得使用松散保温隔热材料。
（4）在种植屋面排水层应当选用抗压强度大，耐久性能好的轻质材料。
2.2种植屋面质量要求
（1）种植屋面的防水层要采用耐腐蚀、耐霉烂、耐穿刺性能好的材料。在工程上常见的有SBS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材等。
（2）过滤材料一般多采用短纤维针刺非织造土工布，这种过滤材料具有过滤效率高、专业性能较强，耐盐酸腐蚀，使用寿命长、遇压自冲洗和放各类破坏等功能。
（3）在种植屋面中常见的种植介质有种植土、锯木屑等，所选用的种植介质要符合设计的要求，满足屋面种植的需要。
3.施工工艺
3.1种植屋面施工的一般规定
（1）种植屋面工程必须遵照种植屋面总体设计要求进行施工。
（2）施工前应当通过图纸会审，并且明确的表明细部构造和技术要求，并编制出合理的施工方案。
（3）耐根穿刺防水层在施工的过程中是选择沥青基防水卷材与普通防水层的高分子防水卷材进行综合的施工，应当采用冷粘法施工。
（4）耐根穿刺防水层与的沥青基防水层在施工中与普通缓凝土防水层的沥青基防水卷材符合的时候，应当采用热熔法施工。
（5）耐根穿刺防水层与普通的防水材料不能符合的时候，可空铺施工，用于坡屋面的时候必须采取相应的防滑技术。
（6）防水卷材搭接缝口应当采用与基材相同的压紧密封材料 进行施工[2]。
3.2施工工艺要求
（1）施工工艺流程：
拆除旧隔热板→修补旧防水层→闭水试验→基屋处理→涂刷基面处理剂→铺贴CPS高分子复合自粘卷材→节点细部处理闭水试验 →砌溢水沟及棚架基座→铺JF储排水毡→固定棚架→铺种植土层→种植花木→验收。
（2）施工工艺技术要点：
1）拆除旧隔热板：在施工的过程中对各种已经废弃或者表面出现各种裂缝和裂纹的模板进行铲除，拆除时破损会比较严重，故拆除时注意不准超前搬运，或集中堆放，已免影响安全。要注意拆除时对旧防水层的保护。
2）修补旧防水层：尽管旧防水层已局部老化，但经修补后还可以与新防水层同时受力。故对旧防水层，应采用同质材料予以修补。
3）闭水试验：在旧防水层修补后，注水深10cm，24小时观察是否有漏水，如有再进行修补，如没有漏水方可进行下道工序。
4）清理基层：基层应平整、坚实，明水，基层突起物清除干净。
5）涂刷基层处理剂：基层处理剂是自粘卷材与旧防水层间的过渡层，使之粘结的更严密。均匀涂刷基面处理剂，不准漏涂。
6）铺种植土层：将种植土铺平，然后浇水压实，测厚度为300mm。
7）种植花木：在基本凉干的种植土层上，先栽种月季、葡萄等棚架植物，再做普通草皮，然后再将空地全部种植佛甲草。
4.结束语
种植屋面在当前建筑工程施工中由于其良好的隔热保温性能受到人们的喜爱，更是能够满足人们对环境发展的需求，随着社会发展中人们对种植屋面施工工艺和质量要求的不断提高，结合当前技术措施综合分析是种植屋面施工的必然趋势，更是建筑工程施工的主要发展趋势。
【参考文献】
[1]王志勇，郑曦.城市屋顶花园的价值与构建——北京某办公大厦屋顶花园设计解析[J].绿色科技，2013（01）.
探究种植屋面设计 篇4
种植屋面是铺以种植土或设置容器种植植物的建筑屋面和地下建筑顶板。其适用范围广泛, 北方由于季节影响需要对植物进行重点选择, 且考虑其冬季效果, 对于种植屋面而言, 在夏热冬冷地区、夏热冬暖地区都有较好的适用性。
在进行种植屋面设计时, 应注意以下原则:确保防水、排 (蓄) 水、因地制宜和经济性的原则;坚持适用, 精美, 安全创新;通过科学艺术手法, 合理进行植物配置和园林小品布局;合理建筑水池和安装排水系统;种植土应选择轻质的土壤;植物种类选择姿势优美, 植被低矮, 生长缓慢, 须根发达, 抗风能力强的花灌木, 小乔木, 球根花卉和多年生花卉。
种植屋面一般分为三种形式:
1) 花园式:可上人屋面, 种植乔木、灌木和地被植物, 应设置园路、坐凳等休息设施。
2) 简花园式:可上人屋面, 种植地被植物为主, 配置少量低矮灌木, 不宜设置过多休息设施。
3) 简单式:不上人屋面, 仅种植地被植物, 低矮灌木, 不设置休息设施。
2 种植屋面的优势
1) 改善城市环境面貌, 增加绿化面积。随着城市的发展, 城市居住、交通压力与日俱增, 人类生活环境也随之恶化, 绿地不断被建筑蚕食。然而对于裸露在地表的平屋面、坡屋面、地下室顶板等建筑表面, 采用种植屋面的方式不仅可以增加绿化面积, 进而改善城市环境面貌, 缓解城市热岛效应, 治理大气污染, 提高市民生活和工作环境质量。政府政策的推行, 使得种植屋面的绿量得以标准化折算, 也促进了相关行业不断推行新兴技术应用于种植屋面, 有效的绿化面积从传统绿地得以延伸, 提高了城市绿化覆盖率, 增加城市环境舒适性和宜居性。
2) 提高建筑物本身的保温与隔热。屋顶等建筑表面的植物覆盖可以避免阳光暴晒所引起的胀缩和风吹雨淋, 对建筑材料和设施起到有效的保护作用。特殊空间绿化有降温、降尘、减噪和提高空气中氧和负离子含量, 改善空气质量等环境和景观效益。例如, 临街两侧的建筑经绿化后可使街上尘埃减少3倍, 有植物覆盖的墙面温度比无覆盖的要低5℃左右, 屋顶铺绿化后室内温度夏季可降低3℃左右。
3) 种植屋面带来的经济效益。
a.保护建筑物。种植屋面可以截留雨水, 保护屋顶防水层, 防止屋面漏水, 从而延长建筑物寿命。
b.节能减排。建筑物屋顶绿化可明显降低建筑物周围环境温度, 减少夏天由于气温过高使用空调的次数;种植屋面可有效的截留雨水, 缓解城市雨洪压力;屋顶绿化具有良好的滞尘作用, 可有效的降低城市大气污染, 改善空气质量。
4) 第五立面。屋顶作为建筑物的第五立面, 是城市建设和美化过程中不可忽视的环节。种植屋面是不占用土地的情况下改善城市环境的理想手段, 其增加的城市绿地面积相当于小型花园绿地的集合。其对于丰富城市景观的作用日渐凸现。同时, 对于屋顶的种植设计也逐渐由开始单一的色块填充, 到如今丰富多样, 景观元素逐渐应用, 空间功能得以延伸。
5) 改善城市空中景观。随着城市高层、超高层建筑的兴起, 更多的人将工作与生活在城市高空, 不可避免的要俯视楼下的景物。无论哪种屋顶材料, 在强烈的太阳照射下都会反射刺目的眩光, 成为光污染的本源。屋顶花园和垂直墙面绿化代替了不受视觉欢迎的灰色混凝土、黑色沥青和各类墙面。对于身居高层的人们, 无论是俯视大地还是仰视上空, 都如同置身于绿色环抱的园林美景之中。
3 种植屋面的种类
以屋面结构来分, 种植屋面主要包括平屋面种植 (含阳台、雨篷) 、坡屋面种植、地下室顶板种植和容器式栽植种植几种类型。
3.1 平屋面种植
设计要点:种植平屋面的排水坡度不应小于2%;天沟、、檐檐沟沟排水坡度不应小于1%。屋面采用种植池种植高大植物时, 设计应符合下列规定:
1) 应设置耐根穿刺防水层、排 (蓄) 水层和过滤层, 并应按JGJ—2013种植屋面工程技术规范的相关规定执行。
2) 种植池应设置排水口, 并应设计有组织排水。
3) 应根据种植植物高度设计固定植物用的预埋件。
基本构造层:结构顶板、保温隔热层、找坡 (找平) 层、普通防水层、耐根穿刺防水层、保护层、排 (蓄) 水层、过滤层、种植土层和植被层等层次, 可根据气候特点、屋面形式、植物种类等, 增减屋面构造层次。
3.2 坡屋面种植
1) 坡屋面满覆盖种植宜采用草坪地被植物;
2) 坡屋面种植不宜采用土工布等软质保护层, 屋面坡度大于20%时, 保护层应采用细石钢筋混凝土;
3) 坡屋面种植, 沿山墙和檐沟应设置安全防护栏杆。屋面坡度处理参照构造节点防滑处理。
3.3 地下室顶板种植
1) 地下室现浇混凝土的顶板应符合GB 50108地下工程防水技术规范的规定。
2) 种植土和周边地面相连时, 也应设置排水设施。
3) 顶板采用反梁结构, 并且有阻碍排水时, 应作穿梁管和设置找坡层。
4) 下沉式顶板种植应设置人工或机械排水设施。
5) 应按永久性种植设计。
3.4 容器式种植
植物种植在可以移动的容器中, 适宜平屋面简式绿化种植、金属板屋面种植以及阳台和露台等, 并可根据景观要求和植物种类确定种植容器的形式、规格和荷重。容器种植设计应符合下列规定:
1) 种植容器应轻便, 易搬移, 连接点稳固, 便于组合。
2) 种植容器宜设计有组织排水。
3) 宜采用滴渗灌系统。
4) 种植容器放置在防水层时, 应设置保护层。
5) 容器种植土层厚度应满足植物生长的营养需求, 并不应小于100 mm。
4 种植屋面设计施工时应注意的问题
4.1 平屋顶种植屋面
1) 穿楼层管道防水处理。
穿楼层管道应预埋金属套管或塑料套管, 然后做附加防水层, 再将主防水层全覆盖附加层, 边缘多出10 mm~20 mm。
2) 种植屋面防水质量检验。
应将平屋面和坡屋面区别开来, 平屋面应做48 h蓄水检验;坡屋面应做连续3 h淋水实验。但平屋面做蓄水检验时应注意以下问题:a.平屋面蓄水检验最浅水深应不少于100 mm;b.面积过大屋面应根据现场情况分区做蓄水检验;c.蓄水检验前应注意天气预报, 48 h内现场需留人值班, 遇突然降雨应及时放水, 避免倒灌。
4.2 坡屋顶种植屋面
1) 坡屋面地表径流汇排水设计经常被忽略。坡屋面雨水主要为地表径流, 应特别注意坡底部或变坡节点汇水设计。
2) 坡屋面全覆土绿化应注意防滑支撑节点预留。
3) 坡屋面全覆土绿化还应适应设计排水, 预防土壤超饱和滑坡隐患。如果选用植被毯绿化技术时, 可省略排水设计。
4) 坡屋面绿化宜选用轻量、简洁、生态的植物配置, 并与建筑风格和周边环境协调一致。
4.3 地下室顶板种植
1) 地下室顶板绿化荷载设计经常忽略植被层的重量, 特别是高大乔木种植部分经常出现局部荷载不够的问题。建议采用乔木种植区域局部更换轻型种植土办法。
2) 建筑结构荷载设计大多按照平均覆土厚度计算, 园林设计时, 常出现局部荷载不够的情况。可采用局部区域更换轻型种植土的办法或采用轻质材料依据地形高差在地下建筑顶板做垫层。
3) 以建筑为基础做种植, 大多忽略植物生长荷重增加的问题, 这将直接涉及建筑荷载安全。种植荷载设计应考虑植物生长增加的可变荷载, 据国外树木研究分析, 肥水充足情况下, 10年树木可长高1倍, 整体树木荷重增加8倍左右。故此, 种植荷载设计应考虑植物生长增加的可变荷载, 特别是通过生存种植土深设计以及种植土壤不宜过肥, 养护适当控水、少施肥等综合管理措施以最大限度控制树木快速生长, 特别是不要选择速生树种。
4) 地下室顶板找坡泛水往往不足, 特别是不与自然土接界, 排水板排水效果不理想, 出现沤根。建议选用铺设100 mm~200 mm厚碎石屑或轻质蓄排水材料, 其中间隔4 000 mm埋设渗排水管, 并在与自然土接界处设置500 mm厚碎石屑或蓄排水基质等作缓冲带。借以增加排蓄水空间量, 以达到预期效果。
5 种植屋面目前面临的问题
建造成本及后期维护成本过高是限制屋顶种植推广的最大障碍。
1) 屋顶绿化工程最重要的问题是荷载, 荷载的增加提高了建筑主体的建造成本。
2) 其次是建造工序和材料。工序复杂且对工人要求标准过高, 且材料成本较高。如果出现施工质量问题, 将导致整个种植屋面重做, 造成浪费。另外投入使用后期需要较为专业的人员定期维护。
新型种植屋面 篇5
1 阻根剂
20年前, 欧洲就意识到了防水材料耐根穿刺的重要性, 企业和机构在考虑产品应用的基础上开始了阻根剂的研发。阻根剂是种植屋面用防水材料化学阻根的必备添加剂, 主要用于有阻根要求的防水卷材、防水涂料、密封胶的生产。阻根剂还可用于下水管道的密封, 因为有不小比例的下水管道的失效是由植物根穿刺造成的。
改性沥青防水卷材生产时, 沥青经改性共混后, 在220℃下按所含有机物的量加入一定比例的阻根剂, 即可起到耐根穿刺的作用。目前在欧洲, 阻根剂主要市场集中在德国、奥地利和瑞士。德国年产耐根穿刺改性沥青防水卷材约1 700万m2, 德国1985年以后的建筑很多都采用了种植屋面。
欧洲耐根穿刺防水卷材市场中, 改性沥青防水卷材由于在厚度、安全性、耐久性等方面具有优势, 其应用量占到总量的3/4。铜箔虽然也有阻根作用, 但由于接缝无法处理, 其应用量较小。改性沥青卷材必须采用超过250 g/m2的聚酯胎基才能满足阻根要求。
阻根剂使用简单, 可以像助剂一样加入, 能够延缓材料的降解, 可以与ECB、沥青、PE、EPDM、PUR等很好地混合相容, 高温挥发性稳定, 不含重金属等有害物质, 对植物无危害。
阻根剂只有通过与植物的根接触, 才能触发阻根的作用, 阻止根系继续生长进入到卷材内部, 起到保护卷材的作用。例如碧谢霍夫曼 (Busscher Hoffmann) 公司所生产的阻根剂Herbitect, 需要进入土壤与根系接触才能起到阻止根生长的作用。阻根剂中只有右旋异构体在起作用, 其p H值约为5。
羽扇豆试验 (约6个星期) 只能用来定性判断防水卷材中是否有阻根剂, 而不能判断防水卷材长期的耐根穿刺性能。要判断防水卷材的长期耐根穿刺性能需要经过FLL的2年耐根穿刺试验。种植屋面需要使用40年以上 (因为有了种植屋面, 防水卷材的使用寿命可以翻倍) , 而FLL的2年试验与实际使用期相比还是比较短的。在进行耐根穿刺实验前, 生产企业需要先了解什么样的配方, 才能满足FLL耐根穿刺试验的要求。
目前已有第三方机构专门对阻根剂的流失问题进行了研究。研究所使用的植物对阻根剂更敏感, 能够看出有害物质的影响。
阻根剂的使用效果还与增塑剂的使用、种植的植物有关。PVC防水卷材增塑剂迁移后会产生收缩、变硬, 易在热焊接缝处出现脱开, 容易出现根穿刺现象。
为了进一步了解欧洲阻根剂的生产、使用情况, 代表团首先访问了奥地利碧谢霍夫曼公司。该公司隶属于Kwizda集团, 集团有员工1 200人, 年销售额约8亿欧元, 主要从事药品和精细化工经营, 业务主要包括:药品批发、零售和服务, 美容产品、农业化学品、屋面和防水材料等。其中, 美容产品和医药的营业额占集团总营业额的58.4%、农业化学品占12.7%、屋面和防水材料占5.5%。
碧谢霍夫曼公司创立于1852年, 在1959年被Kwizda集团收购, 市场主要分布在奥地利和中欧地区, 年销售额达4 800万欧元。20年前公司开始研发Herbitect阻根剂, 并应用于耐根穿刺防水卷材的生产。
碧谢霍夫曼公司位于奥地利Enns的防水卷材工厂, 目前有两条改性沥青防水卷材生产线。其中一条于2010年建成并投产, 价值600万欧元, 约50 m长, 线速度可达32 m/min。该生产线拥有全自动生产技术, 只有3名工人, 投料、混合1人, 涂盖1人, 卷毡1人, 具有全自动卷毡包装、仓储系统。导热油炉采用柴油或天然气作为燃料, 有6个70 m3的沥青储罐、13个容积15~16 m3的卧式搅拌罐, 物料全管道输送, 每周5天24 h生产, 可年产1 500万m2卷材。
公司现年产耐根穿刺防水卷材100万m2, 约占奥地利耐根穿刺防水卷材市场的35%, 并销售到中东欧25个国家。
此外, 代表团还访问了德国朗盛化学公司, 交流了Preventol阻根剂的应用技术。朗盛公司位于勒沃库森 (Leverkusen) , 2004从拜尔公司独立出来, 目前拥有员工17 200名, 2012年销售额达到90.94亿欧元。公司分3个事业部, 主要从事轮胎生产, 有50多家工厂, 阻根剂属于朗盛添加剂事业部。
Sandra Schult女士介绍了阻根剂的情况。朗盛根据每位客户的工艺参数, 按照要求定制阻根剂, 优化配方, 从而实现采用最少材料达到长期使用效果, 同时不对植物产生负面影响的目标。
朗盛的Preventol B2和B5阻根剂在180~200℃下稳定, 耐极限温度250℃, 分解温度在300℃以上, 在180℃下可以耐受24 h。Preventol B2和B5阻根剂在大的环境温度变化下都起作用, 而且用量较少, 与沥青相容性好。该类阻根剂若用于EPDM或PU等, 需要定制研究, 目前B5已在涂料中使用;此类阻根剂在水中溶解度低于1 mg/L。B2阻根剂已经投入使用30年, B5已用了10年, 迄至目前朗盛均未收到任何投诉。
2000年, 在瑞士做了一份朗盛B2阻根剂与一家竞争对手的产品性能的对比研究报告, 虽然B2阻根剂在水中的流失量最大, 但其阻根效果仍然很好。与实验室不同的是, 实际屋面应用中由于存在排水层等构造, 排水层能减少B2阻根剂流失, 其效果将比试验更好。为减少阻根剂流失, 朗盛开发了B5阻根剂。目前还没有一个机构进行过添加剂的扩散研究, 也没有真实情况下的试验方法, 研究重点仍在新产品的研发上。
朗盛用羽扇豆进行8周指示性试验, 但该试验无法确定最终材料的耐根穿刺性能。该试验在朗盛自己实验室就可以进行, 而FLL方法的测试需要第三方实验室进行, 需要费用。
在防水材料中, B2阻根剂的用量在0.5%~1%, B5阻根剂用量为0.3%~0.55%。目前, 我国由于进口化学品MSDS报告的原因, 在环境和危害物影响报告未完成前, B5阻根剂每年进口量只有10 t。
代表团还参观了勒沃库森化学工业园, 看到入驻工业园的企业都有非常严格的环保措施和处理三废的技术。
2 耐根穿刺防水材料检测
代表团访问了德国FLL防水材料耐根穿刺试验室, 试验室位于德国Freising的Weihenstephantriesdorf大学 (威赫斯蒂芬应用科技大学) 内。FLL耐根穿刺试验室的Martin Jauch博士介绍了植物的根和茎对卷材的影响。
有些屋面并不是种植屋面, 但环境会带来植物在其上生长;还有, 种植屋面上可能只是种植景天科植物, 但仍然会有其他植物在上面生长, 因此不能因为屋面不种植或种植的景天科的根比较弱, 就可以降低屋面耐根穿刺的要求。
植物的穿刺由根和茎引起, 根是找水和营养的, 茎是植物繁衍和扩散生长所需的。根对环境和化学物质敏感, 茎在恶劣环境下也能生长。根的生长点在前面, 会增粗;茎的生长点在后面, 直径几乎不变。
根会长入软和有气孔的物质, 进入接缝, 慢慢变粗, 产生很大的压力, 破坏材料。当根遇到阻根物质时, 会停止生长。一般的沥青防水卷材容易被根穿透, 一定要加阻根剂才能耐根穿刺。为了环保, 阻根剂不能对环境带来损害, 欧盟规定阻根剂的使用量不得超过0.1μg/L (水中) 。
茎的生长没有方向性, 茎像针一样尖锐, 具有很强的穿刺能力。不同植物的茎穿刺能力不一样, 竹子的茎非常强, 试验中除了HDPE外, 其他材料都不能耐竹子的穿刺。阻根剂和铜离子对茎不起作用, 因为茎的生长点在后面, 前端对环境不敏感, 茎会长入含有阻根剂的沥青卷材中。
根和茎对卷材的影响是不一样的, 卷材需要有足够的硬度和强度或含有阻根剂才能起到阻根的作用, 阻根剂对茎基本不起作用。
DIN 4062方法用羽扇豆做的试验, 试验周期为6~8周, 可靠性差。FLL和EN的试验周期是2年, FLL试验测试根和茎两种影响, 共启用8个试验箱;EN试验只测试根的影响, 共启用6个试验箱。
此外, FLL实验室还研究种植屋面滴灌系统中水的应用、种植屋面有害物质限量要求等, 但实验室与实际情况存在差异。目前尚没有快速检测卷材耐根穿刺性能的方法, 用钢针模拟植物穿刺测定塑料卷材, 只能模仿茎穿刺, 不能说明根穿刺, 因而不能充分说明防水卷材的耐根穿刺性能。FLL的试验可以检测防水卷材是否耐根和茎, 但不包括竹子。对试验材料的基层应当模拟实际情况, 如涂料的基层状况, 是否有接缝。
耐根穿刺试验方法有EN 13948和FLL, 由于一些法律方面的障碍, EN不能和FLL做成一样, FLL是被市场接受的标准, EN只是满足CE标识的标准。2006—2013年, 在德国共有108个产品通过了耐根穿刺试验, 其中84个通过了FLL试验, 24个通过了EN试验。
代表团还参观了位于大学内的FLL耐根穿刺实验室 (图1) 。
3 种植屋面技术
代表团拜访了奥地利绿色屋面协会。奥地利的种植屋面起步于上世纪80年代, 奥地利绿色屋面协会成立于1991年, 目前共有35个成员, 涉及设计、建筑公司、机构、政府部门, 主要是研究和推广种植屋面和垂直绿化, 对一些种植屋面的法规、指南、标准负责, 是欧洲绿色屋面协会的成员。
同时, 奥地利绿色屋面协会还负责欧洲绿色屋面培训课程TOI的奥地利培训。课程设置针对研究机构和培训师的培训, 课程评估后作为欧盟对专业人士的培训教程。
去年, 奥地利绿色屋面协会推出了垂直绿化指导原则, 该原则下一步将制定成规范标准。目前, 在欧洲只有奥地利有种植屋面规范要求, 瑞士种植屋面规范也即将颁布。垂直绿化在过去3年快速发展, 该协会也在跟踪这方面的发展情况。
维也纳园林局的专家Joachim Chen介绍了园林局的基本情况。维也纳园林局成立于1862年, 为建设绿色维也纳, 对屋顶绿化提供资助。1985年起, 对私人建筑的绿化园林局也提供资助, 每个花园最多资助2 200欧元;2003年开始, 对私人屋面绿化也给予最多2 200欧元的资助, 补助在绿化屋面建成后发放, 每栋建筑只发一次。园林局根据屋顶种植土厚度发放补助, 标准为8~25欧元/m2, 但每个项目的补助总共不超过2 200欧元。具体的种植技术由建筑绿化协会负责, 园林局只负责资助。2003—2013年1月, 共有165栋建筑的17 000 m2的种植屋面获得资助。资助对象不包括容器种植, 因为园林局认为容器种植不是一种自然绿化的方式。
维也纳大学自然和生命科学学院的专家介绍了绿色屋面研究项目。该项目提供评价不同种植屋面形式的方法, 评估不同种植基质对水的缓排能力。
该研究通过调查实验室的试验结果, 对实验室结果和实际结果进行比较, 建立两者之间明确的关系。该研究首先收集数据, 进行软件仿真, 将种植屋面的效果定量化, 并用到工程中去, 然后埋置传感器, 收集数据。垂直绿化也是如此定量化。该研究有5种种植屋面形式和植物种类, 有的有滴灌系统, 有的没有 (主要根据植物是否能自己生长而决定是否设定滴灌系统) 。试验主要采用简式种植系统, 也有一些简单的花园系统。每个试验屋面面积4 m2, 所有屋面没有人工养护, 试验主要测量土和空气的湿度、温度等基础的气候参数和传热效果, 以及种植土的矿物质含量、密度、厚度等。
该研究项目比较了实验室温室中的结果与实际种植结果的关系, 发现两者蓄水能力存在差异。试验证明, 鹅卵石压铺系统没有水的缓排能力, 实验室标准条件下的蓄水能力与实际情况不一样;种植基质厚度确实对蓄水能力有很大影响, 8 cm与12 cm厚度差异较大。排水层设置也很重要, 对植物有很大影响, 矿物基质效果更好。种植屋面的热反射率差不多在0.13~0.21之间, 种植屋面的表面温度比普通屋面低;越厚的种植基层, 卷材表面温度变化也越小, 有较好的缓冲作用和保温效果。种植屋面占有的比例越高, 对城市环境的影响越明显。通过软件模拟系统, 可以了解种植屋面与气候环境变化的关系, 可以用于做长期发展规划时了解对将来的影响。
代表团参观了维也纳的一些种植屋面和垂直绿化工程 (图2) 、实验室与屋面种植比较试验 (图3) 。
代表团拜会了德国绿色屋面协会 (FBB) 的Mr.KBK建筑设计师, 过去15年他一直担任FBB的顾问, 他就德国种植屋面的情况与代表团进行了交流。
在德国, 理论上耐根穿刺防水材料用在简单式和花园式种植屋面上的要求是不一样的, 但实际使用时是一样的, 因为屋面使用过程中会有其他植物介入。化学阻根剂对水和环境有影响, 但Mr.KBK认为总体来说影响很小。阻根剂的检测用羽扇豆不能说明问题, FLL的方法是理论研究的高要求, EN方法的要求则是在经过多方讨论之后作了一些符合实际的降低。
Mr.KBK比较喜欢用改性沥青卷材, 在设计中改性沥青防水卷材用量占70%、高分子防水卷材用量占30%。当坡屋面超过45°时, 一般不建议采用种植屋面。
种植屋面的使用寿命, 很重要一部分取决于维护。Mr.KBK在1959年设计的种植屋面到现在仍然完好, 该屋面一直进行定期维护, 包括植物养护、排水系统清理。植物死亡主要是水的影响, 需要设计好排水和蓄水。防水材料的质量担保寿命一般为10年, 其使用寿命有很多不可预计的影响因素。虽然材料供应商担保的寿命法律规定为10年, 但其实际使用寿命有40~50年的。德国的施工担保不是保修, 若有问题要全部翻修。根据Mr.KBK的经验, 屋面施工特别重要, 需要注意选择好的施工单位。欧洲目前的新技术是:做防水时预埋漏水检测系统, 这可以大幅度提高使用寿命, 特别是种植屋面施工成本很高, 翻修也困难, 此种检测系统更有必要安装。
2012年, 德国种植屋面面积有800万m2, 相当于平屋面的4%, 其中70%是维修屋面。在德国, 种植屋面80%是简单式的, 20%是花园式的。政府法律规定, 工厂屋面需要做简单式种植屋面, 所以简单式种植屋面的数量较大, 但Mr.KBK更倾向于采用花园式。由于费用大, 花园式主要用在小型屋面上。德国种植屋面的年增长率为10%。简单式屋面种植土厚度为8~20 cm, 种草需水更多, 种植土要加厚。德国容器种植不归类于种植屋面, 专家认为容器种植不是自然的。屋面上种大树, 可用树池种植。
德国没有种植屋面设计规范, 设计师要根据自己的知识经验来设计。车库顶板种植是常见的, 虽然与种植屋面是一样的, 但不包括在种植屋面统计中。顶板找坡用陶粒排水, 堆出坡度, 加过滤布, 再覆土。对顶板覆土没有规定, 可根据景观和设计荷载确定。
代表团还拜访了法国绿色屋面协会 (CSFE) , 协会主席Mr.Francois Lassalle介绍了CSFF和法国种植屋面的情况。
CSFE成立于2002年, 会员包括生产商、承包商、设计师、结构师等, 目前有60个会员。
法国花园式种植屋面从上世纪70年代就开始了, 从90年代开始出现简单式种植屋面。法国种植屋面从80年代开始到现在, 每一年稳定在100万m2左右。承担种植屋面施工的有防水承包商, 也有园林公司。1994年, 法国Patrick Blanc开始出现垂直绿化, 垂直绿化的造价是种植屋面的10倍。2006年开始, 垂直绿化技术被广泛应用, 目前法国大约有15家公司从事垂直绿化。垂直绿化市场是一个小众市场, 目前法国没有相关的规范标准。
2002年, 法国防水协会和国家园林联合会联合发布了简单式种植屋面的专业性指导意见, 避免了防水和园林方面的双方矛盾 (因为有10年的质保期) 。2007出版了第2版指导意见, 目前已完成第3版, 预计在2014年发布。指导意见包括了屋面构造、植物维护、防水等, 明确了屋面防水和园林种植的责任分工。不同公司有不同的系统, 指导意见把建议的组合和系统方案列出来, 获得了CSTB (法国建筑科学研究中心) 、保险公司、防水和绿化的系统认可。
CSFE也与其他一些机构和协会合作, 合作范围包括热效率、排水、生物多样性等。CSFE的工作还包括对种植屋面信息的传播, 开展培训课程, 举办相关会议等。
法国的顶板种植和屋面种植没有差别, 但顶板种植没有政府补助, 巴黎以前有一些补助, 现在也没有了。法国耐根穿刺防水卷材中, 改性沥青卷材占80%、高分子卷材占20%, 其中15%是PVC防水卷材、5%是TPO防水卷材。德国的种植屋面高分子防水卷材厚度是1.5、1.8、2.0 mm, 法国是1.2、1.5、1.8mm。法国施工中用双层改性沥青卷材时的方案是:3.2 mm厚耐根穿刺改性沥青卷材+2.5 mm厚普通改性沥青卷材。
4 种植毯
代表团考察了位于荷兰Odijk的Sempergreen森博格林公司。该公司是世界上最大的种植毯公司, 提供预培植模块化绿化系统, 在中国昆明设有工厂。该公司的种植毯在欧洲销量为150万m2, 在中国销量为20万m2。该公司在欧洲有18年的种植经验, 在中国有5年的经验。
种植毯主要用于平屋面, 也可用于坡屋面和垂直绿化。种植毯采用椰子纤维生产, 可生物降解, 无塑料成分。种植毯屋面由阻根层、排水层、过滤层、培养基、植物 (4~12种景天科植物) 构成。种植毯中的生长基质由砂、珍珠岩等组成, 能吸收水分, 质量轻, 含有丰富的矿物质, 还能过滤水。用在少雨干旱地区 (如中国北京) , 需要10 cm厚的种植基质。
该公司在荷兰有150 hm2基地, 在美国有35hm2、中国有9 hm2的基地。种植毯种植屋面吸水饱和后, 2~4 cm厚的种植毯重约20 kg/m2。公司提供2年质保, 良好维护的种植毯种植屋面使用寿命约50年。
种植毯先在基地种1年, 使其具有好的质量, 能够即时绿化, 然后再投入使用。种植毯每两年需要施肥一次, 一年要除几次杂草, 建议配自动喷灌系统。
代表团观看了公司正在进行的种植毯屋面绿化施工现场和公司的种植基地 (图4) 。
5 CEN/TC 254
此次访问, 代表团还拜会了欧洲柔性防水卷材标准化技术委员会 (CEN/TC 254) 秘书处。CEN/TC 254是欧盟的柔性防水卷材标准化技术委员会, 目前秘书处设在荷兰国家标准化研究院, 主席是西卡渗耐的Beer博士。
CEN/TC 254下设两个分标委会, 一个是高分子卷材分标委会 (瑞士) 、一个是沥青卷材分标委会 (德国) , 主席任期两年, 高分子和沥青卷材两会轮流担任。标委会下有16个工作组负责具体工作, 一般每年开一次会, 需要投票通过时, 票数超过半数才能生效, 有些情况还需要按国家人口计算权重。
CEN/TC 254下设的16个工作组不是全部都在开展工作的, 目前开展工作的有第3的“风荷载”工作组, 第12的“静态荷载”工作组, 第9的“坡屋面”工作组, 第10的“老化”工作组, 第6的“道桥防水”工作组, 第13的“MLV、MDV值”工作组, 第16的“热反射”工作组。目前在修订的标准包括“静态荷载”方法标准 (欧盟只有需要有CE认证的才需要制定方法标准) 和EN13956“高分子防水卷材”产品标准, 后者将增加危险物质的释放和环境方面的要求。
所有成员必须是欧盟成员国 (27个国家) , 其他国家可以作为观察员。秘书处负责收集标准修订信息, 有5个以上国家同意, 才可以开展相关工作。从立项到开始制定标准大约需要1年, 标准制定时间约3年, 可以有9个月的宽限期。每个阶段都要按期完成, 否则就取消修订工作, 或者所有工作重新开始;如果没有什么争议, 也有快速程序。在欧盟成员国内, 防水卷材有25个标准需要具有CE认证, 今年7月1日, 所有在欧盟销售的产品都需要有CE标识。可以通过CEN的网站了解标委会的工作情况。
代表团还在德国专门拜访了CEN/TC 254主席Beer博士, 并进行了友好交谈。Beer博士介绍了法国屋面绿化和墙面绿化发展历程、法国屋面绿化市场情况和当前绿化现状。
6 结束语
种植屋面设计的若干考虑因素 篇6
ASTM (国际) 有一个专门小组致力于可持续性方面的工作 (ASTM E06.71) , 多年来一直在制定有关可持续性方面的标准, 许多标准目前已经完成, 还有不少在制定中。一些州和地方政府, 要求施工方法和使用的材料都是可持续的。然而, 还有一些问题必须认真对待。一般来说, 屋面要满足一定的防火和抗风的要求, 绿色屋面也不例外。国际规范委员会 (ICC) 正在进行这方面的工作, 对绿色屋面提出合理的要求, 特别是防火和抗风的要求。
绿色屋面是将屋面、防水和景观集合在一起, 因而其结构比较复杂, 见图1。NRCA建议所有的绿色屋面都应有粘贴在稳定基层上的防水卷材层、保护层、耐根穿刺层、排水层、保温层、透汽层、保水层、蓄水层、过滤织物以及种植土。
这里着重要指出的是保温上面的透汽层和下面的排水层。当保温层受潮或饱水时, 其R值会明显下降。有了上下这两层, 保温层就可以通过上层的蒸发和下层的排水使R值保持不变。假如没有这两层, 则在设计中要考虑增加保温量以防止含一定水分后保温层R值的下降。
防水卷材粘贴在基层上可以确保卷材有长的使用寿命。即使有了防水卷材, 还应当有正向排水坡度, 这一点可由具有一定坡度的屋面板来实现。
在设计绿色屋面时, 还有许多其它因素要考虑。卷材泛水伸出高度应与种植介质顶面齐平或高出。卷材泛水和种植介质下面的泛水易漏水, 难维修。因此NRCA绿色屋面施工细部包含了屋面和屋面贯穿物泛水四周要设置通道的要求, 如沿泛水四周铺设铺路砖或砾石。卷材还需要防紫外线和设置防损伤的保护。绿色屋面上花草树木的维护和人员的活动都可能使泛水发生问题。还有膨胀缝要设在卷材层以上, 最好是在种植介质以上。
设计时还需要考虑安全和通道。因为许多绿色屋面是对公众开放的, 并且许多这样的屋面离地面好几层楼高。2006国际建筑规范 (IBC) 要求用作屋顶花园或集会的绿色屋面要能承受约500kg/m2的活荷载, 还要设置墙、女儿墙或栏杆以确保安全。
由于绿色屋面客观上有蓄水的功能, 因此设计荷载要比大多数普通屋面来得大, 结构要能够承受预期的设计荷载。
地下停车场种植屋面施工 篇7
关键词：种植屋面,防水施工,排水施工,施工控制
0 引言
随着城市汽车文化、生存环境意识的发展,开发地下建筑而不减少地面绿地面积是现代城市建设的潮流,这就形成了一种全新的生态环境——地下室上的种植平台,一种浅盆地生态环境。这种种植屋面不但节约了建筑用地,而且在净化空气,改善城市生态,美化环境,提高建筑综合利用效益方面具有重要作用。
1 工程概况
太原恒大绿洲二期8号地下车库为地下1层的特大型停车库,位于太原市小店区,车库顶板上为种植屋面。对种植屋面,需考虑植物根系对防水卷材穿刺,造成楼板渗水现象。为避免这种情况,采用在防水卷材上满铺厚度为16 mm高密度聚乙烯土工膜(HDPE)排水板。为避免在排水过程中造成水土流失,在排水板上方再铺设一层只允许水通过的无纺聚酯纤维布(重量不小于250 g/m2)。
车库顶板种植屋面构造如图1所示。
2 施工流程
施工准备→找平层施工→防水基层处理→防水卷材施工→无纺聚酯纤维布施工→防水保护层施工→排水板施工→格栅及无纺聚酯纤维布过滤层施工→种植土施工。
3 方案比选
3.1 防水及防根刺材料
本工程设计做法中规定了防水构造为能防根刺的防水卷材,目前国内种植屋面的防根刺的防水卷材有如下几种:合金防水卷材(PSS)与双面自粘防水卷材符合施工防水构造,铜复合胎基改性沥青(SBS)根阻防水卷材,金属铜胎改性沥青防水卷材(JCuB)与聚乙烯高聚物改性沥青防水卷材复合做法等。
工程前期,结合本工程实际情况,针对防根刺材料选用时通过成本、施工工艺、质量控制、进度等几个方面做了对比分析,详见表1。
元/m2
基于以上分析结果,决定采用成本低,工艺简单,施工质量易控制,施工进度较快的高聚物改性沥青防水卷材(SBS)+高密度聚乙烯土工膜(HDPE)防根刺做法。
3.2 排水层
排水层设置的原因是考虑到屋面种植土层较薄,土表水分易蒸发,土壤水分的缺失对植物正常发育造成影响。在我国,种植屋面的排水板共分两种,一种为凹凸型排水板,一种为塑料绳挤压型排水板,最后选定了凹凸型排水板,原因在于塑料绳挤压型排水板仅起到排水作用,不会蓄水,而凹凸型排水板在施工时凸面朝下,凹面可存储部分水分,剩余的水会随着排水板流走,起到了节水作用。
3.3 排水措施
主楼周圈为平屋面,如果雨量较大时,仅种植土渗透将无法保证水及时排出,导致楼座四周将出现积水。故采取楼座四周平屋面利用1:8水泥焦渣找坡,将水顺利排出。
4 施工重点控制及相关节点设计
4.1 卷材防水施工过程控制
1)车库顶板结构层清理:施工前,基层表面的泥土、杂物要清理干净,不平度超过10 mm要用1:2水泥砂浆找平。
2)找平层:找平层采用20厚1:2.5水泥砂浆内掺聚丙烯(0.75 kg/m3～0.90 kg/m3),找平层应压实平整,待找平层收水后应进行二次抹面压光和充分保湿养护,不得有疏松、起砂和空鼓现象。找平层铺设时按6 m×6 m设置分隔缝,分隔缝宽10 mm,内嵌密封膏。
3)防水层:a.铺设屋面防水层前,基层必须干净、干燥。在基面上涂刷基层处理剂,将基层处理剂搅拌均匀,用长滚刷均匀涂刷于基层表面上,不得漏刷或露底,以便后续防水层与基层的牢固粘结。b.在车库顶板大面积铺贴前采用满粘法对基层与凸出屋面结构薄弱部位、出墙管根处做增强处理(铺贴与卷材相同的附加层),宽度不小于500 mm。c.确定卷材的铺贴方法、方向、顺序、搭接宽度,然后根据铺贴方向和搭接宽度在铺贴开始的位置弹基线,边铺边弹,直到铺完。按照热熔法铺贴卷材,满粘法施工时长边搭接宽度为100 mm、短边的搭接宽度为150 mm,预埋时预留10 mm热熔封边量。按照这一宽度在已铺卷材的长、短边搭接边弹出基准线,然后按照基准线摆放卷材和热熔封边。d.卷材搭接缝以及卷材收头的铺粘是影响铺贴质量的关键之一,不随大面一次粘铺,而做专门处理是为保证热熔型卷材防水层的铺贴质量。搭接缝及收头的卷材必须百分之百烘烤,粘铺时必须有熔融沥青从边端挤出,用刮刀将挤出的热熔胶刮平,沿边端封严。e.防水卷材在立面上返高度时需考虑种植土厚度(1.1 m～1.8 m),室外地坪标高为-0.3 m,因此防水卷材收头楼座周边高度控制为±0.000 m。
4)蓄水试验:防水层施工完毕后,进行蓄水试验,在车库顶板上划分方格网,砖砌阻水墩,顶板最低点水位高度不得少于50 mm,蓄水时间不得少于24 h,确认无渗漏、无阴水现象后,方可进行防水保护层的施工。
5)防水保护层和排水层:a.防水保护层采用50厚C20细石混凝土,内配单层双向Φ6@150×150钢筋网片,施工时严禁踩踏钢筋网片;进行混凝土施工时振捣要密实,厚度均匀一致,表面泛浆后抹平,收水后再次压光,并按6 m×6 m进行分格,在过养护期后,用弹性密封膏进行封堵密实。排水层采用具有足够耐根系穿刺功能的高密度聚乙烯(HDPE)排水板。b.排水板安装工艺流程:基层验收→规划弹线→裁剪下料→铺设高密度聚乙烯排水板→排水板焊接→检查验收。c.排水板铺设时自然展开、疏松地铺设于规划好的位置。排水板可按排水坡度的纵向或横向统一的方向铺设。搭接必须按照排水坡度的方向搭接,不允许逆向搭接。d.排水板板材的两边预留有平板焊接带为拼接焊接用,安装施工中采用双焊缝自动爬行焊接及手工塑料热风焊枪进行手工焊接,通过焊接的排水板能够形成严密的防水层。
6)隔离过滤层:a.施工时,在任何地段铺设无纺纤维布前,先铺设一层塑料格栅隔离层,防止无纺聚酯纤维布将排水板凹槽封堵不利于排水,塑料格栅隔离层铺设完毕后铺设无纺聚酯纤维布,并确保搭接严密,不让泥土、水泥、黄沙等垃圾进入排水板的正面空间,确保排水板的空间畅通。b.无纺聚酯纤维布铺设压边不小于100 mm,随铺随用种植介质土覆盖,并用大杠尺刮平表面。
4.2 节点设计
主楼外墙侧墙防水卷材施工完毕后抹20 mm厚1:2.5水泥砂浆后采用MU10,M7.5水泥砂浆砌筑120 mm厚防水保护层兼做挡土墙。同时为保护防水收头位置,并美观起见,石材采用湿贴法向下延伸至种植土下方80 mm处。
5 结论与展望
种植屋面施工控制的重点在于防水处理和具体细节的把握,应针对工程的具体情况予以考虑。本工程于2010年10月初施工完成后进行覆土种植草皮,充分满足了当初要求的蓄排水的要求,在雨水季节屋面没有形成积水,干旱季节也能确保充分的蓄水满足植物生长需要,满足了最初的设计功能,对强调防水、蓄水、排水要求的种植屋面提供了应用实例。
参考文献
[1]沈春林,李伶.种植屋面的设计与施工[M].北京:化学工业出版社,2009.
[2]JGJ 155-2007,种植屋面工程技术规范[S].
[3]JG/T 1075-2008,种植屋面用耐根穿刺防水卷材[S].
种植屋面变更设计的优化问题探讨 篇8
本文以某种植屋面设计变更为例,讨论了变更设计过程中容易出现的问题,优化了变更设计方案,并通过实践检验了变更设计优化的效果。
1工程现状
某种植屋面为钢筋混凝土结构上人屋面,排水口设置在屋面四角,平面结构见图1,种植构造层次见图2。原种植屋面采用了大量的乔木、灌木,容易滋生蚊虫、枯叶等问题;排水系统缺少局部雨水收集及外排措施,容易造成屋面两侧坡底积水。后来,业主单位对原种植屋面提出了减少绿化植被,添加景观花台、平台及人行汀步的要求,同时也要求解决原种植屋面存在的问题。绿化设计单位为了满足景观造型要求,在没有全面了解原屋面结构、原种植屋面设计资料的情况下,就对该种植屋面进行设计变更(图3—6),埋下了许多安全、质量隐患。
2变更设计方案存在的问题
为了确保安全、符合工程实际,在设计、监理等单位的配合下,结合原屋面结构、原种植屋面设计资料、存在问题以及现场实际,对该变更设计方案进行了全面审查,发现如下问题:
1)屋面排水不畅,容易积水,导致屋面超载。从种植屋面物料布置图来看,屋面原雨水口全部覆盖在绿化带内,虽然其底层设置了排蓄水板,但在屋面雨水口处或排水管端头缺少排水局部详图,这样容易造成排水板端头无组织排水和排水不畅,即通过排水管收集、外排的雨水容易在排水管端头处、雨水口处汇集,导致屋面积水超载,存在渗漏可能性。
2)铺装与草坪存在高度差。在图5中,花岗岩铺装与草坪厚度存在问题,花岗岩铺装层总厚度为492mm,而草坪层总厚度为750 mm。在图6中,花岗岩、汀步铺装与草坪厚度也存在问题,花岗岩、汀步层厚度为492 mm,草坪层厚度为480 mm。
3)绿化带及景观部分超重。在屋面上布置的大理石、细石混凝土、砂浆、种植土和植被有可能导致屋面永久荷载增加;雨季遇到屋面排水不畅时,容易造成屋面积水,短时间增加屋面可变荷载。如果增加的永久荷载和可变载荷最不利组合大于原屋面的设计荷载极限值,就会影响屋面结构安全。参照原屋面结构设计资料,结构设计采用的荷载标准值为10 k N/m2,原种植屋面可变荷载采用的标准值为3 k N/m2,按照GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的荷载组合可知,原种植屋面荷载主要为屋面自重4.35 k N/m2和可变荷载3 k N/m(2不考虑雨、雪、积灰荷载组合)。因其自重荷载比较大,采用自重荷载控制效应计算最不利组合,通过查表可知永久荷载分项系数为1.35,可变荷载分项系数为1.4,故原种植屋面荷载最不利组合为1.35×4.35+1.4×3=10.07 k N/m2,小于原屋面设计最不利组合荷载值17.7 k N/m2,符合要求。根据变更设计方案图纸测算,变更设计后屋面自重由原来的4.35k N/m2增加至13.45 k N/m2,屋面荷载最不利组合为1.35×13.45+1.4×3=22.36 k N/m2,远大于屋面设计的承载力,这样容易使屋面结构层变形增加、导致出现局部裂纹而渗漏,必须对变更设计方案中的材料及厚度进行优化。
4)土工布设置位置不统一。变更设计方案中土工布的位置不在同层,这给施工带来难度,也不利于屋面的滤水。
5)在屋面坡底端头无排水详图。在变更设计方案中虽然设置了排蓄水板,但在屋面坡底边缘无雨水外排装置,大量雨水汇集到坡底处,容易造成排水不畅和积水,使部分植物根系长期浸泡在水里,极易导致烂根,不利于植物生长和成活。
6)覆土过高,导致屋面女儿墙高度不足,使上人屋面存在安全隐患。该屋面原为上人屋面,但是在变更设计方案中,经过种植覆土后,女儿墙的高度发生了变化,原高度为1 000 mm,花台覆土高度为750mm,景观地面、顶部、草坪高度都在500 mm左右,使女儿墙高度只剩余250~500 mm,违反上人屋面的要求。并且,屋面东侧的女儿墙为镂空玻璃围栏,根本无法覆土。
7)绿化落叶对周边环境的影响。和原种植屋面设计一样,变更设计方案中仍然保留了大量的灌木,容易产生蚊虫和枯叶,对周边住户造成影响,引起纠纷。
上述问题都对该种植屋面变更设计方案的实施造成了很大的影响,尤其屋面超载、排水不畅、女儿墙高度不足等问题,都可能导致质量和安全隐患,因此必须对该变更设计方案进行优化。
3变更设计方案的优化
针对变更设计方案存在的问题,通过查阅原屋面结构、原种植屋面设计资料以及现场实际勘察和测量,对变更设计方案进行了如下修订:
1)针对绿化带覆盖原屋面水落口的问题,将绿化面积缩减,同时在屋面横向两侧边缘通过实心砖砌筑砖挡墙,留出300 mm宽的雨水沟,砌筑厚240 mm、高300 mm的砖挡墙覆盖排雨水管,砖挡墙用1∶2水泥砂浆双面粉刷,双侧用聚氨酯防水涂料作防水处理,排雨水管收集雨水后通过砖挡墙下的排水管排入预留的沟道内,该措施可以确保雨水能够及时外排,减小屋面短时增加的质量,避免雨水通过分格缝进入屋面结构层而导致屋面局部出现渗漏。
2)针对屋面绿化超重问题,取消了4#花台,改为草坪;同时降低其他花台的高度,把原花台内覆土厚度由700~800 mm减至400~480 mm;将花岗岩、汀步铺装层的碎石层厚度修改为150 mm;过滤层采用碎石/粗砂级配垫层,取消混凝土层;砂浆粘接层厚度由12 mm变为40 mm;取消全部灌木,改为草坪。通过测算,屋面自重变为8.68 k N/m2,屋面最不利组合荷载为1.35×8.68+1.4×3=15.92 k N/m2,小于17.7 k N/m2,证明对绿化材料及厚度进行的优化满足原屋面设计承载力要求,该措施避免了屋面因超载而出现的结构安全问题和渗漏隐患。
3)针对图5、图6中出现的问题,把土工布的位统一设置在排蓄水板的上一层;降低花台及覆土高度,使花台高度确定为330 mm,加覆土高度不超过430 mm;对花岗岩、汀步铺装与草坪各层厚度统一为230 mm。上述措施除了统一厚度、便于施工外,也减小了屋面增加的质量。
4)在排蓄水板与女儿墙根部之间设置砖砌挡墙排水沟,使排蓄水板收集的雨水直接进入屋面两侧砖砌挡墙外的排水沟内,排水坡度依据屋面坡度,不会造成积水和烂根。
5)针对覆土存在的安全隐患问题,首先降低花台、覆土、碎石垫层的高度,在东侧镂空玻璃围栏处留出500 mm通道,仍然采用实心砖砌筑厚240 mm、高300 mm挡土围墙。
6)针对绿化落叶对周边住户的影响问题,把灌木改为草坪,只在1#花台处留下四季常青的灌木球,减少大量的枯叶对周边住户的影响。
经过设计优化后,种植屋面的物料布置详见图7;局部剖面修改详见图8—10。
4实施及效果检查
2013年7—8月,专业绿化队伍按优化后的变更设计方案进行了施工,随后经过2013年9月份的台风检验,现场检查屋面排水顺畅、无积水;屋面结构基层无渗漏;查阅同期建筑物沉降观测报告,建筑物沉降均匀,无异常;排水沟砖砌体挡墙无渗漏,覆土无流失;刮风无枯叶。这说明优化后的变更设计实施质量已取得预期的效果。
5结语
想在原种植屋面上进行景观设计变更,必须对变更方案的规范性、安全性、适应性进行会审,应重点关注屋面承重、排水、安全等关键因素,做到:1)变更后的物料质量必须满足原屋面设计荷载要求;2)变更后的屋面必须满足原屋面的排水要求;3)变更后的屋面造型必须考虑原屋面设施的安全性;4)变更后的屋面必须考虑对周围环境的影响。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.GB 50009—2012建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2]中国建筑防水协会.JGJ 155—2013种植屋面工程技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
种植屋面是建筑节能环保的有效途径 篇9
近年来, 为了抵抗夏季室外热作用, 提高屋面的保温隔热性能, 我国各大城市掀起了一股“平改坡”的热潮。虽然“平改坡”改变了简陋而单调乏味的平屋顶, 丰富了城市的景观, 但坡屋顶的使用却提高了城市住宅建筑的开发成本, 减少了可以提供活动的场所, 使得本来已十分不足的小区绿地、休闲场地更加拥挤。更重要的是, 坡屋顶无法满足住宅中大量排烟、排气通道的设置, 也无法满足太阳能热水器等节能设施的设置, 而绿色种植屋面不仅可以解决绿地和休闲场所的问题, 还可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体的排放, 同时可增加城市绿地面积、美化城市、改善城市气候环境。自1959年, 美国的风景建筑师, 以开拓者的精神, 在奥兰凯瑟办公大楼的屋顶上, 建造了第一个种植屋面后, 日本、美、前苏联、原德国、瑞士、丹麦也陆续兴建。本文就种植面的节能环保以及屋面种植温室进行初步的理论探索。
1 种植屋面的节能
种植屋面上的景观设计不仅加强了生态绿化与建筑的紧密结合, 共同构建城市立体的绿化整体美, 而且增强了人与自然的紧密联系。城市建筑中屋面覆盖绿化, 在取得建筑环境的充分协调的同时, 对建筑本身也有保护作用。另外, 还促进了建筑的节能。
1.1 种植屋面的保温隔热性能
从典型结构图可以看出, 种植屋面的种植系统没有设置隔热层, 因为绿色植物对太阳辐射的吸收、反射和遮挡, 使到达屋面的光照强度大大减弱。也正是由于植物的这种光能效应, 使得种植屋面白天升温不多, 夜晚降温也不多, 日气温变化较小。植物所特有的遮阳作用和蒸腾作用, 具有明显的降温除湿效应。种植屋面的植物成为隔热层, 减少室外空气与围护结构之间的热交换, 使传入室内的热量大大减少, 而从屋面进入室内的热量占总围护结构得热量的70%以上。有资料显示, 夏季种植屋面的内表面温度比其他屋面低2.8~3.7℃。因为植被能吸收太阳辐射的热量, 通过光合作用转化为生化能, 从而改变能量存在的形式。此外, 其表面的反射热小, 长波辐射小, 冬季又有良好的保温性能, 所以植被也具有良好的热工性能, 室内的热量也不会通过屋面轻易的散发。种植屋面真正能够做到冬暖夏凉, 因此完全可以将现有的平屋顶通过屋面绿化来达到隔热保温的效果, 从而降低能耗和空调费用。由于种植屋面独特的种植系统, 太阳光不会直接照射到屋面, 使得屋面防水层材料、连接处和其他材料热胀冷缩的温差和变化速度都明显降低, 延长了建筑材料的使用寿命, 减少后期维护成本。
1.2 种植屋面的蓄水、节水
种植屋面上各种植物的浇灌用水、水池、喷泉等水体用水极为频繁, 因此种植屋面都必须具有良好的蓄排水及防水功能, 才不会影响屋面的使用效果和建筑物的安全。种植屋面能够截流雨水并迅速排除多余的水分, 使雨天屋面的排水大量减少, 从而减轻排水管道的压力, 这就意味着排水管道的数量和直径均能相应减小, 节省建筑成本。截留的雨水可以用作植物的浇灌用水, 节约净化水的能耗及水资源。此外截留雨水通过植物的蒸腾作用和太阳直接蒸发到空气中, 实现水的自然循环, 不仅大大降低了屋顶的室外综合温度, 而且还改善城市的空气质量。同时避免大部分雨水被直接排放, 减少水资源的浪费, 缓解城市排水系统的压力, 减少了污水处理费用。种植屋面还必须注意屋面防水层的保护, 一是, 选择根系不发达的植物, 以免破坏防水层而造成屋面渗漏, 二是, 选择耐根系穿刺的防水层, 如铝合金卷材高密度聚乙烯土工等, 三是, 使用“生态种植屋面复合排水呼吸系统”, 即采用先进的屋面生态防水换气导水技术通过导水、排潮、换气和植被的生态循环, 既克服了卷材防水层的不足, 又满足了种植层的隔热保温的作用。
1.3 种植屋面节约土地
我国城市土地供应紧张, 城市中用于绿化的土地越来越少, 而种植屋面却可以把处于闲置状态的屋面利用起来。不仅可以快速提高城市的绿化覆盖率, 而且有条件的建筑物还可以设置娱乐运动设施。这样, 既有了休闲活动的空间, 又节省了空间。而且通过大面积屋面种植系统的综合功能, 可以提高小区中生物的多样性。同时改善小气候环境, 减少城市环境中的热岛效应, 从而减少空调的能耗。
2 种植屋面的环保功能
2.1 种植屋面的净化环境功能
绿色植物的光合作用可以将二氧化碳转化为大量的氧释放出来, 还可以吸附空气中的灰尘、烟雾颗粒和诸如HF、Cl2、NH3等其他危害性物质, 并能够使吸附物质随降雨冲刷一起排走。大面积推广种植屋面就可以在城市多层次空间减少二次扬尘, 减少温室气体的排放, 净化空气, 这是地面绿化所达不到的效果。
2.2 种植屋面能降低光污染和噪音
种植屋面可以通过绿色植物对光辐射的吸收减少城市建筑中的光污染。在高层居住或工作的人, 在高层俯视时, 绿色种植屋面与建筑的几何空间对比, 具有柔和、丰富和富有生命力的效果, 形成多层次的城市空中绿化, 避免了低矮屋面反射的眩光和阳光的辐射热所造成的光污染。屋面种植系统还可以通过植物降低噪音, 最大减噪量可达10d B, 从而净化小区环境, 舒缓人们紧张的精神压力。
2.3 屋面的日光节能种植温室
在屋面上建造日光节能种植温室是一种屋面种植技术。在满足荷载与防水性能要求的建筑物的屋顶上建造日光温, 不同于传统种植屋面的利用植物对太阳光的反射和遮挡, 屋面日光种植温室是充分太阳能, 进行人工调节温度、湿度、光照以及水、肥、热等, 为植物创造良好的生长发育条件。做法就是在建筑平屋顶上安装日光温室的轻钢框架、滴灌浇水系统、采暖系统、温室维护墙体等。结构合理的屋面日光种植温室具有很多优点。首先具有良好的保温蓄热构造, 温度散热损失少, 蓄热能力强。经过人工调节, 就能达到满足生物生长所需要的温度;二是, 屋面日光种植温室, 位于所建城市建筑物的最高平面上, 这样的日光种植温室具有良好的采光位置, 能最大限度地透过自然光, 大大加强了植物光合作用的进行;三是在建筑屋面上设计回收雨水装置, 利用回收雨水进行绿化灌溉, 既节约净化水的能耗及水资源, 又减少了城市排水系统的压力, 节省了管道设置等的费用。四是具有良好的排风除湿降温等环境调控功能, 将日光种植温室层架空, 不仅对温室具有防潮、降温和通风的作用, 而且对于温室架空层下面的建筑物屋面能起到同样好的效果, 有利于顶层室内温度的调节, 降低空调的能耗。屋顶日光种植温室技术不仅限于观赏植物的种植, 同样可以应用于药材、蔬菜、花苗和果树等经济作物的种植, 可产生较好的经济效益和社会效益。屋顶的温室种植, 不但可发挥植物的种植优势, 还可绿化、美化屋顶, 增加城市绿化空间, 营造空中绿肺, 降低城市的热岛效应, 具有极为明显的景观效益和生态效益。
3 结论
3.1 不论是传统种植屋面还是采用新技术、
新材料的屋面绿化系统, 除了都具有节能、节水、节地的特点, 还具有净化空气、吸尘吸废、降低噪音和光污染以及减少城市热岛效应的环保功能, 同时还能够提供休闲放松的绿色空间。
3.2 屋面日光种植温室是将农业上的种植温
室建造在建筑的屋面上, 既节约了用地、用水, 也充分地利用太阳能这种洁净的新能源, 还提高了经济效益和生态效益, 满足了社会的需求。
参考文献
[1]陈志华.外国建筑史[M].北京:清华大学出版社, 2004.
[2]殷世建.加气屋顶花园是建筑环保节能的有效途径[J].淮北职业技术学院学报, 2006 (1) :88-89.
[3]杨子江.建筑屋面节能技术[J].工业建筑, 2005 (2) :40-43.