屋顶花园

分类:名词

屋顶花园不但降温隔热效果优良,而且能美化环境、净化空气、改善局部小气候,还能丰富城市的俯仰景观,能补偿建筑物占用的绿化地面,大大提高了城市的绿化覆盖率,是一种值得大力推广的屋面形式。

  • 中文名称:屋顶花园

    英文名称:Roof Garden

简介


屋顶绿化是一种融建筑艺术与绿化艺术于一体的综合的现代技术,它使建筑物的空间潜能与绿色植物的多种效益得到完美的结合和充分的发挥,是城市绿化发展的崭新领域,具有广阔的发展前景。

发展历史


屋顶花园的出现,最早可追溯到公元前2000年左右,生活在古代幼发拉底河下游地区的苏美尔人曾建造了大庙塔,被后人称为空中花园的发源地。花园式的古庙塔并非真正意义上的屋顶花园,因为塔身上仅有一些植物而并非在“顶’上。公元前604-562年,新巴比伦国王尼布甲尼撒二世波斯国一位美丽的公主,名叫赛米拉米斯。公主日夜思念故国山乡,郁郁寡欢。国王为了取悦于她,下令在平原地带的巴比伦堆筑土山,建造宫室,最终成就了被后世誉为空中花园的“古代世界七大奇迹“之一了。
美国加利福尼亚奥克兰市凯泽中心屋顶花园面积1.2公顷,于1959年建在一座六层楼的屋顶上。这座屋顶花园的设计,既考虑到屋顶结构负荷、土层深度和植物选择、园林用水等技术问题,也考虑到高空强风以及毗邻高层建筑的俯视景观等技术和艺术要求,在屋顶花园造园技术上取得重大突破。加拿大不列颠哥伦比亚温哥华凯泽资源有限公司1977年在公司新总部18层楼顶上建成一座屋顶花园,面积430平方米。以前的屋顶花园都是位于多层建筑的顶部,而温哥华凯泽屋顶花园则修建在高层建筑的顶部。它继承了过去屋顶花园的传统,又在研制新材料和减轻屋顶荷载等方面取得新的经验。屋顶花园由于荷载减轻,造价降低,因而推广开来。

屋顶花园屋顶花园

屋顶花园造园技术要求较高,造价昂贵。近年来在中国内地和港澳地区的一些住宅、高层楼宇的裙房和一般公共建筑的屋顶兴建了简易屋顶花园。这些屋顶花园面积较小,多用草坪、花卉、灌木绿化。这种屋顶花园造园技术较简易,造价较低廉,因而普及面较广。此外,平屋顶无土栽培技术推广后,以蛭石、锯末等材料取代一般的培植土,大大减轻了楼顶的荷载,有利于屋顶花园的发展。

设计分类


 屋顶花园的设计手法和地面庭园大致相同,都是运用建筑、水石和植物等要素组织庭园空间;运用组景、点景、借景和障景等基本技法去创造庭园空间。不同的是屋顶花园地处高空,应发挥它的视点高、视域广的高空特点。在设计时,宜敞则敞,鸟瞰四周,“俗则屏之,嘉则收之”。
游览性屋顶花园多半在屋顶上铺草植树,修池垒石。设计时要注意庭园立意、布局、比例和尺度、色彩和质感等方面的设计方法和技巧。装饰性屋顶花园的设计重点是第五立面。设计这类花园要突出它的装饰性的效果。可运用不同颜色的砾石和盆栽植物组成色彩鲜明的图案,也要注意铺地的色彩和纹样。有条件的可运用照明设施,使装饰性屋顶花园在夜间更有魅力。
屋顶花园按位置高度可分低层(或多层)建筑屋顶花园和高层建筑屋顶花园。前者位置较低,一边或多边为高层建筑所障,因而除考虑如何通过某些建筑手段和庭园的水石花木来组景外,也要从环境出发,注意第五立面(即平屋顶的平面)的处理。高层建筑屋顶花园高空风压较大,要注意树种的选择和植树的位置。
屋顶花园按空间组织状况可为分开敞式、封闭式和半开敞式三种。屋顶花园按使用功能可分为游览性屋顶花园和装饰性屋顶花园,以前者居多。

意义


屋顶绿化对增加城市绿地面积,改善日趋恶化的人类生存环境空间;改善城市高楼大厦林立,改善众多道路的硬质铺装而取代的自然土地和植物的现状;改善过度砍伐自然森林,各种废气污染而形成的城市热岛效应,沙尘暴等对人类的危害;开拓人类绿化空间,建造田园城市,改善人民的居住条件,提高生活质量,以及对美化城市环境,改善生态效应有着极其重要的意义。

造园技术

屋顶花园的布局要有利于屋面的结构布置。要在尽量减轻屋面荷载的前提下,采取各种技术措施满足屋顶花园植物生态要求。这是屋顶花园和地面花园在造园技术方面的主要区别。屋顶花园的造园技术要点有:
绿地排水
屋顶花园绿地排水有内、外排水之分。外排水是指绿地培植土过饱和的水分直接排到屋面,这种方式经济、简单,但容易污染屋面。内排水则是把绿地培植土过饱和的水分经过滤后排到天沟或通入室内排水系统。

屋顶花园屋顶花园

设置过滤层和排水层
培植土里过饱和的水分经过滤层和排水层过滤后排出屋顶花园。排水过滤层要能隔住细粒的培植土以免流失。排水过滤层材料要渗透性好,不易碎裂,耐冲击,不易风化,而且质量轻,可用矿棉布、黑麦杆和泥炭等。排水层材料应选择质轻、耐久、易铺设的材料。如膨胀粘土、火山渣、卵石、砾石等。
安排培植土层

培植土的厚度一般取决于承重楼板的允许荷载,并考虑所用材料的容重和维护绿化的状况。经常行走的草坪土层厚度一般为20~25厘米;灌木土层厚度为40~50厘米;乔木土层厚度为110厘米。用乔木绿化,培植土要有适当的体积,这比适当的厚度更为重要。有时可把草坪、灌木和乔木的培植连起来,作成小土坡。为了尽量减轻培植土的重量,并有利于植物的生长,培植土里要掺入减轻培植土重量的材料,如泡沫塑料制品、珍珠岩等。
设置水池
屋顶花园水池多是浅水池,水深一般为30~50厘米。屋顶花园水池的进水、排水、溢流、循环水等工程和地面花园水池的基本相同。屋顶水池壳筑在结构板面、防水层和保护层的上面,一般为钢筋混凝土结构,也可采用玻璃钢等材料以减轻重量。由于池壳一般是筑在平屋顶上的,所以池壁与屋顶平面形成一定高差,为了使水池和周围环境自然结合,可在池边盖架空板或填上轻质混凝土以平池岸,收贴水景效;也可结合池壁组织绿化或砌筑坐椅。也有在水池驳岸砌景石,塑树桩、竹桩或濒临水际铺卵石滩,以增加野趣。

植物选择


选择耐旱、抗寒性强的矮灌木和草本植物
由于屋顶花园夏季气温高、风大、土层保湿性能差,冬季则保温性差,因而应选择耐干旱、抗寒性强的植物为主,同时,考虑到屋顶的特殊地理环境和承重的要求,应注意多选择矮小的灌木和草本植物,以利于植物的运输、栽种理。
选择阳性、耐瘠薄的浅根性植物
屋顶花园大部分地方为全日照直射,光照强度大,植物应尽量选用阳性植物,但在某些特定的小环境中,如花架下面或靠墙边的地方,日照时间较短,可适当选用一些半阳性的植物种类,以丰富屋顶花园的植物品种,屋顶的种植层较薄,为了防止根系对屋顶建筑结构的侵蚀,应尽量选择浅根系的植物。因施用肥料会影响周围环境的卫生状况,故屋顶花园应尽量种植耐瘠薄的植物种类。
选择抗风、不易倒伏、耐积水的植物种类
在屋顶上空风力一般较地面大,特别是雨季或有台风来临时,风雨交加对植物的生存危害最大,加上屋顶种植层薄,土壤的蓄水性能差,一旦下暴雨,易造成短时积水,故应尽可能选择一些抗风、不易倒伏,同时又能耐短时积水的物。
选择以常绿为主,冬季能露地越冬的植物
营建屋顶花园的目的是增加城市的绿化面积,美化“第五立面”,屋顶花园的植物应尽可能以常绿为主,宜用叶形和株形秀丽的品种,为了使屋顶花园更加绚丽多彩,体现花园的季相变化,还可适当栽植一些色叶树种;另在条件许可的情况下,可布置一些盆栽的时令花卉,使花园四季有花。
尽量选用乡土植物,适当引种绿化新品种
乡土植物对当地的气候有高度的适应性,在环境相对恶劣的屋顶花园,选用乡土植物有事半功倍之效,同时考虑到屋顶花园的面积一般较小,为将其布置得较为精致,可选用一些观赏价值较高的新品种,以提高屋顶花园的档次。

施工要点及注意事项


做防水实验和保证良好的排水系统

建造屋顶花园,必须进行二次防水处理。首先,要检查原有的防水性能:封闭出水口,再灌水,进行96小时(4天4夜)的严格闭水试验。闭水试验中,要仔细观察房间的渗漏情况,有的房屋连续闭水3天不漏,第四天才开始渗漏。若能保证96h不漏,说明屋面防水效果好。这种防水效果,也只适用于非屋顶花园的情况。防水层是保证屋顶不漏的关键技术问题,但屋顶防水和排水是一个两个方面,因此还必须处理好屋顶的排水系统。在屋顶园林工程中,种植池、水池和道路场地施工时,应遵照原屋顶排水系统,进行规划设计,不应封堵、隔绝或改变原排水口和坡度。特别是大型种植池排水层下的排水管道,要与屋顶排水口配合,注意相关的标准差,使种植池排水层下的排水管道,要与屋顶排水口配合,注意相关的标高差,使种植池内的多余灌水能顺畅排出,不损伤原防水层。
实施二次防水处理,最好先取掉屋顶的架空隔热层,取隔热层时,不得撬伤原防水层。取后要清扫、冲洗干净,以增强附着力。在一般情况下,不允许在已建成的屋顶防护水层上再穿孔洞与管线和预埋铁件与埋设支柱。因此,在新建房屋的屋顶上建屋顶花园时,应由园林设计部门提供屋顶花园的有关技术资料。如将欲留孔洞和欲埋件等资料提供给结构设计单位,并由他们将有关要求反映到建筑结构的施工图中,以便建筑施工中实现屋顶花园的各项技术要求。如果在旧建筑物上增建屋顶花园,无论是那种做法的屋面防水层,均不得在屋顶上穿洞打孔、埋设铁件和支柱。即使一般设备装置也不能在屋顶上“生根”,只能采取其他措施使他们“浮摆”在屋面上。
屋顶花园屋顶花园

重视防水层的施工质量

目前屋顶花园的防水处理方法主要有刚、柔之分,各有特点。由于蛭石栽培对屋盖有很好的养护作用,此时屋顶防水最好采用刚性防水。宜先做涂膜防水层,再做刚性防水层,其做法可参照标准设计的构造详图。刚性防水层主要是屋面板上铺50mm厚细石混凝土,内放ф4@200双向钢筋网片1层(这种做法即成整筑层),所用混凝土中可加入适量微膨胀剂、减水剂、防水剂等,以提高其其抗裂、抗渗性能。这种防水层比较坚硬,能防止根系发达的乔灌木穿透,起到保护屋顶的作用,而且使整个屋顶有较好的整体性,不宜产生裂缝,使用寿命也较长,比柔性卷材防水层更适合建造屋顶花园。屋面四周应设置砖砌挡墙,挡墙下部设泄水孔和天沟。当种植屋面为柔性防水层时,上面还应设置1层刚性保护层。也就是说,屋面可以采用1道或多道(复合)防水设防,但最上面一道应为刚性防水层,屋面泛水的防水层高度应高出溢水口100mm。   
刚性防水层因受屋顶热胀冷缩和结构楼板受力变形等影响,宜出现不规则的裂缝,而造成刚性屋顶防水的失败。为解决这个问题,除30~50㎜厚的细石混凝土中配置钢丝或钢筋网外,一般还可用设置浮筑层和分格缝等方法解决。所谓浮筑层即隔离层,将刚性防水层和结构防水层分开以适应变形的活动。构造做法是在楼板找平层上,铺1层干毡或废纸等以形成一隔离层,然后再做干性防水层。也可利用楼板上的保温隔热层或沙子灰等松散材料形成隔离层,然后再做刚性防水层。干性防水层的分格缝是根据温度伸缩和结构梁板变形等因素确定的,按一定分格预留20㎜宽的缝,为便于伸缩在缝内填充油膏胶泥。需要注意的是:由于刚性防水层的分格缝施工质量往往不宜保证,除女儿墙泛水处应严格要求做好分格缝外,屋面其余部分可不设分格缝。屋面刚性防水层最好一次全部浇捣完成,以免渗漏。防水层表面必须光洁平整,待施工完毕,刷2道防水涂料,以保证防水层的保护层设计与施工质量。要特别注意防水层的防腐蚀处理,防水层上的分格缝可用“一布四涂”盖缝,并选用耐腐蚀性能好的嵌缝油膏。不宜种植根系发达,对防水层有较强侵蚀作用的植物,如松、柏、榕树等。
注意材料质量和节点构造

应选择高温不流淌、低温不碎裂、不宜老化、防水效果好的防水材料。刚性多层抹面水泥砂浆防水层宜采用标号不低于原325#的普通硅酸盐水泥和膨胀水泥,亦可采用矿渣硅酸盐水泥;砂采用粒径1~3㎜粗砂,要求砂料坚硬、粗糙、洁净;水泥浆和水泥砂浆的配合比应根据防水要求、原材料性能和施工方法确定,施工时必须严格掌握。目前一些建筑物也有柔性防水层的,屋顶花园中常有“三毡四油”或“二毡三油”,再结合聚氯乙烯胶泥或聚氯乙烯涂料处理。近年来,一些新型防水材料也开始投入使用,已投入屋顶施工的有三元乙丙卷材,使用效果不错。国外还有尝试用中空类的泡沫塑料制品作为绿化土层与屋顶之间的良好排水层和填充物,以减轻自重。有用再生橡胶打底,加上沥青防水涂料,粘贴厚3㎜玻璃纤维布作为防水层,这样更有利于快速施工。也有在防水层与石板之间设置绝缘体层(成为缓冲带),可防止向上传播的振动,并能防水、隔热,还可在绿化位置的屋顶楼板上做PUK聚氨酯涂膜防水层,预防漏水。   屋顶防水层无论采用哪种形式和材料,均构成整个屋顶的防水排水系统,一切所需要的管道、烟道、排水孔、预埋铁件及支柱等出屋顶的设施,均应在做屋顶防水层时妥善处理好其节点构造,特别要注意与土壤的连接部分和排水沟水流终止的部分。整体刚性防水层往往因这些细小的构造节点处理不当,而造成整个屋顶防水的失败。另外,按常规设置纵横分格缝,构造复杂容易渗漏。安装防水板时,当一块防水板宽度不够,需几块并排安放时,应注意板与板之间的空隙也会为根生长提供潜在的空间。   
施工方法以热涂效果为佳,热涂材料加温后可渗透至缝隙。屋面的薄弱部分,如出气孔道周围、女儿墙周边,应加强处理。尤其是女儿墙周边,防水层应延伸上翻至墙上几十厘米,超过将来花坛上层的位置,否则,极宜因此渗漏。防水层的厚度、层数都应严格按照国家有关规定、规范施工、至少应是“一布两油”,即2层热涂油质材料,中间1层作“筋”的防水布料。防水处理竣工后应以高标号水泥砂浆抹面,保护防水层。应避免在潮湿条件下施工,屋面未干透也不宜施工。防水层做好后应及时养护,蓄水后不得断水。屋顶花园的各项园林工程和建筑小品只有在确认屋顶防水工程完整无损的条件下才实施。

经典案例

加拿大温哥华费尔蒙特海滨酒店屋顶花园
芝家哥城市酒店的屋顶花园
纽约帝国大厦屋顶花园
新加利福尼亚科学院大楼屋顶花园
瑞士草皮屋顶
德国司图加特屋顶花园
法兰克福国际机场屋顶花园
伦敦旧式排房屋顶花园
伦敦新拉班舞蹈中心屋顶花园
曼哈顿公寓屋顶花园
美国制造业中心密歇根州工厂绿屋顶
美国俄勒冈州西尔佛顿的俄勒冈州花园的绿屋顶
加利福尼亚卡梅尔屋顶花园
日本东京帝国饭店屋顶花园
温哥华水族馆屋顶花园

设计


依据

该设计方案主要根据国家和地方有关设计规范如:
屋顶花园屋顶花园

《城市园林绿化技术操作规程》(DB51/510016-1998),
《屋面工程技术规范》(GB50345-2004),
《屋面工程质量验收规范》(GB50207-2002),
《城都市建设项目公共空间规划管理暂行办法》(成府发[2001]223号),
《成都市屋顶绿化及垂直绿化技术导则(试行)》规范以及使用者的使用要求、文化品位、并结合功能、生态效益、园林美学、经济性和安全性来综合考虑。

原则

屋顶花园不同于一般的花园,这主要由其所在的位置和环境决定。因此在满足其使用功能、绿化效益、园林美化的前提下,必须注意其安全和经济方面的要求。
屋顶花园的设计和建造要巧妙利用主体建筑物的屋顶、平台、阳台、窗台、女儿墙和墙面等开辟绿化场地,并使之有园林艺术的感染力。
由于屋顶花园的空间布局受到建筑固有平面的限制和建筑结构承重的制约,与露地造 园相比,其设计既复杂又关系到相关工种的协同,建筑设计、建筑构造、建筑结构和水电等工种配合的协调是屋顶花园成败的关键。由此可见,屋顶花园的规划设计是一项难度大、限制多的园林规划设计项目。
1、经济、实用性原则
建造屋顶花园一定要做好概预算,必须结合实际情况,作出全面考虑,最大限度地为业主省钱,同时屋顶花园的后期养护也要做到养护管理方便,并且节约施工与养护管理的人力物力,最大限度的为业主省钱。
屋顶花园屋顶花园

业主营造屋顶花园的目的就是要在有限的空间内进行绿化、造景,为自己创造一个环境优美的生活空间,提高生活质量、文化品位,因此该设计方案将运用因地制宜、以人为本的设计理念,并结合周围环境、时代特色,考虑业主的个人想法和要求,为其营造出一个个性鲜明的私密空间,同时把绿化放在首位,坚持以绿为主,绿化率将达到50%以上。
2、安全、持续性原则
在地面建花园基本上可以不考虑其重量问题,但是在屋顶建花园就必须注意屋顶的安全指标,一是屋顶自身的承重问题,二是施工完成后各种新建园林小品的均布荷载和各种活荷载对屋顶承重造成的安全问题,三是防水处理的成败直接影响屋顶花园的使用效果和建筑物的安全。
首先屋顶楼板的承载能力是建造屋顶花园的前提条件(国标规定:设计荷载在200Kg/m2以下的屋顶不宜进行屋顶绿化,设计荷载大于350Kg/m2的屋顶,根据荷载大小,除种植地被、花灌木外,可以适当选择种植小乔木),如果屋顶花园的附加重量超过楼顶本身的荷载,就会影响整个楼体的安全,因此在设计前必须对建筑本身的一些相关指标和技术资料做全面而细致的调查,认真核算。
其次屋顶防水层一般采用柔性卷材防水和刚性防水的做法(见图2,图3),来达到防水效果,但是不论采取何种形式的防水处理,都不可能保证100%的不渗漏,而且在建造施工过程中,还极有可能会破坏原防水层。因此该设计方案将通过使用新型防水材料,提高防水层施工质量和施工过程中尽可能不损伤原屋顶防水层的方法来增强原屋顶和建成后屋顶花园防水层的防水能力和使用寿命。
3、美观、环保性原则
屋顶花园的主要功能就是为业主提供一个环境优美的休息娱乐场所,由于在屋顶建花园存在种种问题(如承重、面积大小、远离地面、植物生存条件苛刻等),这就要求屋顶花园在形式上应该小而精,力求精美,给人以轻松、愉悦的感受,同时注意环保,即在后期养护管理过程中,枯枝落叶要就地处理并加以利用,节约用水,可利用鱼池水来进行浇灌,尽量使用可以降解的垃圾带,尽量少用或不用农药,特别是剧毒农药。
屋顶花园屋顶花园


目的

衡量一座屋顶花园的好坏,除满足不同的使用要求外,绿化覆盖率指标必须保证在50%至70%,以发挥绿化的生态效益,环境效益和经济效益。

精美特色

屋顶花园要为人们提供优美的游憩环境,因此,它应比露地花园建造得更精美。屋顶花园的景物配置、植物选配均应是当地的精品,并精心设计植物造景的特色。由于场地窄小,道路迂回,屋顶上的游人路线、建筑小品的位置和尺度,更应仔细推敲,既要与主体建筑物及周围大环境保持协调一致,又要有独特的园林风格。
屋顶花园屋顶花园


安全保证

建筑物能安全地承受屋顶花园所加的荷重,如:植物土壤和其他设施的重量。此外,屋顶的防水也要注意。屋顶花园的造园过程是在已完成的屋顶防水层上进行,园林小品、土木工程施工和经常的种植耕种作业,极易造成破坏,使屋顶漏水,引起极大的经济损失,以至成为建筑屋顶花园的社会阻力,应引起足够重视。另外,屋顶上建造花园必须设有牢固的防护措施,以防人物落下。

防水

防水处理的成败直接影响屋顶花园的的使用效果及建筑物的安全,一旦发现漏水,就得部分或全部返工。所以防水层的处理是屋顶花园的技术关键,也是人们最为关注的问题。
屋顶花园屋顶花园

漏水原因


无论是原设计建造屋顶花园,或是在已建房屋的可上人屋面顶上增建屋顶花园,在建造过程中和建成后的日常使用中,均易破坏屋顶的防水和排水系统,造成屋顶漏水。原因如下:

存在缺陷

结构层和防水层即使保持原有做法,但一般还要在预制空心板上卷材防水层,因此仍不可避免在女儿墙和天沟沿口等薄弱环节处出现渗漏。特别是刚性防水屋面,最严重的问题是防水层在施工完成后可能会出现裂缝而漏水。产生裂缝的原因很多:气候变化及太阳照射引起的屋面热胀冷缩;屋面板受力后的翘曲变形;地基沉降或墙体承重后坐浆收缩等原因引起的屋面变动;屋面板除变或材料干缩变形等。

漏水隐患

屋顶上建造屋顶花园尚且可能漏水,而在较容易出现漏水的屋顶防水层上进行多项园林工程施工,这就更容易造成屋顶防水层破坏而导致漏水。即使不打洞穿孔或埋设固定铁件,如不精心施工,仍会破坏屋顶防水和排水构造,造成屋顶漏水。进行栽植有时也会破坏防水层,比如填土时用的铲子有可能会破坏防水层。

水源更多

各种植物的浇灌用水、水池、喷泉等水体用水也极为频繁,使屋顶又增加了产生漏水的水源。一般建筑物屋顶的排水系统,均未考虑建造屋顶花园所需的种植物渗漏水和水体工程的排水问题,特别是浇灌水和水池污水中含有植物根叶和泥沙等杂务,会使排水口及管道堵塞,造成屋顶积水和漏水。
屋顶花园屋顶花园

不论是何种因素造成漏水,人们往往归罪于屋顶花园,这就为屋顶花园的推广造成了社会阻力。因此规划设计和施工单位以及使用单位均应有足够的认识。,共同处理好屋顶花园的防水问题。

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