日本屋頂花園技術(shù)

日本屋頂花園技術(shù)作者：殷麗峰李樹華簡介：屋頂花園園是城市綠化化建設(shè)中新興興的、最有潛潛力的綠化方方式之一。以以目本福岡市市的ACROS福岡臺階狀狀屋頂花園為為例介紹了日日本屋頂花園園技術(shù)，說明明了日本屋頂頂花園發(fā)展的的水平。在借借鑒國外先進(jìn)進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，結(jié)合我我國的實際情情況，旨在為為我國屋頂綠綠化技術(shù)的研研究與發(fā)展提提供參考。關(guān)鍵字：日本，屋屋頂花園，技技術(shù)屋頂花園是城市市綠化建設(shè)中中新興的、最最有潛力的綠綠化方式之一一。以目本福福岡市的ACROS福岡臺階狀狀屋頂花園為為例介紹了日日本屋頂花園園技術(shù)，說明明了日本屋頂頂花園發(fā)展的的水平。在借借鑒國外先進(jìn)進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，結(jié)合我我國的實際情情況，旨在為為我國屋頂綠綠化技術(shù)的研研究與發(fā)展提提供參考。城區(qū)中園林綠地地的數(shù)量與質(zhì)質(zhì)量，是影響響城市環(huán)境的的重要方面。但但在城市建成成區(qū)內(nèi)，特別別是在城市中中心建造園林林綠地，不僅僅耗資巨大，而而且困難重重重。因此，對對于已有建筑筑物與待建建建筑物的屋頂頂進(jìn)行園林綠綠化就成為補(bǔ)補(bǔ)充市區(qū)綠地地不足的可行行方法之一。屋屋頂綠化的意意義很大，它它不僅可以增增加城市綠地地面積，還可可以改善城市市建筑集中地地的生態(tài)環(huán)境境。近幾年來，我國國的屋頂綠化化與屋頂花園園發(fā)展十分迅迅速，但在營營造技術(shù)、推推廣等方面，還還存在著諸多多問題。本文文以日本為例例，對屋頂綠綠化的技術(shù)及及研究現(xiàn)狀作作一簡單的闡闡述，以期為為我國屋頂綠綠化技術(shù)的發(fā)發(fā)展提供參考考。1屋頂綠化的的基質(zhì)與屋頂頂荷重1．1基質(zhì)由于屋頂花園是是建造在構(gòu)筑筑物上面，和和大地完全隔隔離，沒有任任何的連續(xù)性性。因此，在在構(gòu)筑物上面面堆積土壤，沒沒有地下毛細(xì)細(xì)水的上升作作用：土層的的厚度也受到到局限，有效效的土壤水分分容量小。同同時，由于土土層薄，受到到外界氣溫的的變化和下部部構(gòu)造傳來的的熱變化兩種種影響，土溫溫變化大。屋屋頂種植區(qū)由由于受到屋頂頂承重、排水水、防水等條條件的限制，輕輕量、保水、透透水性穩(wěn)定、可可持續(xù)利用的的屋頂綠化基基質(zhì)的開發(fā)，一一直是屋頂綠綠化技術(shù)的重重點。在屋頂花園的普普及中，各國國都根據(jù)自己己的氣候特點點及實際情況況，特別是針針對一些承重重條件要求比比較嚴(yán)格的建建成屋頂?shù)母母脑靻栴}，制制定了土壤開開發(fā)的性能和和指標(biāo)，開發(fā)發(fā)了相應(yīng)的屋屋頂栽培基質(zhì)質(zhì)。目前，比比較常用的屋屋頂輕質(zhì)材料料有草炭、珍珍珠巖、蛭石石等。日本的的人工輕量土土栽培技術(shù)處處于世界領(lǐng)先先水平，1968年，日本橋橋高島屋屋頂頂花園的改造造過程中，第第一次使用人人工土壤，是是日本改良土土壤法、人工工土壤法的開開始。到1989年，人工輕輕量土得到普普及，形式多多種多樣(表1)?，F(xiàn)在，日日本已形成自自然土壤法、改改良土壤法、人人工輕量法和和薄層人工輕輕量法這幾種種屋頂綠化模模式(圖1)?？梢钥闯?，從自自然土壤法到到薄層人工土土壤法，屋頂頂綠化的栽培培基質(zhì)在向著著輕質(zhì)、薄層層、保水的方方向發(fā)展。我我國在20世紀(jì)60年代開始屋屋頂花園及相相關(guān)技術(shù)的研研究，80年代開始對對珍珠巖、蛭蛭石等無機(jī)物物料和泥炭、木木屑等有機(jī)物物料理化性質(zhì)質(zhì)進(jìn)行過測定定，但近幾年年才開始研究究用于屋頂綠綠化的輕量土土栽培技術(shù)，并并且僅限于北北京、上海、深深圳等經(jīng)濟(jì)比比較發(fā)達(dá)的地地區(qū)。例如上上海農(nóng)科院生生態(tài)保護(hù)研究究所開展了關(guān)關(guān)于輕型平屋屋頂綠化技術(shù)術(shù)的研究，北北京園林科研研所在2001年引進(jìn)了韓韓國三遜株式式會社的超輕輕量綠化用無無機(jī)基質(zhì)。雖然近年來我國國的屋頂綠化化有了一定的的發(fā)展，但與與先進(jìn)國家相相比，仍處于于起步階段，至至今還沒有適適合地方特點點、系列化的的屋頂綠化技技術(shù)。因此，為為了推廣大面面積的屋頂綠綠化，開發(fā)適適合我國國情情、氣候的屋屋頂綠化基質(zhì)質(zhì)勢在必行。1.2荷載屋頂花園(綠化化)的營造，加加大了建筑的的荷載。荷載載越大，結(jié)構(gòu)構(gòu)材料的斷面面越大，成本本也相應(yīng)提高高。需要把土土壤和植物荷荷載控制在最最小限度，并并要有防滲漏漏的處理措施施。因此，在在屋頂花園的的營造中，土土層厚度、植植物重量都需需要進(jìn)行詳細(xì)細(xì)的計算。1．2．1土土層的厚度在自然土壤中，土土壤表層以下下30cm處分布著60％～70％的植物根根系，而60cm以下，則分分布著80％～90％的植物根根系。屋頂綠綠化由于受到到建筑結(jié)構(gòu)、承承重等因素的的影響，難以以滿足植物生生長條件。根根據(jù)植物種類類、栽培的目目標(biāo)可選擇適適當(dāng)?shù)耐翆雍窈穸取５珜τ谟谝恍┍游菸蓓斁G化來說說，可根據(jù)實實際情況來確確定適宜的土土層厚度(圖2)。1．2．2樹木木的重量(1)地上部的的重量樹葉重重量為樹干重重量乘以增重重率，即W=k-n-((d／2)2Hww(l+p))，其中，W：樹木地上部部的重量d：目測直徑((m)H：樹高(m))k：樹干形狀系系數(shù)(因樹種樹齡齡而不同，估估算時約為O．5)w：樹干單位體體積的重量p：依樹葉多少少的增重率(O_2～O．3)(2)地下部的的重量(圖3)W=k-n-AA3wA：根坨直徑((m)，通常A=4D++0122，D：根部直徑((m)d：目測直徑，D=1．5d(d>>O2m))：D=2--2．5dfd≤0．2m)k：根坨形狀系系數(shù)w：每單位體積積根坨重量1．3種植模式的的建立根據(jù)不同建筑的的允許荷重，應(yīng)應(yīng)因地制宜地地建立適合本本國、本地區(qū)區(qū)的屋頂栽培培模式，解決決屋頂綠化的的技術(shù)問題。日本長期以來，提提出了建設(shè)節(jié)節(jié)能、循環(huán)、環(huán)環(huán)境共生型城城市目標(biāo)，經(jīng)經(jīng)過多年的研研究，已建立立了適合不同同荷重、不同同氣候特點的的屋頂種植模模式。以人工工輕量法為例例說明屋頂種種植模式的建建立{表2)?？梢钥闯?，對于于屋頂綠化的的不同形式，分分別選用不同同厚度的基質(zhì)質(zhì)層、排水層層：然后選擇擇不同植物，計計算屋頂?shù)暮珊奢d。通過這這些嚴(yán)格的選選擇，確定適適合的屋頂綠綠化方法。2屋頂種植層層的構(gòu)造技術(shù)術(shù)典型的屋頂種植植層由排水層層、過濾層以以及植物的栽栽培層構(gòu)成。排排水層的設(shè)計計是為了改善善屋頂栽培基基質(zhì)的透氣性性，其次是儲儲存并排出多多余的水分。過過濾層材料應(yīng)應(yīng)選擇既能透透水，又能過過濾、阻隔土土壤下滲，經(jīng)經(jīng)久耐用而又又價格低廉的的材料?；谟谝陨系囊笄笠约拔蓓斁G綠化的條件，用用于屋頂綠化化的排水、過過濾、防根等等新材料的開開發(fā)成為各國國研發(fā)的熱點點。傳統(tǒng)的人工滲排排水結(jié)構(gòu)由粗粗砂濾層、礫礫石排水層和和盲管(溝)組成。為了了減輕建筑頂頂板的荷載，在在建筑的屋頂頂上用容重較較輕的不同粒粒徑的陶粒來來替代粗砂和和礫石。這種種構(gòu)造只適用用于種植草坪坪和花卉。近近年來研制了了新的滲排水水板材，這種種排水板具有有對上部土層層的支撐作用用，它的多孔孔結(jié)構(gòu)還能將將土層中多余余的水滲漏到到板層下并通通過排水管排排走。近年來來我國也開始始有了自己的的產(chǎn)品，一類類是橡膠制品品片狀板上凸凸起梅花形分分布的粒柱，利利用粒柱間隙隙排水：另一一類是熱熔性性聚丙烯制成成連續(xù)長纖維維狀的多孔型型人工合成材材料，有片材材和管材《俗俗稱塑料排水水墊和盲溝)，利用絲條條間小空隙排排水。常見防防水層的種類類和鋪設(shè)方法法如{圖4)。3植物材料的的選擇屋頂種植環(huán)境的的特殊性，限限制其植物種種類的選擇和和應(yīng)用。建筑筑屋頂?shù)姆N植植由于隔斷植植物與大地的的連接，植物物缺乏持續(xù)的的養(yǎng)分、水分分的供給調(diào)節(jié)節(jié)，加之屋頂頂上光照強(qiáng)，風(fēng)風(fēng)速高，空氣氣濕度變化大大，抗旱、耐耐瘠薄植物是是屋頂綠化植植物的首選。歐洲在屋頂綠化化植物研究方方面一直處于于世界前列，德德國在“建筑物大面面積植被化”的研究中，就就曾對植物選選擇及其屋頂頂綠化技術(shù)進(jìn)進(jìn)行過深入研研究。1970年，德國將將佛甲草、垂垂盆草等景天天科植物用于于屋頂綠化中中，并在世界界各地得到了了應(yīng)用與推廣廣。在近20年的屋頂綠綠化植物選擇擇過程中，約約1。0種(含品種)植物成功地地應(yīng)用于基質(zhì)質(zhì)厚度15cm以下的屋頂頂綠化中，其其中景天類植植物約50種，占總數(shù)數(shù)的50％，成為薄薄層屋頂綠化化植物的最大大群體。日本本借鑒、引進(jìn)進(jìn)德國的先進(jìn)進(jìn)經(jīng)驗，也開開發(fā)多種屋頂頂綠化植物，目目前有約40種景天科等等多肉植物用用于屋頂綠化化，其中的十十幾種已經(jīng)有有了成熟的綠綠化栽植模式式。中國的上上海、深圳等等地用于屋頂綠化的佛佛甲草(Seduumlinneare))、垂盆草(S．sarmeentosuum)，已經(jīng)形成成了一套栽培培技術(shù)，在當(dāng)當(dāng)?shù)氐靡酝茝V廣并取得了良良好的效果。成成都市屋頂綠綠化目前實際際采用的植物物材料有150多種，其中中最常用的有有80多種。4屋頂綠化的的灌水問題生態(tài)、節(jié)能、粗粗放型的屋頂頂綠化一直是是各國追求的的目標(biāo)。屋頂頂上有限的土土壤層，使植植物根系的可可用水與露地地相比大大減減少。特別是是對于干燥、年年降水量小的的地區(qū)，屋頂頂綠化的灌溉溉也成為關(guān)鍵鍵問題。屋頂?shù)墓嗨绞绞接斜砻婀喔雀取⒌刂泄喔雀群偷酌婀喔雀?種。表面灌灌溉也就是簡簡單的人工澆澆水，地中灌灌溉中最為常常見的是滴灌灌。這兩種方方法工程量、需需水量大，但但優(yōu)點是簡單單易行。底面面灌溉更適于于容器綠化。5屋頂綠化的的防風(fēng)對策位于高層的屋頂頂，風(fēng)速要比比地面大，加加之有限的土土層厚度，種種植喬木容易易被風(fēng)吹倒。特特別是對于一一些多風(fēng)的國國家和地區(qū)，目目前常用的幾幾種防風(fēng)方法法如(圖5)。6屋頂花園實實例——以日本福岡岡市的ACROS福岡臺階狀狀屋頂花園為為例ACROS福岡岡臺階狀屋頂頂花園位于福福岡市中央?yún)^(qū)區(qū)天神地區(qū)。建建筑ACROS福岡內(nèi)有寫寫字樓、商店店等民間設(shè)施施以及福岡交交響樂演奏禮禮堂、國際會會議中心等具具有國際性、文文化性、信息息性的公共設(shè)設(shè)施。為了建建造能夠使臺臺階狀屋頂花花園與建筑南南側(cè)的公園連連為一體的綠綠化空間，設(shè)設(shè)計者有意把把整個建筑的的1／4處理為地下下空間，把地地上1～13層(60m)的臺階狀屋屋頂設(shè)計為屋屋頂花園。6．1設(shè)計概要要把建筑ACROOS福岡的臺階階狀屋頂當(dāng)成成一座山體處處理，以花鳥鳥風(fēng)月為主題題，表現(xiàn)“春之山、夏夏之蔭、秋之之林、冬之森森”植物季相變變化的空間，使使南側(cè)公園的的綠化植被與與臺階狀屋頂頂?shù)幕熘仓脖槐蝗跒橐惑w(圖6、7)。每一層植植被由臺階屋屋頂植被與栽栽植于下一層層墻體上容器器內(nèi)的植被組組成，整體上上仿佛山脊植植被與山谷相相連?？⒐?shù)數(shù)年后植被已已經(jīng)郁郁蔥蔥蔥，在城市中中央形成了～～座綠色的“人工山林”，成為福岡岡市民娛樂休休憩的理想空空間。種植設(shè)計以位于于京都的皇室室園林——修學(xué)院離宮宮斜坡上的臺臺階狀大塊混混植為藍(lán)本，在在從1層到13層的臺階屋屋頂上，利用用15種混植手法法種滿了枝葉葉色彩富有變變化的常綠樹樹與落葉樹。同同時，每年都都有鳥類帶來來的植物種子子落在此地，現(xiàn)現(xiàn)在樹木種類類已經(jīng)達(dá)到110余種，隨著著樹木的生長長發(fā)育，植物物景觀日益豐豐富。6．2技術(shù)試驗驗調(diào)查施工之前，對人人工土壤的性性能、排水系系統(tǒng)、灌溉系系統(tǒng)、樹木支支柱保護(hù)、景景觀、臺階花花園的管理等等進(jìn)行了預(yù)備備試驗，建成成后，還進(jìn)行行了人工降雨雨試驗。在經(jīng)經(jīng)歷多次的臺臺風(fēng)危害以及及1994年夏季大干干旱后，植物物依然生長茂茂盛，是日本本屋頂花園技技術(shù)的成功展展示和優(yōu)秀范范例。對土壤的比重、經(jīng)經(jīng)年變化、保保水性能、排排水性能、耐耐風(fēng)性能(支柱、防止止飛散)、管理、施施工等項目進(jìn)進(jìn)行了綜合試試驗后，選擇擇了質(zhì)輕、保保溫與保水性性優(yōu)良的人工工土壤。屋頂頂?shù)挠晁ㄟ^過土壤滲透到到下一層臺階階，最終到達(dá)達(dá)地面而被排排掉。另外，臺階狀屋屋頂花園建成成后，沒有進(jìn)進(jìn)行過人工灌灌溉?，F(xiàn)已達(dá)達(dá)到了近于無無灌水、無農(nóng)農(nóng)藥、無肥料料的生態(tài)型管管理要求。6．3施工過程程6．3．1鋪設(shè)設(shè)耐壓透水通通氣板對于人工栽植基基盤的綠化來來講，排水與與通氣是最重重要的條件。在在長期土壤干干燥的情況下下，可以通過過灌溉來解決決，但土壤過過濕會對植物物的生長造成成危害。土壤壤的排水性與與通透性具有有直接的關(guān)系系。所以，鋪鋪設(shè)耐壓透水水通氣板是屋屋頂花園施工工時最主要的的作業(yè)之一，同同時，該層也也具有一定的的防止植物根根系穿透的作作用。6．3．2鋪設(shè)設(shè)透水無紡布布透水無紡布對調(diào)調(diào)節(jié)水分與空空氣的流動具具有重要作用用，并可以防防止土壤顆粒粒的下滲。一一般需要鋪設(shè)設(shè)屋頂綠化面面積的120％，即如果果綠化面積為為100m2的話，則需需要鋪設(shè)透水水無紡布120mm2。6．3．3填填入特制栽培培基質(zhì)先填入一層排水水層，再填入入特制栽培基基質(zhì)，充分澆澆水后，進(jìn)行行輕輕碾壓。6．3．4栽植植植物多把盆栽苗木從從盆缽中移出出后連帶土坨坨一并栽植。6．3．5鋪設(shè)設(shè)表層保護(hù)基基質(zhì)特制栽植基質(zhì)為為白色粒狀物物，在栽植植植物的縫隙鋪鋪設(shè)3cm的表層保護(hù)護(hù)基質(zhì)。6．4降低環(huán)境境負(fù)荷竣工以來，有關(guān)關(guān)的大學(xué)研究究室與技術(shù)研研究所對臺階階狀屋頂花園園的熱環(huán)境進(jìn)進(jìn)行了調(diào)查。夏夏季水泥屋頂頂?shù)臏囟缺扔杏芯G化的部分分高出20余攝氏度，栽栽植土壤的地地溫也比氣溫溫低近10℃，綠化還降降低了室內(nèi)溫溫度。建筑各各側(cè)的氣溫，以以有臺階狀綠綠地的南面為為最低，這是是由于屋頂花花園植物的降降溫作用所致致。由于屋頂頂綠化所使用用的人工土壤壤具有優(yōu)良的的保溫性與保保水性，降低低了空調(diào)的負(fù)負(fù)荷，由植物物的蒸騰作用用帶走熱量，抑抑制了周邊氣氣溫的上升。臺臺階狀屋頂花花園不僅創(chuàng)造造了城市中優(yōu)優(yōu)美的景觀，還還降低了環(huán)境境負(fù)荷，同時時抑制了日益益嚴(yán)重的城市市熱島現(xiàn)象。6．5栽植植物物種類竣工時共栽植植植物76種，后來由由于追加以及及鳥類的帶入入，現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)達(dá)到110種以上。其其中常綠混植植樹種10種，半常綠綠混植樹種2種，常綠、落落葉混植樹種種3種，落葉混混植樹種13種，混植修修剪綠籬樹種種3種；臺階下下部混植樹種種8種，小喬木21種，藤本匍匍匐植物5種，大面積積栽植樹種7種，地被植植物3種，最下層層栽植樹種13種。另外，從從1996—2000年追加補(bǔ)栽栽的樹種30種，由鳥類類糞便帶來的的植物3種。7對我國屋頂頂綠化發(fā)展的的探討屋頂綠化合理地地配置利用城城市的上層空空間，增加城城市的綠化面面積，提供了了新的生活、休休閑場所，為為城市綠化建建設(shè)開辟新的的蹊徑。但由由于其特殊的的環(huán)境，對施施工、技術(shù)的的要求高，在在推廣和普及及方面有一定定的難度。借借鑒國外的先先進(jìn)經(jīng)驗，引引進(jìn)國外的先先進(jìn)技術(shù)，總總結(jié)經(jīng)驗，結(jié)結(jié)合我國的實實際情況，開開發(fā)適合我國國的屋頂綠化化技術(shù)已經(jīng)勢勢在必行。(1)對主要城城市現(xiàn)有的可可綠化屋頂面面積進(jìn)行普查查，掌握可進(jìn)進(jìn)行綠化空間間的現(xiàn)狀。同同時對城建項項目與居住區(qū)區(qū)屋頂綠化制制定推動鼓勵勵政策與編制制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和統(tǒng)計指標(biāo)標(biāo)。(2)開展對屋屋頂綠化技術(shù)術(shù)及其綠化效效果的科學(xué)研研究，研究發(fā)發(fā)展新型屋面面綠化構(gòu)造系系統(tǒng)與材料，推推廣將保溫、防防水、排水等等功能整合的的屋面做法，形形成完善的屋屋頂