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[摘 要]随着城市化进程的不断深入， 建筑用地日趋紧张， 人口稠密地区不断增多的出现， 以及人们对居室的美观和视觉要求的提升， 屋顶花园的研究和发展无疑越来越得到了重视。种植屋面对房屋建筑和周围环境能够起到保护和改善的作用，使室内冬暖夏凉，大大节约能源，同时对人们的活动和心理有积极的一面。
[关键词]种植屋面 节能 现状
中图分类号：TD79+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0232-01
随着我国经济的快速发展，建筑能耗在整个能源消耗中所占的比例逐年上升。我国建筑能耗已由占社会总能耗的 20% ～ 25%，正逐步上升到30% ，其中空调能耗占据建筑能耗的主要部分。提高建筑物围护结构热工性能，改善室内热环境，在保证人们热舒适需求的条件下，降低建筑能耗尤其是空调能耗是迫切需要解决的问题。
1.种植屋面
种植屋面是辅以种植土、在容器或种植模板中栽植植物来覆盖建筑屋面或地下建筑顶板的一种绿化形式。种植屋面也称作屋顶花园。大规模种草植树者，称为种植屋面；只种花草者可谓简易种植屋面；除一般绿化外，尚有较多其他设施，俗称屋顶花园。
2.种植屋面在建筑节能减排中的作用
2.1 对建筑具有稳定良好的保温隔热作用
研究表明，种植屋面顶板全天热通量值变化极小，保温隔热效果明显。实验测得，种植屋面夏季室温比非种植屋面室温平均低1.3～1.9 ℃，冬季室温比非种植屋面室温平均高1.0～1.1 ℃。
2.2 对建筑结构可起到保护作用
种植屋面可显著减小建筑结构及屋面材料的热胀冷缩变化幅度，延缓建筑结构及屋面材料因热胀冷缩，所导致的老化进程和阳光紫外线照射所引起的老化进程。研究表明，当屋顶覆土厚度在30cm 以上时，种植屋面的保温隔热效果较为明显。裸露屋顶表面年最大温差为58.2 ℃，而种植屋面表面年最大温差仅为29.2 ℃，种植屋面与裸露屋顶的年最大温差相差29℃。
2.3 可有效缓解城市热岛效应
大量的城市建筑裸露屋面在吸收太阳辐射热的同时，会产生强烈的热辐射，这是导致城市热岛效应的主要因素。种植屋面可以吸收太阳辐射热，减少太阳辐射热向大气的二次辐射，从而有效缓解城市热岛效应。
2.4 改善建筑物周围的小气候及优化城市环境
种植屋面不占用土地， 却增加了城市的绿化面积。绿色植物能够吸附空气中的尘埃， 同时， 吸入二氧化碳、放出氧气， 在一定程度上改善城市中的空气质量。花园式种植屋面年平均滞尘量为12.3 g/m2， 滞尘比率平均为31.13%；简单式种植屋面年平均滞尘量为8.5 g/m2，滞尘比率平均为21.53%。
2.5 可有效截留雨水缓解城市雨洪压力
据研究，花园式种植屋面可截留雨水64.6%，简单式种植屋面可截留雨水21.5%，种植屋面平均可截留雨水43.1%。按北京地区年降水量600mm测算，假设将北京规划市区现有7 000 hm2 建筑平屋顶的30%即2 100 hm2 改为种植屋面，则可截流雨水资源905.1万t/a，即减少了905.1万t/a 的城市污水处理量，缓解城市雨洪压力。
2.6 隔音作用
城市中人口相对集中且活动频繁， 是噪声污染严重的地区。屋顶花园不仅是抵挡噪音的一道屏障， 而且植物层本身对声波也有吸收作用。德国的研究显示， 绿化屋顶与一般屋顶相比， 可减低噪声20dB ～ 30dB， 屋顶土层12 cm厚时隔音大约40dB， 20 cm 厚时隔音大约46dB。因此， 经过绿化的屋顶可以起到隔音和减低噪声的作用。
3 种植屋面现状、存在问题
3.1 种植屋面面积偏少，生态效益不明显
以2005—2009 年北京为例，在北京市政府的大力支持下，北京城区实施了50 余万m2 的种植屋面，种植屋面总量达到了110 余万m2。但是，在北京规划市区1 097 km2 的范围内，此数量只占现有7 000 万m2 建筑平屋顶的1.57%，种植屋面面积总量仍然偏小，生态效益不明显。
3.2 种植屋面形式单一，未实现生态效益最大化
由于受多种条件限制，目前实施的种植屋面多以简单式种植为主，以佛甲草等景天科植物为主，具有荷载小、施工管理简便的优点，但其生态效益较弱，景观较为单调。花园式种植屋面采用乔灌草相结合的复杂绿化形式，具有生态效益突出、景观效果好等优点，并能够给人们提供一定的休憩活动场所。
3.3 种植屋面产业尚未成熟，工程材料需进一步规范
目前种植屋面的技术研究尚处在初始阶段，存在的问题主要有：
1）综合技术尚未成熟，包括相关技术指标、施工工艺等；
2）相关工程材料缺乏配套，尚未形成成熟的产业链和规模化生产；
3）相关材料的检测标准尚未完全建立。例如隔根材料、排（蓄）水材料、种植基质等，虽产品种类繁多，质量参差不齐、价格悬殊。相关产品的检测标准尚未完全建立，没有统一的国家或地方行业标准，这都给种植屋面埋下工程隐患，带来负面影响。
3.4 种植屋面设计、施工技术参差不齐，对屋顶施工的安全重视不够
经调查，在种植屋面施工中存在的主要问题有：
1） 施工队伍的人员素质良莠不齐，施工较不规范；
2）对原防水层保护不当，埋下漏水隐患；
3）对原排水系统保护不力，造成排水不畅；
4）对屋顶原落水口处置不当，影响正常使用；
5）对屋顶铺装伸缩缝和通风系统部位处理不当，影响屋顶保温效果
3.5 种植屋面植物选择不当，植物成活率低
屋顶生长条件与地面不同，耐热、耐旱是衡量植物是否具有屋顶适应性的重要指标。许多已经建成的种植屋面，没有针对建筑屋顶的种植条件和养护管理条件来选择适当的植物品种，导致植物成活率低，增加了后期养护管理成本。
种植植物按气候分为南方植物和北方植物， 种类分为乔木、灌木、地被、藤本类。植被层应根据屋面大小、坡度、建筑高度、受光条件、绿化布局、观赏效果、防风安全、水肥供给和后期管理等因素选择， 并应符合以下要求：不宜选用根系穿刺性强的植物； 不宜选用速生乔木、灌木植物； 高层建筑屋面和坡屋面宜种植地被植物； 乔木、大灌木高度不宜大于21 5 m， 距离边墙不宜小于2 m。
3.6 建筑“平改坡”，增加了建筑物裸露屋面面积
建筑屋面防水技术的进化发展，经历了从平屋顶的结构防水向坡屋顶的材料防水的转变过程。目前城市建筑屋面平改坡工程，主要是采用彩钢板将建筑平屋面改造成坡屋面。在短期内改善屋顶保温隔热功效、防止屋面渗漏，却增加了建筑裸露屋面面积，导致建筑屋面的热辐射量也随之增加，城市热岛效应进一步恶化。
4 总结
种植屋面的和传统屋面相比， 产生的经济效益主要体现在节能方面，每公顷绿地每天从环境中吸收的热量， 相当于1890台功率为 1000W 空调机的作用， 种植屋面顶层室内的气温比非种植屋面顶层室内的气温要低 2～3℃， 优于目前国内任何一种屋面的隔热措施， 大大节约了能源；种植屋面的社会效益主要体现在环境保护方面， 种植屋面大大减少了城市的大气污染和噪音污染， 同时起到美化城市景观的作用， 是建筑技术与风景园林艺术相结合的具体体现， 改善了居住生态环境， 实现了人与自然的和谐相处。然而时下数以亿计的屋面多是光秃秃的，如能充分利用这块尚未开发的“空地”，发展种植屋面，建造成“空中花园”，是提高城市绿化覆盖率、改善生态环境、减缓“热岛效应”、美化城市景观、实现可持续发展的最有效途径。
[关键词]种植屋面 节能 现状
中图分类号：TD79+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0232-01
随着我国经济的快速发展，建筑能耗在整个能源消耗中所占的比例逐年上升。我国建筑能耗已由占社会总能耗的 20% ～ 25%，正逐步上升到30% ，其中空调能耗占据建筑能耗的主要部分。提高建筑物围护结构热工性能，改善室内热环境，在保证人们热舒适需求的条件下，降低建筑能耗尤其是空调能耗是迫切需要解决的问题。
1.种植屋面
种植屋面是辅以种植土、在容器或种植模板中栽植植物来覆盖建筑屋面或地下建筑顶板的一种绿化形式。种植屋面也称作屋顶花园。大规模种草植树者，称为种植屋面；只种花草者可谓简易种植屋面；除一般绿化外，尚有较多其他设施，俗称屋顶花园。
2.种植屋面在建筑节能减排中的作用
2.1 对建筑具有稳定良好的保温隔热作用
研究表明，种植屋面顶板全天热通量值变化极小，保温隔热效果明显。实验测得，种植屋面夏季室温比非种植屋面室温平均低1.3～1.9 ℃，冬季室温比非种植屋面室温平均高1.0～1.1 ℃。
2.2 对建筑结构可起到保护作用
种植屋面可显著减小建筑结构及屋面材料的热胀冷缩变化幅度，延缓建筑结构及屋面材料因热胀冷缩，所导致的老化进程和阳光紫外线照射所引起的老化进程。研究表明，当屋顶覆土厚度在30cm 以上时，种植屋面的保温隔热效果较为明显。裸露屋顶表面年最大温差为58.2 ℃，而种植屋面表面年最大温差仅为29.2 ℃，种植屋面与裸露屋顶的年最大温差相差29℃。
2.3 可有效缓解城市热岛效应
大量的城市建筑裸露屋面在吸收太阳辐射热的同时，会产生强烈的热辐射，这是导致城市热岛效应的主要因素。种植屋面可以吸收太阳辐射热，减少太阳辐射热向大气的二次辐射，从而有效缓解城市热岛效应。
2.4 改善建筑物周围的小气候及优化城市环境
种植屋面不占用土地， 却增加了城市的绿化面积。绿色植物能够吸附空气中的尘埃， 同时， 吸入二氧化碳、放出氧气， 在一定程度上改善城市中的空气质量。花园式种植屋面年平均滞尘量为12.3 g/m2， 滞尘比率平均为31.13%；简单式种植屋面年平均滞尘量为8.5 g/m2，滞尘比率平均为21.53%。
2.5 可有效截留雨水缓解城市雨洪压力
据研究，花园式种植屋面可截留雨水64.6%，简单式种植屋面可截留雨水21.5%，种植屋面平均可截留雨水43.1%。按北京地区年降水量600mm测算，假设将北京规划市区现有7 000 hm2 建筑平屋顶的30%即2 100 hm2 改为种植屋面，则可截流雨水资源905.1万t/a，即减少了905.1万t/a 的城市污水处理量，缓解城市雨洪压力。
2.6 隔音作用
城市中人口相对集中且活动频繁， 是噪声污染严重的地区。屋顶花园不仅是抵挡噪音的一道屏障， 而且植物层本身对声波也有吸收作用。德国的研究显示， 绿化屋顶与一般屋顶相比， 可减低噪声20dB ～ 30dB， 屋顶土层12 cm厚时隔音大约40dB， 20 cm 厚时隔音大约46dB。因此， 经过绿化的屋顶可以起到隔音和减低噪声的作用。
3 种植屋面现状、存在问题
3.1 种植屋面面积偏少，生态效益不明显
以2005—2009 年北京为例，在北京市政府的大力支持下，北京城区实施了50 余万m2 的种植屋面，种植屋面总量达到了110 余万m2。但是，在北京规划市区1 097 km2 的范围内，此数量只占现有7 000 万m2 建筑平屋顶的1.57%，种植屋面面积总量仍然偏小，生态效益不明显。
3.2 种植屋面形式单一，未实现生态效益最大化
由于受多种条件限制，目前实施的种植屋面多以简单式种植为主，以佛甲草等景天科植物为主，具有荷载小、施工管理简便的优点，但其生态效益较弱，景观较为单调。花园式种植屋面采用乔灌草相结合的复杂绿化形式，具有生态效益突出、景观效果好等优点，并能够给人们提供一定的休憩活动场所。
3.3 种植屋面产业尚未成熟，工程材料需进一步规范
目前种植屋面的技术研究尚处在初始阶段，存在的问题主要有：
1）综合技术尚未成熟，包括相关技术指标、施工工艺等；
2）相关工程材料缺乏配套，尚未形成成熟的产业链和规模化生产；
3）相关材料的检测标准尚未完全建立。例如隔根材料、排（蓄）水材料、种植基质等，虽产品种类繁多，质量参差不齐、价格悬殊。相关产品的检测标准尚未完全建立，没有统一的国家或地方行业标准，这都给种植屋面埋下工程隐患，带来负面影响。
3.4 种植屋面设计、施工技术参差不齐，对屋顶施工的安全重视不够
经调查，在种植屋面施工中存在的主要问题有：
1） 施工队伍的人员素质良莠不齐，施工较不规范；
2）对原防水层保护不当，埋下漏水隐患；
3）对原排水系统保护不力，造成排水不畅；
4）对屋顶原落水口处置不当，影响正常使用；
5）对屋顶铺装伸缩缝和通风系统部位处理不当，影响屋顶保温效果
3.5 种植屋面植物选择不当，植物成活率低
屋顶生长条件与地面不同，耐热、耐旱是衡量植物是否具有屋顶适应性的重要指标。许多已经建成的种植屋面，没有针对建筑屋顶的种植条件和养护管理条件来选择适当的植物品种，导致植物成活率低，增加了后期养护管理成本。
种植植物按气候分为南方植物和北方植物， 种类分为乔木、灌木、地被、藤本类。植被层应根据屋面大小、坡度、建筑高度、受光条件、绿化布局、观赏效果、防风安全、水肥供给和后期管理等因素选择， 并应符合以下要求：不宜选用根系穿刺性强的植物； 不宜选用速生乔木、灌木植物； 高层建筑屋面和坡屋面宜种植地被植物； 乔木、大灌木高度不宜大于21 5 m， 距离边墙不宜小于2 m。
3.6 建筑“平改坡”，增加了建筑物裸露屋面面积
建筑屋面防水技术的进化发展，经历了从平屋顶的结构防水向坡屋顶的材料防水的转变过程。目前城市建筑屋面平改坡工程，主要是采用彩钢板将建筑平屋面改造成坡屋面。在短期内改善屋顶保温隔热功效、防止屋面渗漏，却增加了建筑裸露屋面面积，导致建筑屋面的热辐射量也随之增加，城市热岛效应进一步恶化。
4 总结
种植屋面的和传统屋面相比， 产生的经济效益主要体现在节能方面，每公顷绿地每天从环境中吸收的热量， 相当于1890台功率为 1000W 空调机的作用， 种植屋面顶层室内的气温比非种植屋面顶层室内的气温要低 2～3℃， 优于目前国内任何一种屋面的隔热措施， 大大节约了能源；种植屋面的社会效益主要体现在环境保护方面， 种植屋面大大减少了城市的大气污染和噪音污染， 同时起到美化城市景观的作用， 是建筑技术与风景园林艺术相结合的具体体现， 改善了居住生态环境， 实现了人与自然的和谐相处。然而时下数以亿计的屋面多是光秃秃的，如能充分利用这块尚未开发的“空地”，发展种植屋面，建造成“空中花园”，是提高城市绿化覆盖率、改善生态环境、减缓“热岛效应”、美化城市景观、实现可持续发展的最有效途径。