屋頂薄層綠化技術(shù)體系

屋頂綠化不同于地面上的一般綠化，其特殊性可以歸結(jié)為以下5點：

1） 屋頂綠化需要考慮建筑物的承重能力：在建筑物上種植植物，種植層的重量必須在建筑物的可容許荷載以內(nèi)，否則的話，建筑物可能出現(xiàn)裂紋并引起屋頂漏水，嚴重的還可能會造成坍塌事故。

2） 屋頂綠化需要考慮快速排水：建筑結(jié)構(gòu)層為非滲透層，雨水和綠化灑水必須盡快排出，如果屋面長期積水，輕則會造成植物爛根枯萎，重則可能會導(dǎo)致屋頂漏水。

3） 屋頂綠化需要保護建筑屋面和防水層：植物根系具有很強的穿透能力，如果不設(shè)法阻止植物根系破壞建筑屋面和防水層，就可能會造成防水層受損而影響其使用壽命，還可能造成屋頂漏水。

4） 屋頂綠化需要考慮項目完成后的日常維護保養(yǎng)：屋頂綠化不同于地面綠化，可能建在數(shù)層高樓房的屋頂，所以必須考慮后期的維護保養(yǎng)的問題，如定期澆水、修剪、除蟲和施肥等，例如較高樓層的屋頂綠化面積較大時，建議采用自動噴灑裝置或自動地中滴灌裝置；考慮到城市缺水的問題，還可以將屋頂綠化澆水系統(tǒng)與建筑物的中水系統(tǒng)或者雨水收集處理系統(tǒng)相連，用中水或者收集的雨水作為綠化澆灌用水，可以起到節(jié)約優(yōu)質(zhì)飲用水的作用。

5） 屋頂?shù)姆N植環(huán)境比較惡劣：由于屋頂上日曬、風(fēng)吹、水分過快蒸發(fā)、干旱等種植環(huán)境不同于地面，所以選擇植物品種時需要選擇喜日照、抗風(fēng)性強、耐旱等耐候性強的植物品種。

（圖1）為屋頂薄層綠化方法的示意圖，由屋面開始，分別是防根系穿透層（簡稱防根層或隔根層）、架空排水板、過濾層、輕質(zhì)人工培養(yǎng)土層和表面覆蓋層。屋頂薄層綠化技術(shù)體系充分考慮了屋頂綠化的特點，一方面大大減輕綠化種植層的重量和厚度，另一方面又很好地解決了綠化層排水、基質(zhì)層的保水保肥、植物根系的呼吸和生長、屋頂防水層和屋面層保護等諸多困擾屋頂綠化發(fā)展的問題，是代表屋頂綠化未來發(fā)展方向的綜合性技術(shù)解決方案。該項技術(shù)是我們追蹤國際上屋頂綠化的最新技術(shù)潮流研究開發(fā)的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的屋頂綠化新技術(shù)。

屋頂薄層綠化技術(shù)

1．種植層薄層化輕量化技術(shù)

為了設(shè)法降低屋頂綠化種植層的重量和厚度，我們從兩方面進行了技術(shù)開發(fā)：

1）開發(fā)屋頂綠化專用人工輕質(zhì)培養(yǎng)土（GT-I型）

分析了大量天然質(zhì)料的特性，從中篩選出數(shù)種以最佳比例、經(jīng)現(xiàn)代科學(xué)方法配制完成，富含植物生長所需的有機質(zhì)和各種微量元素，不含任何普通土壤和牲畜糞便成分，是一種新型的、優(yōu)質(zhì)的無土栽培基質(zhì)。經(jīng)廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所檢測，其干容重不到普通土壤（對比土樣）的四分之一（24%），濕容重也不到普通土壤（對比土樣）的一半（43%），是一種優(yōu)良的輕質(zhì)培養(yǎng)土；經(jīng)檢測其持水量和陽離子代換量分別為57.31%和7.16cmol/kg，是普通土壤（對比土樣）的3.2倍（18.14%）和2.1倍（3.34cmol/kg），所以是一種保水能力和保肥能力極好的無土栽培基質(zhì)。

GT-I型人工培養(yǎng)土中無機質(zhì)天然質(zhì)料占到70%以上（體積比），不會像以有機質(zhì)為主的無土栽培基質(zhì)隨著有機質(zhì)的分解和吸收，種植層出現(xiàn)逐漸變薄導(dǎo)致根系裸露的現(xiàn)象，根系裸露會影響到花卉植物的生長。其質(zhì)地疏松、不宜板結(jié)、具有優(yōu)良的排水和透氣性能?？梢宰鳛槲蓓斁G化種植層基質(zhì)使用，也可以作為土壤改良劑與當(dāng)?shù)仄胀ㄍ寥琅浜鲜褂茫ㄈ?:1或1:1的比例配比），這樣一方面大大改善普通土壤的保水保肥能力，防止土壤板結(jié)，增強其排水和透氣特性，還可以節(jié)約材料成本。

人工培養(yǎng)土由純天然質(zhì)料構(gòu)成，不含任何化學(xué)合成成分，是一種對環(huán)境友好的輕質(zhì)培養(yǎng)基質(zhì)，可以長久地多次使用，屋頂花園使用完了還可以作為大田的土壤改良劑繼續(xù)使用，不會污染環(huán)境及造成浪費。需要注意的是，由于輕質(zhì)人工培養(yǎng)土質(zhì)輕，干燥狀態(tài)下易于被風(fēng)吹散，草坪等地被植物的根系可以保護其免被風(fēng)吹起，灌木和樹木根部地表有裸露時，可以覆蓋2～3cm厚的GT-CL型表層覆蓋材料（一種經(jīng)過特殊處理過的松樹皮顆粒，其粒徑為5～15mm），也可以直接覆蓋2～3cm厚的普通土壤。起到防止培養(yǎng)土顆粒被風(fēng)吹起和表層美化的作用，同時還可以維持地表濕度，防止種植層內(nèi)水份過快蒸發(fā)（見圖2）。

2）應(yīng)用取代陶粒（或碎石）排水層的輕質(zhì)薄層排水板

我們自主開發(fā)的輕質(zhì)薄層架空排水板GT-DP-M28，已經(jīng)獲國家專利局頒發(fā)專利證書。其結(jié)構(gòu)采用蜂巢狀的設(shè)計，在保證最大限度的架空排水空間（約25升/m2）、實現(xiàn)高效快速排水的同時，擁有超強的耐踏壓強度（經(jīng)過測試，常溫下其耐壓強度約為150噸/平方米）。每個單體尺寸較?。?90x330mm），方便運輸；單體采用可相互組合連接的結(jié)構(gòu)，在施工現(xiàn)場按照場地形狀和尺寸可以簡單快捷地連接成一體化的架空排水層，以防止可能出現(xiàn)的移位。其厚度僅28mm，每平方米重量僅為約3kg，實現(xiàn)了排水層的薄層化和輕量化。如果采用100～150mm的陶粒排水層，僅排水層自身的潤濕重量就達80～120公斤/平方米。（見圖3）

架空排水板將濕潤的綠化種植層與屋面隔開來，在種植層之下形成一空氣薄層，該空氣薄層均勻地分布于整個種植層培養(yǎng)基質(zhì)的下方，一方面可以避免屋面長期出于過濕的狀態(tài)，另一方面還可以有效促進花卉植物根系的呼吸，有利于植物的生長。架空排水板可以根據(jù)需要很容易地切割以適應(yīng)場地形狀的要求，具有良好的施工便利性；同時排水板既可以水平設(shè)置，也可以傾斜或豎向設(shè)置，可滿足各種不同施工場地的需求。材質(zhì)為輕質(zhì)塑料，使用完了廢棄的排水板還可作為廢舊塑料回收再利用，不會對環(huán)境造成污染。

2．屋頂綠化的排水

屋頂綠化的排水是一個很重要的問題，必須予以足夠的重視。我們在處理排水時，在整個種植層下部設(shè)有架空排水板層，保證經(jīng)種植層滲透的雨水或綠化灑水可以快速地進入排水板架空層，隨屋面的排水坡流向屋面集水口，排入排水立管。集水口的處理有兩種做法（見圖4），左邊為推薦的集水口處理方法，其特點是屋頂綠化采用獨立于建筑物女兒墻的花壇式布局，在女兒墻與花壇檔墻之間預(yù)留檢修通道，可以定期檢查和清理集水口，以防止被樹葉、垃圾等異物堵塞。每個花壇應(yīng)至少設(shè)置兩處排水口。如果不能采用獨立的花壇式種植，屋頂綠化需要將屋頂集水口置于種植區(qū)內(nèi)時，建議采用圖4右邊所示集水口檢查井的方法，檢查井的蓋板可以打開，以便定期檢查和清理集水口，防止被樹葉及垃圾等異物堵塞，保證排水順暢。

3．建筑屋面和防水層的保護

我們知道植物根系具有很強的穿透能力，所以屋頂綠化必須要設(shè)法保護建筑屋面和防水層。一旦造成防水層破壞引起屋頂漏水，就會給頂層用戶的工作或生活造成很大困擾，而且維修工程非常繁雜，因為屋頂有漏水痕跡的地方，未必就是防水層破損的地方，所以需要將屋頂綠化全部拆除，尋找防水層破損位置進行修補或者重新作防水層。由此看來，屋頂綠化在技術(shù)上必須考慮保護建筑屋面和防水層。我們在建筑屋面之上、架空排水板之下設(shè)有一層防根層，以防止根系損傷屋面和防水層。目前國外最新的屋頂綠化技術(shù)是采用優(yōu)質(zhì)高性能的防根層，將綠化種植層直接設(shè)在建筑防水層之上，省去了屋面的保溫層和混凝土保護面層，這樣可以節(jié)省約80～140公斤/平方米屋面荷載，從而增加了綠化種植層的可容許重量，可以實現(xiàn)變化豐富的植物配植，建造美麗的“屋頂花園”。如果在建筑防水層之上直接作屋頂綠化，防水層必須采用安全性高、使用壽命長的防水層，并建議在建筑防水層之上鋪設(shè)兩層防根層，以提供足夠的安全保護。

4．屋頂薄層綠化方法與傳統(tǒng)屋頂綠化方法的比較