浅议城市屋顶种植的地位与作用

2011-11-28 18:09:56    作者:谭天鹰     来源:北京市园林局     浏览次数:

  (二)从绿色建筑角度看,在建筑物表面实施有生命的绿色覆盖,可以减弱阳光紫外线和磁波辐射及空气温差的变化,降解顶层建材的热胀冷缩,增强建筑物抗城市热岛效应的能力,可以有效保护建筑物,延长建材使用寿命。据北京市园林科学研究所专家对1.2×1.2×1.0m模拟实验舱测定,夏季通过植物蒸腾作用,可减少大量太阳辐射,同时种植基质水分蒸发会带走部分热量,使建筑屋面顶板始终处于热交换相对平衡状态,室内空气温度可比未绿化屋顶时平均降低1.3~1.9℃;冬季则是通过种植基质层的相对绝热效果减弱建筑顶板的散热速率,使室内空气温度比未绿化屋顶时平均升高1.0~1.1℃。专家指出,绿化屋顶顶板全天热量值变化极其微弱,对建筑屋面顶板的保温和隔热非常有利。屋顶绿化覆土厚度对保温隔热效果有一定的影响,覆土厚度30cm左右时室内空气温度变化趋于稳定,这应当是屋顶绿化达到理想效果的覆土临界参考厚度。2006年6月中旬,时任北京市发改委主任的丁向阳副市长在考察节能环保展会的屋顶绿化展台时,对协会摆设的几支温度计很感兴趣。其显示数字是:北京常用的黑色防水卷材为65℃,铁板为63℃,玻璃为60℃,而草坪只有32℃,草坪种植基质下的屋面温度则是27℃。丁副市长说:"屋顶绿化降温省电、节能节水的效果和保护建筑的效果都很明显,应该好好研究大力推广。"据北京市园林科学研究所的专家研究测定,水泥屋顶表面年最大温差达58.2℃,而绿化后的最大温差仅为29.2℃,可见绿化屋顶大大降低了建筑屋面结构及材料热胀冷缩的变化幅度,延缓了因此所导致的老化进程,即屋顶绿化对建筑结构及防水建材可起到更安全的保护作用。中国建筑学会防水专业委员会原主任叶林标教授说:"国内外的测试证明,屋顶绿化能延长屋顶防水材料2~3倍的寿命。"

  (三)从建设节约型社会角度看,近年来科学发展观日益深入人心,随之而来的是建设生态和谐的节约型社会,合理开发利用国土资源、向建筑屋面种植要经济的呼声很高。把建筑占地侵占大自然的损失用开展屋面种植找补回来,不仅要建空中花园,还要建空中小农艺园,效仿粮田、菜园、果园和药园。从建筑屋面种植上,对城市发展建筑占地、破费土地资源做出一定的补偿,这是对寸土寸金的城市国土资源的二次开发利用。屋顶绿化的造价仅为150~500元/m2,相对目前有的地面拆迁绿化每平方米2~6万元/m2的高昂费用而言,可谓最廉价的绿化方式,是一个潜力极大的循环经济。2006年,中国工程院资深院士、北林大资深教授陈俊愉先生登上试验多品种、本地化的屋顶草坪时就赞不绝口,"天人合一,以人为本,屋顶绿化,蓝天白云",他说:"推进城市屋顶绿化,扩大试种植物品种,这是一件非常有意义的工作。北京市政府从北京人多地少的市情出发,倡导屋顶绿化,充分体现领导人的远见卓识。"近年来,北京也在学习国际和外埠屋顶种植农作物和经济作物的经验,向屋顶要经济效益。2006年联合国交流协调委员会一位副主席就介绍,日内瓦的食品7%来自屋顶,她说防治荒漠化和屋顶绿化都能给人带来幸福,带来财富。去年协会组织到河北灵寿参观考察屋顶农业,见到住户在楼顶上开辟的小菜园,如同地面的自留地和小菜园一样,种植有瓜果蔬菜,种类繁多(萝卜等根系过于发达的品种除外),住户说产菜旺季自家吃不清,还得送亲戚朋友。2009年,位于北京两广大道的记者协会大楼屋顶上也试种了小面积的菜园,受到了单位的欢迎。有心人可就近体验农业种植,融合到大自然,品味到田园风光的端倪。在崇文区东花市北里中区一栋6层复式楼顶,更是一派田园风光,房顶上葡萄已连续十几年硕果累累。试想,如果城市有条件的屋顶都开辟成菜园、果园,不仅市民可以享受农业种植的乐趣,还可相应减少市场果蔬供需紧张的矛盾。因此屋顶种植具有生态、经济和社会多重效益。

  几年的实践已经证明,实施屋顶种植,可节约用地、节省能源、节减开支。建筑和绿化艺术的有机结合,可以实现景观、环保、构建循环经济、和谐社会和造福人民等长远的综合效益。这是绿色城市不可缺少的城市园林建设的新内容、新发展、新亮点,也是绿色建筑不可或缺的一部分。还是城乡一体化进程中,传统意义上只在农村成长的农业挺进城市空间,构建城市农业化的新模式。推进屋顶农业,使屋顶绿化的传统成本运作变成了一项产业运作和资本运作,成为可以回收成本,甚至可以获得经济回报的产业,更能引起个人和单位投入的积极性。不仅为屋顶农业,而且为屋顶绿化,乃至整个屋顶种植事业产生环境效应,带来切实的可行性。从而会有利于加快推进建筑屋顶及一切可利用空间的绿化和农业种植的进度。当然,对屋顶农业仍然有着不同的认识,协会将在会刊《建筑绿化》上专门开辟研讨专栏,以此求得提升屋顶种植的社会认识度。

  二、屋顶种植的可靠性

  (一)屋顶种植技术日趋成熟。从屋顶种植开展较早的德国、日本等国家来看,屋顶绿化大体分3种类型,一是高层楼顶,不上人,一般人也看不到,只是为了提高城市生态效益而进行的简易粗放的屋顶绿色植被种植;二是人们从高处可俯视到,但一般不进入,屋顶绿化兼顾生态与观赏,以铺草坪为主、点缀色彩,设计美观;三是可以进入的屋顶,供人们观赏、休憩和活动。这种屋顶从其建筑物负载允许度的实际出发,又分为3种:简式轻型的绿化,以草坪为主,多色彩,结合步道铺装出图案;花园式复合型绿化,如同地面花园一样,乔灌花草结合,且有山石、小桥流水等园林小品和以人为本的设施;另一种是居二者中间,叫简花园式,以草坪为,辅以花坛、绿带和植物造型等,这种屋顶多是使用功能和景观观赏两者兼顾。德国从1957年进行屋顶绿化,90%是简式轻型屋顶草坪,因为它廉价、便捷、省管护、节水,安全系数高。北京早在20世纪80~90年代出现了屋顶花园,是"中外园林教科书中的一个章节",长城饭店屋顶花园就是比较早的典型之一,那时还没有阻根防水新材料和新技术。2000年,市园林局责成北京市园林科研所跟踪指导民间企业湖南人旷小满、赵福河等在北京试验简便易行、可快速把建筑屋面铺装成草坪的崭新技术--一次成坪佛甲草苗块。三年后,屋顶绿化作为一个"绿色"纽带,跨部门把园林绿化和环境保护、建筑建材行业紧密相连的理念日益被更多的人接受。2004年东城区东四六条街道对相对集中连片的一万多m2的屋顶进行了绿化,节能环保、净化空气效果显著。2005年,市政府把屋顶绿化作为为百姓办实事之一,在市区园林绿化部门的组织指导下,政府搭台、民间社团唱戏,不少民营企业积极参与,大多屋顶铺装的都是景天属植物佛甲草的草坪,少数建筑物用上了地面草坪常用的绿色期较长的冷季型草。这一阶段建造的屋顶花园也有了阻根防水等规范程序,有效地解决了过去根穿刺造成建筑渗漏的问题。北京林业大学园林学院院长李雄博士说:"你们与时俱进,把园林教科书中屋顶花园的章节提升为园林绿化的一个新的行业、新的学科来进行探索,是非常有意义的,我们坚决支持。"自此,协会有意识地加强了屋顶绿化有关特性的研究,在建筑屋面上搞种植,房不能漏、植物不能死、高空作业不能出安全事故。无论简式还是花园式屋顶绿化,都应首先查清建筑荷载,其次是防渗漏情况。尤其老房旧楼,包括原设计没有屋顶绿化的新房新楼,先查其屋顶荷载是否允许屋顶绿化,而后做闭水检测。尽管原建筑已有防水层,还是要再铺装隔根防水膜等,按屋面种植规范构造行事,一丝不苟。屋顶农业种植也一样,施工的整个工序都要严格按着2005年北京市颁布的北京市地方标准DB11/T281-2005《屋顶绿化规范》、2006年颁布的DB11/366-2006《种植屋面防水施工技术规程》和2007年国家住房和城乡建设部发布的行业标准JGJ155-2007《种植屋面工程技术规范》进行。

  (二)屋顶种植质量有严格把关。推进屋顶绿化有认识、技术和政策3大关键问题,技术为事关质量的关键中的关键。把关的重点,一是防止种植植物根穿刺和施工践踏把建筑防水等结构层破坏,造成漏水;二是筛选适生植物,根据屋顶通风、透光、蓄水、排水情况及业主屋顶的使用功能,选择习性适应的屋顶种植植物种类,保证植物成活。三是在建筑物屋顶、墙面上施工,要有严密的施工组织和工程监理方案,不能出事故。从北京、上海、广州、成都等开展屋顶绿化的城市实践来看,目前屋顶绿化的技术是比较成熟的,是安全可靠的。一方面,国内企业自身研发,另一方面,从国外引进了先进的技术,并有了与我国自然条件相适应的对接措施。城市屋顶绿化是一个防治城市荒漠化的无国界的环保公益事业,国内国际间的交流正日益频繁,屋顶种植已有比较成熟的规范标准。2006年曾建议北京市政府慎重对待屋顶绿化的北京植病学会专家杨旺、沈瑞祥考察协会组织的屋顶绿化工程后,对佛甲草、垂盆草铺植的轻型屋顶草坪给予了充分的肯定,认为这种做法和他们曾向市政府提出的"北京不宜大量推广屋顶绿化建设"的建议的核心观点是完全吻合的。当然也提出了很好的建议。他们说:我们向市政府建议的核心不是不能搞、不要搞屋顶绿化,而是要防止一阵风,盲目地推广,我们强调的是科学性。在他们的建议下,协会同当时的主管单位市科协曾组织了一次屋顶绿化可行性的专家论证会,开得很成功。示范工程质量是一直强调并一再强调的。北京市园林绿化局、首都绿化委员会办公室已连续两年按规范标准和协会专家编制的检查方案组织检查,评屋顶绿化先进单位,同时责成北京屋顶绿化协会评选优质工程,在年度总结会上一并予以表彰。这是针对新生事物"吃偏饭",规范管理,严把质量关。

  (三)屋顶种植植物材料不断丰富。人们对屋顶绿化最担心的一是怕把房子捅漏,为此我们筹备协会时就首先拜访了国家和市里的权威防水专家王天、叶林标等。二是担心房顶上种植植物能不能成活?6年前,笔者拜访植物学大师、北林大资深教授陈俊愉先生和中国植物园教授级高工龙雅宜等前辈时,他们让笔者有了实足的信心。适宜屋顶覆土种植的本土植物和可驯化使用的外来植物都不是少数。全世界仅景天属植物就有400多种,可驯化选用的空间很大。也是6年前,在北京农展馆一次展会上,园林大师、北林大资深教授孟兆祯先生告诉我,在屋顶上种植,只要创造出适合植物生长的条件,不仅能成活,而且由于通风、透光和防止病虫害方面强于地面,还会长的更好。先生的一席话一直鼓动和鞭策着我。已跟踪研究屋顶绿化多年的市园林科研所古润泽、韩丽莉、白淑媛等专家,给了我们具体的支持。所拜访的首都绿化事业的老领导、老专家都对屋顶绿化给予了极有价值的指点,他们的共同看法是先让城市裸露的屋顶绿起来。为此,一位备受人尊敬的老领导亲笔题字鼓励"京城到处都绿化,绿到屋顶更堪夸"。目前在我国城市中的屋顶绿化多数还是简式草坪,所用植物材料的共同特点是浅根系、耐瘠薄、耐干旱的景天属植物居多,也有适合屋顶上生长的花灌木、爬蔓植物等,这些品种,包括还正在开发中的新品种,都是以在屋顶上生长安全可靠为首选条件的。

  以目前大量在北京屋顶上种植的佛甲草为例,已历经十来年的考验,表现良好。其突出特点是:①绿色期比较长,一年四季仅年底年初2个月茎叶枯萎,根部休眠芽碧绿;②抗旱能力极强,用水节省,2001年夏季干旱,30多天不下雨,连续高温30~35℃,屋面温度达65~73℃,基质干透,草仅萎蔫发白,雨后又恢复了生机。2005年秋~2006年春遇到50年少有的旱灾,协会所种植的以佛甲草为主的屋顶草坪返青率仍在80%以上;③耐低温,抗寒能力强,冬季气温降至-20℃,屋面温度降到-17℃时,基质冻结,其根部休眠芽无碍;④冬季干茎抓地牢,不会被风刮起引起环境污染;⑤所需营养基质薄,3~5cm厚即可;⑥根系浅,弱且细,网状分布,没有穿透屋面防水层的能力;⑦管理粗放,低养护,如无特殊干旱的气候条件,不需要人工浇水、施肥,也不需要修剪,长到20cm以上就会倒下,茎部再生小苗,省水、省养护投入;⑧具有一定的经济价值,《本草纲目》记载,佛甲草外敷清热解毒,垂盆草内服清热解毒,且是可食用的保健凉菜。近年来屋顶绿化开展了多品种、本土化试验,长白山卧茎佛甲草、多茎佛甲草、三七景天、八宝景天、萱草(金娃娃)、德国小景天、太阳花、太平花、红景天、德景天、费菜、门头沟柏峪景天、延庆瓦松、密云养心草等本地、外埠和国外引进的景天属地被植物在试种中都有尚佳表现。

  从色彩上看,简式草坪也不再单调、雷同,尤其是太阳花与佛甲草的搭配更是引人注目,太阳花有红、黄、紫、白多种颜色,使佛甲草草坪由纯绿色变成了五彩斑斓,初步解决了色彩单一的不足,同时也增强了屋顶绿化抗病虫害的能力。另外,屋顶绿化铺装步道,用彩砖构筑多样的图案,受到了施工单位及周边百姓的好评。目前屋顶绿化的发展趋势是屋顶花园的建造越来越多,这与屋面使用功能有关。有些单位和个人高层住户有意在高空开辟休憩空间,这是屋顶绿化很有生命力的发展信号。

  据目前试验可知,可以种植在屋顶上的花灌木、矮生乔木也越来越多。沙地柏、大叶黄杨、女贞、紫叶小檗、木槿、迎春、连翘、碧挑、月季、紫薇、红瑞木、玫瑰、西府海棠、樱花、紫叶李、龙爪槐、垂榆等均可,这些品种有的已经过多年的考验。爬蔓攀缘植物对于屋顶设备和广告架的覆盖更是有其独到之处,可在屋顶建筑物承重墙处建池子种植,也可在地面种植向屋顶攀爬。常春藤、扶芳藤、五叶地锦、爬山虎、葡萄、葛藤等品种目前都在试种,多数表现良好,且造价低廉。北京《屋顶绿化规范》中推荐的乔木也在试种当中。有的地方开展农业种植试验,种植了南瓜、葫芦、豆角、西红柿、大葱、白菜等瓜果菜类和中草药种植,还有的种植了玉米、水稻,别有一番都市小农庄的趣味。

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