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屋顶花园系列(三)

http://www.chla.com.cn 2012-03-15 来源:中国风景园林网 作者:anna 发表评论(0)

  中国风景园林网:屋顶花园满足了人们都市宜居的梦想,“把生活、艺术和实用结合起来!”这是建造屋顶花园最初和最后的想法。

  我国自20世纪60年代才开始研究屋顶花园和屋顶绿化技术。开展最早的是四川省,上世纪60年代初,成都、重庆等一些城市的工厂车间、办公楼、仓库等建筑,利用平屋顶的空地开展农副生产,种植瓜果、蔬菜。20世纪70年代,我国第一个屋顶花园在广州东方宾馆屋顶建成。它是我国建造最早,并按统一规划设计,与建筑物同步建成的屋顶花园。1983年,北京修建了五星级宾馆——长城饭店。在饭店主楼西侧低层屋顶上,建起我国北方第一座大型露天屋顶花园。近10年来,屋顶花园在一些经济发达城市发展很快。随着我国城市化的加速,城市建成区中绿地面积不足的现象日益明显,建设屋顶花园,提高城市的绿化覆盖率,改善城市生态环境,已越来越受到重视。

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  屋顶花园的防水处理

  屋顶花园是一种特殊的园林形式,它是以建筑物顶部平台为依托,进行蓄水、覆土并营造园林景观的一种空间绿化美化形式,其涉及建筑、农林和园艺等专业学科,是一个系统工程,必须从设计、选材、施工和管理维护等方面进行综合研究和处理。在屋顶花园的设计与施工中,荷载问题是前提,屋顶应采用整体浇筑或预制装配的钢筋混凝土屋面板作结构层,有条件者,可用隔热防渗透水材料制成的“生态屋顶块”。一般情况下,要求提供350千克/平方米以上的外加荷载能力。同时在具体设计中,除考虑屋面静荷载外,还应考虑非固定设施、人员数量流动、外加自然力等因素。为了减轻荷载,应将亭、廊、花坛、水池、假山等重量较大的景点设计在承重结构或跨度较小的位置上,同时尽量选择人造土、泥炭土、腐殖土等轻型材料。为了保证种植屋面上的植物既能培育生长,又要防水和排除积水,做到不渗不漏,才能满足房屋建筑的使用功能。如果一旦发生渗漏现象,整个屋面必须翻工重做,不但工程量大,费用也较昂贵,因此,防水问题是解决好荷载问题之后最重要的问题了。

  全国建筑协会防水专业委员会理事邓天宁认为,屋顶花园的防水要比一般住宅防水要求高一级,即起码是二级防水,二层柔性防水层。北京市建筑工程研究院叶林标将种植屋面各构造层次分为七层:种植介质、隔离过滤层、排水层、耐根系穿刺防水层、卷材或涂膜防水层、找平层和找坡层。种植介质是屋面种植的植物赖以生长的土壤层。要求所选用的种植介质应具有自重轻、不板结、保水保肥、适宜植物培育生长、施工简便和经济环保等性能。

  一般可选用种植土、草炭、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、细砂和经过发酵处理的动物粪便等材料,按一定比例混合配制而成。隔离过滤层是在种植介质和排水层之间,采用无纺布或玻纤毡,可以透水,又能阻止泥土流失。隔离过滤层的下部为排水层,排水层可采用专用的、留有足够空隙并有一定承载能力的塑料排水板、橡胶排水板或粒径为20毫米~40毫米、厚度80毫米以上的鹅卵石组成。耐根系穿刺防水层是起隔断根系以免破坏防水层作用的,通常采用铝合金卷材、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯土工膜、聚氯乙烯等作为耐根系穿刺防水层。

  卷材或涂膜防水层是在耐根系穿刺防水层下部再铺设的1~2道具有耐水、耐腐蚀、耐霉烂和对基层伸缩或开裂变形适应性强的卷材(如高分子卷材)或防水涂料等的柔性防水层。找平层是用水泥砂浆等找平以便在其上铺设柔性防水层。找坡层则是为了便于迅速排除种植屋面的积水,宜采用结构找坡,其坡度宜为1%~3%。

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  防水设计与施工

  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。

  漏水原因分析

  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,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:

  原屋顶防水层存在缺陷

  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。

  屋顶花园水源更多

  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。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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  施工要点及注意事项

  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问题的两个方面,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。

         屋顶花园排水的方法

         疏水层的处理难度很大,采用疏水层材料,解决了下雨、浇水时多余水分的过滤、排放问题,不会造成积水而导致植物根系腐烂。腐殖土等分量轻、营养高的土壤;为减轻水分和土壤对屋顶的渗漏和腐蚀,屋顶花园将采用喷灌、滴灌等方法“细水长流”,排水系统也需郑重考虑;为防止水分蒸发过快,土壤中还将加入高分子保水剂。

        泥炭可作为主要的栽培基质,它的容重很小,一般干重在0.2-0.3克/平方厘米间,而普通土壤的容重是1.25-1.75克/厘米3,湿重约在1.9-2.1克/厘米3间。由此可以推算出泥炭在干重时是普通土壤重量的18-20%,而湿重是普通土壤重的33%,建造屋顶花园如果100%用泥炭,则可减轻2/3--3/4的重量。当然,建造屋顶花园不可能全用泥炭。一则全用泥炭相对成本偏高,二则全用泥炭的最大缺陷是抗风固根力不够强。因此在实际使用中一般采用在二份普通土中渗入一份泥炭做成混合土来建造屋顶花园。或者还可加入适量的糠灰。这样不仅可减轻土基重量的25-30%,而且也改善了土基的透气性和土基的养分,所以说,泥炭是建造屋顶花园的理想材料。

         采用APP防水卷材对付屋顶渗漏,效果非常好。这是一种采用无规聚丙烯等制成的新型防水材料,不仅能耐腐蚀、抗老化,还能防止植物根须的侵入。屋顶防水层上面有土壤和植物覆盖,如果发生渗漏,很难发现漏点,无法根治;花草生存,离不开水和肥料,如果屋顶长期保持湿润状况,再加上肥料中含酸、碱、盐物质的腐蚀,都对防水层造成持续的破坏,如果防水材料防水性能、防腐性能不稳定,那么花园下面的住宅是无法入住的;另外,花草都有根须,根须无孔不入,如果防水层次搭接部位或材料本身有孔隙,根须即会侵入并扩展,使防水层失效。

         APP是以无规聚丙烯等高分子聚合物改性沥青制成的一种新型防水材料,其抗拉力、抗撕破力、不透水性、延伸率、耐老化性、耐腐蚀性都很好,使用寿命长达10年以上,而且还研制出了防止植物根须破坏防水层的抗根卷材,并开始用于屋顶花园试点工程,防水效果很好。由蓝光公司独家中标的北京西单文化广场绿地防水工程,共采用了4万多平方米蓝光APP抗根卷材,对老化期达15年以上,确保草坪下面的地下设施无渗漏。他们的经验是,用1:2.5水泥砂浆铺好厚度为20毫米~30毫米的找平层;用3毫米厚的APP聚酯卷材和3毫米厚的抗根卷材做好防水层,用1:3水泥砂浆做好厚30毫米的保护层;用10厘米~15厘米厚的卵石做好排水层;用每平方米250克~300克的聚酯无纺布做好过滤层;最后是25厘米厚的植物土壤层。如此选材和施工,就可根治屋顶花园的渗漏问题。屋顶花园的人工土壤层一般要有防水层、过滤层、过滤网、粗砾土和种植土五层。防水层中排水系统的设计和安装非常重要,它将直接影响到防水问题。土壤层的厚度也要根据所选植物的不同而有所不同。像种植草坪至少需要10厘米的种植土层,而一般花木、灌木要20至30厘米,若是小乔木类至少都要在40至50厘米。屋顶花园首先要解决防水问题。目前国内市场上质优价廉的防水材料比比皆是,防水层应该是高强度的,能够经得起一般性的冲击和摩擦。同时加强对水资源利用率,减少绿化用水对居民生活的影响,提高环保生态效益。对于构筑物,例如纳凉亭,单边伞,吊床,秋千椅,遮阳伞,庭院椅等可用实木或铝合金骨架来生产,减轻重量。

     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。

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  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

  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。

  体会和总结

  (1)建筑防水观念应该转变。首先要提高防水技术重要性的认识。目前建筑技术和装修标准在不断提高,而国内建筑防水的标准却有所下降。过去屋面防水工程构造价约占工程造价的5%~10%,而近年却降为2%左右。国外建筑防水概念已在转变,即不是只考虑一次性造价,而是综合考虑防水工程造价和使用期,并且更加强调使用功能的提高。(2)重视防水设计与施工工艺、防水材料与结构及基层、施工时间与环境之间的匹配、协同和优化,以求得最佳的防水效应。因此,在建筑屋面的各项与屋顶防水层有关的设施时,均要在屋顶建筑结构施工图中给予表达,并有明确的防水构造做法。(3)合理的选材是达到技术经济综合效果的关键。其主要原则是根据建筑物重要性选择其结构、地理位置、气候条件、防水等级、防水层构造、防水部位和细部构造等;根据当地的气候特征选择防水材料;根据防水材料的性能、防水等级的要求,确定防水层的厚度。现在防水材料品种繁多,产品质量差异很大。设计人员应充分了解这些材料的性能,正确的选择优质的防水材料,组成既经济合理,又能充分发挥效果的防水层。大型工程的屋面,特别是高层建筑的屋面应选用高档或中高档的防水材料,使它与建筑物的等级、标准相适应。防水是屋顶花园安全工作的核心。防水是屋顶花园安全工作的核心。防水工程质量与设计施工和材料3方面都有密切关系。材料为基础,设计为前提,施工为关键。为了搞好屋顶花园的防水工程,我们必须选择质量可靠的防水材料,作出合理的构造,并把好施工质量关。

 

 

 

 

 

 

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