屋顶花园

第十一章屋顶花园一、教学目的和教学要求了解屋顶花园的历史与发展掌握屋顶花园的特征与效能掌握屋顶花园的建造二、教学重点难点屋顶花园的建造三、教学内容屋顶花园的历史与发展屋顶花园的特征与效能屋顶花园的建造（一）屋顶花园的设计原则（二）屋顶花园的分类（三）屋顶花园的构造和要求四、教学方法与辅助手段采用多媒体课件教学，在多媒体教室讲授。五、作业与思考第十一章屋顶花园本章提要：城市生态环境随着城镇的开发与发展，使维持人类生存的环境空间日趋恶化。改善大中城市的生态环境的途径之一，是开拓城市的绿化空间，建造园林城市。要达到此目的，必须进行点滴的城市绿化和开拓新的园林绿地，增加城市绿化面积。但城市中林立的高楼大厦、众多的道路和硬质铺装取代了自然土地和植物，在城市里水平方向发展绿地越来越困难，这就使人们必须向立体化空间绿化寻找出路，即向建筑物的垂直绿化和屋顶绿化方向发展。一、概述位于建筑物顶部，不与大地土壤连接的花园，就叫屋顶花园。屋顶花园可以广泛的理解为在各类古今建筑物、构筑物、城围、桥梁（立交桥）等的屋顶、露台、天台、阳台或大型人工假山山体上进行造园，种植树木花卉的统称。它与露地造园和植物种植的最大区别就在于屋顶花园是把露地造园和植物种植等园林工程搬到建筑物或构筑物之上。它的种植土一般是人工合成堆筑，不与自然大地相接触。（一）屋顶花园的历史与发展屋顶花园并不是现代建筑发展的产物，它可以追溯到据今近4000年以前。公元前2000年左右，在古代幼法拉底河下游地区（即现在的伊拉克）的古代苏美尔人最古老的名城之一——Ur城，曾建造了雄伟的亚述古庙塔，或称“大庙塔”，就是被后人称为屋顶花园的发源地。亚述古庙塔主要是一个大型的宗教建筑，其次才是用于美化的“花园”，它包括层层叠进并种有植物的花台、台阶和顶部的一座庙宇。因为塔身上仅有一些种植物而且又不是在“顶”上，所以花园式的亚述古庙塔并不是真正的屋顶花园。公元前604-562年，新巴比伦国王尼布甲尼撒二世为他的王妃建造了“空中花园”，以解除王妃的思乡之苦，这就是被称为世界七大奇观之一的巴比伦空中花园，见图9-1。所谓的“空中花园”，就是在平原地带的巴比伦堆筑土山，并用石柱、石板、砖块、铅饼等垒起每边长125m,高达25m的台子，在台上层层建造宫室，处处种花草树木。为了使各层之间不渗水，就在种植花木的土层下，先铺设石板，在半晌浸透柏油的柳条垫，再铺两层砖和一层铅饼，最后盖上厚图9-1“古代世界七大奇迹”之一的“空中花园”想象图（仿黄金锜）达4-5m的腐殖土，这样不仅可以种植一般花草灌木，还可以种植较高大的乔木；并动用人力将河水引上屋顶花园，除供花木浇灌之外，还可形成屋顶溪流和人工瀑布。“空中花园”实际上是一个建造在人造土石林之上，具有居住、游乐功能的园林式建筑体。这是世界园林史上第一个悬离地面的花园。美国加利福尼亚州奥克兰市于1959年在凯则中心的屋顶上，建成面积达1.2hm2的屋顶花园，被人们认为它是与古代巴比伦“空中花园”相媲美的现代真正屋顶花园。这座屋顶花园的设计，既考虑到屋顶结构负荷、土层深度和植物选择、园林用水等技术问题，也考虑到高空强风以及毗邻高层建筑的俯视效果等技术和艺术要求，在屋顶花园造园技术上取得重大突破。加拿大不列颠哥伦比亚温哥华凯则资源有限公司1977年在公司新总部18层楼顶上建成一座屋顶花园，面积430m2。以前的屋顶花园都是位于高层建筑的顶部，而温哥华凯则屋顶花园则修建在高层建筑的顶部。它继承了过去屋顶花园的传统，又在研制新材料和减轻屋顶荷载等方面取得了新的经验。屋顶花园由于荷载减轻、造价降低，因而推广开来。（二）我国屋顶花园的概况1949年前，在上海、广州等口岸城市，个别小洋楼屋顶平台上，种植些花草，摆放些盆花等均为在原有平顶露台上进行，不是按建楼的规划设计修建的屋顶花园。我国自二十世纪六十年代才开始研究屋顶花园和屋顶绿化的建造技术。随着旅游事业的大发展，全国各地大量修建旅游宾馆、旅游饭店。另外为了改善城市生态环境，增加城镇的人均绿地面积等的需要，屋顶绿化、屋顶花园、屋顶养花才真正进入城市的建设规划、设计和建造范围。与西方发达国家相比，我国早期的屋顶花园和绿化，由于受到基建投资、建造技术和材料等的影响，仅在南方个别省市和地区原有建筑物的屋顶平台上改建成屋顶花园。开展较早的城市有重庆、成都、广州、上海、深圳、武汉等。随着时代的发展，在我国各地成批的出现了各具特色的屋顶花园。如：广州东方宾馆屋顶花园、广州白天鹅宾馆的室内屋顶花园、上海华庭宾馆屋顶花园、重庆泉外楼、沙坪大酒家屋顶花园、成都宾馆、北京长城饭店屋顶花园、北京首都宾馆屋顶花园、武汉老通城屋顶花园等。上海华庭宾馆主楼前裙楼屋顶上，兴建了具有中西造园风格的大型屋顶花园，1991年开业的北京首都宾馆，第16层和第18层屋顶上，均建造了精美的屋顶小花园，见图9-2。图9-2北京首都宾馆屋顶花园二、屋顶花园的特征与效能（一）屋顶花园的特征在屋顶上造园是一种特殊的园林形式。在屋顶上造园，一切造园要素都受到支撑它的屋顶结构的限制，不能像在地面上那样随心所欲的运用造园因素——挖湖堆山、改造地形——进行营造。但是，屋顶花园毕竟是人们将地面上的“园”升到屋顶上来的，它与露地造园有共同处又有区别。从造园手法的运用上，可运用一般的园林构景手法，创造优美的绿色环境；同时，已受到所处居高临下，场地狭小，四面（或三面、两面）围绕建筑墙壁所限。屋顶花园是完全建在人工“地基”——屋顶楼板上。屋顶花园的植物必须种植在人工合成土壤上，而合成的种植土和大地之间被建筑物隔绝。植物生长的基本要素——水的供应受到限制。因而，在地面上生长良好的花木，移植到屋顶花园上就可能影响它的生存。屋顶花园植物生长的好坏，直接影响到屋顶花园的效果，因而也增加了它的建造难度和困难。建筑物的承载能力，受限于屋顶花园下的梁柱板和基础、地基的承载力。由于建筑结构承载力直接影响房屋造价的高低，因此，屋顶上的每平方米的允许荷载均受到限制。这样，种植土的厚度、重量就必须控制在承载力允许的范围内。显而易见，屋顶绿化的种植土形成的栽植环境，对树木花卉生长发育所需的理想条件相差甚远。另外，为了减轻屋顶花园传给建筑结构的荷载，对于较大的荷重和造园设施，如高大的乔木种植池台、假山、雕塑、水池等应尽量放置在承重大梁、墙、柱之上，并注意合理分散荷重。避免将荷重布置在梁间的楼板上。屋顶花园上建造园林建筑如亭、廊、花架及园林小品等，受到屋顶结构体系、主次梁及承重墙柱位置的限制，必须在满足房屋结构安全的前提下，进行布点和建造。屋顶造园的有利因素有：屋顶花园高于周围地面，气流通畅清新，污染少，空气混浊度低；屋顶位置高，较少被其他建筑物所遮挡，因此接受日照时间长；屋顶一般与周围环境相分隔，出入口与建筑相连，没有交通车辆干扰，很少形成大量人流，既清静又安全。（二）屋顶花园的效能1.屋顶花园的环境功能屋顶花园的建造，有效的增加了城市的绿化面积。解决建筑占地与园林绿化争地的矛盾，是在新建或已建的各类房屋本身寻找出路，建筑物的垂直绿化，特别是屋顶花园几乎能够已等面积的偿还支撑建筑物所占的面积。在国外，利用建筑物的屋顶、天台、阳台、檐口和墙面绿化的实例很多，均取得了极佳的生态效益和功能效果。屋顶花园的效果还起到协调建筑物与周围还击各联系，使自然植物与人工建筑物有机的结合和相互延续，保护和美化环境景观，并产生特有的效果，从而增加了人与自然的紧密度，保持建筑物与周围环境的协调。2.改善屋顶眩光、美化城市景观随着城市高层、超高层建筑的兴建，更多的人们将工作与生活在城市高空。不可避免的要经常俯视楼下的景物。除露地绿化带外，主要是道路、硬铺装场地和底层建筑物的屋顶。建筑屋顶的表面材料，在强烈的太阳光照射下，反射出的刺目的眩光将损害人的视力。屋顶花园的建造，不仅减少了眩光对人们视力的损害，更美化了城市的景观。3.绿色空间与建筑空间相互渗透屋顶花园的建造，使人们更加接近绿色环境。一般屋顶花园都与居室、起居室、办公室相连，比室外花园更靠近生活。屋顶花园的发展趋势是将屋顶花园引入室内，形成绿色空间向建筑室内空间渗透。4.屋顶花园的隔热作用没有屋顶绿化覆盖的平屋顶，夏季由于阳光照射，屋面温度比气温高的多。而经过绿化的屋顶，大部分太阳辐射热良宵好在水分蒸发上或被植物吸收。且由于种植层的阻滞作用，这部分热量不会使屋顶结构表面温度继续升高。并5.屋顶花园的保温作用钢筋混凝土平屋顶，在我国北方采暖房屋设计中应根据热工计算，在屋顶楼板上铺设保温层，以保证冬季室内温度达到一定的标准。屋顶花园上的种植池内为种植各类花卉树木，必须设置一定厚度的种植基质，以保证植物的正常生理需要。如果屋顶绿化是采用地毯式满铺地被植物，则地被植物及其下的轻质种植土组成的“毛毯”层，完全可以取代屋顶的保温层，起到冬季保温夏季隔热的作用。三、屋顶花园的建造（一）屋顶花园的设计原则屋顶花园的设计和建造应因地制宜、因“顶”制宜，要按照“实用、精美、安全”的设计原则，指导屋顶花园的设计。1.“实用”是屋顶花园的造园目的建造屋顶花园的目的，是改善城市的生态环境，为人们提供良好的生活和休息场所。衡量一座屋顶花园的好坏，除满足不同的使用要求外，绿化覆盖率必须保证在50%——70%以上。只有保证了一定数量的精品种植物，才能发挥绿化的生态效益、环境效益和经济效益。在某种意义上讲，屋顶花园上的种植物的多少，是屋顶花园“适用”的先决条件。2.“精美”是屋顶花园的特色屋顶花园要为人们提供优美的游息环境，因此，它应比露地花园建造的更精美美观。屋顶花园的植物配置、植物选配均应是当地的精品，并精心设计植物造景的特色。由于场地窄小，道路迂回，屋顶上的游人路线、建筑小品的位置和尺度，更应仔细推敲，既要与主体建筑物及周围大环境保持协调一致，又要有独特的园林风格。因此，在屋顶花园上“美观”，应放在屋顶花园设计与建造的突出位置上，不仅在设计时，而且在施工管理和材料上均应处处精心。3.“安全”是屋顶花园的保证屋顶花园是否建造的先决条件是：建筑物是否安全的承受屋顶花园所加的荷重。这里所指的“安全”包括结构承重和屋顶防水构造的安全使用，以及屋顶四周的防护栏杆的安全等。（二）屋顶花园的分类1.按使用要求区分2.按绿化形式区分3.按屋顶花园的位置区分公共游息性屋顶花园赢利性屋顶花园家庭式屋顶花园绿化、科研生产为目的的屋顶花园成片状种植区（地毯式、自由式、苗圃式）分散和周边式屋顶花园庭院式屋顶花园单层、多层建筑屋顶花园高层建筑屋顶花园空间开敞程度（开敞式、半开敞式、封闭式）屋顶花园4.室内屋顶花园（三）屋顶花园的构造和要求屋顶花园一般种植层的构造、剖面分层是：植物层、种植土层、过滤层、排水层、防水层、保温隔热层和结构承重层等，见图9-3。图9-3屋顶花园构造剖面1.草坪花卉2.人工种植土3.过滤层4.排水层5.防水层6.找平层7.保温隔热层8.找平层9.结构楼板10.抹灰层1.种植土为减轻屋顶的附加荷重，种植土常选用经过人工配置的、即含有植物生长必须的各类元素，又含有比露地耕土容重小的种植土。国内外用于屋顶花园的种植土种类很多，如日本采用人工轻质土壤，其土壤与轻骨料（蛭石、珍珠岩、煤渣和泥碳等）的体积比为3：1；它的容重约为1400kg/m3，根据不同植物的种植要求，轻质土壤的厚度为15~150cm。英国和美国均采用轻质混合人工种植土，主要成分是：沙土、腐殖土、人工轻质材料。其容重约为1000~1600kg/m3。混合土的厚度一般不得少于15cm。中美合资美方设计的北京长城饭店的屋顶花园，在施工过程中对屋顶花园设计所采用的植物材料、基质材料和部分防水构造等，均结合北京具体情况作了修改。种植基质土是采用我国东北林区的腐殖草碳土和沙土、蛭石配制而成，草碳土占70%，蛭石占20%，沙土占10%，容重为180kg/m3。种植层的厚度为30~105cm。新北京饭店贵宾楼屋顶花园，采用本地腐殖草碳土和沙壤土混合的人工基质，容重1200~1400kg/m3，厚度为20~70cm。2.过滤层过滤层的材料种类很多。美国1959年在加州建造的凯则大楼屋顶花园，过滤层采用30mm厚的稻草；1962年美国建造的另一个屋顶花园，则采用玻璃纤维布作过滤层。日本也有用50mm厚的粗沙做屋顶过滤层的。北京长城饭店和新北京饭店屋顶花园，过滤层选用玻璃化纤布，这种材料既能渗漏水分又能隔绝种植土中的细小颗粒，而且耐腐蚀、易施工，造价也便宜。3.排水层屋顶花园的排水层设在防水层之上，过滤层之下。屋顶花园种植土积水和渗水可通过排水层有组织的排出屋顶。通常的做法是在过滤层下做100~200mm厚的轻质骨料材料铺成排水层，骨料可用砾石、焦渣和陶粒等。屋顶种植土的下渗水和雨水，通过排水层排入暗沟或管网，此排水系统可与屋顶雨水管道统一考虑。它应有较大的管径，以利清除堵塞。在排水层骨料选择上要尽量采用轻质材料，以减轻屋顶自重，并能起到一定的屋顶保温作用。美国加州太平洋电讯大楼屋顶花园采用陶粒做排水层；北京长城饭店屋顶花园采用200mm厚的砾石做排水层；也有采用50mm厚的焦渣做排水层的。新北京饭店贵宾楼屋顶花园选用200mm厚的陶粒做排水层（图9-4）。图9-4屋顶花园排水构造1.草坪花卉2.排水口3.人工种植土4.过滤层5.排水层6.防水层7.找平层8.保温隔热层9.结构层10.抹灰层4.防水层屋顶花园防水处理成败与否将直接影响建筑物的正常使用。屋顶防水处理一旦失败，必须将防水层以上的排水层、过滤层、种植土、各类植物和园林小品等全部取出，才能彻底发现漏水的原因和部位。因此，建造屋顶花园适应确保防水层的防水质量。传统屋面防水材料多用油毡。油毡暴露在大气中，气温交替变化，使油毡本身、油毡之间及与砂浆垫层之间的粘接发生错动以至拉断；油毡与沥青本身也会老化，失去弹性，从而降低防水效果。而屋顶花园上的屋顶上有人群活动，除防雨、防雪外，灌溉用水和人工水池用水较多，排水系统又易堵塞，因而要有更牢靠的防水处理措施，最好采用新型防水材料。另外，应确保防水层的施工质量，无论采用那种防水材料，现场施工操作质量好坏直接关系到屋顶花园成败的关键。因此，施工是必须制定严格的操作规程，认真处理好材料与结构楼盖上水泥找平层的粘接及防水层本身的接缝，特别是平面高低变化处、转角及阴阳角的局部处理。5.屋顶花园的荷载对于新建屋顶花园，需按屋顶花园的各层构造做法和设施，计算出单位面积上的荷载，然后进行结构梁板、柱、基础等的结构计算。至于在原有屋顶上改建的屋顶花园，则应根据原有的建筑屋顶构造、结构承重体系、抗震级别和地基基础、墙柱及梁板构件的承载能力，逐项进行结构验算。不经技术鉴定或任意改建，将给建筑物安全使用带来隐患。（1）活荷载：按照现行荷载规范规定，人能在其上活动的平屋顶活荷载为150kg/m2。供集体活动的大型公共建筑可采用250~350kg/m2的活荷载标准。除屋顶花园的走道、休息场地外，屋顶上种植区可按屋顶活荷载数值取用。2）静荷载：屋顶花园的静荷载包括植物种植土、排水层、防水层、保温隔热层、构件等自重及屋顶花园中常设置的山石、水体、廊架等的自重，其中以种植土的自重最大，其值随植物种植方式不同和采用何种种植土而异。见表9-1，表9-2。表9-1各种植物的荷载植物名称最大高度(m)荷载（kg/m2）草坪-5.1矮灌木110.21~1.5m灌木1.520.4高灌木330.6大灌木640.8小乔木1061.2大乔木15153.0表9-2种植土及排水层的荷载分层材料1cm基质层（kg/m2）土2/3，泥炭1/315.3种土1/2，泡沫物1/212.24植纯泥炭7.14土重园艺土18.36混合肥效土12.24沙砾19.38浮石砾12.24排泡沫熔岩砾12.24水石英砂20.4层泡沫材料排水板5.1~6.12膨胀土4.08此外，对于高大沉重的乔木、假山、雕塑等，应位于受力的承重墙或相应的柱头上，并注意合理分散布置，以减轻花园重量。6.绿化种植设计（1）土壤深度：各类植物生长的最低土壤深度如图9-5所示。（2）种植类型：图9-5屋顶花园种植区植物生长的土层厚度与荷载值①乔木：有自然式或修剪型，栽种于木箱或其他种植槽中的移植乔木，及就地培植的乔木。②灌木：有片植的灌木丛、修剪型的灌木绿篱和移植灌木丛。③攀援植物：有靠墙的或吸附墙壁的攀援植物、绕树干的缠绕植物、下垂植物和由缠绕植物结成的门圈、花环等。④草皮：有修剪草坪和自然生长的草皮与开花的自然生长的草皮。⑤观花及观叶草本植物：有花坛、地毯状花带、混合式花圃。各种形状的观花或观叶的植物群、高株形的花丛、盆景等。（3）种植要点：屋顶造园土层较薄而风力又比地面大，易造成植物的“风倒”现象，故应选取适应性强、植株矮小、树冠紧凑、抗风不易倒伏的植物。由于大风对栽培土有一定的风蚀作用，所以绿化栽植最好选取在背风处，至少不要位于风口或有很强穿堂风的地方。屋顶造园的日照要考虑周围建筑物对植物的遮挡，在阴影区应配置耐阴或阴生植物，还要注意防止由于建筑物对于阳光的反射和聚光，致使植物局部被灼伤现象的发生。最好选择耐寒、耐旱、养护管理方便的植物。总之，理想的屋顶花园，应设计的象平地上的花园一样，有起伏的地形、丰富的树木花草、叠石流水、小桥亭榭，并充分利用各种栽植手段，体现平屋顶造园的独特风格，创造出一个新的园林艺术天地。思考与实训1.屋顶建园和地面造园有何不同？2.如果将本校的教学楼顶进行屋顶绿化，需采取哪些措施，如何进行设计？