生态型屋顶花园的研究与应用

生态型屋顶花园的研究与应用

ZHANG,CHU（张楚）

铭聿建筑规划设计（深圳）有限公司 广东深圳 518000

摘要：在经济社会快速发展背景下，城市生态环境也越来越得到各方重视。面对高密度的城市建设用地，城市绿化手段开始向垂直方向发展，屋顶绿化也逐渐被政府部门所接受，纳入开发地块绿地率的计算。在实践中，屋顶绿化受制于各种条件，各方也在探讨低维护、易管养高产出的屋顶花园技术。本文将对生态型屋顶花园的研究与应用展开理论性分析，进而得出有效结论，希望能给相关人士带来有效结论。

关键词：生态型；屋顶花园；应用研究

引言：

绿色屋顶的出现已经有一百多年历史了，在近几十年间，随着城市的集约发展，屋顶花园的作用也得到了越来越多的肯定。 在学术上，屋顶绿化类型大致可分为三种：集约型（高养护）、半粗放型、粗放型（低养护），它们代表着不同的人类养护介入程度；而从人类活动角度来分类，绿色屋顶又可分为上人类型和不上人类型。本文探讨的生态型屋顶花园应属于上人、半粗放型的屋顶。

一、分析生态型屋顶花园对城市发展的意义

屋顶花园的建设不仅能够有效补偿城市建设项目所挤占的绿地面积，还可让城市空间在发展层次上面更加丰富，将生态环境从局部进行有效缓解[1]。另外，屋顶花园可补充人们对于城市室外活动空间的需求，有效帮助人们缓解社会疲劳、在心灵上给予人们安慰同时充实了精神世界。屋顶花园的建设不仅节约了土地，实现了绿地向空间发展，有效开拓了城市空间，而且也是建筑与园林两者的艺术结合。

其次，屋顶花园响应了国家倡导的“节能减排、绿色开发”政策。 实践证明，屋顶花园不仅能有效地减少城市热岛效应，同时也能为个体建筑的保温降温带来积极作用。国外研究者在加拿大多伦多区域的一个城市模拟模型中发现，若将50%的屋顶均匀地改为绿色屋顶，城市的某些区域的温度能最高降低2°C[2]。

再者，屋顶花园对于缓解日益严重的城市雨洪问题也大有帮助。传统硬质屋顶迅速收集屋顶雨水并往市政管网中排放，但随着城市的硬质面积越来越大，城市管线已不堪重负，局部水涝在暴雨后时常出现。屋顶花园建设符合海绵城市的六字精要“渗、滞、蓄、净、用、排”：植被和种植介质能有效滞留和净化雨水，如果结合底层蓄水板，其能储存雨水从而减少日常灌溉需求。相关国外研究表明，绿色屋顶最多能减少60%-79%的年度屋顶径流。[3]

最后，屋顶花园对于生物栖息地和生物多样性也有着非凡的贡献。屋顶花园通常在城市和城郊区域充当着绿色廊道的作用，把碎片化的城市绿地串联起来，营造生物栖息地绿色网络，以达到提升城市生物多样性的目的。实际上，部分屋顶花园已经是众多鸟类、昆虫、无脊椎动物在城市中的家园。

二、生态型屋顶花园的要素

（一）种植介质

屋顶花园建造技术与地面绿化建造技术在一定程度上存在差距，主要是由于屋顶构造带来的限制条件。一般来说，开发者不会在屋顶预留过多的荷载，而屋顶荷载直接决定覆土厚度，覆土厚度则制约着植物选择。从某种意义上说，屋顶花园植物的选择和组合的丰富度取决于介质厚度。生态型屋顶花园的种植土层通常来源于人工合成，主要基于矿物质，再添加小部分的有机物质，在重量、蓄水、养分等方面找到均衡。在国内的项目实践中，其在介质配置方面不拘一格，多数按1：1：1：1的比例配置田园土：草炭：松针土：珍珠岩，此配比具有较低的湿容重，对于荷载不够的屋顶是不错的优势。

（二）植物选择

生态型屋顶花园的植物选择除受制于介质厚度外，其存活情况还受缺水（严重干旱）、极端温度变化、营养缺失等因素的影响。通常情况下，小型的本地植物会被认为是生态型屋顶花园的最佳选择，其原因主要来自于两个方面：1）本地植物通常更加适应当地的气候条件，2）本地植物更能支持当地的生物多样性，符合生态学的基本原理。在世界范围内，关于使用本地物种、非本地物种或是侵略性物种的话题一直都是困扰屋顶植物选择的难题。屋顶易存活的非本地物种或是侵略性物种似乎对当地的生物多样性帮助不大，但在实践中，考虑到屋顶荷载的限制和绿化对节能减排、雨洪管理等方面的明显作用，非本地物种或是侵略性物种还是被广泛应用的。

理想的用于屋顶绿化的植物应是既能适应屋顶极端环境，也有较好环保和景观价值的物种。[4]植物选择应尽量选择抗逆性强、耐旱、耐贫瘠、适应昼夜大温差、浅根且成活率高的植物。具体在植物配种上，宜充分考虑群落美观性，结合植物的习性、颜色、大小、纹理以及形状等特点进行搭配，营造一定的生态群落，给人在视觉上带来良好的体验感受，并达到提高城市生态的主要目的。

（三）园林设计

生态型屋顶花园倡导低维护、易管养的花园模式，以提升环境生态效应作为主要目的，人类活动场所和景观元素应巧妙的植入，避免扰乱屋顶脆弱的生态系统。其场所设计应以小而精的“休憩”空间（静态属性）为主，避免大面积硬质空间和较大的活动场所对场地生态进行割裂。在具体设计手法上，设计人员应优先考虑屋顶植物的生存空间和条件，结合各种元素进行巧妙搭配，提高场地空间的艺术性和体验性。另外在雨水收集和再利用方面，设计人员应严格把控每一个环节，将屋顶视作一个生命体，保证水资源得到最优化的循环利用。

美国纽约高线公园是现代生态型屋顶花园的一个知名国际案例，它成功的将一条线性、废弃的铁路线改造成世界闻名的城市绿色廊道。设计并未追求“吸引眼球”的大手笔，而是利用较少的路面和较多的原始地表，通过粗放型植物的巧妙配置，创造出一个“慢节奏”的舒适花园走廊。这样不仅减少了城市热岛效应，又给野生动物、昆虫、鸟类提供了生存空间，同时也满足了城市居民对绿色休憩空间的需求。高线公园设计充分体现了设计师对自然生态的尊重，同时又巧妙将人性化元素和场地融入自然场景中。

三、结束语

随着我国城市化进程的加剧，屋顶花园的建设也逐渐登上了一个新台阶。在学术上，相较于集约型屋顶绿化（高养护），粗放型屋顶绿化（低养护）一直是国内外科研人员的研究目标。本文提及的生态型屋顶花园介于两者之间，既要兼顾屋顶生态，又要符合大众审美，这就需要设计人员在实践中，熟知粗放型屋顶绿化在植物选择和搭配、种植介质选择、雨洪管理、生态效应发挥等方面的基本原理，并通过巧妙构思，将人性化的空间场地融入到屋顶花园生态中，成为一个共同呼吸和成长的生命体。

参考文献：

[1]王文瑞. 合肥市公共建筑屋顶绿化现状研究及评价[D].安徽农业大学,2019.

[2] Bass B etc. 2003. Evaluating Rooftop and Vertical Gardens as an Adaptation Strategy for Urban Areas. Ottawa:Institute for Research in Construction. Report no. NRCC-46737.

[3] Köhler M, etc. 2002. Green roofs in temperate climates and in the hot-humid tropics—far beyond the aesthetics. Environment and Health 13: 382–391.

[4]简曙光等，广州市不同环境屋顶自然生长的植物多样性分析.中国科学院华南植物园,生态环境杂志2005，14(1):75-80