屋頂綠化可以廣泛地理解為在各類古今建筑物、構(gòu)筑物、城圍、橋梁（立交橋）等的屋頂、露臺、天臺、陽臺或大型人工假山山體上進行造園，種植樹木花卉的統(tǒng)稱。近年來，隨著城市的不斷發(fā)展和城市化進程的加快，城市土地資源已呈現(xiàn)“寸土寸金”之勢，專門用于城市綠化建設(shè)的土地資源更是十分有限，單靠有限的土地資源來擴大城市綠地面積既不經(jīng)濟也不現(xiàn)實。作為城市建筑“第五立面”的屋頂綠化，是融建筑藝術(shù)和綠化藝術(shù)為一體的綜合性現(xiàn)代技術(shù)，可使城市建筑物的空間潛能與綠色植物的多種效益得到完善的結(jié)合和充分的發(fā)揮，具有廣闊的發(fā)展前景，它將成為城市綠化建設(shè)的新趨勢。
國外屋頂綠化發(fā)展概況
美國加利福尼亞奧克蘭市于1959年在凱澤中心一座六層樓的頂部建造了一個景色秀麗的空中花園。被視為建筑與綠化藝術(shù)“雜交”的奇葩。屋頂綠化自1959年在美國獲得成功后，技術(shù)日漸成熟，目前在歐美等發(fā)達國家正呈方興未艾之勢。
德國特別重視屋頂綠化，德國作為最先開發(fā)屋頂綠化技術(shù)的國家，在新技術(shù)研究方面處于世界領(lǐng)先的地位。1982年，德國立法強制推行屋頂綠化。到2003年末，總的屋頂綠化面積接近一億平方米。到2007年，德國的屋頂綠化率達到80%左右，是整個城市綠地系統(tǒng)的組成部分,基本解決了建筑占地與綠地的矛盾,是全世界屋頂綠化做得最好國家。
英國近年來也較為重視屋頂綠化，尤其重視屋頂綠化所導(dǎo)致的生物多樣性的增加，在其零能耗建筑中充分利用了植被屋面的生態(tài)功能，同時從世界各地收集植物并進行篩選研究。
另外歐洲其它國家如瑞士、法國、挪威等國也都非常重視屋頂綠化，瑞士不僅研究本國植被屋面生物多樣性的問題，而且還研究倫敦植被屋面的生物多樣性問題；法國曾建造8000m2懸掛的植被屋面和坡度為45度的可移動的鋼架上的植被屋面。
美國近些年也非常重視屋頂綠化，以緩解“城市熱島”效應(yīng)。專家測算芝加哥所有建筑的屋頂綠化可使其每年節(jié)約能源約1億美元，最高節(jié)約720兆瓦特，相當于幾座電廠的發(fā)電量。
日本政府特別鼓勵建造屋頂綠化建筑。東京是全世界人口最密集的城市之一，想提高它的植被覆蓋率相當困難，2001年5月東京在修訂的城市綠地保護法中，提出了“屋頂綠化設(shè)施配備計劃”。并且規(guī)定新建建筑物占地面積超過1000平方米者，屋頂必須有20％為綠色植物覆蓋，否則要被予以罰款。
此外，加拿大、澳大利亞、巴西等國家近年來都非常重視屋頂綠化，并獲得了很好的效果。
我國屋頂綠化發(fā)展概況
受資金和對屋頂綠化認識上不足的影響，我國在屋頂綠化方面的建設(shè)和探索相對較晚。自上個世紀60年代起，才開始陸續(xù)出現(xiàn)一些屋頂綠化。其中開展最早的是四川省，成都、重慶等一些城市的工廠車間、辦公樓、倉庫等建筑，利用平屋頂?shù)目盏亻_展農(nóng)副生產(chǎn)，種植瓜果、蔬菜。20世紀70年代，我國第一個大型屋頂花園在廣州東方賓館10層屋頂建成，面積約有900平方米，它是我國建造最早，并按統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計與建筑物同步建成的屋頂花園。1983年，北京長城飯店在飯店其主樓西側(cè)的低層屋頂上，建成了我國北方第一座大型露天屋頂花園。近年來，隨著國內(nèi)城市建設(shè)迅速的發(fā)展，人們對人居環(huán)境和生活質(zhì)量要求的日益提高，在面臨城市化的加速發(fā)展帶來的城市環(huán)境惡化的諸多問題面前，人們對屋頂花園的認識上有了轉(zhuǎn)變，包括建筑師們也開始有意識地在建筑設(shè)計中積極的考慮屋頂綠化的因素。在全國如北京、重慶、上海、廣州、深圳、長沙等各大城市，屋頂綠化均以各種形式自發(fā)的展開，屋頂綠化建設(shè)正在全國各地掀起一輪又一輪的熱潮。政府也越來越認識到屋頂綠化的重要性，一些鼓勵屋頂綠化的政策也相繼出臺。一些大城市也出臺了自己的一些鼓勵屋頂綠化的政策與法規(guī)。2004－2008年《北京市城市環(huán)境建設(shè)規(guī)劃》中給出了明確標準，北京市的高層建筑中30％要進行屋頂綠化，低層建筑中60％要進行屋頂綠化。北京市政府2005年率先在全國開始大面積綠化屋頂，共拿出2000萬資金，在城八區(qū)落實屋頂綠化總面積達13萬平方米。上海市計劃2009年－2011年建成30萬平方米綠化屋頂?！逗Ｄ鲜〕擎?zhèn)園林綠化條例》（2009年1月1日起施行）屋頂綠化首次納入立法，鼓勵發(fā)展屋頂綠化等多種形式的立體綠化，立體綠化的面積可折算建設(shè)項目的綠地面積。據(jù)2008年5月的最新統(tǒng)計數(shù)字表明：深圳市屋頂綠化面積已經(jīng)超過100萬平方米。
屋頂綠化的主要類型
屋頂綠化的類型目前歐美通常根據(jù)栽培養(yǎng)護的要求將屋頂綠化分類三種普遍類型：粗放式屋頂綠化(extensive green roofs)，半精細式屋頂綠化（simple intensive green roofs），精細式屋頂綠化(intensive green roofs)。
粗放式屋頂綠化，又稱開敞型屋頂綠化，是屋頂綠化中最簡單的一種形式（如圖1）。具有以下基本特征：以景天類植物為主的地被型綠化，一般構(gòu)造的厚度為5～15（20）cm，低養(yǎng)護，免灌溉，重量為60～200kg/m2。
粗放式屋頂綠化：歐洲的斜屋頂
半精細式屋頂綠化，是介于粗放式和精細式屋頂綠化之間的一種形式（如圖2）。其特點是：利用耐旱草坪、地被、和低矮的灌木或可匍匐的藤蔓類植物進行屋頂覆蓋綠化。一般構(gòu)造的厚度為15～25cm，需要適時養(yǎng)護，及時灌溉，重量為120～250kg/m2。
精細式屋頂綠化：清華節(jié)能樓
精細式屋頂綠化，指的是植物綠化與人工造景、亭臺樓閣、溪流水榭等的完美組合（如圖3）。它具備以下幾個特點：以植物造景為主，采用喬、灌、草結(jié)合的復(fù)層植物配植方式，產(chǎn)生較好的生態(tài)效益和景觀效果。一般構(gòu)造的厚度為15～150cm，經(jīng)常養(yǎng)護，經(jīng)常灌溉，重量為150～1000kg/m2。
精細式屋頂綠化：中關(guān)村廣場
屋頂綠化的主要功能
降低“城市熱島”效應(yīng): 屋頂綠化是降低“城市熱島”效應(yīng)的最為生態(tài)最為有效的一種手段。聯(lián)合國環(huán)境署的一項研究表明，如果一個城市的屋頂綠化率達到70%以上，城市上空的二氧化碳含量將下降80％，熱島效應(yīng)會徹底消失。屋頂綠化好的城市夏季整體溫度可降低1-2℃。緩解城市洪澇，提高水資源的利用:由于城市地面通常高達70-80%的硬化，大量的降雨不能下滲，需要在短時間內(nèi)排走，有時可能會造成城市洪水的危害，而屋頂綠化則可以截留部分降水，并緩解暴雨對城市排水系統(tǒng)的壓力。
提高建筑節(jié)能效果: 根據(jù)測定，基質(zhì)覆蓋厚度為20cm并栽培大量草本植物和亞灌木的植被屋面，在酷熱的夏天，當氣溫大約30℃時，沒有綠化的屋頂?shù)孛嬉呀?jīng)達到不堪忍受的40～50℃，而綠化屋頂基層10cm處的溫度則為舒服的20℃。對不同屋頂綠化的計算表明，通常每年每平方米可以節(jié)約1-2升燃料油，同時減少污染物的釋放。
凈化空氣、滯塵降噪: 屋頂綠化通過吸收空氣中的二氧化碳、硫化物、氟化物等污染氣體和吸附灰塵，提高空氣質(zhì)量，改善氣候環(huán)境。根據(jù)資料表明，綠化了的屋頂至少可以減少3分貝的噪聲，同時隔絕噪聲聲效能達到8分貝。
增加城市生物多樣性: 綠化的屋頂可以為部分動物如蝴蝶、蜜蜂等提供良好的棲息地，為部分鳥類提供一定的食物源。瑞士StephanBrenneisen的尖端研究發(fā)現(xiàn)設(shè)計得當?shù)奈蓓敾▓@能為不同種類的鳥類和高達254種甲蟲提供棲息地。
為員工、居民提供舒適、環(huán)保的工作、生活空間: 屋頂綠化被證明在一些工作場所獲得了巨大的成功。員工獲得了對于陽光、空氣和綠地的需求，盡管只是視覺上的享受，會減少缺席、擁有積極的工作態(tài)度和工作量16％－24％的增加。
屋頂綠化可以選用的植物
無論哪種類型的屋頂綠化，選用植物材料要首看當?shù)氐淖匀坏乩項l件和植被特征，選用習性適合的植物材料，確保植物生長特性和觀賞價值相對穩(wěn)定凡禿露的泥土屋頂，只要沒有特殊功效的要求和提供特殊的條件，所用的植物材料應(yīng)具有根系淺、耐瘠薄、耐干旱、耐寒冷、耐風颼、宿根、喜陽的習性，以在屋頂上生長安全可靠為首選。
1、草本花卉：如天竺葵、球根秋海棠、風信子、郁金香、菊仡、金盞菊、石竹、一串紅、旱金蓮、鳳仙花、雞冠花、大麗花、全魚草、雛菊、羽衣甘藍、翠菊、千日紅、含羞草、紫茉莉、虞美人、美人蕉、萱草、鳶尾、芍藥、蔥蘭等。
2、草坪與地被植物: 常用的有天鵝絨草、酢漿草、虎耳草等。
3、灌木和小喬木：紅楓、小檗、南天竹、紫薇、木槿、貼梗海棠、臘梅、月季、玫瑰、山茶、桂花、牡丹、結(jié)香、平枝枸子、八角金盤、金鐘花、梔子、金絲桃、八仙花、迎春花、棣棠、拍杞、石榴、六月雪、莢迷等。
4、藤本植物：洋常春藤、蔦蘿、牽?；?、紫藤、木香、凌霄、蔓薔薇、金銀花、常綠油麻藤等。
5、果樹和蔬菜: 矮化蘋果、金橘、葡萄、獼猴桃、草霉、黃瓜、絲瓜、扁豆、番茄、青椒、香蔥等。
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屋頂綠化技術(shù)手段
屋頂綠化的主要構(gòu)造層:種植區(qū)構(gòu)造層由下至上主要由保護層、排（蓄）水層、過濾層、基質(zhì)層、植被層組成。在實際的屋頂綠化施工的過程中，以上幾個基本的結(jié)構(gòu)是缺一不可的，每個步驟都關(guān)系到整個屋頂以后植物的生長狀況。
下面將分別介紹每個構(gòu)造層。
屋頂綠化的主要構(gòu)造層
保護層
保護層包括防水層和防根層，有時兩者合而為一。保護層主要有兩個作用，防水和防止植物根系的穿透，有時分為防根層和防水層，有時合二為一。對于保護層的要求，除了防止雨水和灌溉水的滲入，也要求防水層能長時間抵抗植物根系的穿透能力。
保護層一般有合金、橡膠、PE（聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯）等材料類型，用于防止植物根系穿透保護層。這些材料，都有很強的可加工性和根穩(wěn)定性，并且抗拉強度高、承載能力強，是很好的屋頂綠化保護材料。
(蓄）排水層
?。ㄐ睿┡潘畬右话惆ǎㄐ睿┡潘?、陶礫（荷載允許時使用）和排水管（屋頂排水坡度較大時使用）等不同的（蓄）排水形式，用于改善基質(zhì)的通氣狀況，迅速排出多余水分，有效緩解瞬時壓力，并可蓄存少量水分。
一些適合做排水層的材料，其特性也適合做保護層，就沒有必要在排水層下邊再附加保護層。目前市場上有許多保護層和蓄排水層結(jié)合在一起的產(chǎn)品。但是，有些材料類如沙礫、碎石、珍珠巖，陶粒、就應(yīng)該附加保護層。一些由組合礦物質(zhì)構(gòu)成的例如破碎的膨脹粘土和膨脹頁巖，來自拆除建筑物的混凝土、磚砌體或者磚瓦等，還有用膨化舊玻璃的泡沫玻璃等，都很適合做（蓄）排水層。
過濾層
過濾層的作用是阻止基質(zhì)進入排水層。過濾層要保證有排水的功能，除此之外，還要有防止排水管泥沙淤積的作用。一般采用既能透水又能過濾的聚酯纖維無紡布等材料。
基質(zhì)層
基質(zhì)層是指滿足植物生長條件，具有一定的滲透性能、蓄水能力和空間穩(wěn)定性的輕質(zhì)材料層。
用于屋頂綠化的種植基質(zhì)需具備三個基本條件：有一定的保水保肥能力，透氣性好；有一定的化學緩沖能力，保持良好的水、氣、養(yǎng)分的比例等。第四，重量輕，理想的基質(zhì)容重應(yīng)該在0.1～0.8T/m3，最好在0.5T/m3。
基質(zhì)主要包括改良土和超輕量基質(zhì)兩種類型。改良土由田園土、排水材料、輕質(zhì)骨料和肥料混合而成；超輕量基質(zhì)由表面覆蓋層、栽植育成層和排水保水層三部分組成。
種植層
屋頂綠化植物的選擇應(yīng)用，是屋頂綠化過程中極其重要的一個環(huán)節(jié)。
植物選擇原則：以低矮灌木、草坪、地被植物和攀援植物等為主，盡量不用大型喬木，有條件時可少量種植耐旱小型喬木；選擇須根發(fā)達的植物，不宜選用根系穿刺性較強的植物，防止植物根系穿透建筑防水層；選擇易移植、耐修剪、耐粗放管理、生長緩慢的植物；選擇滯、塵抗、污抗風、耐旱、耐高溫、耐寒、耐鹽堿、抗病蟲害的植物。
由于景天類植物具有耐旱、耐寒、耐高溫、根系淺、植株低矮、易成活、四季可觀賞等諸多特性，常被應(yīng)用在屋頂綠化中，尤其常應(yīng)用于植被屋面。矮小的灌木及多年生草花也可根據(jù)栽培基質(zhì)的厚度或灌溉的有無選擇和應(yīng)用。藤蔓類植物品種多，綠量大，管理粗放，對于屋頂設(shè)備和廣告架的覆蓋綠化，有著獨到的作用。
另外，日本和歐洲也采用苔蘚植物進行屋頂綠化，苔蘚不需要土壤，只依靠太陽和雨水就能生長。苔蘚可保水的程度大約在自重的20倍。其中砂蘚、灰蘚耐干旱性強，對形成一般植物生長生物層困難的高層大樓屋面、坡度較陡的斜屋頂均可使用。把土壤、砂子、秸稈、廢舊紙張等和砂蘚、灰蘚均衡的組合在一起，不使用任何化學合成材料，在屋頂固定好即可。而且成本低，不需要維護。
屋頂綠化的施工
屋頂綠化施工時，應(yīng)按照屋頂?shù)臉?gòu)造結(jié)構(gòu)層，一步步地操作，并認真檢測，以保證施工質(zhì)量。
保護層的鋪設(shè)與檢測
保護層鋪設(shè)在排（蓄）水層下，搭接寬度不小于10cm，并向建筑側(cè)墻面延伸15cm～20cm，高于基質(zhì)表面15cm以上。
對屋頂綠化施工的驗收應(yīng)重點放在保護層的防水性能和根的防護性能上。檢測的方法有積水法、噴灌法、煙氣法、外觀檢測法等。
（蓄）排水層的鋪設(shè)
?。ㄐ睿┡潘畬愉佋O(shè)在保護層上，向建筑側(cè)墻面延伸至基質(zhì)表層下方5cm處。根據(jù)排水口設(shè)置排水觀察井，并定期檢查屋頂排水系統(tǒng)的通暢情況。及時清理枯枝落葉，防止排水口堵塞造成壅水倒流。屋面綠化的排水口周圍應(yīng)置于一個直徑為60-100cm的較大顆粒礫石面，周圍不能有植物，保證排水通暢，不能帶入基質(zhì)。同時考慮排水道的設(shè)置與防風系統(tǒng)的結(jié)合。
過濾層的鋪設(shè)
有時簡單的方式不設(shè)過濾層，但此處建議最好鋪設(shè)。貯存能力強的排水材料也可用在植物的根區(qū)，在這種情況下根很容易穿透過濾層毛墊。過濾層鋪設(shè)在排（蓄）水層上，搭接縫的有效寬度應(yīng)達到10cm～20cm，并向建筑側(cè)墻面延伸至基質(zhì)表層下方5cm處。
栽培基質(zhì)的運輸與鋪設(shè)
屋頂綠化基質(zhì)荷重應(yīng)根據(jù)濕容重進行核算，不應(yīng)超過1.3T／m3。以下是基質(zhì)類型和常用配比及容重（基質(zhì)濕容重一般為干容重的1.2倍～1.5倍）。
植被屋面需要的基質(zhì)厚度大多數(shù)在10-20cm之間，另外還要根據(jù)植物的種類，灌溉措施有無等要素具體而定。基質(zhì)混勻后鋪設(shè)要均勻。
園路的鋪設(shè)
如果設(shè)置，材料以輕型、生態(tài)、環(huán)保、防滑材質(zhì)為宜，設(shè)計手法應(yīng)簡潔大方，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，追求自然樸素的藝術(shù)效果。鋪板時要保證相互垂直，行間留出一定寬度的縫隙。用橡皮錘錘實石板，用石屑填塞縫隙。
植被層的種植
植被種植的方法有：移栽，播種，采用預(yù)制的植物墊。
移栽，是最常用的方法，移栽從苗圃運來的苗木，特別是小苗運輸時，要用專門運輸植物的穴盤或筐，防止植物被壓受損。栽植時可拉線，以栽種整齊。
播種，一般每平方米大約需要5-10g種子，因種子通常細小，可與沙子等混合后直接播種。而國外通常采用壓縮機和噴槍進行濕播。也可用預(yù)制的植物墊直接鋪設(shè)。
防風系統(tǒng)的設(shè)置
屋頂風大，植被層表面應(yīng)加一層礫石覆蓋，特別是在植被屋面的四周以防輕質(zhì)基質(zhì)在植物沒有完全覆蓋時被風刮起。種植稍高或體量較大的灌木特別是在高層時還應(yīng)采用防風固定技術(shù)。植物的防風固定方法主要包括地上支撐法和地下固定法。
另外，對坡屋頂綠化來說，屋面坡度大約15°起，還必須設(shè)附加的防滑裝置，可以通過建筑下部結(jié)構(gòu)本身的防滑擋板進行防滑，也可以加放防滑裝置。防滑擋板應(yīng)在表面防水層之下，屋面結(jié)構(gòu)之上，也可以用鐵絲網(wǎng)固定植物及基質(zhì)。
綠化屋頂?shù)木S護
一般來說，所有的綠化屋頂都需要維護，屋頂綠化阻斷了植物與大地的聯(lián)系，植物生長完全靠澆灌和人工施肥來滿足對水、肥的需要。同時，屋頂?shù)臍夂颦h(huán)境也比地面惡劣得多，風大，極端溫度差大，蒸發(fā)量大，空氣濕度也比地面小，不利于植物生長，管理不善將會使植物生長不良。保證水分供給是植物成活和生長的需要，在綠化屋頂上應(yīng)設(shè)水管，最好采用噴灌或滴灌形式補充土壤水分。適當?shù)剡M行施肥以補充土壤養(yǎng)分，除草、支撐、修剪、防病蟲、防風防寒等日常治理措施仍然是不可少的。
屋頂綠化案例
1、北京市科委十五層植被屋面
北京市科學技術(shù)委員會可持續(xù)發(fā)展科技促進中心十五層植被屋面，位于北京市朝陽區(qū)安翔北里創(chuàng)業(yè)大廈十五層的東西兩側(cè)屋頂平臺，面積近800平方米，始建于2005年4月。該項目是一個研究示范工程，本著樸素實用、本地化、適宜性、效率優(yōu)化及景觀豐富多樣化原則，應(yīng)用輕量、具有可降解、可再生、可循環(huán)的本地構(gòu)造材料，雨水收集利用系統(tǒng)，抗逆性強、株形小、根系淺、四季可觀賞的多種植物材料，以及獨特的防風的鄉(xiāng)土礫石材料，做到了種植施工后粗放維護，并且成本低，獲得了國內(nèi)外專家的好評。
創(chuàng)業(yè)大廈東平臺植被屋面
選用的種植材料在北京適宜的、綜合抗性較強、四季景觀都較好的宿根的景天類及少量低矮的木本植物種類。
2、歐洲的斜屋頂植被屋面
為了順利排除屋面上的雨水，所有的建筑屋面都有一定的坡度，根據(jù)屋頂綠化的規(guī)劃、建造和管理的準則，不同的坡度組進行屋頂綠化時的要求是不同的。
德國的坡屋頂植被屋面
屋面坡度大約15°起，必須有附加的防滑裝置，可以通過建筑下部結(jié)構(gòu)本身的防滑擋板進行防滑，也可以加放防滑裝置。防滑擋板應(yīng)在表面防水層之下，屋面結(jié)構(gòu)之上。也可以采用植物技術(shù)措施，如使用有機質(zhì)含量少，帶有泥沙以及有棱角的顆粒狀物的松散材料作基質(zhì)。也可以用鐵絲網(wǎng)作骨架預(yù)制成植物墊后再在物頂鋪設(shè)應(yīng)用。
3、城市中的綠洲--芝加哥市政廳的植被屋面
芝加哥市政廳的屋頂綠化是降低芝加哥熱島效應(yīng)的典型工程。綠色屋頂被設(shè)計為星狀布局，以南側(cè)和北側(cè)的精細式的綠化面為中心。圖案將由多年生植物和草組成的交替的帶狀圖形構(gòu)成，每個帶狀圖形里應(yīng)用顏色相近的種類，構(gòu)成“色輪”的效果。最終的設(shè)計包括約2000平方米的屋頂綠化面積，占屋頂總面積的55%，約20，000株植物，包括156個不同的種類，其中有苔蘚、景天屬類植物、草、非禾本草本植物、攀緣植物、灌木和兩株喬木：蘋果和山楂。其主體仍是植被屋面。
芝加哥市政廳的綠色屋頂
4、日本·筑波茅草屋
牛田·梵德雷聯(lián)合設(shè)計公司1994年為筑波的一對年輕夫婦設(shè)計了一座茅草屋。運用草皮作為屋頂?shù)谋馗魺岵牧系臍v史已有好幾個世紀。在京都暖和的氣候條件下，“茅草屋”的草屋頂有了另外的功能，即用來隔絕夏天的熱氣，使室內(nèi)保持舒適的溫度。這個面積很大而形態(tài)自由的屋頂花園上種滿了各種木本植物，許多花草都長過了外墻和內(nèi)墻。除了保溫隔熱作用之外，這個屋頂還是個休閑娛樂的好去處，為這個擁擠的城市節(jié)約了寶貴的地面空間。
日本·筑波“茅草屋”
結(jié)語：屋頂綠化是城市化進程的必然趨勢。屋頂綠化的應(yīng)用具有重要的生態(tài)意義和經(jīng)濟價值，屋頂綠化不僅是美化市容的需要，更是保護都市環(huán)境的需要；它可以提供休息場所，提高生活質(zhì)量，擴大綠化面積，拓展城市綠肺，提升建筑的品質(zhì)。在用地相對緊張的大城市，發(fā)展屋頂綠化的前景十分廣闊，它將為我們的都市空間增添更加絢麗的色彩。
注：本文主要部分來自“尹佳蕾”的論文《屋頂綠化初探》。
