屋顶绿化(风景园林学会征集).doc

城市空间特色绿化的示范性研究――屋顶绿化
静安区绿化管理局

1 前言
中心城区寸土寸金，绿地建设必须实行综合开发，立体式、多层次进行建设，使市中心有限的土地发挥出双重的经济及生态效益，因此绿化向空间发展已成为必然趋势，一系列特殊空间绿化诸如屋顶绿化、垂直绿化、窗阳台绿化等特色绿化形式，形成上海中心城区少占地多绿量的绿化特色，营造城市与自然共存、人与自然和谐的绿色城市空间，构建21世纪现代化国际大都市上海的形象。
其中，屋顶绿化以其相对地面绿化投资少、见效快、立足于现有土地条件的特点，开拓了城市“第五面”绿化资源，为城市增绿创造了休闲、观赏的空间，更是完美体现了建筑与园林环境相互穿插、渗透和相互补充，美化了城市景观，是中心城区发展空间特色绿化的一条有效途径。

2 屋顶绿化关键技术
近年，在静安区建筑屋顶建绿多层次综合开发的范例不少，诸如市西中学、一师附小、梅陇镇广场、上尊商务中心、欣宏嘉园等，几乎涵盖了所有的建筑物类型，在屋顶绿化建设上形成了一套较为完整的从荷载分析、土壤介质、防渗漏措施、植物品种选择、种植规范到后期养护管理的关键技术。
2．1 荷载分析
建设屋顶绿化，首先必须对屋顶绿化进行荷载分析以便选择土壤介质，对建筑结构进行调查以便采取有效的防渗漏工艺。经过科学测算，得出：以种植地被植物为主的花园式屋顶绿化荷载为 150-200 kg/m2，土壤介质厚度15-20cm，而以种植小乔木为主的花园式屋顶绿化荷载则为500-600 kg/m2，土壤介质厚度50-80cm。草坪式屋顶绿化荷载50 kg/m2，土壤介质厚度5cm。组合式屋顶绿化荷载则介于两者之间（见表一）。
表一 花园式、草坪式、组合式屋顶绿化比较一览

荷载要求
土层厚度
景观构成
参考造价费用
花园式
以种植地被为主：
150-200 kg/m2
15-20cm
植物造景、园林小品
200-300元/ m2
以种植小乔木为主：
500-600 kg/m2
50-80cm
植物造景、园林小品健身设施
草坪式
50 kg/m2
5cm
地被植物构成图案
50-60元/ m2
组合式
介于两者之间
5-10cm
草坪、地被及花景
150元/ m2

经过调查发现，宾馆、酒店、商办楼、学校和新建居住区等建筑的屋顶设计承载都在250kg/m2以上，即使六十年代建造的不上人屋顶设计承载也在100-150kg/m2。因此，上列数据表明，屋顶绿化的自重完全在屋顶设计承载的范围内。经过探讨和总结，得出：花园式屋顶绿化适宜在宾馆、酒店、商办楼、企事业单位、学校和新建居住区等建筑屋顶上实施（根据荷载情况决定建设以种植地被或乔木为主的花园式屋顶绿化），草坪式屋顶绿化是老式居民住宅屋顶绿化最适宜的方案，而组合式屋顶绿化则可根据实际情况实施。
一般情况下，用于绿化的屋顶应为整体浇筑的钢筋混凝土屋面板，要求提供250kg/m2以上的外加荷载，同时还应考虑非固定设施、人员流动、外加自然力等因素。在实施屋顶绿化过程中，我们根据试验总结出了这样几个减小荷载的方法：（1）采用与屋面结构相适应的布局形式，将棚架、亭子、水池等园林小品设计在承重结构或跨度较小的位置上；（2）采用结构找坡，分散荷载，控制种植槽高度；（3）尽量采用轻型材料。
2．2 植物生长介质选择据外国有关资料显示，不同土壤、植物材料给屋顶增加的平均荷载也不同。因此，为了减轻绿化对屋顶的负荷，通常在建设屋顶绿化时选用轻质土，并将土层厚度控制在最低限度。屋顶绿化采用的土壤全部由有机介质如树皮、稻谷壳、玉米芯、山泥、腐熟木屑等按一定比例配置的土壤，具有容重小、孔隙度大、通气、保水性强、营养丰富等特点，一般30 kg/m2左右，能够满足植物生长所需的养料。
2．3 防渗漏措施
防渗漏是实施屋顶绿化必须解决的前提技术条件。目前部分居民住宅屋顶有渗漏现象，我们经过调查研究发现原因有二：一是当初屋顶防渗漏工艺的缺陷。二是年久失修，防水层老化。我们根据花园式和草坪式屋顶绿化的不同要求，采取不同防渗漏措施。

建造花园式屋顶绿化，传统的排水方法是：在土层下铺设8-12cm的卵石，卵石上垫一层玻璃纤维，然后再覆上土壤，但这种方法容易使屋面增加荷载，造成防水层受力不均匀而渗漏。目前我们试验所得到的较为有效的防水措施是：在屋面上铺设一层支点向上的塑料夹板层，塑料夹板层可根据屋顶的长宽任意搭接，接缝处涂防水粘接剂，使塑料夹板层形成一个整体的隔水层，再在夹板层上铺透水棉，轻质土覆盖于其上，雨水通过土工布沿塑料夹板层支点间的小槽排出（见上页附图）。

而草坪式屋顶绿化，根据现有的技术条件和建筑材料性能，我们在试验了几种化学材料后，发现铺设新型防渗漏材料—氯丁胶，或采用三元乙丙橡胶布，或防水涂料，足以解决屋面的渗漏问题（见左图）。特别是目前选用851防水涂料，具有受天气因素影响小，施工期短，施工便捷，施工效果好的特点，对于可以随时铺卷的佛甲草坪来说，保养维修也方便，几乎没有影响，而传统防水材料铺设时必须在高温干燥，连续无雨期长的特点情况下才能保证效果，施工周期长，施工条件苦，可能会造成因天气因素的不确定，使工期无限延长，最后耽误绿化种植最有利季节，影响成活率和环境面貌。
2．4 植物品种选择
屋顶上光照强、温差大、风力大、土层薄，经过严格全面的植物品种试验和筛选确定了以下特性适合在屋顶生长：植物品种强壮并具有抵抗极端气候条件的能力；适应种植土浅薄、少肥的、浅根性的植物；喜光照、耐旱、耐湿；抗病虫害性强；抗屋顶大风；抵抗空气污染并能吸收污染；容易移植成活、生长缓慢；较低的养护管理要求，适于粗放养管。通过试验，筛选出适宜屋顶种植的植物11种，比较适宜种植的植物38种。
2.4.1适宜屋顶种植的植物
合欢 Albizzia julibrissin Durazz. 小乔木，花期6～7月，果9～10月成熟，花丝粉红色。性喜光，对土壤要求不严，耐干旱、瘠薄。
紫荆 Cercis chinensis Bunge. 小乔木，花期四月，紫花，艳丽可爱，果10月成熟。性喜光，耐寒性。
黄杨 Euonymus japonicus Thunb. 常绿灌木，花期5～6月，果9～10月成熟。喜光，也能耐阴，对土壤要求不严，耐干旱，耐寒，对各种有毒气体及烟尘有很强抗性。
木槿Hibiscus syriacus L. 灌木，花朵大，有紫、红、白等色。花期6～9月，果9～11月成熟。喜光，耐干旱、瘠薄。
茶花Camellia japonica L. 常绿灌木，花大红色，花期2～4月，果秋季成熟，喜温暖湿润气候，观赏期长达5个月。
紫薇Lagerstroemia indica L.灌木，枝干扭曲，花期6～9月，果10～11月成熟。喜光，耐寒生长慢，寿命长。树姿优美，花色艳丽。
石榴Punica granatum L.小乔木，花期5～6月，果9～10月成熟。喜光，有一定的耐寒能力，也耐干旱。
杜鹃Rhododendron simsii Planch. 灌木，花期4～6月，果10月成熟。耐热，耐干旱。
葡萄Vitis vinifera L. 落叶藤木，喜光，耐干旱，生长快，花期5～6月，果期8～9月。
美人蕉 Canna L.多年生草本，花期很长，自初夏至秋末陆续开放。性强健，适应性强，几乎不择土壤，具一定耐寒力。
黄花佛甲草 Sedum lineare 多年生草本，抗逆性强，耐上海高温、低温、干旱，虫不食。
2.4.2其它比较适宜在屋顶上生长的植物
金银花、樱花、棕榈、桂花、枫树、月季、金叶女贞、黄馨、迎春、八角金盘、棣棠、腊梅、紫藤、罗汉松、凤尾竹、天竺葵、球根秋海棠、金盏菊、旱金莲、千日红、大丽花、金鱼草、茑萝、牵牛花、猕猴桃、金橘、草莓、黄瓜、丝瓜、番茄、垂盆草、红花酢浆草和虎耳草等植物适合在屋顶生长。花叶美人蕉、马兰、金叶过路黄、紫鹃和藤本月季等新品种在屋顶也生长良好。
2．5种植技术措施
种植结构与植物配置不仅要考虑自身的景观和功能，同时要考虑与城市景观相协调。种植结构与植物配置计划在与绿化目的相符的同时，要考虑养护管理的可行性。对于屋顶的外围部分及受高楼风影响的场所，要采取以常绿植物为主体的绿篱和密植小乔木、灌木的方法。 种植易受风害的树木时，我们发现避免单株种植，用群植方法可以很好的防风。人的活动路线要与种植区域分离，以防人为踏压。我们还发现应种植草坪、地被等植物或用覆盖材料覆盖土表可以防止土尘飞散和土壤干燥。 2．6后期养护管理技术措施2.6.1修剪
植物生长到一定程度，相邻树木的枝叶会相互缠绕，影响通风，滋生病虫，所以必须定期修剪疏枝，防止过密；草坪、地被同样需要修剪整形，以免影响景观。2.6.2浇水
屋顶绿化植物不同于地面植物，得不到地下水供给，且屋顶土层易缺水，但一般轻质土保水性较好，因此应视植物生长状态浇水。2.6.3施肥
根据土壤状况和植物生长状态，适时进行适量施肥，但应注意多施化肥会导致土壤板结、盐分集积。
2.6.4介质补充
人工介质可能会因风化、雨水冲刷而流失，导致体积缩小、种植层厚度不足，应及时补充介质。
2.6.5病虫害防治
尽量选择适于当地的植物品种，同时保持植物有一个良好的生长环境，可以使植物健壮生长，不受病虫侵害；一旦发现病虫害，应在发生初期迅速控制，并应尽可能避免使用药剂防治。
2.6.6植物健康诊断
屋顶绿化的植物养护管理，除了草坪的剪轧除草、乔灌木的修剪、浇水、施肥、介质补充、病虫害防治外，还应把植物的定期健康诊断列入管理工作中，尽早检验出异常植株。
2.6.7日常保洁
定期有专人负责屋顶绿化的保洁工作，避免生活垃圾、落叶影响景观；植物落叶期间，保证每人有专人负责经常清除，以免堵塞排水孔。
2．7引进植物新品种--黄花佛甲草
黄花佛甲草生于山野，属景天科景天属多年生植物，茎高10-20cm，肉质多汁，四季常青，春季开黄花。
黄花佛甲草所需土壤基质薄，5cm足够；根系无穿透力，该草根系细而弱，扎根浅，且形成网状平面分布，与基质形成整体板块，可随意铺卷；自生自繁无需管理，植株倒伏后每条茎的叶节上能长出小苗，小苗以老茎叶母体为营养，无需加肥料，老茎叶萎缩不会形成枯草层。该草性凉涩，故虫不食，因此不会产生虫害。经过一年多的黄花佛甲草种植实践，草坪式屋顶绿化历经了2个酷暑和1个严冬，如今依然长势良好、郁郁葱葱。
2.7.1耐高温测验
夏季连续高温，屋面温度达50-55℃，在基质干得用火点着得情况下，该草不死亡，只是萎蔫，叶色发白，雨后又泛绿生长。我区观察：2001年35℃以上高温天气有22天，其中6月27日—7月3日连续7天高温，2002年35℃以上高温天气有18天，黄花佛甲草普遍生长良好（见表二）。
表二 上海8层高屋顶温度与黄花佛甲草生长情况
温度℃
－5
0
10
30
40
45
50
55
生长
褐色
正常
正常
正常
正常
发黄
萎蔫
萎蔫

2.7.2耐低温测验
冬季气温0℃以下，基质被冻，该草顶部叶片和茎变深褐色，安然过冬。春暖开冻，又恢复生长。
2．8施工新工艺
2.8.1草坪一次成坪技术
在草坪式屋顶绿化施工过程中，我们试验并总结出了黄花佛甲草草坪一次成坪技术，黄花佛甲草在苗圃内先行种植，与介质形成整体板块，可随意铺卷，减少了到现场在介质土上播种的步骤，达到了运输便利、施工迅速、便捷快效的效果。2.8.2容器拼装工艺
容器拼装的新工艺兼有防渗和供水的双重功能，尤其除黄花佛甲草外，还可种植高羊茅等地被，扩大了草坪式屋顶绿化植物品种的应用范围。目前该容器荷载足以受人体活动，可与健身走道同步规划设计，扩大了屋顶休闲、健身的使用功能。
3 屋顶绿化基本类型
3．1按绿化形式来分
根据建筑屋顶结构的不同，目前已建成的屋顶绿化形式主要有三种：花园式、草坪式和组合式。
3.1.1花园式屋顶绿化
只能在具有足够荷载和良好防水性能的上人屋顶上建造，它实际上是将地面花园建到建筑屋顶上，除绿地中较大的乔木、假山等外，植物造景、水池、假山石、棚架等园林小品均可在屋顶上建造。一般，花园式屋顶绿化在宾馆、酒店、大型商办楼、新建学校、新建住宅屋顶上运用比较多，按照景观、生态、休闲功能需要，配置以绿色植物、花坛、草坪、道路、棚架、水池、亭廊、座椅、健身设施等，供人们休憩、娱乐活动。
比如位于武宁南路、万航渡路上的一师附小屋顶就是一个绚丽多姿的空中花园：根据F型教学楼错落连接，设计七处屋顶绿化，面积2700平方米。因高低视线转移景致，达到步移景异的效果。植物配置以雪松为主景树，以月季、桂花和杜鹃为主要花灌木，以整形绿篱组成模纹图案，整个构成层次丰富。
而位于愚园路上的市西中学屋顶绿化则是一个现代气息和科技信息交融的彩色空中花园。位于校区最高建筑的好学楼屋顶绿化面积900平方米，设计充分考虑学生健康向上的健身面貌：沿电梯井台内口呈S型布置30米长的彩绘不锈钢雕塑墙；沿南侧女儿墙布置1米宽50米长木制观景平台；东西主轴近西侧三分之一中心处设置以蓬莱仙境为主题的枯山水主景，雾状喷头增添意境。种植上以大片竹林作背景，配以桂花，紫荆等中型灌木，由金叶景天、过路黄等20多种新品种组成地被植物材料。整个绿化环境气氛简洁、明快、亮丽，但唯一遗憾的是因荷载问题而舍弃大树种植计划。
市中心的恒隆广场、欣宏家园、南西幼儿园、振安广场等多幢高楼都建成了各自的屋顶花园，让人在单调的钢筋水泥间仿佛回到了大自然的怀抱。3.1.2草坪式屋顶绿化
在整个屋顶满铺地被植物，形成“绿色地毯”，由于地被植物对土壤厚度要求不高，一般5-10cm土层即可，因此适于在建造年代已久远、荷载较小的老式建筑屋顶上种植。 比如静安区已建成的上海大学、宝城大厦、上海电器厂和南草坪居住区等草坪式屋顶绿化。从高空鸟瞰，原本光秃的屋顶已满眼是绿色的图案，都市高楼的屋顶不再简单枯燥，而是充满变化和生机。3.1.3组合式屋顶绿化
对建筑屋顶结构的要求介于花园式和草坪式屋顶绿化之间，一般面积不大，由大片的草坪、地被植物和小巧的花景有机组合，同样美不胜收。比如百欣大厦、上海市政协和上尊商务中心等。
3.1.4其他类型
棚架式屋顶绿化，这种屋顶绿化形式是利用原有屋顶空间，搭建棚架供藤本植物生长，或在屋面承重的墙、柱、梁等位置，架设网架支撑点和框架，用尼龙绳编织成网格。在承重位置上放置深盆花槽，让植物从花槽中爬出，日久，植物的茎、叶自然爬满网格。网架根据房屋的结构可设计成平面或拱型两种。
3.2按使用要求来分
屋顶绿化可以分为：公共休憩活动型屋顶花园、私人家庭屋顶花园、企业形象型屋顶绿化、试点样板型屋顶绿化和见缝插绿型屋顶绿化等。3.2.1公共休憩活动型屋顶花园
这类屋顶花园除具有景观效应和生态效益外，以为工作、学习和生活在该建筑里的人们提供一处室外活动场所为主要目的。由于是开放式的，因此它的植物配置、园林小品布局、园路、出入口都便于人们休憩、活动。3.2.1.1宾馆、酒店、商办楼、企事业单位观赏型屋顶花园
中信泰富、贵都大酒店和静安区教育局校产基建站等屋顶花园。
3.2.1.2居住小区休憩型屋顶花园
静安广场和富民公寓等屋顶花园。
3.2.1.3校园游戏活动型屋顶花园
南西幼儿园和市西中学等屋顶花园。3.2.2私人家庭屋顶花园
近年来，随着市民对绿化意识的提高，一些多层及小高层住宅的顶楼和底楼成为了“金顶银底”，居民充分利用屋顶空间，自己投资营造“私家空中花园”，一般绿化面积不大。如：三鑫花园。
3.2.3企业形象型屋顶绿化
企业在建筑屋顶上，利用满铺地被植物构图，形成企业标志，树企业形象。如南沙公寓屋顶上的静安置业集团企业标志。3.2.4试点样板型屋顶绿化
为解决居民心中疑虑，除当面解答屋顶绿化土建施工和种植方面的疑难问题外，在居委会屋顶上做试点样板屋顶绿化，以事实向居民作承诺。如：海关二村。
五四中学利用原有屋顶搭建棚架，在花坛边沿种植藤本植物，在花坛内种植果树和蔬菜，成为我区第一个果蔬型屋顶绿化试点。3.2.5见缝插绿型屋顶绿化
拆除违章，充分利用有限的空间资源，在车库、垃圾箱顶上建设屋顶绿化。如郑家巷小区。

4 静安区建设屋顶绿化的政策保障
2001年，我区屋顶绿化试点工作在没有相关法规文件支持的艰难条件下，只能通过反复地做单位、居民的思想工作来达到实施屋顶绿化的目的；2002年，为有效推进全区屋顶绿化工作，区建委、规划局、房地局、住宅局、绿化局联合制订了《上海市静安区屋顶绿化实施意见（试行）》，并通过区政府转发。该文件明确： 1、本区范围内已建成的各类建筑的平屋面（主要是多层建筑和大楼裙房），凡技术可行的，实施后对周边环境有明显改善的，都应列入屋顶绿化的实施范围；凡新申报立项的住宅建设项目，在送审项目配套绿化方案时应同时附有屋顶绿化设计方案。
2、按照门前绿化责任制原则，屋顶绿化建设的费用原则上自筹。其中，属于企事业单位的房屋，由各单位自行承担建设费用；属于系统居民住宅的，基本上由各系统自筹建设费用；属于直管公房居民住宅的，由所属物业公司承担建设工作，各相关主管部门视情况予以适当补贴。
3、屋顶绿化建设必须确保安全。对建造久远或承载情况不清的房屋，要有相关权威部门进行检测，并出具检测报告。在确保房屋结构安全的前提下，不断优化设计和施工方案。
4、屋顶绿化建设要选择具备绿化施工资质、又具有屋顶绿化施工经验的队伍进行施工。同时，要切实强化施工质监管理。
5、屋顶绿化按照谁使用、谁建设、谁管理的原则实施。各责任部门和单位必须在建设的同时为管理的实施创造有利条件，在人、财、物等各方面建立保障措施，通过建立长效管理机制，确保养护工作得到真正落实。
6、加大推进居民楼宇的屋顶绿化建设力度。要千方百计做好居民群众的思想说服工作，动员广大居民支持和配合屋顶绿化的建设和实施。全区各部门、街道和居委会都要把推进屋顶绿化建设当作自己份内的事情，积极、有效地配合实施部门和单位做好各项工作。
7、凡列入当年屋顶绿化实施的项目，每完成一平方米，给予奖励人民币十元。完不成任务的，则取消当年绿化先进评比的资格。

5．结论及建议
根据目前上海绿化发展趋势来看，在大力发展各类绿地的同时，发展城市空间特色绿化如屋顶绿化等，是寸土寸金的市中心增绿的有效手段。经过近年来的示范性研究，总结出了一系列关键技术，为在全市推广屋顶绿化提供了强有力的技术保障。然而，在实施过程中，由于部分建筑屋顶所有者仍心存疑虑：或对屋顶绿化缺乏足够的认识、或对技术措施有疑问、或以没有建设费用为托辞拒绝屋顶绿化。鉴于此，提出以下建议：
1、由市政府转发有关开展屋顶绿化的法规文件，提出鼓励屋顶绿化建设的政策，进行全市屋顶绿化的工作规划，使屋顶绿化建设有法可依。
2、市、区两级媒体加大对屋顶绿化的宣传报道，以各种实例宣传屋顶绿化的作用意义、技术措施及政策法规，使建筑屋顶所有者充分认可屋顶绿化是一件利国利民的实事工程，并减少对屋顶绿化的人为破坏；
3、在静安区开展屋顶绿化示范研究的基础上，进一步推进全市屋顶绿化的建设，更多地引进国外先进的技术措施、适宜的植物品种和栽种介质在上海进行试点，同时加强与相关科研部门的联系，使屋顶绿化建设成本更低、植物品种选择更多、介质材料更轻、技术更先进。
4、编制和完善上海市屋顶绿化建设的技术规程，以指导屋顶绿化按科学合理的程序健康、有序地在上海开展。
5、屋顶绿化效果很大程度上取决于后期的养护管理，建立专人专管制度，才能确保绿化面貌。