屋顶花园设计中若干问题的探讨.pdf

3 2 低温建筑技术 2 0 1 3 年第8 期( 总第 1 8 2期) 屋顶花园设计 中若干问题的探讨 刘康宁 ， 高晓东 ， 高为志 ( 1 山东建筑大学土木工程学院。 济南2 5 0 1 0 1 ； 2 山东祥泰甄华置业有限公司 济南2 5 c x x x 【 摘要】 现代城市生活中， 高楼大厦一座座的崛起 ， 城市绿地面积的减少， 是现在城市环境的现状， 而屋顶 花园是最有力的绿化方式之一 ， 对开拓绿化空间， 改善生态效应有重要的意义 ， 文中结合具体的工程实例， 详细说 明屋顶花园设计中需要注意荷载取值问题和防水问题 ， 可为以后工程设计人员提供参考。 【 关键词】 屋顶花园； 荷载； 防水 【 中图分类号】 T U 9 8 5 1 2 4 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 l 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 0 3 2 0 3 r I I E DI S S CUS S I ON 0lF S oM PROBLE MS D 咖DES I GN oF RoOF GARDEN L I U Ka n n i n g ，G AO Xi a o d o n g 2 ， GAO We i z h i ( 1 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g ， S h a n d o n g J i a r a h u U n i v ， J i n a n 2 5 0 1 0 1 ， C h i n a ； 2 S h a n d o n g X i a n g t a i y i h u a C o L t d， C h i n a S h a n d o n g J i n a n 2 5 0 0 0 0， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n t h e mo d e r n c i t y l i f e ， h i g h r i s e b u i l d i n g s a p p e a r c o n s t a n tl y， w h i l e u r b a n l a n d s c a p i n g ar- c a i s d e c r e a s i n g s t e p b y s t e p， a n d t h i s i s t h e t h e p r e s e n t s i t u a t i o n o f t h e u r b a n e n v i r o n me n t i n the mo d e m c i ty l i f e， S O t h e r o o f g ard e n b e c o me the mo s t p o w e r f u l wa y o f g r e e n i n g ， i t i s s i g n i fi c a n t t o d e v e l o p g r e e n s p a c e 。a n d i mp r o v e t h e e c o l o g i c a l e f f e c t s T h i s p a p e r d e t a i l sme p r o b l e ms o f the l o s d and w a t e r p r o o f i n t h e d e s i gn o f t h e r o o f g a r d e n， c o mb i n i n g a r e a l e x a mp l e， an d i t C an p r o v i d e r e f e r e n c e t o e n g i n e e r s Ke y wo r d s ： r o o f g a r d e n； l o a d； wa t e rpr o o f 0 引言 在现代城市建设中， 屋顶花园是最有潜力的绿化 方式之一， 为了开拓城市绿化空间， 很多大中城市都新 建了大型的公园等， 但总的来说 ， 水平方向的发展已不 能满足需要。因此在新建和改建的旧建筑物上开辟园 林绿化场地， 建造屋顶花园， 是增加城市绿地面积的有 效途径。屋顶绿化对增加城市绿地面积 ， 改善 日趋恶 化 的人类生存环境 空间 ； 改善城 市高楼 大厦林 立 ， 自然 土地和植物逐渐减少的现状； 改善过度砍伐自然森林， 各种废气污染而形成的城市热岛效应、 沙尘暴等对人 类的危害； 开拓人类绿化空间， 建造 田园城市， 改善人 民的居住条件， 调节室内温度， 提高生活质量 ， 改善人 类生活情调及心情， 以及对美化城市环境， 改善生态效 应有着极其重要的意义 。 屋顶花园的设计和建造要 巧妙利用主体建筑物 的屋顶、 平台、 阳台、 窗台、 女儿墙和墙面等开辟绿化场 地， 并使之有园林艺术的感染力。 文中结合济南某现有房屋进行屋顶花园改造的 工程实例及具体的工程特点， 对进行屋顶花园改造及 设计过程中遇到的承重及防水等诸多问题进行了详 细的探讨和研究， 给出了切实可行的解决方法， 可以为 类似屋顶花园设计提供借鉴。 1 工程说明 济南某单层砌体结构房屋， 原屋顶为平屋顶， 屋面 挑檐宽度为2 8 0 ra m， 原结构屋面板为现浇混凝土屋面 板 ， 板厚度为 1 l O m m， 现浇混凝土梁尺寸为 L一1为 2 5 0 ra m 3 5 0 ra m， L一 2为 2 5 0 m m X 7 5 0 m m。现 应业 主 改善环境的生态功能、 陶冶情操的要求在原屋面板上 建造屋顶花 园。原结构平面图如图 1 所示 。 图1原结构平面图 2 屋顶花园设计中的问题 屋顶花园设计中原结构的承重及防水 问题尤其 重要， 现就结合本工程讨论在旧建筑物屋顶上建造屋 顶花园在承载力不满足要求的情况下如何合理 的对 原有结构进行加固改造及屋顶花园防水问题的处理。 刘康宁等： 屋顶花园设计中若干问题的探讨 3 3 2 1 屋顶花 园改造中的荷载取值 在屋顶花园营造中， 建筑荷载是首先要考虑的问 题。荷载越大， 建筑材料的断面也相对越大 ， 成本也相 应提高， 因此在屋顶花园的建设中， 必须合理的选择材 料 ， 荷载必须精确的计算， 把土壤厚度和植物荷载控制 在最小的范围内， 既能达到绿化环境， 调节温度 的目 的， 又能节约成本。 屋顶 花园通用的屋 面构造 做法 是 ， 从结 构 层 向上 依次是 ， 找平层， 保温层 ， 找坡层， 普通防水层 ， 耐根穿 刺防水层 ， 排水层， 过滤层， 种植土层 ， 植被层。各构造 层的荷载取值对屋顶花园的设计营造起着核心作用。 屋顶花园荷载分为恒荷载和活荷载 ， 活荷载依据 G B 5 0 0 0 9 2 o 1 2 ( 建筑结构荷载规范 取值为 3 k N m 2 ， 而对 于恒荷载 ， 屋顶花 园的营造必然要 在屋面上覆土 ， 而且种植状态会一直处于潮湿的状态。为了减轻屋顶 的荷 载 ， 所 以我们需要选择专用 的轻质种植土 ， 种植土 可以选用田园土， 改良土和无机复合种植土， 其湿密度 应符合表 1 的规定。 表 1 种植土密度 k g m 建筑屋面种植宜选用改良土或无机复合种植土， 地下建筑顶板种植宜选用田园土。本工程为屋顶种植 屋面， 选 择 改 良土 ， 湿 密 度 为 设 计 安 全 起 见， 取 1 3 0 0 k g m ， 种植土厚度根据植物类别如表 2选用。 表 2 种植土厚 度 另 外还要考虑屋 面种植植 被 的荷载 ， 植物 荷重 设 计应按植 物在屋面环境下生 长 1 0年后 的荷重估算 ， 初 栽植物的荷重应符合表 3的规定。 表 3 屋面种植植物的荷重 植物类型 小乔木 大灌木 小灌木 地被植物 植物高度或面积2 0 2 5 m 1 5 2 0 m 1 0 1 5 m 1 0 m 植物荷重 k N 株 一 。n 8 1 2 n6 O 8 n 3- 0 6 n 1 5 0 3 k N m 种植荷载 k N m 2 5 3 0 1 5 2 5 1 0 1 5 0 51 0 其他结构材料的荷载取值详见 G B 5 0 0 0 9 2 0 1 2 建筑结构荷载规范 附录 A的有关规定。 本 工程屋面种植植物 为地 被植物 和小 、 中型盆栽 ， 植被厚度 4 0 0 m m 。屋面构造做法参 L 0 6 J 0 0 2 ( 山东省 建筑做法图集 2 9种植平屋面的做法。 对原结构上加种植屋面荷载从下到上计算如下： l l 0厚 昆 凝 土板厚0 1 1 X 2 6= 2 8 6 k N m 4 0厚最薄处 2 混凝土找坡层 f 4 0 + 8 1 0 0 2 ) 2 X 1 9=1 9 7 2 0厚 1 ： 3水泥砂浆找平0 0 2 x 2 0= 0 4 2 0厚 1 ： 3水泥砂浆找平0 0 2 X 2 0= 0 4 4 0厚防水细石混凝土( 内配钢筋 ) 2 5 x 0 0 4=1 0 4 0 o厚种植土0 4 x 1 3= 4 2 地表植 被0 1 合计 1 0 8 3 k N m 2 2 2 承载力及变形控制及解决方法 通过整体分析和模拟计算， 屋顶花园在各类荷载 共同作用下 ， 原钢 筋混 凝 土楼 板及 混凝 土梁 L一2的 承载力及挠度均不满足规范要求， L一1承载力不满足 规范要求 。需要对钢筋混凝土楼板和梁进行加 固。 原楼板底部钢筋为 8 1 5 0 m m， 依据板的最小配 筋率 2 的要求将板厚增加 5 0 m m， 增至 1 6 0 m m。梁的 高度由原来的 7 5 0 m m增加至 8 5 0 m m， 经验算 ， 增加板 厚及高度后梁板的挠度均满足规范要求。但梁板的原 承载力仍不能满足屋顶花园对于承载力的要求， 所以 需要对梁板 的承载力 问题进行加 固改造 。 新加楼板施工详图如下图 2所示， 板底在受力钢 筋不足 的方 向粘贴碳纤维材料 。 图2 新加楼板详图 L一 2的加 固改造 方式 如图 3所示 。 新加混凝土屋面板 图3 L 一 2 增加截面施工详图 L一 1 挠度变形已满足规范要求， 所直接对梁进行 正截面承载力 加 固即可 ， 加 固方式 采用梁底 粘 贴钢板 的加固方式。 2 3屋顶花园 的防水 问题 低温建筑技术 2 0 1 3年第 8 期( 总第 1 8 2 期) 城市峡谷 内气流的数值模拟研究 马扬 ， 李孔清 ( 1 广东省建筑科学研究院， 广 州5 1 0 5 0 0； 2 湖南科技大学能源与安全工程学院 湖南湘潭2 1 1 2 0 1 ) 【 摘要】 研究街道峡谷内气流运动规律有助于临街建筑物内和街道中空气品质的预测， 有助找出街谷内 污染物的扩散运移规律， 为更好地进行城市规划提供可靠的科学依据。文中在总结典型街道结构形状特征的基 础上， 将街道峡谷抽象为外掠空腔的物理模型， 采用计算流体动力学方法( C F D方法) 模拟了不同街道高宽比的情 况下， 其气流运动的特征及其街道内气流涡动的生成与发展过程。分析总结 了街道峡谷内涡流强度与街道高宽 比、 城市上空气流速度等因素之间的关系与规律， 指出了不同气象条件下城市街道高宽比的合理值。 【 关键词】 街道峡谷； 外掠空腔； 数值模拟 【 中图分类号】 T U 9 8 4 1 1 5 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 0 3 4 0 3 0 引言 研究街谷内气流运动规律有助于临街建筑物内 和街道中空气品质的预测 ， 有助找出街谷内污染物的 扩散运移规律， 为更好地进行城市规划提供可靠的科 学依据。 “ 街道峡谷” ( s t r e e t c a n y o n ) 是指由城市道路及周 围建筑物形成的城市大气边界层下垫面中的狭长低 谷。考虑到街道峡谷内的空气流动、 排放源、 气象条件 和环境等因素对污染物传输和扩散的影响， 在这种与 对流层涉及城市区域相 比为微小尺度的范围内， 对污 染物扩散过程所作的分析与描述称为街道峡谷污染 物扩散分析 。 城市街道峡谷内污染物的传输和扩散与街区分 城市上空来 风 埋史 窒 城市 上空 来风 ( c ) 图1城市峡谷内气流的抽象模型 布形式有直接关系。按照城市街道峡谷两侧建筑物的 高度与街道宽度的对比， 可将城市街道峡谷抽象为如 图 1 所示的三种气流掠过空腔的物理模型。街道两侧 建筑物组成的空腔的两侧壁面， 街道为空腔的下底面。 屋顶花园设计中另一个重要的问题就是屋面防水问 题 ， 防水处理的成败直接影响屋顶花园的使用效果及 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 。 种植屋面土常年处于潮湿状态， 所以对种植屋面 防水要求一般应比普通屋面防水要求高一级， 即最低 应是二级防水， 应采用二道或二道以上防水层设防， 最 上道防水层必须采用耐根穿刺防水材料， 防水层的材 料应相容 。 防水是屋顶花园安全工作的核心。防水工程质量 与设计施工和材料三方面都有密切关 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， 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。 3结语 为提高我国屋面工程的技术水平， 推动种植屋面 工程发展， 改善区域环境， 确保种植屋面的功能与质 量， 工程设计人员在屋顶花园的设计营造 中一定要正 确认真对待由于屋顶花园的空间布局和建筑结构承 重及屋顶 防水要求 的制约而可能 出现 的问题 ， 与 落地 花园相比， 其设计既复杂又关系到相关工种的协同， 建 筑设计、 建筑构造、 结构设计和水电等工种配合的协调 是屋顶花园成败的关键。由此可见， 屋顶花园的规划 设计是一项难度大、 限制多的园林规划设计项目。 参考文献 1 G B 5 0 0 1 0 2 0 1 0 ， 混凝土结构设计规范 s 2 J G J 1 5 5 - 2 0 0 7 ， 种植屋面工程技术规程 S 3 G B S 0 0 0 9 2 0 1 2 ， 建筑结构荷载规范 S 4 李伟杰 屋顶花园荷载问题探析 J 价值工程， 2 0 1 1 ， 8 4 收稿日期】 2 0 1 3 0 4 1 7 作者简介】 刘康宁( 1 9 8 8 一) ， 男 ， 山东青岛人， 硕士研究生， 研究方向 ： 工程抗震 与加 固改造 。