浅谈屋顶花园设计

摘要：随着低碳概念的提出，哥本哈根气候峰会的召开，“生态设计”、“生态建筑”等理念日益深入设计行业，也越来越被重视。而作为建筑“第五立面”且对美化城市环境，改善生态效应有着极其重要意义的屋顶花园，在“生态设计”和“生态建筑”中扮演的重要角色，已越来越受到重视。

关键词：屋顶花园生态起源及发展规划设计种植设计防水

1引言

随着低碳概念的提出、哥本哈根气候峰会的召开，“生态设计”、“生态建筑”等理念日益深入设计行业，也越来越被重视。随着我国城镇化的快速发展，人口越加趋向城市密集，现代建筑也随之增加，而城市绿地面积锐减，相应的环境愈加恶化，致使人们对环境的关注和重视达到前所未有的程度。而作为建筑“第五立面”且对美化城市环境，改善生态效应有着极其重要意义的屋顶花园，在“生态设计”和“生态建筑”中扮演的重要角色，已越来越受到重视。

2屋顶花园的起源及发展

2.1 屋顶花园的起源

20世纪20年代初期，英国著名的考古学家伦德・伍利爵士(Sir LeonardWoolley)，发现早在公元前2000年左右，在古代幼发拉底河下游地区（即现在的伊拉克）的乌尔城，曾建造了雄伟的亚述古庙塔，该塔3层台面上有种植过大树的痕迹，此塔被后人称为屋顶花园的发源地。亚述古庙塔并不是真正的屋顶花园，被人们称为真正屋顶花园的是继亚述古庙塔1500余年以后在新巴比伦出现的“空中花园”。此园是在两层屋顶上做成的阶梯状平台，并于平台上栽植植物。 “空中花园”实际上是一个构筑在人工土石之上，具有居住、娱乐功能的园林建筑群。这个2500多年前的实例，对于我们今后建筑的发展具有极大的参考价值。

2.2国外屋顶花园的发展

中世纪和意大利文艺复兴时期的第一个屋顶花园――鲍彼・皮勿斯二世(Pope PiusII)花园至今仍保存完好。随后出现了Guinigis塔式屋顶花园、17世纪的俄罗斯克里姆林宫屋顶花园（利用焊接方法作防水层）、德国的拉比茨(Rabbitz)屋顶花园（建筑屋顶防水的突破――用硫化橡胶作防水层）、19世纪中叶的挪威的草坪屋顶以及20世纪初向公众游憩、盈利性方向转化的纽约冬季花园和麦迪逊广场。

随着第二次世界大战的开始，屋顶花园逐渐被人淡忘。至20世纪50年代末到60年代初，一些公共或私人的屋顶花园才开始建设。许多精美宽敞的屋顶花园被建成，这一时期的代表有凯厦中心(Kaiser Center)、奥克兰博物馆屋顶花园(Oakland museum)、圣玛丽广场(Saunt Mary’s Square)、朴次茅斯广场(Portsmouth Square)等。

近几十年来，德国、日本对屋顶绿化及其相关技术有了较深入的研究，并形成了一整套完善的技术，是世界上屋顶绿化技术水平发展较快的国家。

2.3国内屋顶花园的发展

我国自20世纪60年代才开始研究屋顶花园技术。开展最早的是四川省，60年代初，成都、重庆等一些城市的工厂车间、办公楼、仓库等建筑，利用平屋顶的空地开展农副生产，种植瓜果、蔬菜。20世纪70年代，我国第一个屋顶花园在广州东方宾馆屋顶建成。它是我国建造最早，并按统一规划设计，与建筑物同步建成的屋顶花园。1983年，北京修建了五星级宾馆――长城饭店。在饭店主楼西侧低层屋顶上，建起我国北方第一座大型露天屋顶花园。

3屋顶花园的设计

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。

规划设计、种植设计及防水设计是屋顶花园设计工作中主要的三项工作内容。其中规划设计和种植设计对屋顶花园的艺术风格及园林形式起着决定性的作用，而防水设计则是屋顶花园安全工作的核心，同样不容忽视。

3.1屋顶花园的规划设计

屋顶花园组成要素主要是自然山水，各种建筑物和植物，按照园林美的基本法则构成美丽的景观。根据屋顶花园所在的位置及使用要求的不同一般把屋顶花园分为公共游息性屋顶花园、家庭式屋顶小花园和科研、生产用屋顶花园三种类型，且各种类型的屋顶花园都具有各自的设计特点。而且因其在屋顶有限的面积内造园受到特殊条件的制约，不完全等同于地面的园林，因此有其特殊性。

3.1.1 公共游息性屋顶花园

这种形式的屋顶花园在设计上应考虑到它的公共性，因为除具有绿化效益外，还是一种集活动、游乐为一体的公共场所。在出入口、园路、布局、植物配植、小品设置等方面要注意符合人们在屋顶上活动、休息等需要。应以草坪、小灌木花卉为主，设置少量座椅及小型园林小品点缀，园路宜宽，便于人们活动。

建在宾馆、酒店的屋顶花园，已成为豪华宾馆的组成部分之一，实为招揽顾客，提供夜生活的场所。可以在屋顶花园上开办露天歌舞会、冷饮茶座等，这类屋顶花园因经济目的需要摆放茶座，因而花园的布局应以小巧精美为主，保证有较大的活动空间，植物配置应以高档、芳香为主。

3.1.2 家庭式屋顶小花园

随着现代化社会经济的发展，人们的居住条件越来越好，多层式阶梯式住宅公寓的出现， 使这类屋顶小花园走入了家庭。这类小花园面积较小，主要以植物配置，一般不设置小品，但可以充分利用空间作垂直绿化，还可以进行一些趣味性种植，领略城市早已失去的农家情怀。

另一类家庭式屋顶小花园为公司写字楼的楼顶，这类小花园主要作为接待客人、洽谈业务、员工休息的场所，这类花园应种植一些名贵花草，布设一些精美的小品，如小水景、小藤架，小凉亭等，还可以根据实力做反映公司精神的微型雕塑、小型壁画等。

3.1.3 科研、生产用屋顶花园

以科研、生产为目的的屋顶花园，可以设置小型温室，用于培育珍奇花卉品种、引种以及观赏植物、盆栽瓜果的培育。既有绿化效益，又有较好的经济收入。这类花园的设置，一般应有必要的设施，种植池和人行道规则布局，形成闭合的、整体地毯式种植区。

3.2屋顶花园的种植设计

屋顶花园一般都有负荷量有限、位置比较高、风力比较大、土层薄、光照时间长、昼夜温差大、湿度小、水份小等特点。所以在种植设计时植物的选择尤为重要，一般遵循以下原则：

3.2.1选择耐旱、抗寒性强的矮灌木和草本植物。由于屋顶花园夏季气温高、风大、土层保湿性能差，冬季则保温性差，因而应选择耐干旱、抗寒性强的 植物为主，同时，考虑到屋顶的特殊地理环境和承重的要求，应注意多选择矮小的灌木和草本植物，以利于植物的运输、栽种理。

3.2.2选择阳性、耐瘠薄的浅根性植物。屋顶花园大部分地方为全日照直射，光照强度大，植物应尽量选用阳性植物，但在某些特定的小环境中，如花架下面或靠墙边的地方，日照时间较短，可适当选用一些半阳性的植物种类，以丰富屋顶花园的植物品种，屋顶的种植层较薄，为了防止根系对屋顶建筑结构的侵蚀，应尽量选择浅根系的植物。因施用肥料会影响周围环境的卫生状况，故屋顶花园应尽量种植耐瘠薄的植物种类。

3.2.3选择抗风、不易倒伏、耐积水的植物种类。在屋顶上空风力一般较地面大，特别是雨季或有台风来临时，风雨交加对植物的生存危害最大，加上屋顶种植层薄，土壤的蓄水性能差，一旦下暴雨，易造成短时积水，故应尽可能选择一些抗风、不易倒伏，同时又能耐短时积水的物。

3.2.4选择以常绿为主，冬季能露地越冬的植物。营建屋顶花园的目的是增加城市的绿化面积，美化“第五立面”，屋顶花园的植物应尽可能以常绿为主，宜用叶形和株形秀丽的品种，为了使屋顶花园更加绚丽多彩，体现花园的季相变化，还可适当栽植一些色叶树种；另在条件许可的情况下，可布置一些盆栽的时令花卉，使花园四季有花。

3.2.5尽量选用乡土植物，适当引种绿化新品种。乡土植物对当地的气候有高度的适应性，在环境相对恶劣的屋顶花园，选用乡土植物有事半功倍之效，同时考虑到屋顶花园的面积一般较小，为将其布置得较为精致，可选用一些观赏价值较高的新品种，以提高屋顶花园的档次。

3.3屋顶花园的防水

防水是屋顶花园安全工作的核心。目前屋顶花园的防水处理方法主要有刚、柔之分，各有特点。

3.3.1刚性防水设计

刚性防水设计主要是在屋面板上铺筑50mm厚细石混凝土，内放Φ6＠200双向钢筋网片1层（这种做法即成整筑层），所用混凝土中可加入适量微膨胀剂、减水剂、防水剂等，以提高其抗裂、抗渗性能。这种防水层比较坚硬，能防止根系发达的乔灌木穿透，起到保护屋顶的作用，而且使整个屋顶有较好的整体性，不易产生裂缝，使用寿命也长。屋面四周应设置砖砌挡墙，挡墙下部设汇水孔和天沟，屋面泛水的防水层高度应高出溢水口100mm。

刚性防水层因受屋顶热胀冷缩和结构楼板受力变形等影响，易出现不规则的裂缝，而造成刚性屋顶防水的失败。为解决这个问题，除在30～50mm厚的细石混凝土中配置钢丝或细钢筋网外，一般还可用设置浮筑层和分格缝等方法解决。所谓浮筑层即隔离层，将刚性防水层与结构层分开以适应变形的活动。构造做法是在楼板找平层上，铺1层干油毡或废纸等以形成一隔离层，然后再做刚性防水层。也可利用楼板上的保温隔热层或沙子灰等松散材料形成隔离层，然后再做刚性防水层。刚性防水层的分格缝是根据温度伸缩和结构梁板变形等因素确定的，按一定分格预留20mm宽的缝，为便于伸缩在缝内填充油膏胶泥。需要注意的是：由于刚性防水层的分隔缝施工质量往往不易保证，除女儿墙泛水处应严格按要求做好分格缝外，屋面的其余部分可不设分格缝。屋面刚性防水层最好一次全部浇捣完成，以免渗漏。防水层表面必须光洁平整，待施工完毕，刷2道防水涂料，以保证防水层的保护层设计与施工质量。要特别注意防水层的防蚀处理，防水层上的分格缝可用“一布四涂”盖缝，并选用耐腐蚀性能好的嵌缝油膏。

3.3.2柔性防水设计

屋顶花园柔性防水设计常采用“三毡四油”或“二毡三油”，再结合聚氯乙烯胶泥或聚氯乙烯涂料的处理方法。近年来，随着一些新型防水材料的投入使用，屋顶花园的柔性防水设计越加轻便安全。如已投入屋顶施工的三元乙丙防水卷材，使用效果不错。国外还有尝试用中空类的泡沫塑料制品作为绿化土层与屋顶之间的良好排水层和填充物，以减轻自重。有用再生橡胶打底，加上沥青防水涂料，粘贴厚3mm玻璃纤维布作为防水层，这样更有利于快速施工。也有在防水层与石板之间设置绝缘体层（成为缓冲带），可防止向上传播的振动，并能防水、隔热，还可在绿化位置的屋顶楼板上做PUK聚氨酯涂膜防水层，预防漏水。

屋顶防水层无论采用哪种形式和材料，均构成整个屋顶的防水排水系统，一切所需要的管道、烟道、排水孔、预埋铁件及支柱等屋顶的设施，均应在做屋顶防水层时妥善处理好其节点构造，特别是要注意与土壤连接部分和排水沟水流终止的部分。整体刚性防水层往往因这些细小的构造节点处理不当，而造成整个屋顶防水的失败。另外，按常规设置纵横的分格缝，构造复杂，容易渗漏。安装防水板时，当一块防水板宽度不够，需几块并排安放时，应注意板与板的接缝部分最好用粘合剂完全黏牢。否则即使出现微小的缝隙，也会影响防水效果。缝隙处常存在的空气和水，还会为植物根系生长提供条件，根的生长壮大使缝隙逐渐增大，最终多会造成漏水现象发生。同样，石板面与防水板之间的空隙也会为根的生产提供潜在的空间。

5结束语

屋顶花园是城市可持续发展的重要组成部分，她不仅可以扩大城市的绿化面积，拓展城市绿肺，发挥生态效益，提供新的休息场所，提高人们的生活质量；还可以依靠屋顶植物截留部分降水，减轻高强度降水对城市防洪排灌系统的压力和冲击；并为顶层住户免去一些冬冷夏热的影响。屋顶花园的设计，是“生态建筑”的延续，是生态设计的一部分；屋顶花园设计使屋顶的自然生态环境与城市总体生态环境融为一体，城市文明永续与生活环境文化融合。