屋頂花園本土化設(shè)計(jì)與建造研究

隨著城市的發(fā)展，大型綠地被高大的建筑所覆蓋。城市缺乏植被綠化,造成了生態(tài)環(huán)境和人類生活質(zhì)量的下降。開發(fā)綠色空間是改善都市生態(tài)環(huán)境的途徑之一。對(duì)新落成的建筑以及老建筑進(jìn)行園林化,可將更多的綠色引入到建筑中。當(dāng)今的建筑科學(xué)和風(fēng)景園林科學(xué)無論是在理論上還是技術(shù)上都有很大進(jìn)步,建造屋頂花園這樣的空間垂直綠色設(shè)計(jì)不僅順應(yīng)了當(dāng)下低碳生活的號(hào)召,同時(shí)也美化了空間,凈化了人們的心靈。1花園的歷史和發(fā)展1.1屋頂花園的起源屋頂花園可以理解為在建筑物、城圍、橋梁等的天臺(tái)、露臺(tái)、屋頂,或者假山的山體上造園、種植樹木花卉的統(tǒng)稱。其實(shí)屋頂花園不是現(xiàn)代建筑所衍生的產(chǎn)物,它的歷史可以追溯到公元前6世紀(jì),尼布甲尼撒(公元前605年~公元前562年)為了取悅他的妻子,不惜重金下令堆筑土山,并用石柱、石板、磚塊、鉛餅等壘起每邊長125m,高25m的臺(tái)子,在臺(tái)子上建造宮室,種植花草樹木,這就是被列為世界七大奇觀之一的巴比倫的空中花園。1.2屋頂綠化與建筑綠化融合在20世紀(jì)60年代以后,一些西方發(fā)達(dá)國家在建造新的建筑群時(shí),就考慮到屋頂花園的問題,現(xiàn)今屋頂花園的營造技術(shù)與藝術(shù)水平也愈加成熟,特別是向來重視綠化的日本和擁有世界第一座屋頂綠化設(shè)施的德國,其建造水平更是達(dá)到了相當(dāng)高的水準(zhǔn)。日本設(shè)計(jì)的樓房一般來說除了加大陽臺(tái)以提高綠化面積外,還有將建筑頂層做成開放式,使屋頂連成一片的做法,這樣就會(huì)形成寬敞的高空?qǐng)龅?居民可以根據(jù)個(gè)人喜好在屋頂養(yǎng)花種草。而德國則在建筑的造型和結(jié)構(gòu)上做足文章,將其建成階梯式或金字塔式,在這個(gè)形式的基礎(chǔ)之上布置屋頂花園,使綠化與建筑融為一體,增強(qiáng)觀賞性。近年來,我國有一部分大城市開始營造屋頂花園,設(shè)計(jì)師們同樣在建筑設(shè)計(jì)中將屋頂綠化視為設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。實(shí)踐證明,屋頂花園不僅可以節(jié)約土地,加大城市的綠化空間,還能改善人居環(huán)境。從空中鳥瞰時(shí),多數(shù)城市的大部分建筑還是戴著“黑帽子”,只在屋頂做隔熱防水層,沒有將屋頂這塊區(qū)域利用起來,這實(shí)際上是一種資源浪費(fèi)。據(jù)資料顯示,一個(gè)城市假如將屋頂全部做綠化處理,那么這個(gè)城市中的二氧化碳將會(huì)減少70%,由此可見,建造屋頂花園是倡導(dǎo)低碳生活的一種行之有效的途徑。2改善城市生態(tài)環(huán)境屋頂花園將建筑藝術(shù)與園林藝術(shù)完美結(jié)合,不僅為城市空間增添了綠色景觀,還能夠在很大程度上改善城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,是節(jié)約土地資源,開發(fā)第二城市空間的有效途徑。它在實(shí)用性、科學(xué)性以及美觀性上都有所體現(xiàn)。2.1屋頂空間的綠化處理久居建筑密集的城市之中,被工業(yè)化、商業(yè)化的氣息所包圍,不免讓人感到壓抑,如果充分利用屋頂空間,做好屋頂?shù)木G化處理,不僅可以提供休憩和娛樂的場(chǎng)所,使人們進(jìn)一步親近大自然,還可以為城市建筑增添藝術(shù)魅力,體現(xiàn)出屋頂花園的實(shí)用性與美觀性。這種類型的屋頂花園也是國內(nèi)外屋頂花園的主要形式之一。2.2綠化建筑屋頂當(dāng)今的建筑基本都是平屋面建筑,屋頂結(jié)構(gòu)常常會(huì)因屋面防水層的溫度效應(yīng)而受到破壞,溫度的變化會(huì)引起屋頂結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮,從而使建筑出現(xiàn)裂縫,導(dǎo)致雨水滲入。沒有綠化植被覆蓋的平屋頂,在夏季往往長時(shí)間處于陽光的直射下,屋頂表面溫度超過了大氣溫度,冬季反之,久而久之,建筑材料由于溫度的反復(fù)變化,負(fù)荷沉重,強(qiáng)度下降,壽命縮短。從科學(xué)的角度看,如果將屋頂做了綠化處理,植物能蒸發(fā)掉水分,消耗掉大量的熱能,不僅可以調(diào)節(jié)夏冬兩季建筑屋頂?shù)臉O端溫度,起到隔熱保溫的作用,也在很大程度上保護(hù)了建筑構(gòu)件。資料顯示,在夏季做了較好的屋頂綠化,種植層下的屋頂表面溫度僅有20~25℃,有效地阻止了屋頂表面溫度的升高,從而降低了屋面下的室內(nèi)溫度,也節(jié)約了室內(nèi)的耗電量,達(dá)到了節(jié)能的目的。2.3屋頂綠化前后的噪聲以提高自降溫植物對(duì)聲波具有吸收的作用,經(jīng)過綠化處理后的屋頂,可以降低從上空傳來的噪聲,達(dá)到隔音降噪的效果。根據(jù)霍希爾·施密德的原理,綠化后的屋頂與原屋頂相比,可降低噪聲20~30dB。屋頂土層為12cm厚時(shí)隔音大約為40dB;為20cm厚時(shí)隔音大約為46dB。2.4發(fā)揮屋頂植物的作用城建部門在進(jìn)行城市建設(shè)規(guī)劃時(shí),地表水都會(huì)因?yàn)榻ㄖ锒纬煞忾]的區(qū)域。通常屋頂?shù)挠晁畷?huì)通過排水裝置被引到排水渠,之后輸送到澄清池或其他人工排水設(shè)施中,這種做法會(huì)造成地下水的嚴(yán)重減少,消耗大量的水資源,形成惡性循環(huán)。屋頂花園的種植基質(zhì)和植物對(duì)雨水具有截流和吸收作用,使屋頂花園的雨水排放量明顯減少,進(jìn)而減輕城市排水系統(tǒng)的壓力。尤其是在南方城市,到了雨季,大量的降水不可能在短時(shí)間內(nèi)排出,這造成城市內(nèi)澇的隱患,假如在屋頂種植了植物,就會(huì)提高屋頂?shù)男钏芰?減少雨水的下排。沒有做綠化處理的屋頂會(huì)有80%的雨水流入下水道,綠化之后的屋頂,會(huì)保留將近50%的雨水供植物吸收,從而減輕下水道的排水壓力。3人性化設(shè)計(jì)因素屋頂花園的設(shè)計(jì)手法雖與陸地花園相似,但它更多地考慮了建筑的承載能力,在滿足建筑承重要求的前提下,還要結(jié)合其使用功能、生態(tài)效應(yīng)、藝術(shù)效應(yīng)等人性化的因素加以分析。因?yàn)槲蓓敾▓@受到區(qū)域的限制,不可能像陸地花園一樣各種植被應(yīng)有盡有,所以設(shè)計(jì)師要把握好特定人群的心理特點(diǎn),在特定的環(huán)境中設(shè)計(jì)出迎合使用人群喜好的屋頂花園。其成敗關(guān)鍵在于屋頂?shù)妮d荷、種植土、屋頂結(jié)構(gòu)、排水設(shè)施、植物的選配與種植設(shè)計(jì)。3.1屋頂及附屬設(shè)施等現(xiàn)有建筑的附加重量在建造一般的花園時(shí),往往不需要考慮地面承重的問題。但在屋頂上建造花園,則需要考慮安全性。這里不單指的是建筑自身的安全,還包括人身安全。屋頂花園的附加重量直接影響到建筑本體的安全。在建造前應(yīng)該對(duì)建筑的技術(shù)資料做一次全面的調(diào)查,再將花園及其附屬設(shè)施的重量和最大游人的承載量一并計(jì)算在內(nèi),做到萬無一失。另外,在屋頂上建造花園必須設(shè)有牢固的防護(hù)措施,在花園周圍一定要做安全防護(hù)欄,防止游人與物體落下。一般為了保證觀賞者的視線通透,不建議用墻體來做圍欄。3.2屋頂綠化要充分利用空間和綠化覆蓋率我國建筑群密集,建造屋頂花園的目的是利用有限的空間增加綠地面積,改善城市中的局部小氣候,給人們提供良好的生活環(huán)境和工作空間。要針對(duì)不同的功能需求建造不同性質(zhì)的屋頂花園。如賓館是為了給客人提供休閑放松的空間;科研單位以科研活動(dòng)、試驗(yàn)為目的。無論是哪一種建筑性質(zhì),應(yīng)該將綠化工作放在首位。因?yàn)槭艿娇臻g的限制,如果植物綠化的覆蓋率低,就難以真正發(fā)揮其生態(tài)效應(yīng)。一般來說,屋頂花園的綠化覆蓋率應(yīng)該處于50%~70%,這樣才能充分發(fā)揮其作用。除此之外,屋頂?shù)姆浪畬右彩且⒁獾膯栴},建造屋頂花園是在防水層的表面施工,在小品種植、工程施工時(shí),很容易破壞防水層,從而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。3.3景觀層次的把握雖然屋頂花園的空間較之一般的陸地花園空間小了很多,但是在設(shè)計(jì)過程中需要考慮的因素眾多,其景觀層次的空間設(shè)計(jì)有一定的束縛性。因此在有限的空間做景觀設(shè)計(jì)一定要做到精美而不小氣,以植物造景為主,對(duì)于各種小品選配、尺度選擇、植物配植要多推敲,注意形式上的協(xié)調(diào)。在色彩上要與建筑單一的色彩形成鮮明的對(duì)比,植物以綠色為主,加入色彩明快的花卉,突出其景觀特色。3.4屋頂頂花園的后期維護(hù)與成本節(jié)約相結(jié)合屋頂花園設(shè)計(jì)的成功與否不在于其效果如何,主要是在效果與投資上取得平衡,雖然屋頂花園比一般的花園面積小,但其投資卻高出許多。設(shè)計(jì)師應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況考慮,顧及屋頂花園的后期維護(hù)所需投入財(cái)力與人力,節(jié)約施工成本。只有用合理的造價(jià)才能使屋頂花園在城市中得到普及。4屋頂花園的設(shè)計(jì)思想我國正處于城市化高速發(fā)展時(shí)期,城市建設(shè)活動(dòng)帶來了土地利用緊張以及生態(tài)環(huán)境嚴(yán)峻等問題,這對(duì)景觀設(shè)計(jì)師來說既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。雖然國內(nèi)屋頂花園的建造技術(shù)與材料尚不及部分歐美國家,且設(shè)計(jì)作品缺乏對(duì)