導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的1篇寒地屋頂花園設(shè)計探索，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

引言

人們的生活是越來越好的，那么相應(yīng)的，我們所需的居住以及工作環(huán)境也需要隨之提升，我們對工作與居住環(huán)境的需求也在增加。因此，增加城市綠地面積，改善日益惡化的生態(tài)環(huán)境勢在必行。作為城市綠化的主要組成部分屋頂花園，已逐漸成為構(gòu)建城市都市生態(tài)體系的一種重要趨勢。但是由于北方寒地地區(qū)的特殊氣候的限制，屋頂花園在寒地地區(qū)沒有普及，本文針對此現(xiàn)狀與問題對寒地地區(qū)屋頂花園做出設(shè)計探索。

1摩西·薩夫迪建筑設(shè)計基本理念

摩西·薩夫迪（MosheSafdie，加拿大籍以色列裔建筑師）對自然和城市歷史文脈的重視也始終反映在他的建筑設(shè)計中，除此之外，還考慮了社區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展以及城市規(guī)劃。他表示，在這么多年的發(fā)展中，對于環(huán)境、城市秩序等方面，人們的重視程度越來越深，且對于我們的影響也是越來越大。所以，薩夫迪所設(shè)計的建筑作品都秉承著以人為本的設(shè)計理念，即與自然和諧、與自然結(jié)合。他曾認為：“人類的理想是回到大自然之中。”[1]所以在未來建筑設(shè)計的過程中，提出的主要設(shè)計方案都應(yīng)該綜合場所特點，利用其特點優(yōu)勢改造劣勢。建筑與景觀并非是兩個孤立的個體，它們彼此依存、包容、補充。只有通過二者的融合，他們才能實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，從而走向?qū)θ藗冏钣欣姆矫?，建筑通過框柱景觀來襯托自己，景觀也通過建筑更加完美[2]。如何把建筑物與自然景觀融合，在中國古代庭園里也就開始有了它自己的手法，人們一方面用人工的方式來造園，一方面又強調(diào)了大自然，并根據(jù)人類的審美觀和思維對大自然加以再創(chuàng)作。并且，人們在選取建筑物的地點之時，一方面又順應(yīng)了天然地貌及其自然環(huán)境，從而使建筑物和大自然達到了統(tǒng)一。例如由薩夫迪建筑事務(wù)所設(shè)計的秦皇島海碧臺，采用了創(chuàng)新的元素，如空中連接走廊、樓梯退臺和空洞的建筑，創(chuàng)造了一個現(xiàn)代、開放和多樣化的環(huán)境，讓城市、建筑和景觀緊密結(jié)合。建筑設(shè)計和自然景觀融合的主要目的是使建筑設(shè)計與自然景觀融合在一起，從而創(chuàng)造出更為積極和愉悅的創(chuàng)新環(huán)境，甚至是自然環(huán)境中與人相互依存的創(chuàng)新環(huán)境。建筑的設(shè)計和自然景觀必須互補、相互參考、相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)單體與自然景觀環(huán)境的共存與融合[3]。

2國內(nèi)外屋頂花園的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1國外屋頂花園的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀在國外，屋頂花園早在公元前2000年左右時就已經(jīng)出現(xiàn)。亞述古廟塔的建造者為古代蘇美爾人，建造位置是幼發(fā)拉底河，這個塔又被稱之為“大廟塔”，因為花卉栽種在塔體而不是塔“頂”上，這就是將其作為國外屋頂花園起源的原因。古巴比倫的“空中花園”是我們所認為的名副其實的屋頂花園，這是在約公元前500年的時候發(fā)現(xiàn)的。在之后，國外屋頂花園得到持續(xù)發(fā)展，如德國、日本在近半個世紀關(guān)于屋頂花園的技術(shù)提升以及植物栽種方面有了較大的突破，并建立了較為系統(tǒng)、精湛的體系，成為了全球屋頂花園的領(lǐng)頭羊[4]。

2.2國內(nèi)屋頂花園的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

我國屋頂花園的興起時間較晚，因為中國古代建筑物一般為木質(zhì)坡屋結(jié)構(gòu)而不容易進行綠化栽植，再加上木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)以及對土質(zhì)和花卉的承重又成為了古代屋頂花園施工的一個難點。所以，在中國古代營建屋頂花園的情況極少。在春秋時代，吳王夫差就派人在臺湖邊地區(qū)修建了高度可以上人的姑蘇臺（圖1）；從《古今圖書集成》中我們可以了解到，針對植物的栽種，早在古代南京的城垣就已有記錄，明朝時在山海關(guān)種植了松樹和橡樹；清朝乾隆二十年（公元1755年），將一些花卉種植在了河北承德普寧寺大乘閣的平臺上，這些平臺的建筑結(jié)構(gòu)為磚石，對于我國古代的屋頂花園，可將此看作是雛形。近年來，由于經(jīng)濟的快速發(fā)展和相關(guān)的城市環(huán)境問題，越來越多的人意識到創(chuàng)造可持續(xù)景觀的重要性，提高人們的生活質(zhì)量、改善城市環(huán)境、維護生態(tài)環(huán)境逐漸成為屋頂綠化的目標，生態(tài)技術(shù)和措施開始在中國被采用，對利用屋頂空間進行了相關(guān)研究，其中北京、上海實施得較早，之后，其他一線城市也陸續(xù)開始屋頂花園的實施。

3屋頂花園的作用與效果

3.1促進建筑節(jié)能

在北方，作為夏季節(jié)能高效隔熱方法的屋頂花園能夠降低到達屋頂?shù)奶栞椛鋸姸?，使室?nèi)的熱量能夠相應(yīng)的減少，以下各項因素能夠?qū)ξ蓓斀邮芴枱崃吭斐捎绊懀海?）屋頂植物葉子的大??；（2）所用土的厚度。在這個階段，國內(nèi)和國際的共識是植物所吸收的陽光的熱量是綠色屋頂對結(jié)構(gòu)層的主要熱保護[5]。在冬季，尤其是北方這種寒地地區(qū)，屋頂花園的綠化可以很有效地對室內(nèi)進行隔冷、保暖，對消減寒冷起到極大作用。因此，屋頂花園可以對建筑設(shè)備和室內(nèi)環(huán)境的能源效率作出重大貢獻。3.2改善環(huán)境屋頂花園從許多不同的角度和方式來改善城市和環(huán)境，但主要有以下幾個方面：

（1）緩解城市熱島效應(yīng)，在大規(guī)模城市中，路面以及建筑堅硬物料的表層將會吸附更多的太陽輻射，排放在城市環(huán)境中，再加上建筑區(qū)域較密集的建筑影響了室內(nèi)空氣流通，從而降低了熱能轉(zhuǎn)換，因此易于產(chǎn)生熱島效應(yīng)。在中國，都市屋頂部分也是一個尚未被開發(fā)利用的重要空氣資源區(qū)，對都市環(huán)境和城市交通的熱島效應(yīng)形成了重要的影響。在任何一座中大型都市修建屋頂花園，都將會增加20％左右的植物綠化面積，也就等于提高了很多暴露在屋外的植物綠化比例，從而提高了都市吸納陽光熱量的能力，都市植被面積平均每提高約10％，熱島效應(yīng)溫度就會平均下降約0.6℃，極大地緩解了城市熱島效應(yīng)。

（2）降溫增濕，改善周圍環(huán)境。天臺花園在夏季時能夠明顯降低鋼筋水泥構(gòu)造和磚石構(gòu)造等建筑房頂?shù)臅円箿囟?，進而減少因建筑外墻熱脹冷縮所產(chǎn)生的龜裂，因此天臺花園對降低附近建筑環(huán)境的溫度效應(yīng)尤其顯著。而按照屋頂花園的設(shè)計規(guī)格以及當?shù)氐臍夂蚯闆r，這種降溫效果通常能夠做到在零下5℃～4℃左右，綠色植物可以通過遮擋陽光曝曬、提供濃蔭以及將自身水份揮發(fā)來降低附近溫度。水蒸發(fā)的效果在下午、晚上和清晨最大。植物進入休眠期時出現(xiàn)的熱應(yīng)力也會對人體產(chǎn)生重大的負面影響。因此植物夜晚的降溫效果非常重要。城市的重要大氣環(huán)境污染，如（PM2.5）、可吸收粒子（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）等大多來源于城市工業(yè)生產(chǎn)和交通運輸，長時間接觸此類氣體可引起肺部問題和心血管疾病。屋頂花園中的小花草，具有滯留室內(nèi)空氣中的灰塵、殺菌、吸收有害氣體、提高空氣負離子能力、降低噪音等功能，讓城市居民的健康指數(shù)顯著提高。

（3）城市的生物種類因屋頂花園而更加豐富，有利于鳥類等的棲息，為保護生物多樣性作出貢獻。3.3蓄積雨水中國城市水資源環(huán)境問題為資源匱乏、水旱災(zāi)害頻發(fā)，城市水資源主要來自于大氣降水，盡管城市水資源數(shù)量相當充足，位居全球第六。但是由于中國人口眾多，平均占有的水資源量僅有2300m2，遠達不到全球平均占有水量的四分之一，被評為貧水資源大國，特別是中國北方地區(qū)耕地較多，水量不足，而這些地方60％～80％的降雨量都集中于夏季，因此，洪水和干旱等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。解決中國城市環(huán)境中的內(nèi)澇問題，節(jié)流才是重點。屋頂花園在不同時節(jié)吸納雨水的性能也有所不同，在夏季時近100％的雨水都能被吸納，在春秋二季時只有40％～50％，而在冬季時則只有10％～20％的雨水被吸取，已經(jīng)大大超過了傳統(tǒng)建筑中接近于零的吸收系數(shù)。

4屋頂花園在寒地普及過程中所面臨的問題

4.1屋面荷載

屋頂花園首先要滿足的是安全問題，其次才是效果以及美化，屋頂花園需要滿足人群活動、屋頂防水保溫層、雨雪堆積和各類景觀小品的承重，如雕塑、植物、鋪裝、景觀池等等，一般屋頂花園的荷載應(yīng)≧6.0KN/m2。北方寒地地區(qū)老建筑材料比較多，在當初的建筑設(shè)計工作領(lǐng)域方面并未充分考慮將來建造屋頂花園的需要，所以既無法達到大型建筑物屋頂花園的設(shè)計荷載條件，而且要對這種老舊建筑加以改裝的成本費用也過高，這都形成了不利于推行屋頂花園發(fā)展的因素。

4.2屋面防、排水

防水層、排水系統(tǒng)是建造屋頂花園的關(guān)鍵，尤其是在寒地地區(qū)，冬季降雪量大，防水層以及排水系統(tǒng)的設(shè)計是個難題，由于這些原因，在寒地地區(qū)結(jié)構(gòu)層的建造要比南方地區(qū)更加苛刻。

4.3植物的選擇與栽種

因為在北方地區(qū)屋面影響著植物生長發(fā)育的自然環(huán)境條件也比較多，比如空氣成分、光線、氣溫、風速等生態(tài)因子都很大地影響著植株的生長選擇，以及景觀觀賞性，而且土壤的深度可能無法提供大樹生長的自然環(huán)境，景觀設(shè)計可能導致屋頂負荷和排水問題。因此，選擇最適合北方景觀特點的綠色植物很重要[6]。

4.4四季屋頂景觀的創(chuàng)造

北方地區(qū)四季差距很大，尤其是冬季植被景觀消退，人流急劇下降，呈現(xiàn)出靜態(tài)景觀，如何在寒冷的氣候條件下豐富冬季景觀，創(chuàng)造有吸引力的場所，是寒冷屋頂花園景觀的區(qū)域特征的轉(zhuǎn)折點。

4.5缺乏強制性政策法規(guī)

目前，有關(guān)屋頂花園相關(guān)方面的國家政策性文件已經(jīng)在各地方均有頒布。比如，上海地區(qū)市于2007年1月頒布的《上海地區(qū)市園林綠化管理條例》是目前為止國內(nèi)唯一將屋頂花園載入地區(qū)性政策的法規(guī)；另外《上海市節(jié)能省地型住房適宜科技發(fā)展指引》將屋頂花園、垂直綠化等列入了項目計劃層次。在市一級層次，上海市靜安區(qū)人民政府發(fā)出《對于上海市靜安區(qū)樓頂園林綠化具體實施若干意見（試用）的通告》；2010年，廣西壯族自治區(qū)政府頒布《有關(guān)落實“綠滿八桂”造林綠化方案的若干意見》；2011年，北京市政府發(fā)布《有關(guān)開展城市空間立體綠化工程建設(shè)的若干意見》；還有成都市下發(fā)的《成大都市樓頂園林綠化及垂直園林綠化技術(shù)導則》[7]。不過在寒地地區(qū)這一類規(guī)定相對較少，且相較于地面園林綠化，屋頂花園的各個方面都相當高，包括施工、運營等，因此屋頂花園的落實是較難的。

5屋頂花園在寒地普及中問題的解決方法

5.1減輕荷載與合理布局

在進行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，就應(yīng)當優(yōu)先考慮屋頂構(gòu)造，因為不同的建筑構(gòu)造、屋頂形式所能承擔的負荷都是不同的，所以在進行屋頂花園設(shè)計中的整體負荷分析時，就必須要針對實際狀況測算出屋頂?shù)娜控摵?，包括屋頂?gòu)造墻體自重、防水涂料、找平層、保溫隔熱層和屋面場地鋪裝等。此外，景觀設(shè)計應(yīng)以減少屋頂?shù)某休d力為原則，例如，在植物環(huán)境和建筑元素中使用輕質(zhì)和堅固的建筑材料。而且，水體的設(shè)計需要減少水體的體積，使水體的深度變淺，減少水的積聚。當景觀設(shè)計遇到不可避免的過度集中負荷時，應(yīng)考慮對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)一規(guī)劃，把較重要的物件設(shè)置在建筑主梁、柱子、承重墻等主體承載結(jié)構(gòu)上，或是在這些主體承載結(jié)構(gòu)的周圍，以增加安全系數(shù)。

5.2有效的防排水措施種植屋面的各結(jié)構(gòu)等級一般分為：植物層、隔根、保濕、過濾、種植層、防滲層、原建筑頂（圖2）。在屋頂花園結(jié)構(gòu)設(shè)計時復(fù)雜的主要是防水層和排水層。

5.2.1防水

國家在《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定，屋頂花園的防水層應(yīng)至少由兩層組成，最頂層的防水對植物根系是不滲透的。兩個防水涂料之間須相連，與用于防水工程的材質(zhì)也必須兼容。這是因為植物的根系非常堅韌，具有強大的滲透力。因此，除了正常的防水措施之外，還需要有一個抗根穿透的防水工序。防水是屋頂花園的技術(shù)關(guān)鍵。目前，中國大多數(shù)建筑物屋頂?shù)姆浪こ坦卜秩N，分別是柔性卷材防水、剛性建筑防水和涂膜防水工程。柔性卷料防水屋面是用防水卷料和黏連劑組合在一起，以產(chǎn)生連接緊密的結(jié)構(gòu)面層，從而實現(xiàn)了屋頂防水的目的，而柔性卷料防水屋面的好處則是可以應(yīng)對高溫、震動、不平衡沉降等各種因素的變化。最適合的防水級別為Ⅰ-Ⅳ層（表1）的屋面防水，但阻根效果不理想。剛性防水屋面是指在房頂上鋪砌50mm厚以上的細石砼，一般內(nèi)置雙向鋼筋直徑，有時在砼中加入了適量的微膨脹劑、減水劑、保護劑等外加藥，能夠大大提高耐久性，抗?jié)B透性能，由于剛性防水層較為牢固，因此一般可以避免對植物根部的水滲入，好處是施工簡便，且結(jié)構(gòu)簡潔，費用也較低廉。缺陷是建筑材料易于斷裂，對溫度變化的抵抗能力較弱，同時由于建筑材料本身比重也很大，增加了屋頂自身的比重，因此這種建筑防水屋面通常作為中國南方地區(qū)建筑防水級別為Ⅲ層的建筑屋面防水，也可能用作建筑防水級別為Ⅰ-Ⅱ多層防水工序的其中一層。屋頂防水材料是應(yīng)用于建筑物屋頂基底的多層防水建筑材料，由建筑材料的天然不滲透性來保護干燥和固化。其主要優(yōu)點是防水、粘性強、耐腐蝕、耐老化、延展性高、彈性好、安裝方便。主要用于室外建筑的III、IV級防水，也可用于多層I-II級防水。在一般層加涂膜的防水層上多采用具有抗植物根系滲透能力的材料[8]。

5.2.2排水

為了確保水資源的合理使用，屋頂花園內(nèi)必須考慮蓄排水設(shè)施，如果排水系統(tǒng)不夠完善，水量囤積在地表以及植物土壤里，那將直接影響到防水問題以及屋頂荷載。所以迅速排澇非常關(guān)鍵，方式通常是利用排水管溝、雨水斗、落水系統(tǒng)或者虹吸排放，也可以采用塑料制品的回蓄排放，這種材料的優(yōu)勢在于它的高抗壓性和快速排水，以及它的重量輕，可以減少屋頂?shù)呢摵?。除了溢流孔和天線外，還需進行排水管和排水溝的設(shè)置，使得有暴雨天氣的情況下所需的要求得到滿足。疏通、清理也需要在一定的時間內(nèi)進行。

5.3選擇適宜的植物種植

由于寒冷地區(qū)的氣候，有必要選擇適應(yīng)氣候同時又具有美感的植物。根據(jù)寒地特性選出了幾種適宜的植物：（1）選擇耐寒、耐旱植物；（2）選擇耐風和耐水的植物；（3）選擇喜光、根系淺、耐貧瘠土壤的植物；（4）選擇耐修剪、易種植、有良好生存潛力的植物；（5）選擇地域氣息濃厚的植被；（6）選擇能抵抗和吸收空氣污染的植物。建議在女兒墻和景觀墻體的周圍栽種攀援花卉，以構(gòu)成綠色立體綠化，如攀爬虎、紫藤、常春藤等[9]。

5.4提供四季可用的休閑景觀

可以提供適當?shù)淖缓图竟?jié)性景觀，并且可以使用低導熱性的材料，作為座位接觸面。在冬季可以發(fā)揮寒地地區(qū)冰雪的藝術(shù)性，如冰燈、冰雕等。

結(jié)語

我國寒地地區(qū)實現(xiàn)屋頂花園全面普及是一項漫長而又繁重的任務(wù)，不僅僅需要民眾的理解與配合，同時也需要相關(guān)部門出臺一系列有效的、易于實施的政策，培養(yǎng)更多的技術(shù)人才，加強水系統(tǒng)控制管理、植物種類的栽培等技術(shù)方面，能讓寒地屋頂花園一開始就朝著正確的道路前行，使屋頂花園更好地服務(wù)于人類。

參考文獻：

[1]潘冰.摩西·薩夫迪:微型城市主義設(shè)計大師[J].中

作者:徐強 方簫嶼 單位:吉林建筑大學建筑與規(guī)劃學院 吉林建筑大學建筑與規(guī)劃學院