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立体绿化:提升城市绿化品质

发表时间:2020-11-12 11:32:58 文章来源:未知 作者:中国风景园林学会 浏览次数:

原创 chsla 中国风景园林学会
 
前 言
近年来,全国各城市以生态文明建设要求为指引,积极落实习近平总书记“绿水青山就是金山银山”理论,坚持“创新、协调、绿色、开放、共享 ”发展理念和“以人民为中心”思想,着力开展城市绿色生态空间规划建设,实现绿色发展,提升城市品质。
城市立体绿化是城市园林绿化的重要形式之一,是改善城市生态环境,丰富城市绿化景观重要而有效的方式。发展立体绿化,能丰富城区园林绿化的空间结构层次和城市立体景观艺术效果,有助于进一步增加城市绿量,减少热岛效应,吸尘、减少噪音和有害气体,营造和改善城区生态环境。近年来,各地相继完成了一大批精品项目,积累了许多成功经验。
为总结城市立体绿化建设的成功经验,持续推动城市绿色生态空间建设,应住房城乡建设部城市建设司安排,中国风景园林学会开展了城市立体绿化建设研究工作。依托北京市园林科学研究院和相关单位,进行了优秀案例征集。
在汇总和研究各地案例的基础上,中国风景园林学会将择选优秀案例进行展示,以更好地宣传立体绿化建设成果。
立体绿化:提升城市绿化品质(图1)
一、项目概况
北京红桥市场商用建筑地处崇文区商业繁华地段,西邻天坛公园,主要接待各国政要、名人及游客来访购物。该建筑1992年建成,建造之初并未考虑作屋顶绿化,因此屋顶现状荷载仅为150kg/㎡;现有防水为普通SBS改性沥青卷材防水,屋顶表面由广场砖铺装覆盖。
红桥市场屋顶花园位于4层屋顶,总面积2150㎡,其中绿地面积1300㎡。主要包括绿化种植区、铺装广场、水景、花架长廊和舞台等内容。整个工程体现了生态效益、景观效益和功能使用较完美的结合,实现了国内屋顶绿化最新技术成果的集成,成为了北京地区颇有影响的既有建筑屋顶绿化改造示范项目。
 
二、项目设计
1、设计要求
根据红桥市场的商业特点和建筑周围缺少活动场地的现状,甲方希望通过建造屋顶绿化实现两个愿望:一是有可举行较大活动的户外场地,例如颁奖、小型集会等;二是可以接待来访贵宾,有一处环境好,植物配置丰富,能与西侧天坛公园景观相呼应的屋顶花园。
2、功能分区
依据甲方要求和现状特点,景观设计将南、北两侧屋顶分为动、静两园。其中,“动”园为南区,以作为户外活动场地为主,设计采取较大面积的铺装活动场地,植物以低矮的规则式色块种植为主,并将屋顶的空调保护罩加装盖板和围栏,改造成颁奖和活动舞台。“静”园为北区,是远眺天坛公园的主要观景点,以植物造景,供游人游憩、观赏为主,植物配置丰富。
3、设计原则
(1) 综合考虑屋面荷载、节能设施等因素,通过屋顶绿化体现绿色建筑理念,提升建筑综合价值;
(2) 以生态效益为主,景观效益为辅,体现绿色、环保、节能的要求。
(3) 以植物造景为主,利用有限的空间展示生物多样性,体现植物种类和绿化景观的多样性,进而为城市生物多样性恢复建立基础。
(4) 集中展示屋顶绿化先进技术,达到节能示范、生态环保、景观突出的目的。
4、植物选择和配置
植物选择在参照北京市地方标准《屋顶绿化规范》(DB11/T281-2005)[1]的基础上,结合红桥市场屋顶结构和荷载状况,确定了以具有较高观赏价值的小型乔、灌木为主,结合草坪地被植物的种植设计方案。共选用小乔木、灌木、地被、草坪等植物36种(含品种),其中小乔木25株,花灌木94株,宿根花卉、色带及地被植物148㎡,佛甲草250㎡,冷季型草610㎡。红桥市场屋顶绿化苗木表见附表1。
5、屋顶绿化种植构造层设计
根据红桥市场屋顶绿化的特点,种植构造层设置了隔根层(高密度聚乙烯材料HDPE)、保湿毯、排(蓄)水层、隔离过滤层和种植基质层。种植构造层断面图和基层结构示意图见图2、图3。红桥市场屋顶绿化种植构造基层材料选择见表1。
6、屋顶绿化荷载分析及结构处理
屋顶绿化荷载分析
红桥市场建筑屋顶设计原为普通上人屋面,荷载仅为150kg/㎡。据此,种植构造层设计以绿化中荷载要求最大的活体植物—油松(H2.5m,地径0.15m)为依据,进行屋顶绿化植物种植所需最大荷载的数值计算:
① 油松单体荷重W=213.6kg/㎡
根据公式〔2〕:W=W1(地上部分荷重)+W2(地下部分荷重)
② 油松根部基层及土球周边所垫250厚无机基质(湿容重450kg/㎡)的荷重计算:450kg/㎡×0.25m=112.5kg/㎡
③ 查表3-2得出厚25mmPE排水板的蓄水荷重:5kg/㎡
种植单株油松(H2.5m)所需最大荷重=①+②+③=331.1kg/㎡。
由此可知,种植基质饱和水状态下,绿化种植的最大荷载值为331.1kg/㎡。因此最终要求原建筑结构师在重新核算屋顶荷载时,将绿化荷载最小值定为350kg/㎡。
屋顶结构粘钢加固处理
由以上计算可知,必须对现状建筑结构进行补强加固改造处理,使建筑结构荷载提高到350kg/㎡以上,方可满足屋顶绿化的荷载要求。该工程建筑屋面的补强加固措施最终选定了粘钢加固技术。

三、施工技术
1、操作程序
为保证建筑结构安全、防水安全和植物成活,红桥市场屋顶绿化施工严格按照以下施工工艺流程进行。
清扫屋顶表面→验收基层(蓄水试验和防水找平层质量检查)→隔根层→铺设保湿毯→铺设排(蓄)水兼隔根层→铺设过滤层→铺设喷灌系统→绿地种植池池壁施工→安装雨水观察口→铺设人工轻量种植基质层→植物固定支撑处理→种植植物→铺设绿地表面覆盖层。
2、树木固定技术
屋顶环境较地面风力大,且种植土层薄,新植树木高度超过2.5m,必须固定。红桥市场屋顶绿化采用了地下金属网拍固定法。固定方法是将金属网拍(尺寸为固定植物树冠投影面积的1~1.5倍)预埋在种植基质内;用结实且有弹性的牵引绳将金属网拍四角和树木主要枝干部位连接,绑缚固定(绑扎中注意对树木枝干的保护);依靠树木自身重量和种植基质的重量固定树体,防止倒伏。现以该工程中油松(H2.5m,冠幅2.0m,土球直径0.55m)固定为例说明操作步骤(固定技术流程见图4)。
3、防水层及防水保护
屋顶绿化要求防水性能高且耐久年限长,必须二级建筑防水。
防水层应注意的问题
① 屋顶绿化前,防水层表面应做刚性保护并经过蓄水实验并验收。
② 如果未选用具有隔根功效的防水材料,需要铺设隔根层。
③ 要考虑种植土冻胀对建筑边墙的推力。种植区域不宜直接靠近建筑边墙,应根据不同的设计要求,留出适当间隔。
④ 绿化施工应严格按操作规程施工,注意保护防水层。水池等园林工程设施,应采用单独的防水系统。
⑤ 应定期检查屋顶绿化结构设备(出水口和窨井),及时清理枯枝落叶,防止排水口堵塞,造成壅水倒流,危及植物生长和防水安全。
防水保护
由于进行了粘钢加固,红桥市场屋顶绿化原屋顶防水层和保温层已经破损。因此,该工程重新进行了保温和防水施工。并选用了双层普通SBS改性沥青防水卷材。按照屋顶绿化改建的特殊技术要求,在双层SBS改性沥青防水卷材上面做了30mm厚水泥砂浆保护层。此保护层具有一定得隔根作用。

四、技术要点总结
1、屋顶绿化构造层的材料选择应遵循以下原则:
环境友好型原则:屋顶绿化不应以破坏自然生态环境和资源为代价。材料选择应可再生利用,尽量减少不可再生资源的利用。
安全原则:充分重视和加强建筑荷载、防水、排水的安全保障措施。
定量原则:要详细计算所用材料的荷重,所采用材料要具有相应的定量标准,特别要注意控制树木快速生长所增加的荷重问题;
经济原则:要以最经济的材料和低成本的养护技术措施,达到最好的绿化效果。
2、要充分重视屋顶绿化设计和施工的特殊性:屋顶绿化以建筑为载体,其设计构思、植物选择、小品布局和施工技术受到建筑防水、建筑荷载等因素的局限,因此,必须处理好园林造景和建筑结构之间的关系。屋顶绿化面积较小,设计必须注重近人尺度和小空间的处理。此外,作为近距离观赏,植物选择必须精细,对于施工质量要求更高。
3、屋顶绿化结构同时要承受“活荷载”和“静荷载”,静荷载由所有的构造层共同组成,比如说屋面防水层、保温层、保护层、砾石以及排水层、过滤层和植被种植层,要充分考虑到这些构造层所用材料饱和水状态下的荷重,另外要考虑植物本身产生的逐渐增加的荷载和灌溉产生的附加荷载。
4、既有建筑的屋顶绿化改造,完全可以通过生态效益、商业效益、景观效益的良好结合,有效提升建筑自身价值和景观质量,改善建筑屋顶的生态环境。该项目在屋顶绿化综合技术应用方面做了新的大胆尝试。通过对建筑结构进行的粘钢加固处理,使得屋顶绿化得以实施,成为城市既有建筑屋面进行花园式屋顶绿化改造的成功范例。

【参考文献】
[1] 北京市地方标准DB11/T281-2005,屋顶绿化规范
[2] (日本)都市绿化技术开发机构,NEW GREEN SPACE DESIGN,1995-11
注:本文文字及图片由北京市园林科学研究院组织整理。
撰文:王月宾 杜伟宁 王欣 韩丽莉
校核:付彦荣 任敏
原标题:《立体绿化 | 北京市红桥市场屋顶花园》
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