土木工程畢業論文-淺談屋頂花園的規劃設計

土木工程畢業論文-淺談屋頂花園的規劃設計

在21世紀的今天，由于人口趨向城市密集，而現代建筑也隨之增加。伴隨建筑的增加，而大塊的綠地面積銳減，相應的環境條件愈加惡化，致使人們對環境的關注和重視達到前所未有的程度。因此，可看到在城市的發展建設過程中，都充分利用各塊綠地，增加綠地面積，“見逢插綠”。即便這樣，還是達不到人們預期的目的，而現代建筑物大多為平頂房，屋頂多采用鋼筋混凝土預制板結構，現代的建筑方法是在預制板上面做隔熱防水層，從空中鳥瞰，一棟棟樓群房好似戴著黑帽子，住在屋頂的居民也備受瀝青之害，過著冬冷夏熱的生活。近兩年許多人開始建造屋頂花園，讓死氣沉沉的屋頂生機盎然。在這樣的情況下，利用各建筑屋頂開辟園林綠地，營造屋頂花園成了最具發展前景的恢復綠地最有效最直接的措施，因此而被廣泛應用。
　　1 屋頂花園的歷史及現狀 　　屋頂花園并不是現代建筑發展的產物，它可以追溯到4000年前，古代蘇美爾人最古老的名城之一UR城所建的大廟塔，就是屋頂花園的發源地，20年代初，英國著名考古學家倫德。伍利爵士，發現該塔三層臺面上有種植過大樹的痕跡，真正的屋頂花園是在亞述古廟塔以后1500余年才發現的著名的巴比倫"空中花園"，它之所以被世人列為"古代世界七大奇跡"之一，其意義決非僅在于造園藝術上的成就，而是古代文明的佳作。巴比倫"空中花園"是于公元前604-562年，新巴比倫國王尼布加尼撒二世娶了波斯國一位美麗的公主，名叫賽米拉米斯公主日夜思念故國山鄉，郁郁寡歡。國王為了取悅與她，下令在平原地帶的巴比倫堆筑土山，并用石柱、石板、磚塊、鉛餅等壘起每邊長125米，高達25米的臺子在臺子上層層建造宮室，處處種植花草樹木。建造巴比倫"空中花園" 耗費了大量的人力、物力、財力，是皇家貴族的享受，它反映古代帝王所追求的奢侈生活。自此之后2500多年來，除了個別地區屋頂上綠化和城市中心商業區地下車庫頂綠化外，并沒有建造真正的屋頂花園。 　　西方發達國家在20世紀60年代以后，相繼建造各類規模的屋頂花園和屋頂綠化工程如美國華盛頓水門飯店屋頂花園、美國標準石油公司屋頂花園、美國DT&T公司屋頂花園、英國愛爾蘭人壽中心屋頂花園，加拿大溫哥華凱澤資源大樓屋頂花園、德國霍亞市牙科診所屋頂花園，日本同志社女子大學圖書館屋頂花園，香港太古城天臺花園、香港葵芳花園住宅樓天臺花園、這些與建筑設計統一建在屋頂的花園，多數是在大型公共建筑和居住建筑的屋頂或天臺，向天空展開。目前屋頂花園在國外不是"空中樓閣".美國芝加哥為減輕城市熱島效應，正推動一項屋頂花園工程來為城市降溫。日本東京明文規定新建筑占地面積只要超過1000平方米，屋頂的1/5必須為綠色植物所覆蓋，否則開發商就得接受罰款。國內如深圳、重慶、成都、廣州、上海、長沙、蘭州、武漢等城市，有的已經對屋頂進行開發。如：廣州東方賓館屋頂花園，廣州白天鵝賓館的室內屋頂花園，上海華亭賓館屋頂花園，重慶泉外樓、沙平大酒家屋頂花園等，有的城市已把城市樓群的屋頂作為新的綠源。但是，多年來屋頂花園的建設一直沒有一個標準模式和規范工藝所以暴露出了很多缺陷和不足，比如：不能長時間防滲抗漏，水土流失，污染嚴重，植物配置不合理，荷載超標，建造成本過高等。隨著科學技術的發展，這些問題就會逐步得到解決。 　　2 屋頂花園的功能 　　屋頂綠化對增加城市綠地面積，改善日趨惡化的人類生存環境空間；改善城市高樓大廈林立，改善眾多道路的硬質鋪裝而取代的自然土地和植物的現狀；改善過度砍伐自然森林，各種廢氣污染而形成的城市熱島效應，沙塵暴等對人類的危害；開拓人類綠化空間，建造田園城市，改善人民的居住條件，提高生活質量，以及對美化城市環境，改善生態效應有著極其重要的意義。 　　2.1 保證特定范圍內居住環境的生態平衡和良好生活環境 　　一個綠化屋頂就是一臺自然空調：近年來城市建筑物的逐漸增多，由于太陽輻射引起的建筑物能是積聚也隨之增多，再加上家用燃料，工業，機動車增加的能量源源不斷，造成城市氣候的能量剩余非常驚人，特別是在夏天，同沒有建筑物的地區相比，市內的氣溫顯著升高，在建筑物密集的市區，夏天由于缺水會出現令人難以忍受的高溫，由于建筑物對光的反射低，夜間降溫減弱，因此會對人的健康產生長期的負面影響，而綠化地帶和綠化屋頂，可以通過土壤的水分和生長的植物降低大約80%的自然輻射，以減少建筑物所產生的副作用。 　　通過實驗證明和沒有綠化的屋面相比，綠化屋頂可以降溫，在酷熱的夏天，當溫度30度時，沒有綠化的地面已達到不堪忍受的40——50度，而綠化屋頂基層10CM處，溫度則為舒適的20度。在冬天，綠化屋頂象一個溫暖罩保護著建筑物。 　　2.2 對建筑構造層的保護 　　平屋面建筑，屋頂構造的破壞多數情況下是由屋面防水層溫度應力引起的，還有少部分是承重物件引起的，通過溫度變化會引起屋頂構造的膨脹和收縮，使建筑物出現裂縫，導致雨水的滲入。形成滲漏。我國《建設工程質量管理辦法》中明確規定：建筑物屋面防水保修期只有三年。這樣就得對屋面防水層進行整修。 　　空氣迅速變化的溫度對建筑物特別有害，比如，冬天，經過一個寒冷的夜晚，到了白天，短時間內建筑物表面的溫度突然升高，而在此之前建筑物件還結著冰；夏天，在夜晚降溫之后，白天的建筑物表面的溫度也會很快顯著升高。由于溫度的變化，建筑材料將會受到很大的負荷，其強度會降低，壽命也會縮短。如果將屋頂進行綠化，不但可以調節夏天和冬天的極端溫度，還可以對建筑物構件起到相當大的保護作用，所以說，屋頂花園對建筑物能夠起到保護作用，以至延長其壽命。 　　2.3 屋頂綠化可以通過儲水，減少屋面泄水，減輕城市排水系統的壓力 　　通常在進行城區建設時，地表水都會因建筑物而形成封閉層，降落在建筑表面的水按慣例都會通過排水裝置引到排水溝，然后，不是輸送到澄清池就是直接轉送到自然或人工的排水設施，這樣常用的做法會造成地下水的顯著減少，隨之而來的是水消耗的持續上升，這種惡性循環的最后結果導致地下水資源的嚴重枯竭。 　　同沒有建造房子的地面相比，大量的降水不可能在短時間內排泄，必定造成城市內洪水的危害，如，鄭州，而屋頂綠化提供了儲存降水的可能性，減輕了城市排水系統的壓力，同時也可以顯著減少處理污水的費用。
　　在現代的許多城市、地區，屋頂水沒有被作為很有價值的自然資源而加以利用，而是將其同嚴重污染的水混合在一起作為廢水處理，這種在沉淀池的處理費用是相當昂貴的。 　　當許多屋頂多被綠化時，屋面排水可以大量減少。實驗表明綠化屋頂可以使降水強度減低70%（VEITSHOEHEIM的巴代利亞園藝站），這無疑可以作為排水工程中確定下水管道，溢洪管 或儲水池尺寸時節省費用的根據。 　　2.4 綠化屋頂具有儲水功能 　　綠化屋面除具有屋面排水外，可以把大量的降水儲存起來，實驗表明，大約有一半的降水留在屋面上，存在基層或通過植物蒸發掉 . 　　在國外，許多城市和鄉鎮，已經開始將地面水和污水分開計算污水費用，而對一些封閉的面積來說，屋頂綠化至少提供了節省費用的可能性。對屋頂綠化來說，把地表水考慮在內，大多情況下，僅花一半費用就可以了。由于屋面排水的減少，下水道和儲水池也可以減輕負荷。 　　2.5 屋頂綠化可以使自然降水滲入地下 　　綠化屋頂系統本身不能把地表水滲漏掉，因為建筑系統的上部結構和下部結構是封閉的，故屋頂水應該不再引向下水道而是讓其滲入地下，或蒸發掉，重新形成地下水和自然水，可見，屋頂綠化是改善城市生態環境的良好開端。 　　3 屋頂花園的規劃設計 　　3.1 指導思想 　　充分地把地方文化融入園林景觀和園林空間中；結合屋頂對園林植物的影響來選擇園林植物；運用不同的造園手法來創造一個源于自然而高于自然的園林景觀；以人為本，充分考慮人的心理，人的行為的宗旨，來進行屋頂花園的規劃設計。 　　3.2 設計原則 　　屋頂花園成敗的關鍵在于減輕屋頂荷載，改良種植土、屋頂結構類型和植物的選擇與植物設計等問題。設計時要做到： 　　3.2.1 以植物造景為主，把生態功能放在首位。 　　3.2.2 確保營建屋頂花園所增加的荷重不超過建筑結構的承重能力，屋面防水結造能安全使用。 　　3.2.3 因為屋頂花園相對于地面的公園、游園等綠地來講面積較小，必須精心設計，才能取得較為理想的藝術效果。 　　3.2.4 盡量降低造價，從現有條件來看，只有較為合理的造價，才能可能使屋頂花園得到普及而遍地開花。 　　3.3 特點 　　屋頂花園組成要素主要是自然山水，各種建筑物和植物，按照園林美的基本法則構成美麗的景觀。但因其在屋頂有限的面積內造園受到特殊條件的制約，不完全等同于地面的園林，因此有其特殊性。屋頂營造花園，一切造園要素受建筑物頂層的負荷的有限性限制。因此，在屋頂花園中不可設置大規模的自然山水、石材。設置小巧的山石，要考慮建筑屋頂承重范圍。在地形處理上以平地處理為主。水池一般為淺水池，可用噴泉來豐富水景。 　　3.4 屋頂花園的類型 　　屋頂花園的建造， 不僅是造園藝術， 還涉及到建設結構承重、屋頂防水排水構造、植物生態特性、種植技巧等多項有別于露地造園的技術難題。屋頂花園的類型和形式按使用要求的不同而不一樣， 按使用要求區分為三類。 　　3.4.1 公共游息性屋頂花園 　　這種形式的屋頂花園除具有綠化效益外， 還是一種集活動、游樂為一體的公共場所， 在設計上應考慮到它的公共性。在出入口、園路、布局、植物配植、小品設置等方面要注意符合人們在屋頂上活動、休息等需要。應以草坪、小灌木花卉為主， 設置少量坐椅及小型園林小品點綴， 園路宜寬， 便于人們活動。 　　建在賓館、酒店的屋頂花園， 已成為豪華賓館的組成部分之一， 實為招攬顧客， 提供夜生活的場所�？梢栽谖蓓敾▓@上開辦露天歌舞會、冷飲茶座等， 這類屋頂花園因經濟目的需要要擺放茶座， 因而花園的布局應以小巧精美為主， 保證有較大的活動空間， 植物配置應以高檔、芳香為主。 　　3.4.2 家庭式屋頂小花園 　　隨著現代化社會經濟的發展， 人們的居住條件越來越好， 多層式階梯式住宅公寓的出現， 使這類屋頂小花園走入了家庭。這類小花園面積較小， 主要以植物配置， 一般不設置小品， 但可以充分利用空間作垂直綠化， 還可以進行一些趣味性種植， 領略城市早已失去的農家情懷。
　　另一類家庭式屋頂小花園為公司寫字樓的樓頂， 這類小花園主要作為接待客人、洽談業務、員工休息的場所， 這類花園應種植一些名貴花草， 布設一些精美的小品， 如小水景、小藤架， 小涼亭等， 還可以根據實力做反映公司精神的微型雕塑、小型壁畫等。 　　3.4.3 科研、生產用屋頂花園 　　以科研、生產為目的的屋頂花園， 可以設置小型溫室， 用于培育珍奇花卉品種、引種以及觀賞植物、盆栽瓜果的培育。既有綠化效益， 又有較好的經濟收入。這類花園的設置， 一般應有必要的設施， 種植池和人行道規則布局， 形成閉合的、整體地毯式種植區。 　　3.5  總體布局 　　屋頂花園的形式， 同園林本身的形式是相同的， 創作上仍然分為自然式、規則式和混合式。 　　3.5.1 自然式園林布局 　　一般采取自然式園林的布局手法， 園林空間的組織， 地形地物的處理， 植物配置等均以自然的手法， 以求一種連續的自然景觀組合。講究植物的自然形態與建筑、山水、色彩的協調配合關系， 植物配置講究樹木花卉的四時生態， 高矮搭配， 疏密有致。追求的是色彩變化、豐富層次和較多的景觀輪廓。 　　3.5.2 規則式園林布局 　　規則式布局注重的是裝飾性的景觀效果， 強調動態與秩序的變化。植物配置上形成規則的、有層次的、交替的組合， 表現出莊重、典雅、宏大的氣氛。多采用不同色彩的植物搭配， 景觀效果更為醒目， 屋頂花園在規則式布局中， 點綴精巧的小品， 結合植物圖案， 常常使不大的屋頂空間變為景觀豐富、視野開闊的區域。 　　3.5.3 混合式園林布局 　　混合式園林布局， 注重自然與規則的協調與統一， 求得景觀的共融性。自然與規則的特點都有， 又都自成一體， 其空間構成在點的變化中形成多樣的統一， 不強調景觀的連續， 更多的注意個性的變化�；旌鲜讲季衷谖蓓敾▓@中使用較多。 　　4 屋頂花園養護與管理 　　屋頂花園建成后，能否發揮其應有的作用，要做到注意植物生長情況，對于生長不良植物及時采取措施；注意水肥，澆水以勤澆少澆為主，經常修剪，及時清理枯枝落葉，注意排水，防系統被堵，對于草花應及時更新，以免影響整體形象。
　　5 屋頂花園防水措施及荷載　　5.1  屋頂花園的防水措施 　　5.1.1  選擇良好的防水材料，采用新型保溫隔熱技術，徹底解決頂樓居民“冬冷夏熱”的生活尷尬，做到冬暖夏涼。 　　5.1.2  運用新型輕質施工材料，徹底避免了傳統屋頂花園施工中所造成的屋頂荷載增大誘發建筑質量問題的危險。 　　5.1.3  運用新型架空技術，徹底克服傳統屋頂花園與樓頂接觸造成的頂層含水、根系破壞等結構性缺陷。 　　5.1.4  運用新型反滲過濾技術，徹底克服傳統屋頂花園的水土流失、營養流失，做到一次培土，長久使用。 　　5.1.5  運用新型微噴、滴、滲灌技術，完全保證屋頂花園種植作物的生長用水需求，從而解決植物澆水養護及土壤板結問題。 　　5.1.6  運用新型生態耕作技術與果、菜、花草優選培育技術，徹底保證屋頂種植的經濟效益、觀賞價值、食用價值。 　　5.1.7  在建花園之前，應檢查滲漏水情況，可以在樓頂將排水口堵塞。使屋面積水，檢查是否漏水，一旦有漏水現象應及時補救。 　　5.1.8  在施工中注意保護好防水層，嚴格按照操作規程施工。不要防水層受到破壞。 　　5.1.9  對于水池等設施。應采用單獨的防水系統。 　　5.1.10  在澆灌過程中，盡可能不產生積水。及時清理枯枝落葉，防止排水口被堵。 　　5.2  屋頂花園的荷載 　　屋頂花園中各項園林工程的荷載均要換算為每平方米的等效均布荷載，然后再與花園的荷載相比，精確計算，確定花園順利建造。 　　在選擇種植基質和植物時，應首先考慮材料的重量。種植介質除了選擇種植原土，還可以使用新型種植基質。新型基質重量比較輕，并具有良好的保濕性和透水性。 　　屋頂花園適宜種植一些低矮的灌木、花卉和草坪，小喬木最好種植在木桶或木箱等容器中，并放在承重墻或承重柱上。 　　6 結束語 　　屋頂花園的規劃設計，使屋頂的自然生態環境與城市總體生態環境融為一體，城市文明永延續與生活環境文化融合。在樓頂隔熱防水層上培育一層植被，一是可擴大綠化面積，拓展城市綠肺；二是可以提供新的休息場所，提高人們的生活質量；三是可以依靠屋頂植物截留部分降水，減輕高強度降水對城市防洪排灌系統的壓力和沖擊；四是可以為頂層住戶免去一些冬冷夏熱的影響。不僅如此，我們也可因此看到屋頂花園是可持續發展的重要組成部分：地面上的花園給人們沐浴陽光，休閑活動帶來方便，但通常在開暢的空間營造起來的花園價格非常貴，其中土地資金占很大一部分，屋頂花園則相對有很大優勢，但從占用土地上來講，是免費的，相比之下屋頂花園要比地面上開暢空間的花園投資少許多。 　　人們建設一棟樓房等于銷毀一塊土地，我們只要把屋面建成屋頂花園的形式，就能把被毀的土地挽救回來。這樣我們不但美化了生活，還能給子孫后代保留下這塊土地。 　�。蹍⒖嘉墨I］ 　�。�1］毛龍生等。人工地面植物造景。垂直綠化[M].東南大學出版社。2002.［2］ 譚琦。屋頂、墻面綠化技術指南[M].中國建筑工業出版社。2004.［3］張福墁。設施園藝[M].北京中國農業文學出版社。2001.［4］ 韓世棟。蔬菜栽培[M].北京中國農業出版社。2000.［5］ 李式軍等。蔬菜生產茬口安排[M].北京中國農業出版社。1988.［6］ 李光晨等。園藝植物栽培學[M].北京：中國農業出版社。2001.［7］ 陳貴林。疏菜栽培學[M].北京中國農業出版社。2001

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