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      種植屋面的設計與施工
      發布時間:2014-08-05
        [摘   要] 分析了種植屋面的特點和推廣種植屋面的好處,介紹了種植屋面的構造層次和要求。
      [關鍵詞] 種植屋面;構造;防排水
          隨著我國改革開放的深化和城市化程度的不斷擴大,在城市中可以用于綠化的土地資源己是“寸土寸金”。然而,數以億計的屋面多是光禿禿的,如能充分利用這塊尚未開發的“空地”,發展種植屋而,建造成“空中花園”,是提高城市綠化覆蓋率、改善生態環境、減緩“熱島效應”、美化城市景觀的最有效途徑。


      1 種植屋面的特點
      (1) 可減緩城市的“熱島效應”
          由于各類建筑物的屋面、墻體以及道路等均屬性能良好的“大型蓄熱器”,它們白天吸收太陽光的輻射能量,夜晚放出熱量,造成市區夜間的氣溫居高不下,比郊區高2-3℃。因氣溫升高部分呈島狀,故稱其為“熱島效應”。如能將屋面建造成種植屋面,在屋面上廣泛種植花、草、樹木,不但可以極大限度地提高城市的綠化覆蓋率,而且可以通過植物的蒸騰作用,不斷地從周圍環境中吸收大量的熱量,從而有效地緩解城市的“熱島效應”。據報導,每公頃綠地每天能從環境中吸收的熱量,相當于1890臺功率為1000W空調的作用。研究證明,種植屋面頂層室內的氣溫比非種植屋面頂層室內的氣溫要低3-5℃,優于目前國內任何一種屋面的隔熱措施(見圖1和表1)。

      (2) 有利于增加城市大氣中的氧氣含量
          屋面綠化可以通過植物生長過程中的光合作用,吸收大氣中的二氧化碳,放出氧氣,變害為利,便于維持空氣中二氧化碳與氧氣之間的平衡,減緩“溫室效應”和提高空氣質量。據測定,24m2的旱熟禾草坪,一晝夜可制造出氧氣1380g,足以供應一個成年人正常生活一天所需的氧氣;一棵成年的山毛櫸一晝夜則可吸收二氧化碳2352g,并放出氧氣1712g,起到了凈化空氣的作用。   
      (3) 吸收有害物質,減輕大氣污染
          屋面的植物能夠吸附、滯留和固定大氣中的細菌、煙塵、重金屬元素,并能吸收、稀釋、分解空氣中的二氧化硫、氮氧化物、氨氣、氯氣等有害物質,同時還具有降低城市噪音的功能。據測定,120mm厚植物層的隔音量可達到40db,故可顯著減少城市的大氣污染和噪音污染。
      (4) 調節生態環境,美化城市景觀
          推行種植屋面,還能調節城市的溫、濕度,減少雨水流失,抑制暴雨、風沙;起到美化城市景觀的作用,是建筑技術與風景園林藝術相結合的具體體現;也有利于改善居住生態環境,實現人與自然的和諧相處,還是創建“花園城市”的重要考核指標。
      2.種植屋面的防排水設計與施工
          種植屋面的構造層次較多,技術要求也比較高,涉及建筑、農林和園藝等專業學利,是一個系統工程,必須從設計、選材、施工和管理維護等方面進行綜合處理。


           為了保證種植屋面上的植物能良好生長,屋面應能順利排除積水,有時還需澆灌,因此,要求屋面不滲不漏,以滿足房屋建筑的使用功能。為此,其構造層次較復雜,各個構造層次都有自己的功能和作用,不能隨意減少。另一方面,種植屋面一旦發生滲漏現象,整個屋面必須翻工重做,不但工程量大,費用也較昂貴,故在設計時,應按屋面防水等級為I級或II級進行多道防水設防,并做好防排水構造的系統處理(見圖2)
          現將種植屋面各構造層次的設計與施工介紹如下:
      (1) 屋面結構層
          屋面結構層應根據種植植物的種類和荷載進行設計與施工。一般應采用強度等級不低于C20和抗滲等級不小于S6的現澆鋼筋混凝土作屋面的結構層。當采用預制的鋼筋棍凝土板時,應用強度等級不低于C20的細石混凝土將板縫灌填密實,在板縫寬度大于40mm或上窄下寬時,應在板縫中放置構造鋼筋后再灌填細石混凝土,以提高結構的整體剛度,并應在板端縫處嵌填密封材料封閉嚴密。 

         
      (2) 找坡層
          為便于及時排除種植屋面的積水,確保植物正常生長,屋面宜采用結構找坡。當不能采用結構找坡而需用材料找坡時,應選用有一定強度的輕質材料(如陶粒、加氣棍凝土、泡沫玻璃等)做找坡層,其坡度宜為1%~3%。在寒冷地區還可加厚找坡層,使其同時起到保溫層的作用。根據工程需要,也可在找坡層之上采用有一定強度、導熱系數小和吸水率低的保溫材料另外設置一道保溫層。
      (3) 找平層
          為便于鋪設卷材或涂膜防水層,在找坡層或保溫層上應做水泥砂漿找平層。找平層應壓實平整,待找平層收水后,尚應進行二次壓光和充分保濕養護。找平層不得有酥松、起砂、起皮和空鼓等現象。
      (4) 卷材或涂膜防水
          為確保防水工程質量,應采用具有耐水、耐腐蝕、耐霉爛和對基層伸縮或開裂變形適應性強的卷材(如聚酯胎高聚物改性瀝青防水卷材、合成高分了防水卷材等)或涂料(如雙組分或單組分聚氨酯防水涂料等)作柔性防水層。當采用卷材作防水層時,根據國家標準《屋面工程技術規范》和《屋面工程質量驗收規范》的規定,應優先選用空鋪法、點粘法或條粘法進行鋪設,但卷材的接縫以及卷材防水層的周邊應滿粘,并組合成為一個接縫粘結牢固、封閉嚴密的整體防水系統。
          種植屋面的四周應砌筑擋墻,柔性防水層應連續鋪設至擋墻的上部。擋墻下部留置的泄水孔位置應準確,并應做好防水密封處理;泄水孔應與水落口連通,不得有堵塞現象,以便及時排除種植屋面的積水。    
      (5) 耐根系穿刺防水層


          眾所周知,各種植物的根系都具有很強的穿刺能力,許多傳統的防水材料均容易被植物的根系所穿透,從而導致屋面發生滲漏現象。為此,在種植屋面中,必須在一般的卷材或涂膜防水層之上,空鋪或點粘一道具有足夠耐根系穿刺功能的材料作為耐根系穿刺的防水層,如高密度聚乙烯 (HDPE)土工膜、低密度聚乙烯 (LDPE)土工膜、熱塑性聚烯烴(TPO)卷材、聚氯乙烯(PVC)卷材或鉛合金(PSS)卷材等,這此材料的主要技術性能應符合表2的要求。為避免植物根系穿透材料的接縫部位,要求耐根系防水層的接縫均應采用焊接法施工,并須使接縫焊接牢固、封閉嚴密。對熱塑性材料采用單縫焊接時,搭接寬度為60mm,其有效焊接寬度不應小于25 mm;采用雙縫焊接時,搭接寬度為80 mm,其有效焊接寬度為10 mm×2+空腔寬度;鉛合金卷材的接縫,應采用專用的焊條和工具進行焊接。上述材料接縫在剪切狀態下的焊接性能,均應符合表2的要求。防水層施工完成后,應進行蓄水24 h檢驗,經檢驗確無滲漏后,應盡快鋪設排水層、隔離過濾層、種植介質層的施工,并確保在進行上述施工中不得損壞防水層,以免留下滲漏隱患。
      (6) 排水層
          在耐根系穿刺防水層之上,應設置排水層,排水層應根據種植介質層的厚度和植物種類分別選用具有不同承載能力的塑料排水板、橡膠排水板或卵石等材料。      
          當在地下車庫、地下室或地下管廊的頂板上種植喬木等高大植物時,種植介質層的厚度一般在1000mm以上,同時宜選用粒徑為30-60mm,厚度為80mm以上的卵石或專用的橡膠排水板做排水層;當在中、高層建筑的屋面種植草坪或灌木時,種植介質層的厚度為200-600mm,同時宜選用專用的塑料排水板或橡膠排水板做排水層。排水層的作用是將通過過濾層的水,從排水層的空隙中匯集到泄水孔排除出去。
      (7) 隔離過濾層
          在排水層之上,應鋪設單位面積質量不低于250g/m2的聚酯纖維或聚丙烯纖維土工布等材料作隔離過濾層,其目的是將種植介質層中因下雨或澆水后多余的水及時通過過濾后排除,以防止因積水而導致植物爛根和枯萎,同時可將種植介質材料保留下來,避兔發生流失。
      (8) 種植介質層
          種植介質是屋面種植的植物賴以生長的土壤層。要求所選用的種植介質具有自重輕、不板結、保水保肥、適宜植物培育生長、施工簡便和經濟、環保等性能。一般可選用種植土、草炭、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、細砂和經過發酵處理的動物糞便等材料,按一定的比例混合配制而成。其中草炭和發酵后的動物糞便可為植物生長提供有機質、腐植酸和緩效的基肥;膨脹蛭石和膨脹珍珠巖不但可以減小種植介質的堆積密度,而且是有利于保水、透氣、防植物爛根、促進植物生長的材料。這些材料還能及時補充植物生長所需的鐵、鎂、鉀等元素,也是種植介質中pH值的緩沖劑和調節劑。也可直接選用為種植屋面專門生產,成分及粒度配置合理,保水保肥,能夠促進植物根系發育和生長,且堆積密度僅為450kg/m3左右的人工合成無機栽培材料作種植介質(如天津二華實業有限公司采用韓國專利技術生產的人工基礎綠化栽培介質等材料)。
          種植介質層的厚度應根據屋面結構的承載能力以及介質的堆積密度和種植植物的種類,通過計算確定。一般草坪為200-300mm,小灌木為300-400mm,大灌木為400-600mm:喬木為1000mm以上。
      (9) 植物層 
          屋面一般宜種植耐干旱、抗蟲害、生長快、綠期長的草坪和灌木。有條件的屋面,最好能使其形成草坪、灌:木與喬木相組合的立體園林式的“空中花園”。


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