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绿色屋顶

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发表于 2016-12-23 10:10:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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城市的“清新剂”—绿色屋顶
随着我国经济的高速发展,城市化进程的加快、城市人口日趋稠密,建筑日趋拥挤,城市闹市区日益增多,城市人均绿地占有面积将越来越少,人均可利用能源也日趋紧张,城市环境不断恶化,能耗不断增加,如何使城市发展与人居、生态环境相协调,是众多研究者的共同攻关方向,屋顶绿化无疑是解决绿地与能源问题的最佳途径之一。理论分析和实际观测资料表明,屋面绿化是改善城市气候提高建筑节能效率的最有效的途径之一,它对由于城市而产生的“五岛”效应均有不同程度的削弱或改善作用。由于日本、美国、波兰等国所处的纬度与我国相近,气候大体相似,而我国南方沿海城市的气候又与新加坡差不多,这些国家的屋顶绿化经验非常值得我们国家借鉴,这对迅速改善我国城市环境质量、美化城市环境无疑有积极的推动作用,但是同绿色建筑在中国的推广应用相类似,我们必须建立适合于中国独特的地域性特点、气候特点及建筑风格的相关技术规范及节能评价体系,而不能生搬硬套西方发达国家的条文经验等。
绿色屋顶是什么?有哪几种?
绿色屋顶是指建筑屋顶的部分或全部由绿色植物、植物生长基质及屋顶防水结构覆盖的一种
景观屋顶形式。它通常还包括植物根系阻隔层结构、屋顶排蓄水层结构和灌溉系统等结构。
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德国根据土壤厚度和植物复杂程度,将绿色屋顶分为两大类:浅层绿色屋顶和深层绿色屋顶。
浅层绿色屋顶具有较浅植物栽培基质,应用低矮、浅根、耐旱的景天类等多年生植物材料,深层绿色屋顶具有较深的植物栽培基质,能够应用草本植物、花灌木及小乔木等丰富的植物材料,形成复杂多样的植物景观形式。同样,也可根据植物的复杂程度将绿色屋顶分为花园式和简单式两类。浅层绿色屋顶往往不需要单独设置灌溉系统,只靠自然降水就可以解决植物养护的问题,建设维护的成本较低;而深层绿色屋顶则需要经常的维护和保养,建设维护成本较高。
绿色屋顶有哪些好处?
绿色屋顶的环境和运行效益有下面几点:供热与制冷中减少能量、缓解城市热岛效应、减少雨水径流、改善空气质量、增加景观、增强生物多样性、提供休闲和农业的空间和增加建筑的隔音效果
1、减少热岛效应
热岛效应解释了城市地区的温度为什么高于农村。主要是由于建筑物深色的屋顶造成的深色的屋顶吸收太阳的能量达到的温度可以高于环境温度。高温的屋顶,导致空调降温的能源需求增加,同时,与热有关的疾病增加。农村地区由于植被,不会产生此问题。植物有助于控制环境温度。在开放的领域,植物通过释放蒸汽控制温度和促进水的循环,而在城市地区,没有足够的植被来控制温度。
2、降低暴雨径流
由于城市的快速发展,城市不透水表面层增多,从而减少雨水入渗。绿色屋顶的保水能力,有助于控制径流水的数量。与普通屋面系统相比,植被屋顶可以降低径流流动的速度,使城市风暴污水系统有足够的时间对径流的运输进行处理,从而降低了发生洪水的危险。如何从雨水中回收可利用水是很重要的,同时,水质也是很重要的。一些研究指出,水质与屋顶的材料、屋顶系统、屋顶材料的化学品或金属化合物有关。
3、减少空气污染
城市地区通常有较高水平的有毒物质在空气中,城市植被可能部分解决空气污染以减少到可以接受的水平。
绿色屋顶减少空气污染方法有两种:
1)控制温度变化,降低制冷所需要的能源,从而减少发电厂释放的二氧化碳;
2)植物光合作用吸收空气中的二氧化碳。
在屋顶植被的益处是非常明显的:
⑴    高水的缓冲能力;
⑵    过植物的蒸发和蒸腾作用减少雨水流失;
⑶    少雨水进入污水系统,降低清洁费用;
⑷    高环境质量,例如植物叶面吸附悬浮微粒;
⑸    城市密集区降低热岛效应;
⑹    省能耗,增加绝缘能力使建筑在夏天保持凉爽和在冬季保持温暖;
⑺    声最多可降低10分贝;
⑻    高屋面材料的使用寿命;
⑼    加美学价值;
⑽    加生态价值;
⑾    建筑增值。
如何建设绿色屋顶?
典型的绿色屋顶层
为了迎合不同天气条件和用户的期望,制造商提供了不同的绿色屋顶系统。如图 所示,
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绿色屋顶的结构系统通常包括一个根阻层、排水层、滤水垫层、蓄水层、栽培基质层和植被层。
1、根阻层
根阻层是绿色屋顶的底层,一般是建立在传统材料(如混凝土)上。在任何绿色屋顶系统设计中,防渗漏是一个最重要的目标,如果发生泄漏,在绿色屋顶上,所有的层需要清除从而找到泄漏点。这个层的另一个目的是保护建筑物的屋顶组件。根系生长、增强,并通过土壤寻找水和养分的植物随着时间的推移,如果没有适当的保护,根穿透屋顶组件产生裂缝和渗透。市场上有物理和化学两种根阻层。物理根阻层通常是低密度聚乙烯(PE )或聚乙烯(聚丙烯)材料组成的薄薄的一层(通常约0.05cm),置于屋顶。化学根阻层是使用毒素如铜为基础的产品抑制根系渗透。
2、排水层
绿色屋顶具有保水能力,其作用是改善基质的通气状况,迅速排出多余水分,有效缓解瞬时压力,并可蓄存少量水分供植物生长之用。可与屋顶雨水管道相结合,将通过植物过滤后的清洁雨水收集起来,用于日常灌溉及他用。排水材料种类和材料的形状主要取决于所选择的绿色屋顶系统,天气条件和屋顶组件。轻而薄的材料,如聚乙烯和聚丙烯,由于质量限制,建立简式绿色屋顶比较合理。绿色屋顶制造商声称他们用聚合物为基础主要是由于其灵活性,运输快,安装方便,强度高,耐久性好且生产成本低。通常,高分子材料粘合到一侧或两侧的土工织物可以防止小颗粒的成长和堵塞排水。根据绿色屋顶系统和排水类型,该层的厚度可以在1~1.5cm。复式绿色屋顶的目的是保持高负荷,因此,排水层可以比较简单。一般是由鹅卵石组成,自然排水,过滤。其厚度可以为4cm或更多。
3、过滤层
不管采用何种绿色屋顶排水形式,过滤层的目的是为防止种植土中小颗粒及养料随水流失,且堵塞排水管道。材料如聚合物或聚烯烃用来制作轻薄滤层。过滤器结合的排水层,方便安装。由于滤层一部分作为排水层,没有确定的技术来确定其厚度和重量。
4 蓄水层
蓄水层的主要目的是保持水径流控制和保持种植介质层湿润。水是一种天然营养源,帮助植被在屋顶上健康生存。此外,绿色屋顶雨水的下降,延迟径流进入城市雨水污水系统的时间,它对雨水的保留能力取决于绿色屋顶的类型、植被、建筑物的屋顶组件、天气状况和土壤的饱和情况。储存的水在屋顶增加了额外的质量,屋顶结构可能不能支撑,因此,屋顶组件是选择材料和水保留层厚度的第一个限制因素。简式系统由于厚度比较小,植被少,需要的持水能力比复式小。反之,利用复式的绿色屋顶则需要更大的植被与较强的根源,需要更多的水和养分来维持植被的生长。蓄水层与其他层不同,它是由矿棉或聚合物纤维组成的一个垫层,安装在过滤层上。这层厚度变化的因素主要是保留性能和饱和量。每一个垫层的厚度是1~6.5cm。垫层可以组合,以满足不同需求的绿色屋顶。也有商家使用蓄水陶土作为蓄水层,利用蓄水陶土层取代栽培基质层下层、蓄水层、过滤层及排水层。
5、栽培基质层
这一层不仅供应营养物质和水、热性能和保水,而且,它还为植物根系生长和加强提供了空间。同时,它承受风力和其他恶劣的天气。因为直接影响整个屋顶,其内容和置换周期是要考虑的。栽培基质层的厚度与植被有关。如小苔藓植被需要较少的深度,灌木可能需要比较深的栽培基质层。一般,简式绿色屋顶系统需要2.5cm 的厚度,而复式则需要 20~120cm 的厚度。通常在植物下铺设一层种植土壤,在种植土壤下铺设一定厚度的蓄水陶土。蓄水陶土层起到蓄水,过滤,排水的作用。蓄水陶土层积蓄的雨水提供植物日常所需,过滤后的水源通过管道收集加以利用。与此同时,蓄水陶土比普通土壤透气性、渗透性更好,能更快的渗透暴雨流量,防止雨水堆积造成植物烂根等现象。
6 植被层
植被层是绿色屋顶的审美层,是绿色屋顶环境产品的一个标志。植物生长在屋顶上,不仅要美观,还要能减轻热岛效应,改善空气质量,取代景观和加强生物多样性。此外,植物通过保留和蒸发发挥重要作用调节雨水径流。植物在房顶上生存和在地面上生存是不一样的,因此,笔者建议采用景天科酸代谢植物。该种植物的叶片气孔开放,在黑暗中交换氧气和二氧化碳,在干旱条件下节约用水。复式绿化屋顶系统主要目标是为使用者提供一个开放的空间,可以欣赏不同的环境。一般的植物如草,药草,灌木,小乔木和甚至小果树或蔬菜,它们的高度可以从10cm 100cm 以上。
值得一提的是,绿色屋顶在建造本身上并不会比传统屋顶造价贵上许多,但在后期的维护上需要一定的成本及精力。近些年来,国家为大力推行绿色屋顶,部分城市已经出台绿色屋顶维护管理费用补贴。在后期维护上,最重要的一点是,如何保证土壤内的水分及营养物质适合植物生长又不会造成建筑危害。传统的多灌溉与多施肥在建设绿色屋顶上并不能使用,多灌溉会造成屋顶的承重压力,多施肥会腐蚀屋顶建筑。所以,目前有商家尝试运用蓄水陶土建筑绿色屋顶。蓄水陶土优异的蓄水和保肥能力能够有效减少灌溉及施肥的频率,减少对建筑屋顶的威胁。同时又能够为植物的生长营造更好的环境。
未来,蓄水陶土型绿色屋顶将会是行业趋势。我们也期待,放眼就能看到绿化满园的高楼大厦。


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发表于 2016-12-25 08:26:51 | 显示全部楼层
最近在做专项规划,很多专家的建议,在北方城市绿色屋顶的应用还是受到很大的限制!!!!!
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 楼主| 发表于 2016-12-28 14:42:52 | 显示全部楼层
北方城市建设绿色屋顶的关键在于植物水源供给吧,北方缺水,降雨量小,建筑绿色屋顶上,蓄水层的要求要高一些。
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