建筑屋顶绿化节能设计研究

建筑屋顶绿化节能设计研究

杨卓琼

武汉市人防建筑设计研究院430013

摘要：城市化进程的脚步从未停止，导致能源过度消耗，环境问题日益严重，因此如何对建筑进行有效的节能成了人们关注的重点。本文主要对屋顶绿化的功能进行了分析，研究了屋顶绿化的植物选择和种植设计，分析了屋顶绿化效益。

关键词：建筑；屋顶；绿化；节能

1、屋顶绿化的功能分析

1.1减缓太阳辐射，调节小气候

现在很多城市的市区气温都会比其郊区的气温要高，主要是因为市区内的各类建筑的屋顶和墙体都是光秃秃的平面，再加上整个道路也是没有任何遮挡物，白天直接暴露在太阳底下吸收太阳光的能量，到了夜晚再把热量放出，使得整个市区的夜间温度难以下降。所以，要改善市区夜间高温的情况，就必须避免屋顶、墙体和道路等直接暴露在太阳下，通过改造可以使屋顶种植更多草和树木等植物，在道路两旁增加树木种植扩大绿化带，这样不仅有效增加了城市的绿化率，还可以缓解城市夜间高温现象，植物叶片进行蒸腾作用还能有效提升空气湿度。通过在丽水做屋顶绿化与屋顶无绿化的市区对比实验，可以看出，在夏季屋顶不绿化的室温比屋顶绿化的室温高3~5°，在冬季屋顶不绿化的室温则比屋顶绿化的室温低2~4°。

1.2净化空气，吸收有害物质

人们都知道植物会通过进行光合作用吸收空气中的二氧化碳放出氧气，所以屋顶绿化可以通过植物放出的氧气使空气质量得以提高。据研究可知，一株山毛榉一天可以吸收2352g的二氧化碳，并放出1712g的氧气。而且屋顶绿化后所种的植物还可以吸收空气中的有害物质，起到净化空气，减轻空气污染的作用。屋顶、墙面和道路旁的草坪还可以吸附、固定空气中的尘埃和重金属元素，如氟化氢、铅蒸汽和金属粉尘等，是一个非常天然的过滤器，研究表示，裸地的减尘作用是草坪的70分之一。

1.3具有吸收噪音、杀菌防病的环保功效

屋顶种植植物还可以有效的降低城市噪音污染，研究表示，120毫米厚的植被可以隔40分贝音量的声音。而且，植物还会分泌各种各样的具有挥发性的杀菌素，可以杀死空气中各种各样的原生动物、真菌和细菌，通过实验，检测到公共场所上空的细菌含量是草坪的三万倍。

2、屋顶绿化的植物选择与种植设计

2.1植物种类选择原则

首先，植物生长是具有地域性的，植物对当地水土、气候都是有要求的，所以每个地方的种植品种也会有所差异，选择本土植物比较稳妥。比如，在深圳就需要抗风、强光照的品种，但是对于中原城市来说就不是很合适。而且，屋顶的环境非常恶劣，最好是挑选适应力强、存活率高的本土植物。还可以在可供选择范围内尽可能的挑选一些精品，这样可以提升屋顶绿化的档次。其次，应选择一些耐旱、抗风的草本植物和矮灌木植物。由于屋顶没有任何遮挡物，全部都直接暴露在阳光之下，在夏季整体气温偏高，导致土壤的保湿性差，易出现缺水、干燥的情况，所以应选择耐旱的植物。而且，屋顶一般风也很大，尤其是在台风天对植物的生命威胁最大，所以还应选择一些抗风的矮灌木植物。最后，因为屋顶绿化除了净化空气，调节气候的作用外，还有一个作用就是增加城市绿化率，所以屋顶的植物还应挑选常绿植物，可以美化城市。

2.2种植基质选择

种植基质作为植物的载体，要能够保证植物能够顺利成活，并且还能继续成长，同时也要减轻建筑的荷载。但是，现阶段我国很多城市的屋顶的种植土都使用的是自然土，甚至有些里面还加有建筑垃圾，用量很大，极大地增加了建筑的荷载。而且，虽说是自然土壤但是其颗粒会堵住反滤层影响排水，使土壤中滞留很多水分，反而降低了植物的存活率。所以，在屋顶绿化时，应使用轻质、透气性好、透水性好、抗风蚀、抗板结、无污染的人造土壤，比如珍珠岩、岩棉、塑料泡沫等无机基质，草炭、稻壳、泥炭等有机基质，还可以把两者混合使用。

2.3种植设计

屋顶绿化植物种类选择和种植基质选择很重要外，还有一点需要考虑到，就是美观性。现阶段国内很多屋顶绿化都选择的是地被植物，由于其植物种类太过单一，使得整体的美观程度比较低，抗虫害能力也很弱。所以，在屋顶绿化植物的配置上应该以多元化为主。第一，在种植区内可以按照不同地被、灌木、花草等之间的形态不同合理种植，形成有特色的生态群落。第二，可以根据不同植物之间的生长高度不同，对土壤深度要求不同有层次的种植，形成高度上错落有致的景观。

3、屋顶绿化效益

3.1经济效益

第一，可以有效延长房屋寿命，增加重拆建的周期。科学合理的对屋顶进行绿化工程之后，植被可以利用和吸收雨水，保护屋顶防水层，防止其被破坏导致的漏水。在夏季还可以吸收太阳光的辐射能，降低屋顶以及顶层的室内温度。在冬季可以维持屋顶的表面温度，使其保持在恒定状态不至于过低。这样从一定程度上就能避免建筑在夏季暴晒和冬季过冷导致的热胀冷缩，从而延长房屋寿命，使得其需要拆除重建的周期也不断延长。第二，城市景观宜人，可以增加来当地旅游的人，从而吸引更多企业进行投资，增加城市的商业价值。

3.2社会效益

屋顶绿化可以通过种植植物使建筑顶层的闲置空间被有效利用，还可以让居民在枯燥的城市生活中有丰富的生活体验，让居民多了与大自然接触的机会，增加居民幸福感，在美化环境的同时，使得城市更加自然化、人性化。对于特殊的地段和建筑，还能降低其受风蚀等侵害，保护其原始面貌。

传统的建筑屋顶需要进行涂料、铺板等措施处理，不仅会释放有害气体、成本高、可使用年限短，还不具备生态功能，而屋顶绿化后，不仅种植成本低、管理费低、使用年限长，还具有生态功能。所以屋顶绿化可以带来很高的社会效益。

4、总结

屋顶绿化可以有效地增加城市的绿化覆盖率，增加城市美观性，还能改善城市的热岛效应，保温隔热的节能作用。但是在具体实施过程中，应该注意要根据当地的情况具体分析适合栽种的植物，选择合适的基质，降低建筑载荷。

参考文献

[1]曹爱华.屋顶绿化在既有建筑节能改造中的应用研究[D].华北水利水电大学，2016.

[2]方拓.浅谈节能环保材料与屋顶绿化技术在建筑节能设计中的应用[J].科技传播，2010，（24）：210-211.

[3]吴金顺.屋顶绿化对建筑节能及城市生态环境影响的研究[D].河北工程大学，2007.

[4]杨立稳.屋顶绿化对顶层室内温度和能耗的影响研究[D].东华大学，2015.

[5]常凌云.现代建筑节能技术——屋顶绿化的应用[J].建材技术与应用，2011，（11）：43-44+48.