固化纤维土（垒土）在博物馆建筑种植屋面中的应用

固化纤维土（垒土）在博物馆建筑种植屋面中的应用

张兰，李玲，余嘉琪，李文博，陈智宇

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司，四川成都，610041

摘要：随着城市化进程的加快，城市大量基础设施建设与绿地之间的矛盾日益突出。作为一种不占用地面的绿化形式，种植屋顶很好地解决了这一矛盾。其中种植土的选择则尤为重要，因其具有一定的渗透性、蓄水能力和稳定性，可提供屋面植物生长所需的养分，同时也影响着建筑的构造做法和结构荷载。通过对固化纤维土的探索和研究，结合工程案例，本文从实用性方面阐述固化纤维土在博物馆建筑种植屋面中的应用，为其他公共建筑种植屋面提供借鉴和参考。

关键词：种植土；垒土；固化纤维土；种植屋面；博物馆建筑；

1. 种植屋面概念

    种植屋面是指在各类建筑物屋面或者建筑地下室顶板，辅以种植土壤和人工绿化的屋面。一般种植屋面的构造层次包括建筑结构层、保温层、找坡层、普通防水层、耐根穿刺防水层、排水层、种植土、植被层。并根据建筑物的特点和气候要求增设隔汽层和隔离层等。具有防水、保温、隔热、生态环保的作用。种植土是影响植物生长的最重要因素，会直接影响植物的效果呈现。

2. 种植屋面营养土的重要性

    种植土的选择需考虑植被生长需求。不同植物的根系对于土壤的厚度、湿度要求不同；且不同的生长周期对于土壤的各种元素需求不同；种植土的选择也需考虑建筑的安全性。需要考虑建筑的结构形式、结构荷载、防水要求、保温要求等；种植土的选择还需要考虑经济性。种植于需便于运输，方便采购，且价格低。总而言之，种植土的选择需考虑覆土厚度、蓄水能力、营养适宜、排水好、质量轻、材料来源广、价格便宜等因素。

3. 固化纤维土（垒土）应用于种植屋面的可行性分析

固化纤维土是利用棉花杆、秸秆、芦苇杆、泥炭等农林废弃物和珍珠岩等基体材料均匀混合，适当压缩，形成的固化可塑性的纤维培养土。外观像灰黑色的水泥，手感却类似于海绵。固化纤维土具有可塑成型、自重轻、透气性好、保水性强、适宜植物生长、养护少、施工简单、生态环保等优点。可应用于屋顶绿化、立体绿化、园艺花卉、农业种植等领域。

1)固化纤维土可塑性强、方便造型。传统土壤由于自身的散状物理结构，较难用于景观造型和垂直绿化，只能依托于种植容器。但雨天的雨水冲刷导致土壤流失严重，且容易堵塞下水道，而晴天又容易因为风力造成尘土飞扬，污染空气环境。而固化纤维土内植物纤维让土壤形成了稳定的物理结构，可以各种角度挂于构架上不松散，风吹日晒不变形，也不会因为风力作用产生飞尘。灵活多变的造型，还能根据景观和植物的需要进行定制，完美融入景观绿化。也可直接代替盆栽的容器和基土，移栽便捷、快速，避免对植物根系造成二次伤害。

2)固化纤维土自重较轻。传统土壤由于自重大，很难在承载力较差的建筑屋顶和立面墙体上实施。而干燥的固化纤维土为14kg/㎡，满水状态为50kg/㎡，重量仅为普通土壤的60%，对建筑物的承重要求不高。

3)固化纤维土透气性好、保水性强、适宜植物生长。传统土壤由于结构不良，容易在浇水、降雨、施肥时造成土壤板结，导致土壤孔隙率不够，从而影响植物根系生长。因为传统土壤的水分是垂直扩散的，而固化纤维土的水分会沿着植物纤维水平扩散，水分能在土壤内部均匀分布。由于固化纤维土的孔隙率很高，形成了很好地毛细作用，保水量更多，在夏天高温天气时，可降低土壤内部温度，为植物长时间提供适宜的生长环境。

4)固化纤维土养护少且施工简单。由于土壤不板结可减少对土壤的养护，节约后期维护和管理的成本。固化纤维土由于固化成型，且非常轻，人工搬运方便，因此施工特别简单，工序较少，省材料和人工。

5)固化纤维土可取消种植容器，更加生态环保。传统土壤均需采用种植容器，而容器都存在使用年限短的问题，导致土壤寿命过短，造价过高，还产生大量的建筑垃圾。而固化纤维土则不需要容器，在没有植物生长的情况下可保持10年；在种植的状态下，有植物根系加强土壤的强度和稳定性，使用寿命可达26年以上，减少了建筑垃圾，更加生态环保。

4. 工程案例
   1. 项目基本资料

三星堆古蜀文化遗址博物馆及附属设施工程位于四川省广汉市。项目规划总建筑面积5.44万平方米，地上二层，地下一层。为满足内部功能空间的尺寸需求和建筑造型的设计理念植入，屋顶采用斜坡覆土形态，让建筑消隐式融入园区。建成后的建筑新馆将与地貌、史迹及文物造型艺术相结合，嵌入自然，重塑自然。

4.2.项目种植屋面特点

本案种植屋面层次从下到上分别为混凝土结构板、40厚C20细石混凝土（加5%防水剂）、PE隔汽膜隔汽层、50厚PVC成品排水蓄水板、蓄水毯蓄水层、聚酯无纺布过滤层、固化纤维土（规格500*500*50mm）—+透水挡土板、植被层。

隔汽层主要起到防水、隔汽效果，能够有效阻止空气中的水分和冷凝水侵入建筑内部，有利于博物馆内部空气湿度的管控和文物的保护。

排水蓄水板能够加强土壤的排水性能，降低地表径流，减少水源对土壤的冲刷。

蓄水毯蓄水层主要是为了在雨天和浇灌时储蓄部分水量，减少水分的过度流失，为植物根系提供湿润的生长环境。

聚酯无纺布过滤层主要是为了过滤杂质，防止杂质堵塞排水系统。

固化纤维土由于自身的优点，仅需5cm厚，既可满足地被植物的生长需求。但是由于建筑屋面有一定的坡度，且屋面面积过大，因此屋面需采取分区挡土，屋顶每15m左右设计了一排高150mm的透水挡土板，可起到固定防滑的作用，防止纤维土模块从斜坡屋面下滑。

植被层主要选用混播草皮卷，与建筑造型相互呼应，保证种植屋面四季常绿。但是混播草皮对养护要求较高，需定期修剪草坪。

4.3.效果呈现

通过选择固化纤维土作为屋顶覆土，保证了屋顶植被层的生长环境，配合混播草皮卷，可实现屋顶四季常绿，让建筑全年均呈现出最佳效果；固化纤维土满水状态下荷载仅为50Kg/㎡，大大减少了种植屋面的荷载，节约了建筑主体造价成本；且固化纤维土施工简单，缩短了工期，为保证建筑按时交付提供了有利的保障。

5. 结语

    固化纤维土（垒土）作为新型材料土壤，解决了传统种植土土壤蓄水和排水能力差、透气性差、不定型、自重大、施工工序复杂、经济效益低、环境破坏等缺点。可提升建筑整体绿化效果，减少后期养护成本。且固化纤维土可完全实现机械化、标准化、规模化的生产和施工，节约了施工工期，经济效益更高。固化纤维土可适用于大部分公共建筑的种植屋面，可进行推广使用。

参考文献

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[5]李莉.公共建筑种植屋面设计与施工技术要点.建筑节能（中英文）.2020（10）98-100

作者简介：张兰 女 1990 工程师 一级注册建筑师 13551218532  845836772@qq.com  成都市高新区天府大道北段1480号拉德芳斯写字楼东9楼  610041