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摘要：新形势下，城市建设必须转变传统观念，探索利用植草沟、雨水花园、绿色屋顶等海绵设计，打造新型海绵城市，既增强城市防涝能力，又要有效收集净化雨水，实现经济效益、社会效益和生态效益的有机统一，促进人与自然和谐发展。本文结合工作实践，对海绵城市理念下的生态屋顶绿化技术进行了探讨分析。
关键词：海绵城市；蓄水；生态屋顶
海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，以此来提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。
2015年10月国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》，统筹部署推进海绵城市建设工作。2017年3月在全国人民代表大会第五次会议上，李克强总理政府工作报告中提到：“要统筹城市地上地下建设，推进海绵城市建设，使城市既有面子，更有里子。”可见海绵城市建设已被提到城市规划和建设中的重要议程。
生态绿化屋顶以体积小，成活率高，耐寒性强，蓄水量大植被，这样的雨水收集效果，极大地减轻了暴雨时期城市下水道的排泄压力，构建新型的城市低影响雨水开发系统，可在南方“海绵城市”建设中广泛应用。
1、屋顶绿化方案
1.1概况
随着“海绵城市”建设工作的推进，城市水系统建设以及城市立体绿化日趋受到人们的重视，屋顶节能绿化措施势在必行。XX中心位于城市新区的核心区域，夏季较热，7月平均气温约25℃，年降水量在1400mm以上。
1.2屋顶绿化方案
结合外界气候因素以及该生态屋顶植被的生长特性，确定整个屋顶以“海绵城市”建设的要求进行设计、施工，项目将屋顶排水管系统连入地下蓄水池，从而实现对城市水资源的循环利用，同时发挥其对城市水资源的区域调控作用。屋顶植被主要为小乔木、灌木、藤本、地被草坪等，修筑蓄水池，使之与生态屋顶草毯形成乔-灌-草以及多种水景的景观配置，通过一段时期的生长形成稳定的生物群落，实现雨养型屋顶绿化（见图1）。
2、屋顶绿化实施步骤
2.1 屋顶基础建设施工
屋顶基础建设施工主要包括：工程放样、放线，
屋顶排水沟、盲沟以及种植区排水层修筑。施工过程中需将该工程的排水系统接入建筑物已有的排水管道，通过该中心地下蓄水池对城市雨水进行收集，水体经过处理后可用于屋顶以及建筑物周边的植物养护，实现对城市降雨的储存、缓释作用。
另外，为了避免因长时间降雨导致的屋顶渗漏以及屋顶植物烂根、死亡现象，屋顶绿化工程中还需回填厚约40～50 cm的无土营养基质（采用“高活性腐殖酸复混肥及其制备方法”的发明专利技术，专利号：ZL201010511374.1），并铺设防渗层、隔离层、保水层等（图4）。同时，这一措施还可在一定程度上缓解昼夜温差过大对屋顶寿命的不利影响。需注意的是：增加的喷灌设施需接入建筑物的排水系统，以提供屋顶植物后期生长所需水分。
2.2 屋顶植被的种植
屋顶基础建设工程完成之后采用特有的屋顶营养基质进行屋顶植物种植。该基质源于专利和专有技术，产品原材料为农业有机废弃物，无毒无害，经生物发酵后无虫卵，且质地轻、保水性强、营养丰富，有利于植物的正常生长[4]。
屋顶草坪采用配方草种技术和特有的佛甲草种植盘（专利号：ZL200520051596.5X，是为适应市场不同层次的需求而研制的独有技术，见图5），其植被均属于能适应屋顶高温、干旱气候环境的景天科植物。同时，为满足屋顶绿化的景观效益以及喷灌设施范围，只需对佛甲草种植盘的摆放方式进行规划，在保持屋顶植被成活的同时，形成较好的即时景观效果。
3、屋顶绿化初步成效
3.1 屋顶植被的生长概况
该屋顶绿化工程于2014年5月开始修建，到2015年11月屋顶植物生长状况如图6所示。从图6中可以看出，屋顶植被基本全部恢复正常生长，尤其是景天科植物中的佛甲草，其平均株高达10～15 cm，且呈毯状，对降雨的吸收、滞纳能力较强，能在一定程度上缓解新区交通枢纽区域内的雨洪管理压力。
3.2 屋顶乔、灌、草配置
该项目根据该地区的气候条件以及适应高层屋顶绿化的需要，以具有耐旱、抗高温、耐寒、浅根和易养护等特点的月季、柏树、铁树、石楠、兰引草毯、佛甲草和蔓长春等常绿灌木、花卉、草坪作为主要绿化品种。2015年11月，该工程灌木、花卉、草坪的生长状况如图7所示。从图7中可以看出，灌木、花卉、草坪已完全恢复正常生长，95%以上的灌木已萌生新枝，生态屋顶草100%存活且地上部分和地下部分的生长势均较好，植物根系广泛分布于整个屋顶种植层，在满足屋顶景观效果的同时，充分发挥了滞留雨水、节能减排、缓解热岛效应等作用。
另外，屋顶绿化在增加城市绿色空间的同时，通过建筑雨水管断接技术，将雨水管线接入该中心地下水体收集池集中贮存雨水，水体经净化处理后可“反哺”该中心的屋顶绿化、周边绿化养护、景观用水、补给地下水等，从而改善了城市生态环境。
3.3屋顶绿化工程在“海绵城市”建设中作用
3.3.1 水资源再利用现状 该项目利用小型、低成本的景观方式来控制降雨所产生的径流，在项目规划设计中，设置水池并种植水生植物（如图8所示），并将管线接入该中心的排水系统，构建新型的城市低影响雨水开发系统，实现了雨养型屋顶绿化。实践表明：该技术可增加储水量36～50 L/m2。目前，该屋顶绿化工程基本实现对城市降雨的资源化利用，收储的城市降水基本可满足屋顶绿化植物生长所需的水分，在一定程度上降低了城市建设成本。同时，该项目保护利用了天然水系，使屋顶中的园林、绿地及景观水体与建筑物的水利调蓄设施相结合，形成城市防排水体系，降低了城市市政建设、运营、维护费用。此外，该项目还可在一定程度上降低城市水灾发生几率，减少水灾造成的经济损失以及治理水环境所产生的费用，经济效益显著。
3.3.2 隔热保温效果 该屋顶绿化为城市形成一片“空中森林”，成功实现绿地资源再生，将极大地改善城市的小气候，缓解城区的“热岛效应”。经测试：完整的屋顶绿化可使建筑内部平均降温2～3℃，同时节约空调耗电量20%～40%。
3.3.3 吸尘降霾作用 该大型屋顶绿化，丰富的植物材料和平地的植物一样，具有释放氧气、吸收二氧化碳、吸收有毒气体、吸附尘埃等作用。据专业测试：每平方米每天吸收二氧化碳15 mg，释放氧气9 mg；吸尘滞霾作用明显，可吸收灰尘150～200 g/（m2•a）左右。
屋顶绿化能调节空气湿度、使城市空气清新、洁净、与地面植物相比，屋顶植物生长位置较高，能在城市上空多层次地净化空气，起到地面植物达不到的效果。还可以调节人们的视觉感受，对身居闹市环境中的人们减缓紧张度、消除工作中的疲劳、减缓心理压力起到良好的调节作用。
4、结论与讨论
为解决城市水生态失衡及城市雨洪问题，实现水资源永续利用，全国16 个城市率先进行“海绵城市”建设。“海绵城市”也称为“低影响开发雨水系统构建”（Low Impact Design or Develop-ment，简称LID），即降雨时，通过具有“吸收、存储、渗透、净化”功能的系统管理城市降雨。
屋顶绿化作为有限城市空间内提高绿地率最有效的方法之一，即有利于改变城市的空中景观、净化城市空气、降低城市热岛效应，也可通过屋顶绿化提高城市蓄水能力，减少城市降雨的下泄和流失。据估计，实施屋顶绿化后，建筑物屋顶可滞留50%的城市降雨，降雨可贮藏于植物根部、栽培基质或屋顶水池中[5]，降低对地下水道的压力，有利于城市大气环境平衡及城市水环境管理。同时，屋顶绿化还具有明显的隔热保温效果和吸尘降霾作用。
该中心屋顶生态绿化工程，采用“新型屋顶绿化技术”与传统屋顶绿化技术相结合的方式，其中“新型屋顶绿化技术”将防渗层、隔离防根层、保水层、轻型基质层和植被层连成整体，方便安装和维护，且无须对屋顶进行特殊处理，适用于各种新、旧建筑屋顶，具有较强的可推广性[6]。
通过对该中心屋顶绿化工程的观测发现，3个月内，屋顶植被根系可深入营养基质或土壤中，植物恢复正常生长后，地上部分与地下部分相结合，可降低土壤以及生态基质的流失率，增加对城市降水的滞留量，缓解城市内部洪涝灾害；同时，还可改善城市环境，加强屋顶绿化工程的景观效果，促进该省“海绵城市”的建设工作。据估算，该屋顶绿化工程可增加储水量36～40 L/m2，使建筑物平均降温2～3℃，节约空调耗电量20%～40%，达到了“海绵城市”建设的目标。
综上所述，以“新型屋顶绿化技术”与传统屋顶绿化技术相结合的方式进行屋顶绿化，可实现快速、有效、可持续屋顶覆绿，是集生态效益、经济效益、社会效益于一体的屋顶绿化工程，该工程可满足“海绵城市”建设要求，实现对城市生态环境影响最低的开发建设，值得广泛推广。
参考文献：
[1] 胡灿伟.“海绵城市”重构城市水生态[J]. 生态经济，2015，31（7）：11.
[2] 刘品，王庆. 海绵城市：从理念到实践[J]. 建筑设计管理，2015，（5）：42.
[3] 刘维东. 成都市屋顶绿化植物的选择及其生态效益研究[D]. 雅安：四川农业大学，2006. 2-10.
[4] 殷丽峰，李树华. 屋顶绿化基质的选择及绿化种植模式的建立[J]. 风景园林，2006，（4）：46-49.
[5] 叶建军. 屋顶绿化对城市水环境的改善[J]. 水土保持研究，2007，（4）：186-187.
[6] 瓦你特•科尔，布塔西洛•施瓦茨. 屋顶绿化[M]. 沈阳：辽宁科学技术出版社，2002. 15-85.
论文作者:刘瑜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/10
标签：屋顶论文; 城市论文; 海绵论文; 植被论文; 植物论文; 基质论文; 雨水论文; 《基层建设》2017年第14期论文;