老旧房屋粗放型屋顶绿化的可行性分析

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  摘要老旧房屋屋顶存在脏乱差、容易漏水渗水等问题,已经成为城市管理中的难题。分析老旧楼房存在的具体问题,结合环保、美化等理念,分析屋顶绿化技术在改造老旧楼房中的可行性和重要性,针对老旧屋顶的各种问题提出解决方法,从屋顶绿化的技术结构上分析其可行性和收益,得出粗放型屋顶绿化是老旧楼房屋顶问题的有效解决方案。
  关键词屋顶绿化;老旧楼房;粗放型屋顶绿化;微生态;可行性分析
  中图分类号S688文献标识码A文章编号0517-6611(2015)07-115-03
  随着工业化的发展,能源危机和环境恶化日益突出,城市居民面临着绿地面积不足、空气质量不断恶化等问题。如何利用有限空间创造更多的绿化面积、改善城市生态环境已成为刻不容缓的任务。屋顶绿化是位于建筑物顶部的种植和绿化的形式,是一种新型的节能环保、绿色建筑的屋面处理形式。目前新建建筑中屋顶绿化的设计和施工技术已有所提高,但对城市中已有的大量老旧楼房如何进行改造依旧是城市发展的一个难题。
  在英国,屋顶绿化被认为是老旧建筑节能改造中提高屋面保湿性能的最佳措施[1]。老旧建筑的屋顶绿化,不但是提高城市绿化率的有效措施,而且可以改善城市生态环境,创造经济效益,提高城市居住环境。
  1 屋顶绿化发展
  1.1立体空间式屋顶绿化是现代绿化的新领域
  现代城市建筑密集,绿地面积锐减,城市人居环境条件不断恶化,人们对环境的关注和重视达到前所未有的程度。在城市的发展建设中,通过各种途径增加绿地面积,仍不能满足绿化用地的要求。现在城市绿化中不仅要重视地面绿化,还应探索城市空间绿化,即在城市横向土地的使用和纵向可能的空间领域,尽量发展绿化,拓展绿化面积,扩大城市多维的自然因素。屋顶绿化就是利用城市中繁多的建筑屋顶创造绿色空间,将传统的地面绿化上升到立体空间,融建筑技术和绿化艺术为一体的综合性现代技术。屋顶绿化不但使城市建筑物的空间潜能与绿色植物的多种效益得到完美的结合和充分的发挥,还是城市绿化发展的崭新领域。利用各种建筑屋顶进行绿化,可以增加城市绿地面积,改善日趋恶化的人类生存环境,还可以改善因过度砍伐自然森林和废气污染而形成的城市热岛效应,减少沙尘暴对人类的危害, 具有广阔的发展前景。
  1.2屋顶绿化是可持续发展的必然趋势
  保护生态环境,减少CO2排放量是当前全世界最重要的环保课题。按学界和国际上的公认看法,一个城市的绿化覆盖率超过城市总面积的50%~60%时,城市的生态环境才能得到明显改善[2]。而城市大都建筑密集,大部分地面被沥青和钢筋混凝土覆盖,可绿化的面积锐减。常规地面绿化趋于饱和时,城市屋顶绿化作为一种有效的解决方式,会带来巨大的经济效益和生态效益[3],越来越受到政府和市场的重视。
  目前,“绿色屋顶”已成为全球的热点话题和建筑业的新发展趋势。很多国家通过大力推广屋顶绿化,兴建“会呼吸的屋顶”,构建生态城市。日本在立体绿化、垂直绿化和空中绿化方面走在世界前列,早在2000年颁布的《东京都自然保护及修复条例》规定:“占地面积在1 000 m2以上的民间建筑项目,以及250 m2以上的公共建筑,屋顶面积的20%以上必须实施绿化。
  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,屋顶绿化必将成为我国城市绿化可持续发展的必然趋势。
  2 老旧楼房屋顶存在的问题
  2.1屋顶载重能力弱
  2.1.1
  受建设标准和周边环境影响。20世纪八九十年代所建楼房重点是解决居住问题,执行的是当时住宅建设标准和规范,当时采用执行的设计规范、施工工艺、建筑材料标准较低。此外,这些老旧小区普遍处于城市中心区,由于周边道路及配套设施经过了多次改造和完善、交通流量的快速增加,使房体产生微震,导致房体和房顶的结构受到破坏,也在一定程度上影响了房顶的承重能力。
  2.1.2
  后期使用维护不当。
  随着城市化进程的加快和城市人口的急剧扩张,处于中心城区的老旧住宅频繁交易,不同购房者为满足个性化需求,加上对房屋安全缺乏常识性认识,多次对房屋进行违规装修,又不采取任何维护措施,严重损坏了房屋主体结构的安全性,使得屋顶的载重能力大大降低。
  2.2屋顶脏乱差现象
  高楼大厦不断拔地而起,俯瞰远处,城市中老旧房屋的屋顶呈现出不堪入目的脏乱差现象。有因为散落了许多垃圾而“劣迹斑斑”,也有因堆放了各种杂物而拥挤不堪,还有因为临时搭建物挤占空间而杂乱无序。当前,即使楼房有物业公司管理,也大都没有将“屋顶卫生”纳入日常管理中,环卫清洁工更不会到屋顶上清扫垃圾,多数情况下只能依赖于居住在靠近顶层的住户进行处理。
  图1脏乱差的楼房屋顶
  如图1所示,脏乱差的屋顶不堪入目,虽然相比地面来说显得隐秘,但在高楼林立的都市,站到高处满眼垃圾污物,一片狼藉。脏乱差的问题屋顶不但会给周边及靠近楼房顶层的住户生活带来不便,而且污染环境,影响空气质量。这种老旧房屋的问题屋顶已经称为城市的污点,斟待解决。
  2.3屋顶违建
  相比于楼顶的垃圾而言,还有一种更为严重的情况就屋顶违规建筑。频频出现的屋顶违建,已经成为城市顽疾,常见各种报道某楼顶违规建筑,造成楼顶开裂等问题。楼顶违建,在施工过程中会破坏楼顶结构,引发屋顶载重能力减弱、雨季漏水、地基和建筑主体无法承重,危及建筑整体安全等一系列问题,严重影响业主的日常生活,存在很大的安全隐患。
  2.4雨季渗漏水
  老旧楼房由于建设时间较早,防水工艺不完善,防水材料老化,导致每逢连雨天,房屋外墙开裂,内墙发黑、脱落,雨水沿裂缝渗至室内。此外,屋顶老化,人为损坏,日常缺少维修维护以及房屋自身结构特点等原因,也对老旧房屋主体结构和使用年限产生了较大影响。传统方法修补后,依旧会出现不同程度的渗漏现象,不能从根本解决问题。因此,老旧楼房渗水问题已经成为顽疾,斟待解决。   3老旧楼房的屋顶绿化
  老旧楼房受到资金和场地以及文物保护等各种因素影响,很多不能拆建,存在的问题有待解决。虽然有些地区对老旧楼房实施“平改坡”,可以解决雨季渗漏水问题。相比于平改坡,对老旧楼房实施屋顶绿化不但可有效解决老旧楼房存在的疑难问题,还可为全球生态环保作出贡献。
  3.1老旧楼房屋顶主要技术要求
  3.1.1
  适用的屋顶绿化类型。
  屋顶绿化分为精密型屋顶绿化和粗放型屋顶绿化两种类型[4]。精密型屋顶绿化多以景观屋顶花园为主,对建筑屋顶的承重要求高,不适合用于老旧楼房的屋顶改造。粗放型屋顶绿化多采用低矮灌木或者草坪、地被植物进行的屋顶绿化。低矮灌木类和可移植容器式绿化均在一定程度上增加屋顶负荷。相比较而言,粗放型屋顶绿化中的草坪式绿化和无土栽培式绿化较为适用。其中草坪栽培式绿化,所需的种植层需要土壤厚度在2~5 cm,如果栽培佛甲草类耐寒耐旱的植被,基本无需养护管理即可存活,管理维护成本低廉,园林景观要素较少,降低建造的成本。无土栽培式绿化,可以异地育苗直接移植,一次成型。植物生长期可以通过管道补充养液,无需人工到屋顶维护,操作方便,可有效解决老旧屋面屋顶绿化的后期维护问题;技术安全,可靠性高且施工方便。此外无土栽培绿化通常选用极其耐贫瘠、耐干旱的多浆植物,主要是景天科植物,绿化层厚度小、总体载荷轻、不用对下部结构进行加固,后期基本不用管理,因而绿化成本低,很适合老旧楼房的屋顶绿化。这种简单的屋顶绿化将是一种科学合理、安全可靠、新型、经济适用的老旧楼房房顶的改进措施。可以预见,无土栽培绿化将成为国内老旧楼房屋顶改造的主流[5]。
  3.1.2
  屋顶绿化系统技术结构。
  目前,在国内绿化屋顶的技术结构按屋顶绿化系统的组成从下至上分,主要包括原建筑顶、防渗漏层、隔离层、保湿层、蓄水排水层、过滤层、种植层和植被层。其中某两层或多层可以根据具体情况合并,总体以达到各层所需功能为准。
  如图2所示,防渗漏层是老旧楼房屋顶绿化中至关重要的一层结构,必须能有效防止雨水或灌溉水进入建筑。传统的沥青卷材,使用寿命半年到一年,施工和更换麻烦。当前,温差不大的南方环境多水泥基防水涂料使用寿命长,可达20~30年。温差大的北方多采用柔性防水材料,一般采用聚氨酯类覆膜防水材料。近来国外采用无纺布类的防水复合材料可以直接铺设,无需等待防水膜层的凝固时间。上海市屋顶绿化技术规范规定,屋顶绿化的防水层应采取二道防水层工艺施工,一道主要防植物根穿刺,一道主要防水渗透。防水层材料应符合GB50345和JGJ155-2007的要求[7]。因老旧房屋容易出现渗漏现象,需要达到GB50345-2004《屋面工程技术规范》一级防水水平。老旧楼房对隔离层、蓄水排水层、过滤层和植被层的基本要求就是载荷要轻,无积水。规范规定草坪式屋顶绿化屋面荷载应≥2.5 KN/m2。
  3.2老旧楼房屋顶绿化技术可行性及效益分析
  3.2.1
  荷载安全。
  建筑静载荷大于等于100 kg/m2的屋顶[8],荷载符合GB50009[7]的要求情况下,屋面载荷安全对老旧房屋无影响,还可以解决屋顶渗漏、脏乱差等问题。
  3.2.2
  环保美化。
  对老旧屋顶实施屋顶绿化可有效隔滤空气中的悬浮粒子,吸收大气浮尘,降低空气中的尘埃和烟雾,净化空气。经科学测定,一个城市如果把屋顶都绿化起来,城市中的CO2较没有绿化前低85%;如果50%的屋顶搞绿化,每年可滞尘5 200多t[6]。同时,绿色屋顶还可以增加空气湿度,改善城市的热岛效应。联合国环境署研究表明如果一个城市的屋顶绿化率达到8%,城市气温即可降低2 ℃,如果达到70%以上,城市上空的CO2含量将下降80%,城市热岛效应就会消失。
  图2屋顶绿化技术结构
  3.2.3
  防水漏水。
  屋顶绿化的植被层可缩小屋顶温度变化幅度,防止建筑物裂纹,减少紫外线辐射,延缓防水层恶化,有效保护建筑的防水层,延长屋顶建材使用寿命。据专家测算,绿色屋顶寿命比传统屋顶长一倍。普通屋顶的寿命为20~25年,绿色屋顶的寿命则为40~50年。
  3.2.4
  经济成本。
  屋顶绿化对于建筑物来说相当于一个绝缘层,夏天可降低室内温度3~5 ℃,冬天可提高室内温度3~5 ℃,可节约冬季供暖夏季制冷的能源。另一方面,低矮植被的屋顶绿化依靠天然降水,当前广为选用的景天科植物耐湿、耐干旱、抗病虫害、容易成活,不用人工浇灌,后期基本不用管理,有效降低了后期维护管理成本。
  4结语
  推广屋顶绿化,开拓绿色空间,形成空中的环保绿化系统,对解决老楼旧楼面临的问题和改善居住条件、提高生活质量、美化城市环境的作用不可估量。发展屋顶绿化的前景十分广阔,也是城市绿化的必然趋势。屋顶绿化的经济效益同生态效益一样值得期待,其中蕴藏着无限商机,将形成一个新的绿化产业,催生绿化产品及相关技术、绿化工程等相关商机,成为新的经济增长点。可以预见若干年后,屋顶绿化这朵建筑与园艺相结合的奇葩,将为都市空间增添更绚丽的色彩。
  参考文献
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  HSIEH W F,OU S J,LEE M F.Roof greening technique analysis[C].IET Conference Publications,V565CP:215-220,2010.
  [2] YAN H Y.Experiment study on extensive roof greening in Jiaozuo,Henan province,China[C].2011 International Conference on Electric Technology and Civil Engineering,2011:3142-3145.
  [3] BAIK J J.Effects of building roof greening on air quality in street canyons[J].Atmospheric Environment,2012,61:48-55.
  [4] 马月萍.屋顶绿化设计与建造[M].北京:机械工业出版社,2010.
  [5] 夏爱萍.云南绿大地综合大楼屋顶花园生态节能技术应用的研究[D].昆明:昆明西南林学院,2009.
  [6] 李科峰.关于我国城市屋顶绿化问题的现状分析及对策研究[J].北京建筑工程学院.经济与管理工程学院,2010(12):44-48.
  [7] 上海市技术监督局.DB31/T493-2010.上海市屋顶绿化技术规范[S/OL].http://www.doc88.com/p-70086455547.html.
  [8] 北京市质量技术监督局.DB11/T281-2005.北京市屋顶绿化规范[S/OL].(2005-05-10)http://www.doc88.com/p-188616310256.html.
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