德國(guó)作為最先開發(fā)屋頂綠化技術(shù)的國(guó)家，在新技術(shù)研究方面保持著世界領(lǐng)先的地位，日本、美國(guó)等對(duì)屋頂綠化的技術(shù)研究以及發(fā)展均是基于德國(guó)的基本理論。和國(guó)外的屋頂綠化技術(shù)相比，中國(guó)還處在研究的階段，相關(guān)的材料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范以及相關(guān)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)都還沒 有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者規(guī)范出臺(tái)。 

　　德國(guó)FLL機(jī)構(gòu)（The Landscape Research Development &Construction Society）成立于1975 年，主要使命就是研究、創(chuàng)立、普及和推廣屋頂綠化發(fā)展原則、指南與規(guī)范。FLL是由40多位各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的專家組成的委員會(huì)，委員會(huì)負(fù)責(zé)指南規(guī)范的開發(fā)與制定工作。屋頂綠化指南就是FLL的30多項(xiàng)出版物的一部分。 

　　屋頂綠化的類型 

　　根據(jù)德國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，通常將屋頂綠化分為三種類型：拓展型屋頂綠化(Extensive Green-Roof)、半密集型屋頂綠化(Semi-intensive Green-Roof)和密集型屋頂綠化(Intensive Green-Roof)。 

　　拓展型屋頂綠化 

　　國(guó)內(nèi)稱為簡(jiǎn)單式屋頂花園，顧名思義就是根據(jù)建筑荷載比較小的特點(diǎn)，利用草坪、地被、小型灌木和攀援植物進(jìn)行屋頂覆蓋綠化。中國(guó)的做法多采用草坪，而德國(guó)多采用景天科（Sedum）這種耐干旱低養(yǎng)護(hù)的植物，往往不需要單獨(dú)設(shè)置灌溉系統(tǒng)，只靠自然降水就可以解決植物養(yǎng)護(hù)的問題。 

　　拓展型屋頂綠化目前要比密集型的屋頂綠化更普及一些，它就像一個(gè)活的“植物毯子”，建造速度快、成本低、重量輕，并且?guī)缀醪挥镁S護(hù)，每年只要檢查1到2次就可以了，但通常不能讓人在上面活動(dòng)。 

　　半密集型屋頂花園 

　　半密集型屋頂花園適用于可以看得見的屋頂，需要全年都能觀賞到綠色和開花植物。其厚度較拓展型的厚，植物選擇的范圍也更廣，但不包括喬木類的高大樹木。其需要定期灌溉和維護(hù)，屋頂上可以留有小路和庭院供人們行走和停留。 

　　密集型屋頂綠化 

　　密集型屋頂綠化可以說是真正意義上的屋頂花園，通常可以加入樹、草、亭子、水池、假山和木椅等各種園林設(shè)計(jì)元素，為人們提供了休閑和運(yùn)動(dòng)的空間，但也需要經(jīng)常的維護(hù)和保養(yǎng)。 

　　對(duì)于建筑靜荷載大于等于250kg/平方米的建筑物，可以選擇半密集型屋頂綠化；對(duì)于建筑靜荷載大于等于500kg/平方米的建筑物，可以選擇密集型屋頂綠化（國(guó)內(nèi)稱為花園式屋頂綠化），其植物選擇種類比較豐富，灌木或者喬木都是可以選擇的，可以采用喬、灌、草結(jié)合的復(fù)層植物配植方式，產(chǎn)生比較好的生態(tài)效益和景觀效果。一些景觀設(shè)計(jì)上的元素，例如花架、山石、水景等較重的物體都應(yīng)設(shè)計(jì)在墻、柱、梁等位置，地面也可以設(shè)計(jì)出地形。 

　　通常景觀設(shè)計(jì)師面對(duì)屋頂綠化的時(shí)候會(huì)遇到兩種情況：一種是新建的建筑物屋頂；另一種就是老舊建筑物的屋頂改造。設(shè)計(jì)師需要根據(jù)建筑物的不同而選擇不同的屋頂綠化形式。通常建筑師在考慮屋頂結(jié)構(gòu)荷載的時(shí)候?qū)⒌卣鸷奢d、風(fēng)荷載、雪荷載和靜荷載計(jì)算在內(nèi)，并沒有計(jì)算屋頂綠化系統(tǒng)和種植層以及景觀設(shè)計(jì)元素的荷載，如果沒有經(jīng)過建筑師的允許不加考慮就增加屋頂綠化，那么增加的荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)將造成損害甚至出現(xiàn)危險(xiǎn)。如果業(yè)主在沒有設(shè)計(jì)屋頂綠化的屋頂上執(zhí)意要增加綠化，那么必須征得建筑師的同意并且共同商討結(jié)構(gòu)加固措施。 

　　屋頂綠化的植物根系阻攔 

　　在德國(guó)，植物根系阻攔材料并不是最先在花園屋面上得到應(yīng)用的。即使是在僅有防水層或包括壓制層的屋面上，由于空氣的流動(dòng)作用導(dǎo)致一些植物的種子飄落到屋面上，在一定的條件下，植物也能頑強(qiáng)的生長(zhǎng)，其后果導(dǎo)致植物根系穿透防水層甚至結(jié)構(gòu)層，從而使整個(gè)屋面系統(tǒng)失去作用。 

　　在花園屋面上，由于土層的存在，產(chǎn)生了更有利于植物生長(zhǎng)的環(huán)境。中國(guó)有句俗話“種瓜得瓜，種豆得豆”，但用在花園屋面上卻有失偏頗。其他的一些外來植物一般都較預(yù)先鋪設(shè)的屋頂綠化植物更具生命力，它們會(huì)不斷侵蝕這些植物的領(lǐng)地。 

　　另外，如果認(rèn)為草類植物的根系不夠發(fā)達(dá)或強(qiáng)度較差，就會(huì)走入另一個(gè)誤區(qū)。草類植物的根系相當(dāng)發(fā)達(dá)并且穿透力較強(qiáng)，對(duì)防水層及結(jié)構(gòu)層的破壞不亞于灌木和喬木。 

　　植物如果在無下部結(jié)構(gòu)的自然土的生長(zhǎng)環(huán)境下，植物的根系可按自然規(guī)律生長(zhǎng)而不受其他條件的限制。而當(dāng)在建筑物的結(jié)構(gòu)層上進(jìn)行園林建設(shè)時(shí)，就必須引導(dǎo)和限制植物根系的生長(zhǎng)，其必要性在于： 

　　防止植物根穿透防水層而造成防水功能失效 

　　在屋面結(jié)構(gòu)層上進(jìn)行園林建設(shè)，由于排水、蓄水、過濾等功能的需要，屋面種植結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)比普通自然種植的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而防水層一般處于最下面一層。一旦防水層被穿透而進(jìn)行維修，將導(dǎo)致運(yùn)作良好的其他各層被同時(shí)翻起，增加不必要的維修費(fèi)用。同時(shí)，維修過程中所需材料、機(jī)具的搬運(yùn)及運(yùn)輸也會(huì)影響建筑物的正常運(yùn)作，建筑物所有者為保持清潔和形象而導(dǎo)致的間接損失不可估量。 

　　防止植物根穿透結(jié)構(gòu)層而造成更為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞 

　　在沒有植物根系阻攔措施的情況下，屋面所種植物的根系會(huì)扎入屋面突出物（如電梯井、通風(fēng)孔等）的結(jié)構(gòu)層、女兒墻而造成結(jié)構(gòu)破壞。這種破壞一方面比第一種情況增加更多的維修費(fèi)用，另一方面這種破壞如不及時(shí)補(bǔ)救，將會(huì)危及整個(gè)建筑物的使用安全。 

　　因此，從經(jīng)濟(jì)和安全角度考慮，植物根系阻攔層的設(shè)置對(duì)于花園屋面的建設(shè)是不可或缺的。如果忽略植物根系阻攔層的設(shè)置，將造成因小失大的嚴(yán)重后果。 

　　屋頂迅速排水至關(guān)重要 

　　提到屋頂綠化的排水方式，至關(guān)重要的原則就是利用整個(gè)屋面現(xiàn)有的排水系統(tǒng)，無論設(shè)計(jì)中使用的是排水溝、雨水斗、落水系統(tǒng)還是虹吸排水，在設(shè)計(jì)中都盡量不要破壞屋面排水的整體性，盡量避免地表徑流的方式排水。德國(guó)現(xiàn)在廣泛使用的是塑料制品的蓄排水系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)也慢慢開始廣泛使用，這種產(chǎn)品的好處就是排水迅速，在屋面上不會(huì)形成積水，有利于植物生長(zhǎng)。和傳統(tǒng)的陶粒卵石排水相比，不但排水層厚度減小了，而且重量方面也減小了很多，減輕了屋面的荷載。 

　　近幾年北京經(jīng)歷了幾場(chǎng)大暴雨，在路面上經(jīng)常可以看到很多地方都有積水，往往都是由于下水道堵塞或者地面低洼形成了積水，其實(shí)在屋面上同樣存在這樣的問題。很多時(shí)候設(shè)計(jì)人員喜歡將道路鋪裝上的水排向周邊的綠地，如果遇到暴雨的時(shí)候，綠地上的排水系統(tǒng)將承受雙倍的排水壓力，同時(shí)一些枯樹枝或落葉等還容易堵塞排水口。同樣道理，如果降雨不能迅速排掉必將屋面變成一片汪洋，這也是為什么很多時(shí)候建議整體鋪裝屋頂綠化系統(tǒng)更有利于排水通暢的原因。 

　　對(duì)于屋檐設(shè)置的落水和虹吸式排水稍微會(huì)復(fù)雜一些，需要計(jì)算屋頂排水量和匯水面積，以便檢驗(yàn) 屋面排水系統(tǒng)是否可以承受暴雨的考驗(yàn)。參照《建筑給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，北京地區(qū)降雨歷時(shí)5分鐘的暴雨強(qiáng)度（升/100 平方米?秒），（以及工業(yè)企業(yè)特征p 的取值，即建筑物的復(fù)雜程度和用途），選p=5 的情況可以計(jì)算出北京地區(qū)100 平方米最大暴雨5 分鐘的水量為1518 升。然后設(shè)計(jì)人員參照所選用的蓄排水產(chǎn)品的排水量進(jìn)行計(jì)算，看看所選用的產(chǎn)品是否能夠滿足要求。 

　　縱觀國(guó)內(nèi)的排水產(chǎn)品，多數(shù)產(chǎn)品只有排水功能而沒有蓄水功能。其實(shí)對(duì)于屋頂花園來說，蓄水能力和排水能力同樣重要，因?yàn)楸┯晔菍?duì)屋頂綠化系統(tǒng)的最大考驗(yàn)，優(yōu)秀的蓄水能力可以減小暴雨對(duì)屋面排水系統(tǒng)的巨大壓力，同時(shí)還可以儲(chǔ)存一部分水分作為植物的養(yǎng)分，所以設(shè)計(jì)師可以選擇一些具有良好排水性并且能夠儲(chǔ)存一部分水分的排水系統(tǒng)。 

　　自然原土不能用于屋頂綠化 

　　在很多屋頂綠化項(xiàng)目中，經(jīng)常會(huì)有業(yè)主從節(jié)約成本的角度要求使用自然原土作為屋頂綠化的基質(zhì)材料，其實(shí)自然土壤根本不適用于屋頂綠化。 

　　自然土壤的荷載過大，達(dá)到1800kg/立方米。以10厘米土壤層計(jì)算下來一平方米土壤荷載就是180kg，在屋面寶貴的荷載范圍內(nèi)就占據(jù)了很大的比例。而火山巖土壤完全保水之后的容重只有500kg左右，同樣以10厘米的厚度計(jì)算一平方米荷載只有50kg。自然土壤顆粒細(xì)密，密實(shí)度大，如果遇到自然降雨，雨水很難迅速進(jìn)入土壤，更別說可以滲透到下面的蓄排水系統(tǒng)中，本來希望看到的整體排水又變成了地表徑流。 

　　現(xiàn)在屋頂綠化專用的土壤已出現(xiàn)了很多種，比如：腐殖土加入陶粒、火山巖土壤等等。原則上都 是使用輕質(zhì)的人工基質(zhì)加入一些直徑在5-8毫米左右的輕質(zhì)顆粒物，比如常見的粘土磚破碎的顆 粒、蛭石、膨脹珍珠巖、硅藻土顆粒等等，目的就是增加基質(zhì)層中的空隙率，加快水的滲透速度，同時(shí)減輕荷載。 
（作者系歐洲園林建設(shè)協(xié)會(huì)ELCA設(shè)計(jì)顧問）