屋頂綠化在海綿城市中推廣策略研究

楊潔瑩

戚智勇

[摘 要] 海綿城市的建設(shè)目的是促進(jìn)雨水資源利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù),，屋頂綠化作為促進(jìn)海綿城市建設(shè)低影響開發(fā)設(shè)施在海綿城市的發(fā)展中并未得到推廣,。總結(jié)屋頂綠化在海綿城市中的功效,，分析其在海綿城市推廣中面臨的問題,，得出屋頂綠化在海綿城市中的推廣應(yīng)從宏觀確定屋頂綠化在海綿城市建設(shè)中的布局，加強(qiáng)多學(xué)科融合設(shè)計(jì),；引進(jìn)國外先進(jìn)屋頂綠化技術(shù),；挖掘屋頂綠化的商業(yè)價(jià)值；完善政策立法,，加大投資力度等方面進(jìn)行,。

[關(guān)鍵詞] 海綿城市 屋頂綠化 推廣 策略

城市化進(jìn)程的加快導(dǎo)致城市用地蔓延，生態(tài)和環(huán)境問題日益嚴(yán)峻,，出現(xiàn)了水資源短缺,、水質(zhì)污染、洪澇災(zāi)害,、地下水下降等問題,。針對這些問題，《住房和建設(shè)部城市建設(shè)司2014工作要點(diǎn)》中提出：“大力推行低影響開發(fā)建設(shè)模式,，加快研究建設(shè)海綿型城市的政策措施”,。2015 年16個(gè)海綿試點(diǎn)城市的確立，標(biāo)志著海綿城市的建設(shè)進(jìn)入實(shí)踐階段,?！逗＞d城市建設(shè)技術(shù)指南》明確指出綠色屋頂作為低影響開發(fā)設(shè)施之一，但其卻沒有隨著海綿城市建設(shè)的推廣而興起,。

許多學(xué)者對海綿城市和屋頂綠化開展了對應(yīng)的研究,，俞孔堅(jiān)等解釋了海綿城市解決水問題的出路在于回歸生態(tài)系統(tǒng)[1]。董淑秋等提出雨水資源化理念,，通過雨洪利用和景觀生態(tài)設(shè)計(jì)等手段解決城市水危機(jī)[2],。張毅川等通過分析國外雨水資源利用提出適合我國海綿城市建設(shè)的相應(yīng)技術(shù)[3]。李家科等構(gòu)建暴雨雨水管理模型，證明了雨水花園能較好控制城市暴雨后徑流的水量與水質(zhì)[4],。孫挺等人的研究表明屋頂綠化有較好的滯蓄能力和削減洪峰的效果[5],。從以上研究來看，將屋頂綠化和海綿城市聯(lián)系起來的研究尚少,。本文通過總結(jié)屋頂綠化在海綿城市中的作用,，探索其在海綿城市中推廣可能面臨的問題及解決方案。

1 屋頂綠化在海綿城市建設(shè)中的作用

海綿城市主要解決城市內(nèi)澇,、徑流污染,、水生態(tài)修復(fù)等城市水問題以及相關(guān)生態(tài)環(huán)境問題：生物棲息地的營造、公園綠地的建設(shè)和微氣候的調(diào)節(jié)等,。相關(guān)研究表明屋頂綠化有滯蓄,、調(diào)峰、延長產(chǎn)流,、污效控制等功能,，能夠解決海綿城市面臨的水問題；營造棲息地,、緩解熱島效應(yīng),、降低PM2.5，滿足海綿城市生態(tài)建設(shè)的理念,。此外,，屋頂綠化還有降低噪聲、美化環(huán)境和建筑經(jīng)濟(jì)等功能,。

1.1 屋頂綠化滯蓄,、調(diào)峰、延長產(chǎn)流等功能緩解城市內(nèi)澇

城市不透水覆蓋物阻斷水的自然循環(huán),，加快城市徑流,，城市內(nèi)澇現(xiàn)象嚴(yán)重。城市雨水30%來源于屋頂,，通過屋頂綠化的滯蓄功能可將大量雨水在空中攔截,。混凝土屋面對降雨徑流的平均消減率僅9.25%,，而綠化屋頂為54%～58%[6],。傳統(tǒng)的屋頂綠化的吸水量能達(dá)到10L/m2，現(xiàn)在模塊化屋頂綠化使用高強(qiáng)度聚乙烯放射孔狀模塊蓄水板塊,，吸收水量可達(dá)80L/m2,，在綠色雨水模塊系統(tǒng)最大可以儲存雨水120L/m2[7],。屋頂綠化可將約70%的降雨滯蓄,，最大延長產(chǎn)流時(shí)間可達(dá)95min[8]。以上表明,，屋頂綠化具有滯蓄,、調(diào)峰,、延長產(chǎn)流等功能緩解城市內(nèi)澇。

1.2 屋頂綠化緩解徑流污染

美國國家研究委員在2008年的報(bào)告里指出,，城市徑流是水質(zhì)污染的主要原因,。大氣沉降導(dǎo)致徑流水質(zhì)變差[9]。屋頂綠化對亞硝酸鹽,、氨氮,、總磷、COD,、總氮和硝酸鹽的污染負(fù)荷的消減率可達(dá)到約96%,，90%，80%,，78%,，70%和50%，其徑流的PH,、COD,、氨氮和總磷濃度均達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ級標(biāo)準(zhǔn)[6]。我國常州“樹立方”立體綠化科研樓,，通過在屋頂花園中營造生態(tài)濕地,，模擬地面水塘自然生態(tài)系統(tǒng)，使得人造屋頂濕地能夠自我凈化,，水質(zhì)達(dá)到Ⅲ級標(biāo)準(zhǔn),。

1.3 屋頂綠化的生態(tài)功能

（1）營造生物棲息地

日本通過研究鳥類在屋頂綠化中的分布，得出在半徑1000m的范圍內(nèi)園林式屋頂綠化的鳥類多樣性會比其他地區(qū)高,，屋頂綠化中樹種結(jié)構(gòu)越復(fù)雜就越能吸引更多鳥類,。根據(jù)德國的生態(tài)類型分類，屋頂綠化能夠作為鳥類和昆蟲的落腳棲息點(diǎn),，故可稱為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的一環(huán),。

（2）緩解熱島效應(yīng)

屋頂綠化用綠色屋面代替水泥屋面，改變了屋面的物理屬性,，通過植物的蒸騰使四周環(huán)境溫度降低,。建筑屋面表層溫度在夏季可達(dá)20℃～40℃，室內(nèi)溫度可下降4℃～7℃[1],。

（3）降低PM2.5

屋頂綠化植物通過喬灌草結(jié)合,，形成了植物的群落，可以有效地吸納PM2.5,、滯留塵埃,，具有殺菌和降低污染物濃度的功效。1000m2屋頂綠化可以滯留粉塵100～220kg，降低環(huán)境25%左右的大氣含塵量[10],。

（4）減少垃圾排放

常州“樹立方”立體綠化科研樓通過屋頂綠化,、露臺綠化、室內(nèi)綠化實(shí)現(xiàn)了雨水100%收集利用,，整棟建筑做到了灰水直接澆灌,，黑水經(jīng)過化糞池和消毒池處理后轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，直接澆灌,，廚余垃圾制成有機(jī)肥用于屋頂花園,，實(shí)現(xiàn)了微循環(huán)、微園林,、微濕地,、垃圾零排放[10]。

1.4 其他方面功能

40m寬的林帶可以減少噪音10～15dB,，將屋頂?shù)乃嗵鎿Q成綠色植物,，可降低噪聲2～3dB，給人們帶來心靈上的愉悅,，提高地區(qū)舒適度,。此外通過植物蒸騰和水分蒸發(fā)作用可降低室內(nèi)溫度，阻止酸雨和紫外線對建筑的直接作用,，有效保護(hù)屋面,。同時(shí)屋頂綠化能提高樓盤的品味和整體價(jià)值，一般具有屋頂綠化的商品房均價(jià)可上浮50～150元/m2[11],。

2 我國屋頂綠化在海綿城市推廣中面臨的問題

2.1 植物本土化要求高,，選配復(fù)雜

海綿城市16個(gè)試點(diǎn)城市跨越了我國三大氣候帶，雨熱分布差異大,。屋頂綠化的重點(diǎn)組成部分是植物,，植物的氣候依賴性強(qiáng)。屋頂綠化體現(xiàn)的生態(tài)價(jià)值在于原始生態(tài)的立體轉(zhuǎn)移,，需要充分考慮植物的本土性和植物種群搭配,。我國屋頂綠化普及率較低，建設(shè)也集中在少數(shù)發(fā)達(dá)城市,，其中95%以上還建造于高層建筑的裙房頂上,，居住區(qū)屋頂普及較少。而居住屋頂是海綿城市推廣屋頂綠化的主要載體,，屋頂綠化相比地面綠化植物選擇還受到土壤基質(zhì),、建筑物荷載、防風(fēng),、防根莖穿透等問題的制約,，植物選擇要以試種實(shí)驗(yàn)為依據(jù),，試點(diǎn)城市屋頂綠化的參考范例有限，面對海綿城市試點(diǎn)建設(shè)的全面鋪開,，屋頂綠化進(jìn)展緩慢。

2.2 設(shè)計(jì)施工專業(yè)性強(qiáng),，軟硬件水平有待加強(qiáng)

屋頂綠化的構(gòu)造復(fù)雜,，需要考慮建筑物荷載、結(jié)構(gòu)排水,、防滲漏等問題,，其施工工藝、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都與建筑施工安全體系和標(biāo)準(zhǔn)相銜接,，屬于專業(yè)性非常強(qiáng)的技術(shù),。城市平屋頂改坡屋頂?shù)拇胧苍黾恿宋蓓斁G化技術(shù)難度,。濟(jì)南是海綿試點(diǎn)城市之一,，凍土層深度44cm，屋頂綠化需要避開凍土層,。我國缺乏系統(tǒng)的研究和技術(shù)支持且從事屋頂綠化技術(shù)工人專業(yè)能力水平不夠,，技術(shù)的局限性也阻礙屋頂綠化的廣泛推廣。

2.3 涉及利益群體多,，意見統(tǒng)一難度大

屋頂綠化的作業(yè)范圍主要是已建成交房的居民樓頂,，施工需要協(xié)調(diào)開發(fā)商、居民和物業(yè)各方意見,。屋頂綠化未納入綠地率指標(biāo)計(jì)算,，開發(fā)商積極性不高；居民對屋頂綠化的認(rèn)可度不同加上施工對生活的影響,，使得大家意見難統(tǒng)一,；物業(yè)需要承擔(dān)屋頂綠化的后期維護(hù)管理，積極性也不高,。涉及利益人群多,，人們對屋頂綠化認(rèn)識不全面以及再次施工帶來生活的影響和后期維護(hù)等問題會影響屋頂綠化的推廣。

2.4 建設(shè)成本高,，政策支持力度不夠

目前我國除了少數(shù)城市對屋頂綠化進(jìn)行立法和資金扶持,，絕大部分地區(qū)對屋頂綠化的重視程度不夠，相比于海綿城市其他的低影響設(shè)施,，屋頂綠化的初期投入成本高,、見效慢，后期植物的維護(hù)成本高,。屋頂綠化面積未納入綠地率指標(biāo)計(jì)算中,，法定地位不明確成為“違法樓上樓”代名詞,。

表1 國外屋頂綠化案例及我國可適用范圍

（注 圖表中(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)各圖參考《景觀建筑生態(tài)設(shè)計(jì)與施工—屋頂·墻體綠化》繪制）

3 屋頂綠化在海綿城市中的推廣策略

3.1 從宏觀確定屋頂綠化在海綿城市建設(shè)中的布局，加強(qiáng)多學(xué)科融合設(shè)計(jì)

從宏觀視角下確定屋頂綠化在海綿城市建設(shè)中的目標(biāo)和指標(biāo),，與海綿城市建設(shè)其他的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施相互協(xié)調(diào)與分工,，整體把握屋頂綠化布局，并將其納入綠地系統(tǒng)專項(xiàng)規(guī)劃中,。在微觀設(shè)計(jì)層面充分考慮當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)地理環(huán)境特點(diǎn),。因地制宜地應(yīng)用本土化工程措施及本土植物，節(jié)省工程開支,、減小工程對周邊環(huán)境的影響,，進(jìn)而保護(hù)生態(tài)多樣性，為人與自然和諧可持續(xù)發(fā)展提供保障,。注重融合生態(tài),、社會、園林,、建筑等多學(xué)科技術(shù),，新建建筑需進(jìn)行屋頂綠化，方案設(shè)計(jì)要充分考慮建筑安全和生態(tài)效應(yīng)等問題,，使屋頂綠化不僅在雨季發(fā)揮作用,，旱季同樣能發(fā)揮很好的環(huán)境效益和社會效益，深化海綿城市的建設(shè)[12],。

3.2 借鑒國外屋頂綠化技術(shù)[6],，加強(qiáng)我國科研創(chuàng)新能力

針對我國現(xiàn)有建筑承載力低、后期管理費(fèi)用不足,、景觀要求立即成景,、屋頂坡度較大等問題，國外屋頂綠化技術(shù)較成熟,，已經(jīng)研發(fā)了多種類型的屋頂綠化,，這給我國屋頂綠化的全面推廣提供了很好的借鑒（表1）。

我國應(yīng)加大屋頂綠化項(xiàng)目科學(xué)和屋頂綠化項(xiàng)目工程的建設(shè),，將市場和學(xué)術(shù)聯(lián)系起來,，由市場引導(dǎo)科學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展。

3.3 挖掘屋頂綠化的商業(yè)價(jià)值

屋頂綠化的推廣除了政府的補(bǔ)助,，還應(yīng)發(fā)揮市場的作用才能在海綿城市建設(shè)中持續(xù)助力,。日本大阪難波公園，充分發(fā)揮屋頂公園的生態(tài)效益提升地段商業(yè)價(jià)值,。商場每一層都與公園相連,，為市民提供了逛公園、逛商場兩全其美的選擇,。屋頂花園為商場帶來了利益,，商場愿意負(fù)責(zé)日常的養(yǎng)護(hù)工作,。將屋頂綠化和市場效益直接聯(lián)系，有利于屋頂綠化的初期推廣,，還可以建設(shè)屋頂綠化示范工程,，向居民普及屋頂綠化功能，通過宣傳引導(dǎo),，激發(fā)居民自發(fā)建設(shè)屋頂花園熱情,，向業(yè)主籌集資金推廣屋頂綠化，創(chuàng)建更好的居住環(huán)境,。

3.4 加強(qiáng)政策立法與投資力度

德國、法國,、奧地利,、瑞士等歐洲國家通過政府立法和財(cái)政支持促進(jìn)屋頂綠化的發(fā)展。德國規(guī)定沒有進(jìn)行屋頂綠化的房屋需要交納排水費(fèi),，積極推進(jìn)坡改平,、平改綠、增加屋頂綠化的面積,，在過去十幾年中,，其屋頂綠化每年以10%～15%的比率增長。

我國已推行了《上海市綠化條例》,、《北京屋頂綠化規(guī)范》,、《南京市屋頂綠化導(dǎo)則》以及《南京市立體綠化扶持資金使用管理辦法（試行）》等條例，但推廣不夠全面,，還應(yīng)加強(qiáng)屋頂綠化立法建設(shè),，從局部地區(qū)推廣到全國范圍。規(guī)范綠色屋頂率,、年徑流總量控制率等控制指標(biāo),，將其作為土地開發(fā)建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)條件。通過年徑流總量控制率,、單位調(diào)蓄容積,、碳吸收值等數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的補(bǔ)償措施。加大對屋頂綠化的扶持力度,，通過普及公建屋頂綠化轉(zhuǎn)向小區(qū)屋頂綠化,，逐步增加市民對屋頂綠化的認(rèn)可度。積極鼓勵屋頂綠化的建設(shè),，構(gòu)建法律保障,、政策支持、群眾自愿為一體的屋頂綠化建設(shè)框架,。

結(jié)語

屋頂綠化能夠緩解城市內(nèi)澇,、減少徑流污染,、創(chuàng)建生物棲息地、營造綠地和進(jìn)行微氣候的調(diào)節(jié),，但因?yàn)橹参锉就粱蟾?，選配復(fù)雜、專業(yè)技術(shù)水平限制,、各利益群體意見統(tǒng)一困難和建設(shè)成本較高推廣力度不夠等問題制約了在海綿城市中的推廣,。通過借鑒國外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，得出屋頂綠化在海綿城市中推廣的對策：從宏觀確定屋頂綠化在海綿城市建設(shè)中的布局,，加強(qiáng)多學(xué)科融合設(shè)計(jì),；引用國外先進(jìn)屋頂綠化技術(shù)；挖掘屋頂綠化的商業(yè)價(jià)值,；完善政策立法,，加大投資力度。屋頂綠化是海綿城市建設(shè)中的一種對策,，初期需要結(jié)合本土化進(jìn)行廣泛研究,，為今后更大范圍的推廣做好鋪墊。

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Research on Extension Strategy of Green Roof in Sponge City

Yang Jieying

Qi Zhiyong

[Abstract] Construction of sponge city is in order to promote the utilization of rainwater resources and ecological environment protection, Green roof as the low impact development facility of sponge city has not been promoted by development of sponge city. Summarizing the functions of the roof greening in the sponge city, analyzing the problems in the promotion of sponge city, we should determine the layout of the roof greening in the sponge city construction, to strengthen the design of multi discipline integration, to import foreign advanced roof greening technology, to excavate the commercial value of green roof, to perfect policy and legislation and to increase investment strength and so on.

[Key words] Sponge city, Green roof, Extension, Strategy

中圖分類號：TU985

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-739X（2016）10-0098-04

作者信息

楊潔瑩，中南大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院碩士研究生,，[email protected]

戚智勇,，中南大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院副教授

收稿日期：2016-03-07