摘要：本文结合工程实例，介绍了旧建筑屋顶改造成屋顶花园中遇到技术等方面的问题及其解决措施，对屋顶绿化的功能及效益进行了分析。 m
关键词：城市环境屋顶花园功能 改造
二十一世纪，是生态环境工程的时代，要改善人类的生存环境，维护生态平衡。其中改善城市日趋恶化的生存环境已成为刻不容缓亟待解决的难题。阳光、空气和植被是改善城市居住环境必不可少的三大要素，怎样在保证城市发展用地的同时解决好公共活动和绿化用地问题，是城市规化的一个重要课题。城市的土地资源是有限的，屋顶花园就是开拓城市绿化空间的一个重要组成部分。
北京从五环路到市中心，建设、道路和绿化用地三者之间的矛盾递进激烈。三环路之内存在大量上个世纪八、九十年代建成的办公楼和写字楼，在这些旧建筑屋顶上构筑屋顶花园，可以一举数得，收到增加城市绿化、改善城市景观、增加休憩场所的综合效益。
一、屋顶花园的功能
1．环境效能与心理作用
屋顶花园与城市园林一样，对居民的生活环境给予绿色情趣的享受；它对人们的心理作用比其他物质享受更为深远，特别是绿色植物在人们通过感官接触时，能调节人的神经系统，使紧张疲劳得到缓和消除，使激动情绪恢复平静。
2．屋顶花园的环境功能
城市绿化中一个重要的指标就是城市人均绿地占有面积。我国城市建筑密度大，人口多，人均绿地面积少。北京城市人均绿地占有面积不足5m2。建筑物的垂直绿化，一览建筑文库wk.yl1001.com/jz/特别是屋顶花园能够以等面积的偿还支撑建筑物所占的地面。
3．改善屋顶眩光、美化城市景观
建筑屋顶表面材料，常采用筒瓦，水泥瓦、水泥砖、水泥地面和黑色防水卷材（有刷银色保护层）等，无论使用哪种屋顶材料，其高空景观极差，在强烈的太阳光照射下反射刺目的眩光，将损害人们的视力。用屋顶花园和垂直墙绿化，代替灰色的混凝土、黑色沥青和各种墙面，对于身居高层的人们，无论是俯视大地还是仰视上空，如同置身于绿化环抱的园林美景之中。
4．屋顶花园的隔热和保温作用
屋顶花园夏季隔热和保护防水层作用：为尽可能达到保证建筑室内冬暖夏凉，在屋顶结构楼板上，一般需做保温隔热层，保温隔热层设置在屋顶防水层之下。屋顶花园的建造，在防水层上形成保护，延长了防水层的寿命，同时种植土又起到保温隔热作用。
5．屋顶花园的蓄水作用
建筑屋顶构造作法一般分为坡屋顶和平屋顶两人类。雨水流经坡屋顶时几乎全部能过屋面流入地下排水管道。平屋顶（未绿化）有80％雨水排入地下管网。而屋顶花园中植物对雨水有截留和蒸发作用，以及具有较大吸水能力的人工种植土使雨水排放量明显减少，一般只有30％的雨水通过屋顶花园排水系统排入地下管网。
旧建筑屋顶花园施工实例中的一些问题：
工程概况：工程项目是北京某厂旧车间改造工程；位于北京市二环路内。建筑面积7000多平方米，框架结构，地上6层。项目内容为：将原旧车间改造为中高档写字楼。工程中的难点之一是：为加大绿化面积，提供一个休闲娱乐的场所，要将原旧建筑上人屋面改建为屋顶花园。在施工中遇到并解决了下面一些问题：
1．屋顶花园荷载问题
建筑物屋顶上增建或改建屋顶花园关键技术问题，一是原建筑的结构承载能力，二是屋顶防水构造处理。其中建筑物屋顶能否承受由屋顶花园的各项园林工程所增加的荷载是在屋顶上造园的先决条件。因此在考虑实施方案时把保证原有建筑物的结构安全放在所有问题的首要位置。通过技术分析屋顶花园中增加荷载主要包括：①地被植物、花灌木和乔木的荷载；②种植土荷载；③排水层荷载；④附加建筑；⑤蓄水层；⑥其他造景用材；⑦上人荷载等
在实际工程中，因为造景和不同植被之需，种植土的厚度高低错落，因此在荷载取值上均要化成每平方米的等效均布荷载、线荷载或集中荷载，根据不同的结构部位进行结构设计。
此次旧建筑改建屋顶花园是对平屋顶的改造，原设计为无特殊要求的上人屋顶，其均布活荷载为150 kg/m2，这里所指的活荷载，不包括屋顶各种构件及构造做法等自重，仅指施工和检修以及人们在屋顶活动及少量家具物体等的重量。当然因建造屋顶花园而增加的重量亦属于屋顶活荷载范围，一般情况下，原建筑物屋顶若按不上人屋顶设计，则屋顶上不允许建造屋顶花园，除非重新更换或加固屋顶承重构件，并逐项验算、房屋有关承重构件的结构强度及地基的承载能力，即使屋顶原设计是按照上人屋面设计，在建造屋顶花园时仍需严格控制所加荷载不得超出150 kg/m2。
从分层的构造做法和每层重量里可以看出，在587 kg/m2的总荷载中，150 kg/m2活荷载只占25.6%，这说明屋顶承受的主要是结构和构造做法等的自重，从上图可看出屋顶的保温隔热找坡层为水泥焦碴，容重达1200―1400 kg/m3，它在屋顶静荷载占30.7% 。如果结合修建屋顶花园工程，对屋面构造作法进行改进，特别是改变防水层和保温层的做法和材料可减轻屋顶自重，便可将部分挖潜出的结构承载能力，转来负担屋顶花园所需增加的荷载。用SBS防水卷材代替原结构的防水油毡层，不仅可以提高屋顶花园的防水性能，而且还可将其重量从35 kg/m2减到10 kg/m2左右。建筑文库wk.yi1001.com/jz/旧建筑屋顶挖潜能力最大的项目是用轻质高强、保温性好的保温材料代替容重大、保温隔热性能差的水泥焦碴，在实际施工中，用100厚水泥珍珠岩保温层代替原保温层。
旧建筑屋面原有的楼面静荷载加活荷载为587kg/ m2 现按图2做法改造原屋面后，楼板上荷载为578 kg/ m2 ，经计算改建后的屋面荷载低于原屋面荷载，这样就满足了改造屋顶的荷载要求，在不必验算基础及结构承载力的前提下，就能确定建造屋顶花园是可行的。
在实际工程中还需要考虑以下几方面减轻屋顶花园增加的荷载对屋面结构的影响，①、通过对屋面结构详细了解，将附加建筑的设置、高大乔木的种植及地坡造型的整理尽量规划到承重的梁、柱、墙上，使荷载合理分散，特别是亭廊、花架等小型建筑原则上建在屋顶的承重结构部位，使屋顶花园对整个房屋建筑传力明确结构体系安全、经济、合理。②、选用比重较轻的植物种植土，在这方面我们也进行了重点的分析研究，以达到减小屋顶花园荷载的目的。植物种植土包括天然土和人工土两大类：天然土一般由黄土与垃圾肥混合及塘泥组成等，取材方便但荷载较大，不可取；人工土目前国内外用于屋顶花园的人工配制种类很多。
2、屋顶花园的防水、排水构造问题：
“防”和“排”是屋顶花园的屋面防水的两个重要环节，“排”是前提，“防”是保证。两者相辅相成、缺一不可。
（1）旧建筑平屋顶的防水处理
实践证明，旧建筑平屋顶改建成屋顶花园，除需解决承重问题外，屋顶防水也是需要处理的极为重要的技术难题。
查相关资料可以得知，国内建筑屋顶漏水率很高，因此在旧建筑改建成屋顶花园之前，应彻底翻修一次屋顶防水层，废弃传统二毡三油防水做法，改用新型防水材料（这样也可降低屋面荷载）。该工程因为是在旧建筑屋顶上改建屋顶花园，屋顶花园的种植区下的排水系统，不专设排水管道。而是做屋顶整体防水层。在整体防水层上，再建种植池，种植池的排水口与屋面排水口相结合。这种处理，屋顶整体防水层不易遭破坏和分割且施工管理方便。
再通过2次蓄水试验来对屋面的渗漏进行检查，检查确实无渗漏隐患后再全面进行屋顶花园的各项园林工程。
（2）排水蓄水层
前面讲过“排”是前提，“防”是保证。所以屋顶花园对屋顶排水系统的要求是很高的，因此在施工中我们增加排水坡度和增大管径。一览建筑文库wk.yl1001.com/jz/在植物生长土层的下面，设排水层要注意：一方面使排水层有一定的蓄水量，让根系通过毛细管的作用吸收水份，另一方面使排水层的蓄水量不得太多，避免根系过分潮湿而引起根系腐烂现象。排水层和蓄水层多采用80mm厚粒径15―20陶粒，内铺穿孔PVC管，其主要功能是调节屋顶绿化层中的含水量。
（3）过滤层
为了防止在一段时间后植物生长层与排水层两层的功能混合难以分开，植物生长层和排水层之间设置过滤层。过滤层由特殊的过滤网(聚脂无纺布过滤层或玻璃纤维布过滤层)组成，此过滤层可以防止生长层中的微粒冲进排水层，保证排水顺畅，此外过滤层还应有较好的渗水性，不妨碍植物毛细管的作用，保证蓄水层的蓄水能力，顺利向植物的根系供应水分。
3．园林小品和园林建筑与旧屋顶楼板的构造连接
在旧建筑平屋顶上改建屋顶花园时，园林建筑及小品的支柱必须“生根”，使柱子与原建筑楼盖有牢固的构造连接，以防屋顶大风将园林建筑和小品吹倒。为了确保屋顶花园的各项园林工程有牢靠的“基础”，需在楼板中预埋铁件，预埋件露出屋面时必须穿过屋顶防水层，构造作法如图4所示。
图4.屋顶花园支墩构造
4．屋顶花园种植植物的种类选择
用于屋顶花园中的植物，其选择需要认真的考虑，这涉及到园林工程，我们不是很了解。实际工程中我们在园林专业人员的指导下按要求施工。从园林专业人员那里我们了解到，屋顶花园种植植物的选择要注意对于植物生长的各种不利因素。估价小气候的作用，全面考虑种植土的深度与成分、排水情况、空气污染情况、浇灌条件、养护管理等因素。还要考虑植物本身的体态、色彩效果、质感、成长速度等。植物是否容易移植也需慎重考虑，屋顶花园的植物选择，应具有以下特征：①植物品种强壮并具有抵抗极端气候的能力；②适应种植土浅薄、少肥的花灌木；③能忍受干燥、潮湿积水的品种；④能忍受夏季高热风、冬季露地过冬的品种；⑤抗屋顶大风的品种；⑥能抵抗空气污染并能吸收污染的品种；⑦容易移植成活、耐修剪、生长较慢的品种；⑧较低的养护管理要求的品种。
屋顶花园的环境效益、经济效益
在该厂旧车间改造工程方案制定过程中，因为旧建筑所处位置用地紧张，地面不能提供所需绿化面积。将旧建筑上人屋面改建为屋顶花园，可有效的补偿不足的绿化需求。旧建筑只有六层高，但其四周多为十层以上的高层建筑，屋顶花园的建造可美化空中景观效果。
从投资角度看，某厂旧车间位于二环路内，那里是寸土寸金，用有限的地面土地进行绿化既满足不了绿化面积要求，投资又大（考虑绿化所占用土地的价值），而改建屋顶花园这一单一工程造价700元/m2左右，这就大大节约了建设单位的工程总投资。
从对屋顶花园的改建施工实践中，可以看到屋顶花园改造施工从技术、经济、环境等各方面都是可行的。屋顶花园的改造施工应得到重视，在实践中不断完善，推广。
结束语
随着建筑材料、建筑设备以及施工技术的不断发展，建筑造屋顶花园的技术逐渐成熟，其成本日趋降低。同时随着人们对生活品质追求的提高，以及景观园林学的发展，屋顶花园的发展前景是十分广阔的。如果屋顶花园能得到广泛的推广实施，城市上空那一片片绿洲，将成为北京城市文明的一个亮点。
