浅议城市推进屋顶种植的必要性和可行性

快乐农场园艺 | 创建时间:2015年11月10日 08:34 | 浏览: 1085 | 评论: 0

浅议城市推进屋顶种植的必要性和可行性

兼论屋顶种植在绿色城市、绿色建筑和城市园艺中的地位与作用

谭天鹰

 

作为城市的建筑物,无论是标志性大型公共建筑,还是居民住宅,其屋顶都是和人最近距离的环境;同时也是展示建筑和园林绿化水平、树立城市形象、弘扬祖国民族文化的“窗口”。屋顶绿化已经被列入国家“十一五”绿色建筑的创新技术和控制大气污染的城镇绿荫工程当中。可是,部分从事城市管理和建设的同志仍然存在认识和决策上的误差,一说“绿色城市”就是地面植树造林和园林绿化;一说“绿色建筑”就是建筑材料的安全、节能和环保。认为绿化和建筑“不一码事”,都把建筑屋顶绿化淡化了。或许是因为它跨行业、跨部门,似乎都怕“侵权”抓了别人的事,也许因为屋顶绿化是个重生态、轻经济,投入多、直接经济产出少,运营成本相对过高的公益性工程的缘故,尚不被重视。

近年来,随着城市化进程的迅猛,国家相关部门亮出了必须坚守18亿亩基本农田底线的“黄牌”,同时有人提出城市可利用发展城市农业种植的空闲地中,建筑屋面有着惊人的开发潜力。在城乡一体化发展中,城市的屋顶已被有识之士视为城市农业化有待开发利用的空间资源。从绿化生态、景观角度推进建筑与绿化“联姻”速度缓慢,再加一个或换一个角度,利用城市建筑闲置空间搞屋顶农业园艺种植,一是供有农业情缘的人精神享受,二是丰富人的“米袋子”、“菜篮子”个性化供应来进行屋顶种植的宣传动员如何?

北京屋顶绿化协会作为全国第一家屋顶绿化行业的社团组织,自2005年筹办到2006年3月12日正式成立以来,一直在为推进屋顶绿化做着艰辛的努力。所谓屋顶绿化,是在包括屋顶、墙面、阳台和露台在内的一切离开地面自然土壤的建筑物表面上所进行的绿化。这项早已在国外一些发达国家得到很好发展的事业在我国刚刚起步,且推进阻力重重,为什么呢?这其中有我们宣传发动不到位的问题,也有社会经济发展、人们生活需求水平所制约的因素。似乎主要症结还是前面所谈到的认识、体制和机制上的问题。要根本解决这个问题,笔者认为必须从城市建设决策上、从知行统一观上,做到以下五点:首先,把屋顶绿化纳入到绿色建筑(可持续建筑)的范畴,绿色建筑目标体系在包括“四节一环保”的同时,还应该包括屋顶绿化,屋顶绿化对建筑建材的保护作用不可忽略。其次,城市园林绿化应该把建筑屋顶绿化作为增加城市绿量、提升城市景观的主攻目标之一。这一绿化方式是城市园林绿化大有作为的空间,是绿色城市建设新的增长点和新的亮点。第三,城市规划、计划、财政等综合经济部门应该把屋顶绿化纳入以人为本、推进宜居环境建设当中,把给建筑“戴绿帽”、“披绿色外衣” 作为建设绿色城市不可或缺的内容。第四,在推进屋顶绿化的同时,政府可否把部分屋顶纳入城市农业化范畴,给居民户和单位的屋顶、露台、阳台农业小园艺基本建设以资助。第五,劳动人事、科技、农业、园林绿化等部门应该把屋顶种植作为一个区别于地面园林绿化和地面农业种植的新的行业予以扶持和管理。这不是牵强附会、危言耸听,而是为屋顶种植争得其应有的跨部门的特殊行业的地位,体现其价值,发挥其作用。

一、城市实施屋顶种植的必要性

(一)从绿色城市建设角度看,主要基于在生态效应和环境质量两方面。一是目前城市建筑除部分形状各异的坡屋顶外,有大量的平面裸露灰屋顶,这不仅是美丽城市中最丑陋、最有碍景观的角落,也是造成城市热岛效应、沙尘漂浮、大气污染不得降解的重要原因之一。二是目前城市建成区地面可绿化用地越来越少,拆迁腾地费用昂贵,向空间发展绿化,让光秃秃、杂乱不堪的灰屋顶绿起来、美起来,将是增加城市绿量,进一步改善城市居住环境,提升城市环境质量的最为简捷有效的方法。实施屋顶绿化和屋顶农业种植的好处,可概括为以下3点:一是美观。灰屋顶变绿,扩大城市可视绿量,整体提升城市园林景色,优化美化环境。特别是随着城市现代化建设的迅猛发展,城市长高了,高楼大厦多了、高架路多了、空中住人多了、空中来客也多了,地面绿化夹在建筑狭缝中,很难满足人们对绿地面积的需求,另一方面,城市的景观已不再仅限于平面,屋顶绿化和地面绿化、垂直绿化综合一起,可满足人们从不同方位欣赏城市的需要,缓解人们居住在水泥城中的压抑感,愉悦身心,怡情养性。二是净化空气,优化生态环境。屋顶绿化可吸收空气中的污染物,减少大气飘尘。据科学测定,一个城市如果把屋顶都利用起来进行绿化,城市中的CO2含量会显著降低,北京市园林科学研究所的专家们定量研究的结果为:屋顶花园释氧、吸碳、滞尘、纳天然降水的总价值是55.07元/(m2·a);简式草坪为13.38元/(m2·a)。从长期滞尘量角度分析,前者为12.3 g/m2,平均滞尘率为31.13%;后者为8.5 g/m2,平均滞尘率为21.53%。另一方面,屋顶绿化可截留暴雨降水量,屋顶花园和简式草坪可分别截留年降水量的64.6%和21.5%,两者平均可截留年降水量的43.1%。城市地区的部分天然降水被屋顶绿地截留可大大减小城市排水系统的压力,并可以过滤掉部分污染物质,有益于市民呼吸到清新的空气,喝上干净的水。屋顶农业还可以让人“种瓜得瓜、种豆得豆”,吃到自己生产的可口的新鲜粮菜,弥补市场“米袋子”、“菜篮子”个性化需求供应的不足,让人有“自食其力”、“自寻其乐”的精神享受。三是节省能源,有利于构建和谐型、节约型社会,造福人民。有资料显示,加拿大国家研究中心进行屋顶绿化节能测试的数据显示进行屋顶绿化的房屋空调耗能节约了70%。北京市东城区环保局对2005年东城区东四六条一万多m2屋顶绿化的效果作了一个数据统计,与2004年未做屋顶绿化的1~7月同期相比,东四好于全市平均值的天气由83天上升到144天;等于全市平均值的天气由17天上升到24天;差于全市平均值的天气由113天减少到44天。北京市屋顶绿化协会名誉会长、原北京市人民政府常务副市长韩伯平同志亲自测量他的住宅,进行屋顶绿化以后,夏季室内温度比未绿化前同期降低了4 ℃,减少了开启空调降温的时间。由此可见,屋顶绿化是一项既能节省能源,又能提高人们生活和工作环境质量的重要举措。世界环境保护专家称,城市建筑的屋顶绿化、立体绿化达到70%以上时,该城市的空气就会湿润而净洁。

(二)从绿色建筑角度看,在建筑物表面实施有生命的绿色覆盖,可以减弱阳光紫外线和磁波辐射及空气温差的变化,降解顶层建材的热胀冷缩,增强建筑物抗城市热岛效应的能力,可以有效保护建筑物,延长建材使用寿命。据北京市园林科学研究所专家对1.2×1.2×1.0m模拟实验舱测定,夏季通过植物蒸腾作用,可减少大量太阳辐射,同时种植基质水分蒸发会带走部分热量,使建筑屋面顶板始终处于热交换相对平衡状态,室内空气温度可比未绿化屋顶时平均降低1.3~1.9 ℃;冬季则是通过种植基质层的相对绝热效果减弱建筑顶板的散热速率,使室内空气温度比未绿化屋顶时平均升高1.0~1.1 ℃。专家指出,绿化屋顶顶板全天热量值变化极其微弱,对建筑屋面顶板的保温和隔热非常有利。屋顶绿化覆土厚度对保温隔热效果有一定的影响,覆土厚度30 cm左右时室内空气温度变化趋于稳定,这应当是屋顶绿化达到理想效果的覆土临界参考厚度。2006年6月中旬,时任北京市发改委主任的丁向阳副市长在考察节能环保展会的屋顶绿化展台时,对协会摆设的几支温度计很感兴趣。其显示数字是:北京常用的黑色防水卷材为65℃,铁板为63℃,玻璃为60℃,而草坪只有32℃,草坪种植基质下的屋面温度则是27℃。丁副市长说:“屋顶绿化降温省电、节能节水的效果和保护建筑的效果都很明显,应该好好研究大力推广。”据北京市园林科学研究所的专家研究测定,水泥屋顶表面年最大温差达58.2℃,而绿化后的最大温差仅为29.2℃,可见绿化屋顶大大降低了建筑屋面结构及材料热胀冷缩的变化幅度,延缓了因此所导致的老化进程,即屋顶绿化对建筑结构及防水建材可起到更安全的保护作用。中国建筑学会防水专业委员会原主任叶林标教授说:“国内外的测试证明,屋顶绿化能延长屋顶防水材料2~3倍的寿命。”

(三)从建设节约型社会角度看,近年来科学发展观日益深入人心,随之而来的是建设生态和谐的节约型社会,合理开发利用国土资源、向建筑屋面种植要经济的呼声很高。把建筑占地侵占大自然的损失用开展屋面种植找补回来,不仅要建空中花园,还要建空中小农艺园,效仿粮田、菜园、果园和药园。从建筑屋面种植上,对城市发展建筑占地、破费土地资源做出一定的补偿,这是对寸土寸金的城市国土资源的二次开发利用。屋顶绿化的造价仅为150~500元/m2,相对目前有的地面拆迁绿化每平方米2~6万元/m2的高昂费用而言,可谓最廉价的绿化方式,是一个潜力极大的循环经济。2006年,中国工程院资深院士、北林大资深教授陈俊愉先生登上试验多品种、本地化的屋顶草坪时就赞不绝口,“天人合一,以人为本,屋顶绿化,蓝天白云”,他说:“推进城市屋顶绿化,扩大试种植物品种,这是一件非常有意义的工作。北京市政府从北京人多地少的市情出发,倡导屋顶绿化,充分体现领导人的远见卓识。”近年来,北京也在学习国际和外埠屋顶种植农作物和经济作物的经验,向屋顶要经济效益。2006年联合国交流协调委员会一位副主席就介绍,日内瓦的食品7%来自屋顶,她说防治荒漠化和屋顶绿化都能给人带来幸福,带来财富。去年协会组织到河北灵寿参观考察屋顶农业,见到住户在楼顶上开辟的小菜园,如同地面的自留地和小菜园一样,种植有瓜果蔬菜,种类繁多(萝卜等根系过于发达的品种除外),住户说产菜旺季自家吃不清,还得送亲戚朋友。2009年,位于北京两广大道的记者协会大楼屋顶上也试种了小面积的菜园,受到了单位的欢迎。有心人可就近体验农业种植,融合到大自然,品味到田园风光的端倪。在崇文区东花市北里中区一栋6层复式楼顶,更是一派田园风光,房顶上葡萄已连续十几年硕果累累。试想,如果城市有条件的屋顶都开辟成菜园、果园,不仅市民可以享受农业种植的乐趣,还可相应减少市场果蔬供需紧张的矛盾。因此屋顶种植具有生态、经济和社会多重效益。

几年的实践已经证明,实施屋顶种植,可节约用地、节省能源、节减开支。建筑和绿化艺术的有机结合,可以实现景观、环保、构建循环经济、和谐社会和造福人民等长远的综合效益。这是绿色城市不可缺少的城市园林建设的新内容、新发展、新亮点,也是绿色建筑不可或缺的一部分。还是城乡一体化进程中,传统意义上只在农村成长的农业挺进城市空间,构建城市农业化的新模式。推进屋顶农业,使屋顶绿化的传统成本运作变成了一项产业运作和资本运作,成为可以回收成本,甚至可以获得经济回报的产业,更能引起个人和单位投入的积极性。不仅为屋顶农业,而且为屋顶绿化,乃至整个屋顶种植事业产生环境效应,带来切实的可行性。从而会有利于加快推进建筑屋顶及一切可利用空间的绿化和农业种植的进度。当然,对屋顶农业仍然有着不同的认识,协会将在会刊《建筑绿化》上专门开辟研讨专栏,以此求得提升屋顶种植的社会认识度。

二、屋顶种植的可靠性

(一)屋顶种植技术日趋成熟。从屋顶种植开展较早的德国、日本等国家来看,屋顶绿化大体分3种类型,一是高层楼顶,不上人,一般人也看不到,只是为了提高城市生态效益而进行的简易粗放的屋顶绿色植被种植;二是人们从高处可俯视到,但一般不进入,屋顶绿化兼顾生态与观赏,以铺草坪为主、点缀色彩,设计美观;三是可以进入的屋顶,供人们观赏、休憩和活动。这种屋顶从其建筑物负载允许度的实际出发,又分为3种:简式轻型的绿化,以草坪为主,多色彩,结合步道铺装出图案;花园式复合型绿化,如同地面花园一样,乔灌花草结合,且有山石、小桥流水等园林小品和以人为本的设施;另一种是居二者中间,叫简花园式,以草坪为,辅以花坛、绿带和植物造型等,这种屋顶多是使用功能和景观观赏两者兼顾。德国从1957年进行屋顶绿化,90%是简式轻型屋顶草坪,因为它廉价、便捷、省管护、节水,安全系数高。北京早在20世纪80~90年代出现了屋顶花园,是“中外园林教科书中的一个章节”,长城饭店屋顶花园就是比较早的典型之一,那时还没有阻根防水新材料和新技术。2000年,市园林局责成北京市园林科研所跟踪指导民间企业湖南人旷小满、赵福河等在北京试验简便易行、可快速把建筑屋面铺装成草坪的崭新技术——一次成坪佛甲草苗块。三年后,屋顶绿化作为一个“绿色”纽带,跨部门把园林绿化和环境保护、建筑建材行业紧密相连的理念日益被更多的人接受。2004年东城区东四六条街道对相对集中连片的一万多m2的屋顶进行了绿化,节能环保、净化空气效果显著。2005年,市政府把屋顶绿化作为为百姓办实事之一,在市区园林绿化部门的组织指导下,政府搭台、民间社团唱戏,不少民营企业积极参与,大多屋顶铺装的都是景天属植物佛甲草的草坪,少数建筑物用上了地面草坪常用的绿色期较长的冷季型草。这一阶段建造的屋顶花园也有了阻根防水等规范程序,有效地解决了过去根穿刺造成建筑渗漏的问题。北京林业大学园林学院院长李雄博士说:“你们与时俱进,把园林教科书中屋顶花园的章节提升为园林绿化的一个新的行业、新的学科来进行探索,是非常有意义的,我们坚决支持。”自此,协会有意识地加强了屋顶绿化有关特性的研究,在建筑屋面上搞种植,房不能漏、植物不能死、高空作业不能出安全事故。无论简式还是花园式屋顶绿化,都应首先查清建筑荷载,其次是防渗漏情况。尤其老房旧楼,包括原设计没有屋顶绿化的新房新楼,先查其屋顶荷载是否允许屋顶绿化,而后做闭水检测。尽管原建筑已有防水层,还是要再铺装隔根防水膜等,按屋面种植规范构造行事,一丝不苟。屋顶农业种植也一样,施工的整个工序都要严格按着2005年北京市颁布的北京市地方标准DB11/T281-2005《屋顶绿化规范》、2006年颁布的DB11/366-2006《种植屋面防水施工技术规程》和2007年国家住房和城乡建设部发布的行业标准JGJ155-2007《种植屋面工程技术规范》进行。

(二)屋顶种植质量有严格把关。推进屋顶绿化有认识、技术和政策3大关键问题,技术为事关质量的关键中的关键。把关的重点,一是防止种植植物根穿刺和施工践踏把建筑防水等结构层破坏,造成漏水;二是筛选适生植物,根据屋顶通风、透光、蓄水、排水情况及业主屋顶的使用功能,选择习性适应的屋顶种植植物种类,保证植物成活。三是在建筑物屋顶、墙面上施工,要有严密的施工组织和工程监理方案,不能出事故。从北京、上海、广州、成都等开展屋顶绿化的城市实践来看,目前屋顶绿化的技术是比较成熟的,是安全可靠的。一方面,国内企业自身研发,另一方面,从国外引进了先进的技术,并有了与我国自然条件相适应的对接措施。城市屋顶绿化是一个防治城市荒漠化的无国界的环保公益事业,国内国际间的交流正日益频繁,屋顶种植已有比较成熟的规范标准。2006年曾建议北京市政府慎重对待屋顶绿化的北京植病学会专家杨旺、沈瑞祥考察协会组织的屋顶绿化工程后,对佛甲草、垂盆草铺植的轻型屋顶草坪给予了充分的肯定,认为这种做法和他们曾向市政府提出的“北京不宜大量推广屋顶绿化建设”的建议的核心观点是完全吻合的。当然也提出了很好的建议。他们说:我们向市政府建议的核心不是不能搞、不要搞屋顶绿化,而是要防止一阵风,盲目地推广,我们强调的是科学性。在他们的建议下,协会同当时的主管单位市科协曾组织了一次屋顶绿化可行性的专家论证会,开得很成功。示范工程质量是一直强调并一再强调的。北京市园林绿化局、首都绿化委员会办公室已连续两年按规范标准和协会专家编制的检查方案组织检查,评屋顶绿化先进单位,同时责成北京屋顶绿化协会评选优质工程,在年度总结会上一并予以表彰。这是针对新生事物“吃偏饭”,规范管理,严把质量关。

(三)屋顶种植植物材料不断丰富。人们对屋顶绿化最担心的一是怕把房子捅漏,为此我们筹备协会时就首先拜访了国家和市里的权威防水专家王天、叶林标等。二是担心房顶上种植植物能不能成活?6年前,笔者拜访植物学大师、北林大资深教授陈俊愉先生和中国植物园教授级高工龙雅宜等前辈时,他们让笔者有了实足的信心。适宜屋顶覆土种植的本土植物和可驯化使用的外来植物都不是少数。全世界仅景天属植物就有400多种,可驯化选用的空间很大。也是6年前,在北京农展馆一次展会上,园林大师、北林大资深教授孟兆祯先生告诉我,在屋顶上种植,只要创造出适合植物生长的条件,不仅能成活,而且由于通风、透光和防止病虫害方面强于地面,还会长的更好。先生的一席话一直鼓动和鞭策着我。已跟踪研究屋顶绿化多年的市园林科研所古润泽、韩丽莉、白淑媛等专家,给了我们具体的支持。所拜访的首都绿化事业的老领导、老专家都对屋顶绿化给予了极有价值的指点,他们的共同看法是先让城市裸露的屋顶绿起来。为此,一位备受人尊敬的老领导亲笔题字鼓励“京城到处都绿化,绿到屋顶更堪夸”。 目前在我国城市中的屋顶绿化多数还是简式草坪,所用植物材料的共同特点是浅根系、耐瘠薄、耐干旱的景天属植物居多,也有适合屋顶上生长的花灌木、爬蔓植物等,这些品种,包括还正在开发中的新品种,都是以在屋顶上生长安全可靠为首选条件的。

以目前大量在北京屋顶上种植的佛甲草为例,已历经十来年的考验,表现良好。其突出特点是:①绿色期比较长,一年四季仅年底年初2个月茎叶枯萎,根部休眠芽碧绿;②抗旱能力极强,用水节省,2001年夏季干旱,30多天不下雨,连续高温30~35℃,屋面温度达65~73℃,基质干透,草仅萎蔫发白,雨后又恢复了生机。2005年秋~2006年春遇到50年少有的旱灾,协会所种植的以佛甲草为主的屋顶草坪返青率仍在80%以上;③耐低温,抗寒能力强,冬季气温降至-20℃,屋面温度降到-17℃时,基质冻结,其根部休眠芽无碍;④冬季干茎抓地牢,不会被风刮起引起环境污染;⑤所需营养基质薄,3~5cm厚即可;⑥根系浅,弱且细,网状分布,没有穿透屋面防水层的能力;⑦管理粗放,低养护,如无特殊干旱的气候条件,不需要人工浇水、施肥,也不需要修剪,长到20cm以上就会倒下,茎部再生小苗,省水、省养护投入;⑧具有一定的经济价值,《本草纲目》记载,佛甲草外敷清热解毒,垂盆草内服清热解毒,且是可食用的保健凉菜。近年来屋顶绿化开展了多品种、本土化试验,长白山卧茎佛甲草、多茎佛甲草、三七景天、八宝景天、萱草(金娃娃)、德国小景天、太阳花、太平花、红景天、德景天、费菜、门头沟柏峪景天、延庆瓦松、密云养心草等本地、外埠和国外引进的景天属地被植物在试种中都有尚佳表现。

从色彩上看,简式草坪也不再单调、雷同,尤其是太阳花与佛甲草的搭配更是引人注目,太阳花有红、黄、紫、白多种颜色,使佛甲草草坪由纯绿色变成了五彩斑斓,初步解决了色彩单一的不足,同时也增强了屋顶绿化抗病虫害的能力。另外,屋顶绿化铺装步道,用彩砖构筑多样的图案,受到了施工单位及周边百姓的好评。目前屋顶绿化的发展趋势是屋顶花园的建造越来越多,这与屋面使用功能有关。有些单位和个人高层住户有意在高空开辟休憩空间,这是屋顶绿化很有生命力的发展信号。

据目前试验可知,可以种植在屋顶上的花灌木、矮生乔木也越来越多。沙地柏、大叶黄杨、女贞、紫叶小檗、木槿、迎春、连翘、碧挑、月季、紫薇、红瑞木、玫瑰、西府海棠、樱花、紫叶李、龙爪槐、垂榆等均可,这些品种有的已经过多年的考验。爬蔓攀缘植物对于屋顶设备和广告架的覆盖更是有其独到之处,可在屋顶建筑物承重墙处建池子种植,也可在地面种植向屋顶攀爬。常春藤、扶芳藤、五叶地锦、爬山虎、葡萄、葛藤等品种目前都在试种,多数表现良好,且造价低廉。北京《屋顶绿化规范》中推荐的乔木也在试种当中。有的地方开展农业种植试验,种植了南瓜、葫芦、豆角、西红柿、大葱、白菜等瓜果菜类和中草药种植,还有的种植了玉米、水稻,别有一番都市小农庄的趣味。

(四)屋顶种植的营养基质安全可靠。屋顶种植所选用的营养基质(或叫种植土层)总的配置选择的原则,一要经济环保,无病虫害源体;二要适宜植物生长,保水保肥、不板结,容重较轻,但不能过于松散,不能遇水漂浮,遇风飞走;三是施工简便,绝对不可以用田园土直接登顶,因为那就不是资源节约型的事业了。笔者所了解到的轻型营养基质种植土一般由城市垃圾粉碎、经高温杀菌发酵后形成的有机肥和草炭土、田园土配制而成,比例为3:3:4或2:3:5,也有2:2:6的,根据种植环境、植物材料和建筑屋面荷载要求调整。酸碱度为6.5~8。空中花园的营养基质一般用容重更轻的珍珠岩、蛭石、绿宝素等无机基质同草炭、锯末屑、稻壳等有机基质混合配制,有的还适当添加一定的有机肥。铺置营养基质的厚度比例及具体用土量要由植物生长习性决定,反之则会造成植物疯长衰败或风飕枯死,特别是若轻型基质过厚,空隙过大,理化指标不合理,容易使整个屋顶草坪被大风卷起,造成环境污染。经验教训证明:种植多种景天属地被植物,基质厚度应在5~10cm范围内;建设空中花园种植矮生乔木、花灌木,以及农业种植等,按具体植物习性,一般基质厚度为20~l00cm左右;个别种植可按竖向设计要求的尺度进行,参照依据是本行业的国标和地标。

(五)屋顶种植施工程序规范,安全。简式屋顶草坪从2000年开始小面积试种到较大面积推进,其铺装技术,包括育苗、设备、基质、施工工艺等已经配套且日趋成熟。可以在短时间内形成景观。通过长期的实践和反复的试验,用草苗块、种植盒铺装或栽植,都可以做到一次成坪。除刚栽植后和极干旱时需喷水外,不需要象目前一般地面草坪那样进行浇灌,其它时期也无需花工养护和管理。当然这是用佛甲草等景天属植物草坪和地面冷季型草坪相比较而言的。在常年干旱无雨的情况下,上冻水、返青水和炎夏时必要适时的补水还是需要的。近年来,人们在推崇容器组装式屋顶绿化,其最大好处就是屋顶修缮时移动很便捷。屋顶花园施工已有固定的规范程序,无论那种形式的屋顶种植,结构层都是按国标和地标进行。中国建筑防水协会还专门委托北京市园林科学研究所开展了阻隔根防水建材的检测业务,以确保屋顶绿化不会对建筑建材造成损坏。

2004年刚开始,屋顶绿化在北京试行推开时大有一哄而上的阵式,质量参差不齐,后来在市园林绿化局、住建委、科协等有关部门的指导和支持下,加强了行业管理的力度,严格按屋面种植的国标和地标办事,工程质量有了保证。大量的简式轻型屋顶绿化,是在新建房或新翻修的屋顶上进行,这些在建筑防水保护层上铺设耐根穿刺防水层一道防水设防即可,其上铺保湿毯,再铺装种植土即可植草。若配植花灌木,则在原防水保护层上再铺设经鉴定合格的能阻止植物根系生长时穿透防水层的防水材料,即耐根穿刺的阻隔根层,实行二道或二道以上的防水设防,放置阻隔根膜、保湿毯、蓄排水板、过滤膜,其上再铺装种植土种植。对于空中花园,则铺设质量更为考究的阻隔根防水层、耐根穿刺层、二道或二道以上防水,再铺装保湿毯和以高密度聚乙烯等塑料片材经特殊工艺成型所制成的封闭凹凸的半锥状、柱状和半圆状壳体,形成一种膜壳连续、具有立体空间和一定支撑刚度,兼排水和蓄水功能的蓄排水板,防止种植土流失,使水渗入蓄排水层的过滤膜,其上为种植土或轻型营养基质。特别要保护和处置好屋面排水系统,做到排水畅通,基质不流失。需要强调的是无论哪种类型的屋顶绿化,屋顶植物种植面和建筑立面边缘不能直接靠近,排水沟设置屋面四周,距女儿墙不得少于30cm;没有女儿墙的,距离立面边缘不得少于50cm。防护处理的设计和用材都要考究,凡沿女儿墙做槽建池搞向外垂直绿化的,必须把屋面排水系统调整顺畅,不仅要解决好种植屋面、还要解决好女儿墙内外的防水、防根穿刺等问题。无论哪种屋顶草坪,也无论面积大小,边沿砖、步道砖一定要铺装,一是养护、观赏走动的需要;二是起到一定的稳固作用;三是可以形成图案,增加景观效果。这一切都事关整个空中绿地的安全系数,必须引起重视。

北京屋顶绿化协会为了更好地深化技术研究,充分发挥各位专家和会员的特长,开始是设立例会制,请专家讲课,会员进行技术交流,尔后不断完善,现在成立了植物组,材料组(包括防水、排水、阻根、种植基质、肥料和山石料等)、设计组、施工养护组(包括病虫害防治)等几个课题研究专业组,同时设立了企业家联席会,搭建起各专业组和会员之间切磋技艺的平台。

如果劳动人事和科技管理部门同意把屋顶种植或建筑绿化作一个区别于园林和林业、农业的新的专业学科,从技术培训、职称评定、队伍管理等方面予以扶持和管理,这项事业会更安全,会有更大的发展。

三、屋顶种植的可行性

(一)从当地的自然地理条件和植被特性看。对于具体某一地方屋顶种植可行否不能笼统而言,首先要看当地的自然地理条件和植被特性。比如北京市位于华北平原西北隅,地理坐标为北纬39°38'~4l° 05',东经115°24'~117°30',地处中纬度地区,有明显的温带大陆性季风气候特征。地势西北高,东南低,海拔高度最高处2303m,最低处l0m,举市背山面川,形成了一定的地区气候特征。如今全市林木绿化率已达到50.5%,山区为67.85%,建成区绿化覆盖率达到了42%,人均绿地46。城市裸露地面大面积植被化,环境质量有了明显好转。全市年平均气温11~13℃,城区平均气温10~20℃;年降水量平均400~600mm,但水资源仍紧缺。由于北京地形复杂,气候、土壤具有多样性,因此北京地区植被类型丰富。据《北京植物志》记述,北京地区有维管植物2056种(包括栽培植物),分属于869属,169科,屋顶种植供选植物潜力很大。从佛甲草在北京屋顶上十年来的连续表现看,北京地区气候条件完全适合它的生长习性。三七景天、八宝景天等在屋顶上也已经受住了几个冬季的考验。一些适合城市地面生长的耐干旱、抗风耐寒、耐瘠薄的浅根系灌木,以及矮生树木和宿根花卉等表现也不错。由此可见,在某一城市一般的屋顶选择习性适合的植物,为它建造相应的生长环境和必备条件,就可以进行种植。

(二)从屋顶条件看。从国内外屋顶绿化的资料分析,尤其是简式轻型的以景天植物为主的屋顶草坪,笔者认为只要屋顶上能上人的,就可以实施简式屋顶绿化,如果用无土草坪,荷载50~70kg/m2即可。北京的种植规范标准是简式屋顶绿化的建筑静荷载应大于等于100kg/m2。从北京屋顶绿化生长10年来的考证可得出建造轻型屋顶草坪安全可靠、可行的结论:只要按规范办,它非但不破坏环境,还能优化生态,美化环境;不仅不毁坏建筑,还能保护建材,延长建材使用寿命;不仅不伤害人体健康,还能让人修身养性,不少景天科植物(如佛甲草)还是健身药材。建造屋顶花园,只要也严格遵循建筑设计荷载允许的原则,建筑静荷载应大于等于250Kg/㎡,并考虑使用功能产生的活荷载,再从植物材料的选择、定位上进行考虑,不要选用树冠大、根系长的,基质应少用有机的多用无机的,加上已有的阻隔根、防渗漏、排蓄水等技术配套,是绝对不会毁坏建筑的。如果是新建筑,从规划设计一开始就把屋顶花园、屋顶草坪或屋顶农业等设计其中,那在屋顶上种植的安全系数就更高了。屋顶绿化究竟是建造粗放简式的草坪,还是精细复合型的花园,搞不搞农业种植,主要取决于屋顶主人对其功能的定位,当然建造结构的荷载是首要制约因素。

(三)从政府的引导和工作力度上看。德国法律规定,建筑占多大面积的绿地就要找一块同等面积的裸地绿化来补偿,否则就罚款,于是裸露的屋顶绿化就作为“替代面积”发展了起来。加之政府对做了屋顶绿化的单位和个人减少建筑物流水费的征收并按量给予一定的补贴,于是单位和个人都有了屋顶绿化的积极性。驰名全球的奔驰汽车厂屋顶绿化做的非常好,而该集团在到中国的新建厂就没有搞屋顶绿化,因为中国还没有立法要求。如今有的省市已有政府行文,号召、提倡屋顶绿化。北京市政府从2005年已把屋顶绿化作为为市民办实事列入了年度折子工程,有计划、有投入。2009年政府转移财政支付的发文中专门提到屋顶绿化资金扶持的政策延续。2010年3月1日《北京市绿化条例》正式实行,其中第26条明确提出“鼓励屋顶绿化、立体绿化等多种形式的绿化。机关、事业单位办公楼及文化与设施,符合建筑规范适宜屋顶绿化的,应当实施屋顶绿化”。3月12日植树节首都绿委办公室公布了18种义务植树尽责形式和核算方式,第12条为“认建屋顶绿化1m2折算3株植树任务”。除此之外,已有的激励政策还包括,屋顶绿化面积100%计入单位绿化覆盖率,20%计入绿地率;简式屋顶绿化市财政补助为50~100元/m2,花园式屋顶绿化补助为100~150元/m2;养护管理补助简式屋顶绿化为10元/m2,花园式为20元/m2。坚信有政府主管部门的正确引导,社会团体行业努力配合,全民认识理解和参与的程度会日益提高。如果“十二五”政府把屋顶绿化作为园林绿化工程的重点领域之一,加大组织研究和试验推广的综合力度,或从城乡一体、推进城市农业化的角度再来加以引导,可能更会激发社会理解、参与的程度。

(四)屋顶种植的推进关键是认识。提高全民屋顶绿化的意识,尤其是各级领导的认识至关重要。因为屋顶绿化主要体现生态效益和社会效益,只有具备总揽全局的思想,才更容易接受这项事业。住房和城乡建设部仇保兴副部长几乎在每次城市建设、节能环保等会议上都强调屋顶绿化、垂直绿化。他说:“随着城市进程的快速推进,城市人均土地资源越来越紧缺,大力发展屋顶绿化、立体绿化是节约型园林绿化的必由之路,也是园林城市标准内容之一。屋顶绿化、立体绿化不仅能够丰富城市园林景观层次,还能大大减少热岛效应,尤其在夏天能极大地降低建筑空间的电力消耗,是一种非常值得提倡的、也是城市园林建设中必须要认真加以推广的绿化方式。”他强调:“中国传统园林师法自然,建筑与园林浑然一体,它的妙处及所体现的东方文化理念,是世界上任何其它园林艺术所不及的。我们应该珍惜这份宝贵遗产并发扬光大,与城市的其它基础设施进行合理对接与配合,硬质的、无生命的基础设施披绿装添五彩,让园林绿化这个有生命的基础设施在城市的每个角落都能发挥美容师、节能器和环保卫士的作用。”

现在街头巷尾常听到人们议论“平改坡”的优劣。不少国内外专家提出:城市屋顶“平改绿”要强于“平改坡”。一是从生态效益上讲,“平改坡”若都是钢筋水泥,还是一个样,只是形象上美一点而已。二是从经济造价上看,“平改绿”比“平改坡”低廉很多,要建生态城市,节约型城市,有生命的“绿”要比无生命的“坡”节省的多,生态效益更不是同一而论的。有人担心屋顶绿化浪费水,这是不必要的顾虑。从2000年北京试验推广至今的屋顶绿化来看,针对北京的缺水情况和不同季节的干热、干冷、干风和干旱等气候条件,推进的是节水抗旱型的屋顶绿化,所选植物材料是耐干旱、耐瘠薄、省管护的:以景天佛甲草为主,配以其它浅根、耐旱、无污染的低矮植物。只有在建筑统筹设计允许的地方,才用树木和大量花灌木上屋顶。除了物种选择之外,所采用的设施、技术也力求是阻根防水、节水、蓄排水和循环利用水的。有的单位搞了屋顶花园,但也是节水型的,国家科技部节能示范楼屋顶花园和经济日报社屋顶花园等,都有充分利用天然降水、循环利用水的节水举措。有人虽相信这个行业已有了成熟的施工技术和应用材料,不会毁坏建筑,但还总担心北京风大,会不会一阵大风把屋顶上的树木花草刮掉卷走。施工规范标准已考虑到这种风险,只要严格遵循行标、地标规范要求施工,这种安全系数是可以大大提高的。还有人担心经费,笔者可以负责的说,屋顶绿化与城市地面拆迁腾地绿化动不动就昂贵到每平方米2万、4万,甚至6万元的造价相比,绝对是节约型的、是节约国土资源大有可为的空间。从国家科技部节能示范楼等单位屋顶绿化的实际投入效益看,优美的屋顶花园令人大饱眼福,参观者甚多,其屋顶绿化按150~300元/m2计算投入也仅占建筑总投资的0.5‰~1‰。因此经费应不是问题,关键在认识。方方面面有识之士的结论是:屋顶绿化是可行的,且势在必行,需要全社会的支持和全民的参与。今年3月1日,北京市新颁布的绿化条例鼓励屋顶绿化和立体绿化等多种形式的绿化。机关、事业单位办公楼及文化体育设施,符合建筑规范适宜屋顶绿化的,应当实施屋顶绿化。首都绿委把参加屋顶绿化计入义务植树运动的尽责内容,已有不少单位和个人打电话到协会询问相关事宜,协会将把协会会员谁有施工和养护管理的资质能力,谁有植物材料,谁有种植基质,谁有防水阻根、排蓄水、喷滴灌材料、设施等信息刊登在协会会刊《建筑绿化》和协会网页上,供市民选用。

屋顶农业种植同屋顶绿化相比,经济利益、实(食)用价值更直接一些,是生态、经济、社会效益的统一,加之是贯彻坚守国家基本农田底线的补充方略,兴许会比屋顶绿化更容易被社会广泛认知,更容易引起各级领导的重视。

四、屋顶种植的紧迫性

2008年前,北京曾有过关于建筑屋顶是 “平改绿”还是“平改坡”的讨论,但遗憾的是最后多数屋顶还是进行了“平改坡”。除部分地区是考虑屋顶风格和古都风貌相协调外,主要是决策者考虑建设后期的管护问题,屋顶绿化保险系数不如无生命的建材可靠。这正如《人民日报》2007年4月6日评论员文章所说:“屋顶绿化虽然好处多多,以往却因为不能成为‘面子’工程而常常被忽略。”评论员指出:“屋顶绿化是一项公益事业,也蕴含着巨大的商机。有人感叹:‘没有做过屋顶绿化的人对这件事会有一万个疑问,做过屋顶绿化的人就知道这是一件实实在在的好事!’”由此看来,还是我们的宣传工作不到位。

以北京为例,随着我国国际地位的提高,在北京举办的国际盛会会越来越多。来宾大多从天上来,又要住上几天。大气质量、环境优劣、人的视觉感受等诸多因素都使屋顶绿化增加了紧迫性。笔者之所以退休前即热心支持屋顶绿化,退休后又痴心扑在屋顶绿化上,是因为15年前有幸参加北京城市航拍时就深刻感受到:什么时候能把美丽城市中最难看的屋顶也绿化美化起来就好了!那次在北京城上空转了3个小时,看到城市中大量秃屋顶,一是破烂、杂乱、难看;二是在阳光下不少屋面反射光刺眼;三是扬尘、脏物飞来漂去。著名京剧表演艺术家六小龄童(章金莱)也说过:“每次在空中飞来飞去,觉得大片的秃屋顶实在破烂不堪,太难看了,太有损城市的美观、有损祖国形象了,真盼望尽早能有大的改观!”陈佩斯说:泱泱大国首都的什么房顶都不应该是“光头”。饰演义务植树倡导者的著名演员卢奇先生,多次组织饰演开国领袖的艺术家们参加屋顶绿化的劳动和宣传活动。他们都在疾呼:屋顶种植。他们是推进屋顶种植的形象大使。

据北京城市遥感测算、园林部门公布,北京市仅6层楼以下的秃屋顶就有6900多万m2。2005年市政府为民办55件实事中确定实施10万m2屋顶绿化。5年来每年政府资助都完成10多万m2,截止到2009年已完成242处、62.5万m2(其中简式195处、47.8万m2;花园式47处、14.7万m2),加之社会单位自发搞的屋顶绿化,总计100多万m2了。而6900多万m2秃屋顶就是有1/5有条件实施屋顶绿化也得有1000多万m2,差距这么大,何时才能把这么多有条件绿化的秃屋顶都绿起来,让它发挥出应有的滞尘、降解热岛效应等生态和景观作用呢?这是一急。二急是养护经费不落实,没有纳入园林绿化养护投入范畴;也没有用水指标,这对于相对地面园林绿化公益性更强、回收效益期更长的屋顶绿化的发展和巩固成果,无疑都是致命的一击,结果大约有10%没有保住,20%斑秃严重。三急这项跨行业、跨部门的公益事业至今仍缺乏全市统一的强有力的协调工作力度。因为它不是园林绿化局独家可以完成的事。城市扩建,一片片高楼拔地而起,自然生态破坏了,生物多样性没了,对于构建和谐社会,让城市有一个良性循环的自然生态系统影响很大。政府相关部门应该有警惕性了。应该合力抓生态环境整治时,把屋顶种植作为一个重点,在城市还给生物多样性一个空间。四急力量不足,对屋顶种植相关技术和推进政策深入研究不够。至今尚拿不出足以让领导看中的方略。城市环境整治千头万绪,屋顶杂乱问题目前还没有排上政府重要议事日程。我们急是因为亲眼目睹了屋顶杂乱不堪、太有碍观瞻、造成城市热岛的形象一幕。正如“绿化老人”单昭祥、“老市长”韩伯平所说:它的确是城市绿化美化的“死角”,真抓起来是会事半功倍的!

中国建筑防水协会王天总工强调:种植屋面不是时髦之作,更不是一伙人忽悠出来的,它是客观的必然产生的屋面形式,它具备了人们需要的功能,并且必然成为屋面的主导形式,这是不容置疑的。我由衷的希望建筑师们认真探讨屋顶美的实质,不要再作些华而不实的装饰,积极的把屋面成为多功能的场地,为子孙后代,为国家,为大自然考虑,成为先知先行者。

北京最早落实全国人大关于开展全民义务植树运动决议,组织在京和驻区中央、市属单位党政军民齐会战,在风沙口地面植树造林防治风沙成绩卓著的昌平区,其建委和房管部门正在筹划如何结合建筑保温改造,开展屋顶绿化,从空中进一步拦截紧逼北京城的风沙。

实践已经证明并将继续证明,屋顶绿化是提升城市生态质量和园林环境建设水平的重要步骤,是实施循环经济之路,是提高市民生活质量、造福人民的举措之一。住房和城乡建设部、市住房与城乡建设委员会已经把屋顶绿化列入“十一五”绿色建筑的创新技术之一:“推进屋顶绿化、立体绿化,研究适应北京的小区植物的选择和匹配,开发功能性植物”;同时市政府把屋顶绿化列入了控制大气污染的措施和城镇绿荫工程之一,新颁布的《北京市绿化条例》又明确提出了屋顶绿化,公民认建绿化屋顶可抵顶义务植树法定责任,那就应该只争朝夕落实到实处,就应该用科学发展观统领这项事业。具体来说,一是在《北京市绿化条例》实施细则中应该明确严格监督检查的保证措施;二是树立开放思维,打开“隐形玻璃门”,构建市发改委、财政、规划、建筑、园林绿化等相关部门和谐联手发展的机制,实施人民城市人民建的方针,充分调动和发挥全社会、全民、方方面面的积极性,让更多的人认识、理解、支持和参与屋顶绿化,让全社会有条件的单位都来动手实施秃屋顶的绿化。

这里再介绍一下日本的经验:东京在2010年5月修订城市绿地保护法中,明确提出了 “屋顶绿化设施配备计划”,规定新建建筑物占地面积超过1000m2的,屋顶必须有20%为绿色植物覆盖,否则要予以罚款。我们也应该行动起来了,一是渴望政府出台新的激励政策,国家财政应该对公益性为主的屋顶种植和养护给予必要的投入。二是从源头上解决问题,请政府对新建楼房屋顶种植给予硬性规定,从审批方案时就把好关,把它纳入到建筑设计考核体系当中。三是全民低碳行动开始了,碳汇政策应该惠顾到城市建筑秃屋顶的绿化。四是屋顶绿化已与全民义务植树法定义务责任对接,如何落实?屋顶绿化实质上是一项群众绿化事宜。欧洲最早开展屋顶绿化的德国走的就是“立法—号召—奖罚结合”的路子。北京的屋顶绿化已经列入《北京市绿化条例》,也是在走相信、依靠和激励基层单位的群众路线。各区自查上报计划和完成量,市里复查,市区财政按规定补贴标准以奖代补。这种全民办屋顶绿化的路子是多年行之有效的,是牢靠的,可以加快加大推进屋顶种植的步伐。关键是要真抓实干。

上海、成都、广州、北京等是我国几个开展屋顶绿化较早的城市,屋顶绿化作为城市园林绿化建设的重要组成部分,不仅可以消除美丽城市俯瞰的遗憾,可以缓解城市热导效应、降解漂浮沙尘,更可以增加城市绿量,改善生态和景观环境。它是保持城市自然生态平衡、改善城市景观的一种最简捷有效的补偿办法,也是建筑和绿化有机结合的节能环保、人居和谐的有效形式。屋顶绿化是个跨行业的新兴事业、新的园林绿化学科,城市管理部门应首先充分发挥领导优势和专家优势;其次,相关职能部门应紧密配合,发挥各自发动组织工作的优势,同时注意利用民间团体在屋顶绿化方面已有的“拾遗补缺”作用,鼓励持有屋顶绿化技术、设施等专利的企业按市场经济运作的规则向社会转让,把屋顶绿化的技术和材料交给社会;再其次,政府注意保护和扶持率先进行屋顶绿化单位的积极性。只要这样上下贯通、紧密合作,各城市一定会出现一个如同近几年城市大绿地开拓和城乡一体化提升城市隔离地区村镇片林为公园水准一样的迅速推进屋顶绿化的局面。屋顶绿化也定会作为全民参与的绿色城市和绿色建筑的硕果载入史册。

近年来,有识之士提出了城市农业化,并盯住建筑屋顶这个空间,是因为我国的国土资源紧缺,基本农田已接近坚守底线了。有资料显示:2001年全国耕地19.14亿亩,2007年降到18.21亿亩,七年减了一亿亩,国家提出无论城市化进程推进的力度有多大,都必须坚守住18亿亩基本农田这条底线。面对城乡争地的矛盾,有关人士从城市建筑屋顶闲置的空间资源看到了缓解矛盾的希望。粗略估算全国建筑屋面可利用空间范围约占2亿亩地,是一个有惊人开发潜力的空间资源。在这个空间搞特色农业种植,除景观和生态效益、病虫害及人为毁坏会少于地面等同屋顶绿化一样外,还可以缓冲粮食、蔬菜个性化供应相对紧张的情况;因为近身劳作,可以创建精耕细作的都市小园艺;可以吸引人上房登顶,缓解城市市政交通人流压力,其环境效益、经济效益、社会效益都是可见的。当然,这是农业小园艺种植,效益毕竟是有局限性的,但它是城乡一体化的新思路。农村城市化、城市农业化的浪潮兴起,城乡二元结构体制必将更彻底破除,这样从全新视角落实了国家的“三农”政策,意义极为深远。无论从自然生态角度,还是社会、经济、人文角度讲,屋顶种植不仅必要,而且可行,应当只争朝夕。

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