屋顶绿化在海绵城市中推广策略研究杨洁莹 戚智勇 [摘 要] 海绵城市的建设目的是促进雨水资源利用和生态环境保护，屋顶绿化作为促进海绵城市建设低影响开发设施在海绵城市的发展中并未得到推广。总结屋顶绿化在海绵城市中的功效，分析其在海绵城市推广中面临的问题，得出屋顶绿化在海绵城市中的推广应从宏观确定屋顶绿化在海绵城市建设中的布局，加强多学科融合设计；引进国外先进屋顶绿化技术；挖掘屋顶绿化的商业价值；完善政策立法，加大投资力度等方面进行。 [关键词] 海绵城市 屋顶绿化 推广 策略 城市化进程的加快导致城市用地蔓延，生态和环境问题日益严峻，出现了水资源短缺、水质污染、洪涝灾害、地下水下降等问题。针对这些问题，《住房和建设部城市建设司2014工作要点》中提出：“大力推行低影响开发建设模式，加快研究建设海绵型城市的政策措施”。2015 年16个海绵试点城市的确立，标志着海绵城市的建设进入实践阶段。《海绵城市建设技术指南》明确指出绿色屋顶作为低影响开发设施之一，但其却没有随着海绵城市建设的推广而兴起。 许多学者对海绵城市和屋顶绿化开展了对应的研究，俞孔坚等解释了海绵城市解决水问题的出路在于回归生态系统[1]。董淑秋等提出雨水资源化理念，通过雨洪利用和景观生态设计等手段解决城市水危机[2]。张毅川等通过分析国外雨水资源利用提出适合我国海绵城市建设的相应技术[3]。李家科等构建暴雨雨水管理模型，证明了雨水花园能较好控制城市暴雨后径流的水量与水质[4]。孙挺等人的研究表明屋顶绿化有较好的滞蓄能力和削减洪峰的效果[5]。从以上研究来看，将屋顶绿化和海绵城市联系起来的研究尚少。本文通过总结屋顶绿化在海绵城市中的作用，探索其在海绵城市中推广可能面临的问题及解决方案。 1 屋顶绿化在海绵城市建设中的作用海绵城市主要解决城市内涝、径流污染、水生态修复等城市水问题以及相关生态环境问题：生物栖息地的营造、公园绿地的建设和微气候的调节等。相关研究表明屋顶绿化有滞蓄、调峰、延长产流、污效控制等功能，能够解决海绵城市面临的水问题；营造栖息地、缓解热岛效应、降低PM2.5，满足海绵城市生态建设的理念。此外，屋顶绿化还有降低噪声、美化环境和建筑经济等功能。 1.1 屋顶绿化滞蓄、调峰、延长产流等功能缓解城市内涝 城市不透水覆盖物阻断水的自然循环，加快城市径流，城市内涝现象严重。城市雨水30%来源于屋顶，通过屋顶绿化的滞蓄功能可将大量雨水在空中拦截。混凝土屋面对降雨径流的平均消减率仅9.25%，而绿化屋顶为54%～58%[6]。传统的屋顶绿化的吸水量能达到10L/m2，现在模块化屋顶绿化使用高强度聚乙烯放射孔状模块蓄水板块，吸收水量可达80L/m2，在绿色雨水模块系统最大可以储存雨水120L/m2[7]。屋顶绿化可将约70%的降雨滞蓄，最大延长产流时间可达95min[8]。以上表明，屋顶绿化具有滞蓄、调峰、延长产流等功能缓解城市内涝。 1.2 屋顶绿化缓解径流污染 美国国家研究委员在2008年的报告里指出，城市径流是水质污染的主要原因。大气沉降导致径流水质变差[9]。屋顶绿化对亚硝酸盐、氨氮、总磷、COD、总氮和硝酸盐的污染负荷的消减率可达到约96%，90%，80%，78%，70%和50%，其径流的PH、COD、氨氮和总磷浓度均达到地表水环境质量Ⅲ级标准[6]。我国常州“树立方”立体绿化科研楼，通过在屋顶花园中营造生态湿地，模拟地面水塘自然生态系统，使得人造屋顶湿地能够自我净化，水质达到Ⅲ级标准。 1.3 屋顶绿化的生态功能 （1）营造生物栖息地 日本通过研究鸟类在屋顶绿化中的分布，得出在半径1000m的范围内园林式屋顶绿化的鸟类多样性会比其他地区高，屋顶绿化中树种结构越复杂就越能吸引更多鸟类。根据德国的生态类型分类，屋顶绿化能够作为鸟类和昆虫的落脚栖息点，故可称为生态网络的一环。 （2）缓解热岛效应 屋顶绿化用绿色屋面代替水泥屋面，改变了屋面的物理属性，通过植物的蒸腾使四周环境温度降低。建筑屋面表层温度在夏季可达20℃～40℃，室内温度可下降4℃～7℃[1]。 （3）降低PM2.5 屋顶绿化植物通过乔灌草结合，形成了植物的群落，可以有效地吸纳PM2.5、滞留尘埃，具有杀菌和降低污染物浓度的功效。1000m2屋顶绿化可以滞留粉尘100～220kg，降低环境25%左右的大气含尘量[10]。 （4）减少垃圾排放 常州“树立方”立体绿化科研楼通过屋顶绿化、露台绿化、室内绿化实现了雨水100%收集利用，整栋建筑做到了灰水直接浇灌，黑水经过化粪池和消毒池处理后转化为有机肥，直接浇灌，厨余垃圾制成有机肥用于屋顶花园，实现了微循环、微园林、微湿地、垃圾零排放[10]。 1.4 其他方面功能 40m宽的林带可以减少噪音10～15dB，将屋顶的水泥替换成绿色植物，可降低噪声2～3dB，给人们带来心灵上的愉悦，提高地区舒适度。此外通过植物蒸腾和水分蒸发作用可降低室内温度，阻止酸雨和紫外线对建筑的直接作用，有效保护屋面。同时屋顶绿化能提高楼盘的品味和整体价值，一般具有屋顶绿化的商品房均价可上浮50～150元/m2[11]。 2 我国屋顶绿化在海绵城市推广中面临的问题2.1 植物本土化要求高，选配复杂 海绵城市16个试点城市跨越了我国三大气候带，雨热分布差异大。屋顶绿化的重点组成部分是植物，植物的气候依赖性强。屋顶绿化体现的生态价值在于原始生态的立体转移，需要充分考虑植物的本土性和植物种群搭配。我国屋顶绿化普及率较低，建设也集中在少数发达城市，其中95%以上还建造于高层建筑的裙房顶上，居住区屋顶普及较少。而居住屋顶是海绵城市推广屋顶绿化的主要载体，屋顶绿化相比地面绿化植物选择还受到土壤基质、建筑物荷载、防风、防根茎穿透等问题的制约，植物选择要以试种实验为依据，试点城市屋顶绿化的参考范例有限，面对海绵城市试点建设的全面铺开，屋顶绿化进展缓慢。 2.2 设计施工专业性强，软硬件水平有待加强 屋顶绿化的构造复杂，需要考虑建筑物荷载、结构排水、防渗漏等问题，其施工工艺、产品标准都与建筑施工安全体系和标准相衔接，属于专业性非常强的技术。城市平屋顶改坡屋顶的措施，也增加了屋顶绿化技术难度。济南是海绵试点城市之一，冻土层深度44cm，屋顶绿化需要避开冻土层。我国缺乏系统的研究和技术支持且从事屋顶绿化技术工人专业能力水平不够，技术的局限性也阻碍屋顶绿化的广泛推广。 2.3 涉及利益群体多，意见统一难度大 屋顶绿化的作业范围主要是已建成交房的居民楼顶，施工需要协调开发商、居民和物业各方意见。屋顶绿化未纳入绿地率指标计算，开发商积极性不高；居民对屋顶绿化的认可度不同加上施工对生活的影响，使得大家意见难统一；物业需要承担屋顶绿化的后期维护管理，积极性也不高。涉及利益人群多，人们对屋顶绿化认识不全面以及再次施工带来生活的影响和后期维护等问题会影响屋顶绿化的推广。 2.4 建设成本高，政策支持力度不够 目前我国除了少数城市对屋顶绿化进行立法和资金扶持，绝大部分地区对屋顶绿化的重视程度不够，相比于海绵城市其他的低影响设施，屋顶绿化的初期投入成本高、见效慢，后期植物的维护成本高。屋顶绿化面积未纳入绿地率指标计算中，法定地位不明确成为“违法楼上楼”代名词。 表1 国外屋顶绿化案例及我国可适用范围  （注 图表中(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)各图参考《景观建筑生态设计与施工—屋顶·墙体绿化》绘制） 3 屋顶绿化在海绵城市中的推广策略3.1 从宏观确定屋顶绿化在海绵城市建设中的布局，加强多学科融合设计 从宏观视角下确定屋顶绿化在海绵城市建设中的目标和指标，与海绵城市建设其他的生态基础设施相互协调与分工，整体把握屋顶绿化布局，并将其纳入绿地系统专项规划中。在微观设计层面充分考虑当地生态地理环境特点。因地制宜地应用本土化工程措施及本土植物，节省工程开支、减小工程对周边环境的影响，进而保护生态多样性，为人与自然和谐可持续发展提供保障。注重融合生态、社会、园林、建筑等多学科技术，新建建筑需进行屋顶绿化，方案设计要充分考虑建筑安全和生态效应等问题，使屋顶绿化不仅在雨季发挥作用，旱季同样能发挥很好的环境效益和社会效益，深化海绵城市的建设[12]。 3.2 借鉴国外屋顶绿化技术[6]，加强我国科研创新能力 针对我国现有建筑承载力低、后期管理费用不足、景观要求立即成景、屋顶坡度较大等问题，国外屋顶绿化技术较成熟，已经研发了多种类型的屋顶绿化，这给我国屋顶绿化的全面推广提供了很好的借鉴（表1）。 我国应加大屋顶绿化项目科学和屋顶绿化项目工程的建设，将市场和学术联系起来，由市场引导科学的进步与发展。 3.3 挖掘屋顶绿化的商业价值 屋顶绿化的推广除了政府的补助，还应发挥市场的作用才能在海绵城市建设中持续助力。日本大阪难波公园，充分发挥屋顶公园的生态效益提升地段商业价值。商场每一层都与公园相连，为市民提供了逛公园、逛商场两全其美的选择。屋顶花园为商场带来了利益，商场愿意负责日常的养护工作。将屋顶绿化和市场效益直接联系，有利于屋顶绿化的初期推广，还可以建设屋顶绿化示范工程，向居民普及屋顶绿化功能，通过宣传引导，激发居民自发建设屋顶花园热情，向业主筹集资金推广屋顶绿化，创建更好的居住环境。 3.4 加强政策立法与投资力度 德国、法国、奥地利、瑞士等欧洲国家通过政府立法和财政支持促进屋顶绿化的发展。德国规定没有进行屋顶绿化的房屋需要交纳排水费，积极推进坡改平、平改绿、增加屋顶绿化的面积，在过去十几年中，其屋顶绿化每年以10%～15%的比率增长。 我国已推行了《上海市绿化条例》、《北京屋顶绿化规范》、《南京市屋顶绿化导则》以及《南京市立体绿化扶持资金使用管理办法（试行）》等条例，但推广不够全面，还应加强屋顶绿化立法建设，从局部地区推广到全国范围。规范绿色屋顶率、年径流总量控制率等控制指标，将其作为土地开发建设的规划设计条件。通过年径流总量控制率、单位调蓄容积、碳吸收值等数据制定相应的补偿措施。加大对屋顶绿化的扶持力度，通过普及公建屋顶绿化转向小区屋顶绿化，逐步增加市民对屋顶绿化的认可度。积极鼓励屋顶绿化的建设，构建法律保障、政策支持、群众自愿为一体的屋顶绿化建设框架。 结语屋顶绿化能够缓解城市内涝、减少径流污染、创建生物栖息地、营造绿地和进行微气候的调节，但因为植物本土化要求高，选配复杂、专业技术水平限制、各利益群体意见统一困难和建设成本较高推广力度不够等问题制约了在海绵城市中的推广。通过借鉴国外技术经验，得出屋顶绿化在海绵城市中推广的对策：从宏观确定屋顶绿化在海绵城市建设中的布局，加强多学科融合设计；引用国外先进屋顶绿化技术；挖掘屋顶绿化的商业价值；完善政策立法，加大投资力度。屋顶绿化是海绵城市建设中的一种对策，初期需要结合本土化进行广泛研究，为今后更大范围的推广做好铺垫。 参考文献： 1 俞孔坚，李迪华，袁弘，等.“海绵城市”理论与实践. 城市规划，2015（6）：26-36. 2 董淑秋，韩志刚. 基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究. 城市发展研究，2011（12）：37-41. 3 张毅川，王江萍. 国外雨水资源利用研究对我国“海绵城市”研究的启示. 资源开发与市场，2015（10）：1220-1223+1272. 4 李家科，李亚，沈冰，等. 基于SWMM模型的城市雨水花园调控措施的效果模拟. 水力发电学报，2014（4）：60-67. 5 孙挺，倪广恒，唐莉华，等. 绿化屋顶雨水滞蓄能力试验研究. 水力发电学报，2012 （3）：44-48. 6 王书敏，何强，孙兴福，等. 两种植被屋面降雨期间调峰控污效能分析. 重庆大学学报，2012（5）：137-142. 7 环境与景观出版社. 景观建筑生态设计与施工. 崔正秀，于建波，译. 北京：中国建筑工业出版社，2014． 8 Liu K. Engineering performance of roof top garden through field evaluation[J].Proc. of the18th International Convention of the R off Consultants Institue，2003. 9 郑美芳，邓云，刘瑞芬，等. 绿色屋顶屋面径流水量水质影响实验研究. 浙江大学学报（工学版），2013（10）：1846-1851. 10 王仙民．屋顶花园．设计与案例解析. 南京：江苏科学技术出版社，2013. 11 陈辉，任珺，杜忠. 屋顶绿化的功能及国内外发展状况. 环境科学与管理，2007（2）：162-165. 12 许萍，张丽，张雅君，等. 中国低影响开发城市雨水管理模式推广策略. 土木建筑与环境工程，2012（S1）：165-169. 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 中图分类号：TU985 文献标识码：A 文章编号：1003-739X（2016）10-0098-04 作者信息 杨洁莹，中南大学建筑与艺术学院硕士研究生，376547853@qq.com 戚智勇，中南大学建筑与艺术学院副教授 收稿日期：2016-03-07 |
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