屋顶绿化的荷载 屋顶绿化的荷载怎么计算

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本文目录

1. 屋顶绿化荷载
2. 屋顶绿化的类型
3. 屋顶绿化苗木种植过程的注意事项

屋顶绿化荷载

屋顶绿化荷载：

标准值为3.0 kN/m2，组合值系数（ψc）为0.7，频遇值系数（ψf）为0.6，准永久值系数（ψq）为0.5。

确定屋面活荷载应考虑因栽植土层蓄水及产生积水引起的荷载变化。应采取构造措施防止因屋面排水不畅、堵塞引起的积水荷载

须考虑因大风引起的风荷载。

屋顶绿化种植和小品的布局，应与屋面结构相适应，荷载分布要均匀，宜将亭、雕塑、水池、小品等荷载较大的部件设置在承重墙或柱的位置，大树须种植在承重的柱和大梁上，并不得迁移变更位置。

屋顶绿化的种植土配比、植物选择及各类设施应按照轻量化的要求进行设计，控制种植槽高度和蓄水层深度。

屋面坡度大于2%的应采用结构找坡，分散荷载。

屋面面层材料所受的荷载超过其承受强度时，必须设置直接作用在承重结构上的荷载分配构件。荷载分配构件的设置须符合GB50009的规定，并在荷载分配构件周围做防水处理。

屋顶绿化的类型

屋顶绿化的类型

根据德国的标准，通常将屋顶绿化分为三种类型：拓展型屋顶绿化(Extensive Green-Roof)、半密集型屋顶绿化(Semi-intensive Green-Roof)和密集型屋顶绿化(Intensive Green-Roof)。

拓展型屋顶绿化

国内称为简单式屋顶花园，顾名思义就是根据建筑荷载比较小的特点，利用草坪、地被、小型灌木和攀援植物进行屋顶覆盖绿化。中国的做法多采用草坪，而德国多采用景天科（Sedum）这种耐干旱低养护的植物，往往不需要单独设置灌溉系统，只靠自然降水就可以解决植物养护的问题。

拓展型屋顶绿化目前要比密集型的屋顶绿化更普及一些，它就像一个活的“植物毯子”，建造速度快、成本低、重量轻，并且几乎不用维护，每年只要检查1到2次就可以了，但通常不能让人在上面活动。

半密集型屋顶花园

半密集型屋顶花园适用于可以看得见的屋顶，需要全年都能观赏到绿色和开花植物。其厚度较拓展型的厚，植物选择的范围也更广，但不包括乔木类的高大树木。其需要定期灌溉和维护，屋顶上可以留有小路和庭院供人们行走和停留。

密集型屋顶绿化

密集型屋顶绿化可以说是真正意义上的屋顶花园，通常可以加入树、草、亭子、水池、假山和木椅等各种园林设计元素，为人们提供了休闲和运动的空间，但也需要经常的维护和保养。

对于建筑静荷载大于等于250kg/平方米的建筑物，可以选择半密集型屋顶绿化；对于建筑静荷载大于等于500kg/平方米的建筑物，可以选择密集型屋顶绿化（国内称为花园式屋顶绿化），其植物选择种类比较丰富，灌木或者乔木都是可以选择的，可以采用乔、灌、草结合的复层植物配植方式，产生比较好的生态效益和景观效果。一些景观设计上的元素，例如花架、山石、水景等较重的物体都应设计在墙、柱、梁等位置，地面也可以设计出地形。

通常景观设计师面对屋顶绿化的时候会遇到两种情况：一种是新建的建筑物屋顶；另一种就是老旧建筑物的屋顶改造。设计师需要根据建筑物的不同而选择不同的屋顶绿化形式。通常建筑师在考虑屋顶结构荷载的时候将地震荷载、风荷载、雪荷载和静荷载计算在内，并没有计算屋顶绿化系统和种植层以及景观设计元素的荷载，如果没有经过建筑师的允许不加考虑就增加屋顶绿化，那么增加的荷载对建筑结构将造成损害甚至出现危险。如果业主在没有设计屋顶绿化的屋顶上执意要增加绿化，那么必须征得建筑师的同意并且共同商讨结构加固措施。

屋顶绿化的植物根系阻拦

在德国，植物根系阻拦材料并不是最先在花园屋面上得到应用的。即使是在仅有防水层或包括压制层的屋面上，由于空气的流动作用导致一些植物的种子飘落到屋面上，在一定的条件下，植物也能顽强的生长，其后果导致植物根系穿透防水层甚至结构层，从而使整个屋面系统失去作用。

在花园屋面上，由于土层的存在，产生了更有利于植物生长的环境。中国有句俗话“种瓜得瓜，种豆得豆”，但用在花园屋面上却有失偏颇。其他的一些外来植物一般都较预先铺设的屋顶绿化植物更具生命力，它们会不断侵蚀这些植物的领地。

另外，如果认为草类植物的根系不够发达或强度较差，就会走入另一个误区。草类植物的根系相当发达并且穿透力较强，对防水层及结构层的破坏不亚于灌木和乔木。

植物如果在无下部结构的自然土的生长环境下，植物的根系可按自然规律生长而不受其他条件的限制。而当在建筑物的结构层上进行园林建设时，就必须引导和限制植物根系的生长，其必要性在于：

防止植物根穿透防水层而造成防水功能失效

在屋面结构层上进行园林建设，由于排水、蓄水、过滤等功能的需要，屋面种植结构层远比普通自然种植的结构复杂，而防水层一般处于最下面一层。一旦防水层被穿透而进行维修，将导致运作良好的其他各层被同时翻起，增加不必要的维修费用。同时，维修过程中所需材料、机具的搬运及运输也会影响建筑物的正常运作，建筑物所有者为保持清洁和形象而导致的间接损失不可估量。

防止植物根穿透结构层而造成更为严重的结构破坏

在没有植物根系阻拦措施的情况下，屋面所种植物的根系会扎入屋面突出物（如电梯井、通风孔等）的结构层、女儿墙而造成结构破坏。这种破坏一方面比第一种情况增加更多的维修费用，另一方面这种破坏如不及时补救，将会危及整个建筑物的使用安全。

从经济和安全角度考虑，植物根系阻拦层的设置对于花园屋面的建设是不可或缺的。如果忽略植物根系阻拦层的设置，将造成因小失大的严重后果。

屋顶迅速排水至关重要

提到屋顶绿化的排水方式，至关重要的原则就是利用整个屋面现有的排水系统，无论设计中使用的是排水沟、雨水斗、落水系统还是虹吸排水，在设计中都尽量不要破坏屋面排水的整体性，尽量避免地表径流的方式排水。德国现在广泛使用的是塑料制品的蓄排水系统，国内也慢慢开始广泛使用，这种产品的好处就是排水迅速，在屋面上不会形成积水，有利于植物生长。和传统的陶粒卵石排水相比，不但排水层厚度减小了，而且重量方面也减小了很多，减轻了屋面的荷载。

近几年北京经历了几场大暴雨，在路面上经常可以看到很多地方都有积水，往往都是由于下水道堵塞或者地面低洼形成了积水，其实在屋面上同样存在这样的问题。很多时候设计人员喜欢将道路铺装上的水排向周边的绿地，如果遇到暴雨的时候，绿地上的排水系统将承受双倍的排水压力，同时一些枯树枝或落叶等还容易堵塞排水口。同样道理，如果降雨不能迅速排掉必将屋面变成一片汪洋，这也是为什么很多时候建议整体铺装屋顶绿化系统更有利于排水通畅的原因。

对于屋檐设置的落水和虹吸式排水稍微会复杂一些，需要计算屋顶排水量和汇水面积，以便检验屋面排水系统是否可以承受暴雨的考验。参照《建筑给排水设计手册》，北京地区降雨历时5分钟的暴雨强度（升/100平方米·秒），（以及工业企业特征p的取值，即建筑物的复杂程度和用途），选p=5的情况可以计算出北京地区100平方米最大暴雨5分钟的水量为1518升。然后设计人员参照所选用的蓄排水产品的排水量进行计算，看看所选用的产品是否能够满足要求。

纵观国内的排水产品，多数产品只有排水功能而没有蓄水功能。其实对于屋顶花园来说，蓄水能力和排水能力同样重要，因为暴雨是对屋顶绿化系统的最大考验，优秀的蓄水能力可以减小暴雨对屋面排水系统的巨大压力，同时还可以储存一部分水分作为植物的养分，所以设计师可以选择一些具有良好排水性并且能够储存一部分水分的排水系统。

自然原土不能用于屋顶绿化

在很多屋顶绿化项目中，经常会有业主从节约成本的角度要求使用自然原土作为屋顶绿化的基质材料，其实自然土壤根本不适用于屋顶绿化。

自然土壤的荷载过大，达到1800kg/立方米。以10厘米土壤层计算下来一平方米土壤荷载就是180kg，在屋面宝贵的荷载范围内就占据了很大的比例。而火山岩土壤完全保水之后的容重只有500kg左右，同样以10厘米的厚度计算一平方米荷载只有50kg。自然土壤颗粒细密，密实度大，如果遇到自然降雨，雨水很难迅速进入土壤，更别说可以渗透到下面的蓄排水系统中，本来希望看到的整体排水又变成了地表径流。

现在屋顶绿化专用的土壤已出现了很多种，比如：腐殖土加入陶粒、火山岩土壤等等。原则上都是使用轻质的人工基质加入一些直径在5-8毫米左右的轻质颗粒物，比如常见的粘土砖破碎的颗粒、蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土颗粒等等，目的就是增加基质层中的空隙率，加快水的渗透速度，同时减轻荷载。

屋顶绿化苗木种植过程的注意事项

安全第一位，荷载最重要

安全是屋顶绿化的保证，决定屋顶绿化的成败。屋顶绿化的安全，包括建筑结构承重、防水设施的安全使用，以及屋顶四周的女儿墙、防护栏、人员进出口、大型植物的安全牢固等。每个部分、每个环节都不能掉以轻心。

安全中最重要的就是屋顶的荷载，它由静荷载和动荷载组成。静荷载是屋面构造层、绿化构造层、植被层等所产生的屋面荷载。动荷载指由积雪和雨水回流、人员走动及建筑物修缮等工作所产生的屋面荷载。屋顶花园设计时，尽可能把较重的荷载如园林小品、亭阁、假山置石、水池选择在建筑承重的位置上（梁、柱、承重墙）。

做好防水、排水是关键

防水排水是屋顶绿化的关键，故在设计时应按屋面结构进行多道防水设施，做好防排水构造的系统处理。各种植物的根系均具有很强的穿刺能力，为防止屋面渗漏，应先在屋面铺设具有阻根功能的防水材料。

防水层施工完成之后，应进行24小时蓄水检验，经检验无渗漏后，在其上再铺设排水层，排水层可用塑料排水板、橡胶排水板、PVC排水管组成。

排水层上放置隔离层，其目的是将种植层中因下雨或浇水后多余的水及时通过隔离层过滤后排出去，以防植物烂根，同时也可将种植层介质保留下来，以免流失。隔离层可采用重量不低于250g／m2聚酯纤维土工布或无纺布。 在隔离层上铺置种植层。

基质要营养环保，更要轻

根据屋顶绿化的立地条件，基质层除了满足植物生长条件外，还需具有一定的渗透性能、蓄水能力和空间稳定性的轻质材料层。一般土壤很难达到这些要求，因此屋顶绿化一般采用各类介质来配制人工土壤。目前应用最理想的是珍珠岩人工土壤。

屋顶花园植物品种的选择

屋顶花园植物选择应符合屋顶立地条件的特点，其基本原则主要有以下几个方面：

(1)遵循植物多样性和共生性原则，以生长特性和观赏价值相对稳定、滞尘控温能力较强的本地常用和引种成功的植物为主。

(2)以低矮灌木、草坪、地被植物和攀援植物等为主，原则上不用大型乔木，有条件时可少量种植耐旱小型乔木。小乔木最好种植在木桶或木箱等容器中，并放在承重墙或承重柱上。

(3)应选择须根发达的植物，不宜选用根系穿刺性较强的植物，防止植物根系穿透建筑防水层。

(4)选择阳性、耐瘠薄、粗放管理的浅根性植物。(5)选择抗风、耐旱、耐高温的植物。

(6)选择抗污性强，可耐受、吸收、滞留有害气体或污染物质的植物。

屋顶绿化在技术方面已经不成问题，在费用方面由于没有土地成本，因而是城市中心区最省钱的绿化方式。目前最主要是解决城市管理者和群众的认知度问题，一旦人们认识到了屋顶绿化的巨大意义，它将会像手机、电脑、汽车一样来到我们中间，很快会走入我们的生活。目前，北京存在8000万平方米、全国有73亿平方米的秃屋顶需要进行绿化。如果这些秃屋顶的50%进行了绿化，我们的城市将会变成宜居城市。正如中国工程院陈俊愉院士为国际屋顶绿化促进中心的题词：屋顶绿化让人民生活更健康、更美好！

屋顶绿化是一个新兴行业，也是一个巨大无比的产业。这是落实让人民群众喝上干净的水，呼吸到新鲜空气，有更好的工作和生活环境的重要举措，对建造和谐社会具有深远的意义。

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