绿色屋顶的历史
HISTORY

人类历史上最早的屋顶花园出现在约2600年前巴比伦王国Nebukadnezar国王和Semiramis王后的“空中花园”。


巴比伦空中花园在供水和保养方面极有难度。

最令人称奇的地方是供水系统,因为巴比伦雨水不多,而空中花园的遗址相信亦远离幼发拉底河,所以研究人员认为空中花园应有不少的输水设备,奴隶不停地推动连紧着齿轮的把手,把地下水运到最高一层的储水池,再经人工河流返回地面。

考古学家经过考证证明,那时的压水机使用的原理和链泵基本一致。它把几个水桶系在一个链带上与放在墙上的一个轮子相连,轮子转动一周,水桶就跟着转动,完成提水和倒水的整个过程,水再通过水槽流到花园中进行灌溉。

在保养方面,因为一般的建筑物,要长年抵受河水的侵蚀而不塌下是不可能的,由于美索不达米亚平原(Mesopotamian plain)没有太多石块,因此研究人员相信空中花园所用的砖块是与别不同,它们被加入了芦苇、沥青及瓦,更有文献指石块被加入了一层铅,以防止河水渗入地基。

德国的海绵城市建设

德国的雨水利用技术经过多年发展已日臻成熟,目前主要的城市雨水利用方式有3种:

一是屋面雨水集蓄系统。收集的雨水经简单处理后,可用于家庭、公共场所和企业的非饮用水;

二是雨水截污与渗透系统。道路雨洪通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨洪管道口均设有截污挂篮,以拦截雨洪径流携带的污染物。城市地面使用可渗透地砖,以减小径流;

三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道修建可渗透浅沟,表面植有草皮,供雨水径流时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨洪池或人工湿地,作为水景或继续下渗。

今天我们来看的是德国的绿色屋顶,是“海绵城市”建设中屋面雨水集蓄的重要场地。

德国屋顶绿化发展历史

德国可以说是最早涉足屋顶绿化研究的国家。1867年,建筑师拉比兹•卡尔在巴黎的世界博览会上,展出了由他创作的“屋顶花园”模型。此后,德国开展了关于“建筑物大面积植被化”的研究探讨。柏林从1920年开始,完成了大约2000个屋顶的植被化工程。1927年,在柏林的卡斯达特超市连锁百货公司4000平方米的屋顶上,建起了当时世界上最大的屋顶花园。

德国从1957年提出屋顶绿化是对建筑破坏自然的一种补偿,与原来建造屋顶花园的理念完全不一样了。他们从环保的角度为出发点,大力推广生态化的绿色屋顶。在工业时代,人们为追求经济利益,一直破坏自然,污染环境,使得生态逐渐恶化,德国最先意识到了这一点。他们认为建筑是双面剑,一方面带给人们温暖舒适的住房条件,另一方面,侵占了大量土地,破坏了自然。这对地球,对自然是不公平的。1982年德国立法强行推广屋顶绿化,出现了在森林边上也做屋顶绿化的模范行为,使得屋顶绿化普及到社会各个阶层,成为一种自觉的行为。

德国屋顶绿化技术发展

德国屋顶绿化快速发展50多年以来,由于制定了屋顶绿化发展原则、指南与规范,加上政府政策的强制与鼓励,德国的研究和推广工作走在了最前列,成为屋顶绿化最先进的国家。在目前世界上有关“建筑物大面积植被化”的科研开发和技术成果中,大约有90%都是属于德国的专利。

据严永红教授研究分析,从其发展阶段来看,德国屋顶绿化可大致分为三个阶段:

上世纪60年代,开始了对屋顶花园技术的研究和实践,重点在于对种植屋面构造、热工特性、雨水保持/减轻暴雨灾害、改善局部小气候等方面的研究;

80年代,开始了对屋顶草坪(生态屋面)技术的研究并开展了对屋顶草坪的宣传推广工作;

90年代,在植物配置、屋面构造技术、工艺、材料、施工等方面已较成熟,并已形成相应的标准和法规。

绿色屋顶发展的原因

绿色屋顶可解决以下地区环境问题:

1、通过滤除尘埃来缓解空气污状况。

2、湿润干燥的城市空气。

3、吸附噪声并减少噪声的反射。

4、冬天起保温作用,而夏天起到冷却作用,缓解“热岛效应”的产生。

5、可以积蓄50%-90%的雨水,有助于地下水的重新生成。

6、保护屋面,对屋面防水材料起到保护作并延长其使用寿命。

7、节约能源达到德国的年平均量。

7、给人、动物和植物提供了生存空间,维护生物多样性和保护自然 。

德国的法规条例

在德国,各个地区(城市和乡镇)有关部门根据德国《建筑法》及相关国家级建筑管理相关规定,来制定城市发展《建筑工程管理规划》。规划涉及的领域包括:中小型企业、普通住宅、文物保护区域、农业、交通设施建设规划。

《建筑工程管理规划》是否符合公众意义,即可行性必须经过代表公众利益的部门考察和认可,例如:行政专区总局(由州政府代言人组成)等。 制定完成的《建筑工程管理规划》要提交到当地市政厅,留存至少 3 个月,每一个公民都可以通过申诉的方法提出异议。政党组织或是环境协会可以组织有针对性的研讨会或是推动申诉。而没有异议的法规不能被改变.一直到新的法规通过前均有效。


根据《建筑工程管理规划》各个城市规划部门对每个单个区域制定出具体的《建筑房屋规划草案》。内容包括:建筑物的类型、建筑物层数(高度)、占地面积、总建筑面积、屋面类型,例如: 种植平屋面、建筑物的外观造型、建筑材料的选用等。在提供《建筑房屋规划草案》的同时要附上《环境报告》,它必须遵照德国《建筑法》第 2 章中的相关规定:采取避免、减少和补救建筑物对环境的不利影响的相关措施。

同是遵照《德国联邦政府环保条例》第 18 章中的相关规定 以及各州自己制定的环保条例(例如黑森州的环保条例)每一个建筑工程都必须详细阐述其对环境的干扰作用,采用种植屋面的建筑工程种植屋面的建筑工程在进行如上阐述时就会显得没有那么沉重。在建造之前必须对现存的周围环境定一个级别,然后确定出建筑的最终干扰作用并确定补救措施。业主需要交纳这部分款项,作为环境补救费用,这部分补救费用是相当高的,相当于实施那些必需的补救措施的所需费用。

黑森州的环保条例第 6b章节中提出。一个进行了绿化的建筑物(如屋顶绿化)对自然环境的干扰作用要小于没有绿化的建筑物,因此这笔费用会相应减少。

《自然能源法规》中第 5 章中写到:只要业主采取对自然环境有长期有效积极作用的、非义务性的措施,就可以作为建筑物对环境干扰的补救措施(环保账户)这就是说,如果 业主建造了种植屋面就可以在他的“ 环保账户”上有所收获,可以在今后的新建建筑中拿出利用上有所收获,可以在今后的新建建筑中拿出利用。另外账户上的“环保点数” 还可以进行交易。36% 的德国地区(城市和乡镇)都在《建筑房屋规划草案》中对屋顶绿化作出特殊要求或者一般规定。的德国地区(城市和乡镇)都在《建筑房屋规划草案》中对屋顶绿化作出特殊要求或者一般规定。

德国的鼓励政策

对种植屋面的资助来自不同的州政府(金额不等),这些资助常常是跟相应种植屋面的功用相联的。例如满足对环境年影响值为对种植屋面的资助来自不同的州政府(金额不等),这些资助常常是跟相应种植屋面的功用相联的。例如满足对环境年影响值为 0.3 ,就是意味着只有30% 。降水从种植屋面流出德国北莱茵- 威斯特法伦州有很高的补助金额,15欧元/平米种植屋面。


德国国家和地方政府通过以下措施要求和鼓励建造种植屋面:

1.制定自然保护的国家法令,要求新建或改建建筑在规划设计时就要把屋顶绿化纳入其中。

2.征地做建筑时,要求找一块与建筑面积相等的地块做绿化以补偿。

3.对有种植屋面的建筑降低征收市政排水费。对于裸露屋顶将征收100%的排水费,对于做屋顶草坪绿化的减收50%,对于空中花园根据蓄水量减收70%甚至于100%。

4.对种植屋面给予地区性津贴。政府补贴50%的屋顶绿化工程费,有的城市补贴高达100%。

德国屋顶花园的构建

在德国,根据种植基质和植物材料的不同,一般分为三种,即:屋顶草坪(简单式),空中花园(花园式),草坪、花园混合的种植屋面(混合型)。通常不采用自然原土作种植基质,而是使用轻质的人工基质加入颗粒物,利于渗水并减轻荷载。


根据德国2003年的统计数据,30-40%的新平屋面都是种植屋面。尤其是屋顶草坪,占种植屋面的90%以上。一般说来,屋顶草坪土层很薄(土壤深度3-15cm),屋顶草坪所选择的植物是比较耐旱,耐贫瘠,常常采用多种植物混植的方法,以确保屋顶覆盖率,保持良好的生长状态。通常种植苔藓、草本、景天属地被植物或其他肉质植物。这些植物不需要坚实的屋顶结构,也不需要大量的养护和额外的浇水,就可以保持整年色彩丰富的外观,同时可以防止屋顶骤热和杂草的蔓延,是一种最经济的方法。同时也利于多种昆虫、鸟类的生存,这对生态平衡起到了很大的作用。


屋顶花园可种植大量不同种类的植物,如乔木、灌木、草本和草坪植物,甚至还可以安装拥有泉水的小型池塘。这种花园的建造需要较坚固的屋顶,承受排水装置、土壤、植物及可能的花坛的重量。通常这种花园需要土壤厚度达到20-50cm,每平方米最小承载重量200-300Kg,现在已经开发出轻的基质材料。混合型屋顶花园则要根据植物材料,选择基质厚度。


目前德国屋顶绿化发展迅速,屋顶、墙体、电线杆、立交桥、甚至大树的树干都在进行全方位的绿化。

结语

德国的屋顶绿化技术,绿化后可以使用40年以上不坏,浇灌水量也比普通土地节省3/4以上。日本、美国等对屋顶绿化的技术研究以及发展均是基于德国的基本理论。

中国改革开放以后城市快速发展,使大中城市的空间越来越小,城市绿地越来越少,近年来,我国有些大中城市开始在多层建筑或高层建筑中利用屋顶、阳台或其他空间进行绿化。设计师们开始有意识的在建筑设计中考虑屋顶绿化的因素,把屋顶作为新的绿色基地进行普遍的开发,取得了良好的环境效益、生态效益和社会效益。我国屋顶绿化的产生与发展,为未来城市的发展,环境的改善,人与自然的和谐相处起到了意味深远作用。


2017年06月18日

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