安徽工业大学。
建筑概论。题目：建筑屋面的发展趋势———绿化屋面。
学院：建筑工程学院。
专业：安全工程。
年级：11级。
姓名：荀海涛。
学号： 119044028
一． 前言。
人类社会的进步、发展，始于居住房屋的建造。最初建造房屋，是建造一个壳体，用于抵御自然界的风、霜、雨、雪以及动物的侵袭，获得一个可以安全利用的空间。随着人类社会科学技术的进步，经济的发展，以及文化生活水平的提高，人们对居住的要求，不再满足于它遮风避雨的最低要求，进而要居住得比较宽敞、舒适。
城市是现代人类聚居的场所，是社会的政治、经济和文化的中心，城市的建筑，显示出城市发展的成就，城市的发展也给人们带来文化与物质生活的提高。但另一方面，随着城市发展，人口增多，必然使商用建筑与民用建筑均大大增加， 它们将带来较大的负面影响。 例如：
建筑占地面积的增加，不仅减少了绿化面积；而且，由于建筑物的吸热效率低，使城市出现的热岛效应， 改变了自然的气候环境；城市能源消耗大幅度的上升，导致燃料消耗量剧增，大量燃料燃烧以及车流量增多， 使大气中的二氧化碳浓度加大，成为地球温室效应的“罪魁祸首”。 自然界原有的生态系统被人为的破坏了，城市的生态系统由绿色的自然生态系统向灰色的城市生态系统转化。
为了可持续地发展，急需改变以往的发展观点，因为以往在发展经济、建造商业建筑与居住建筑时，不自觉地仅注重了“以人为本”，而忽视了在发展过程中对大自然的破坏。发展不能停步，建筑仍需继续，为此，对建筑界提出新的要求，建筑楼宇不仅考虑避风、遮雨、舒适、美观，更重要的是令建筑学与生态学原理结合，遵循生态平衡的原则，即建筑规划、设计、施工建造，使用、维护管理等一切活动中，都自始至终地做到尊重自然、爱护自然，尽可能地将对环境的负面影响控制在最小范围内，建筑业应进入“生态建筑”范畴中。
生态建筑是建筑向绿化进军，实行“建筑种植绿化”。由于城市快速发展，人口不断增多，建筑占地面积的增加，绿化面积随之减少，“生态建筑”就是要将被建筑物占用的土地还归自然，并扩大到非占用土地的垂直墙面的建筑面上，实行“建筑种植绿化”。 建筑种植绿化”即是在建筑物上种植植物，绿化建筑。
“建筑种植绿化”包括建筑屋面、墙面、露台、市政桥梁、广场地坪面等的种植绿化。
建筑种植绿化系统的核心是种植屋面系统，它包括屋面基底、防水系统、蓄水系以及植被覆盖系统等。适用于一般工业与民用建筑屋面，也可用于中层绿化及中庭、裙房敞层的绿化。
屋顶绿化可以广泛地理解为在各类古今建筑物、构筑物、城围、桥梁（立交桥）等的屋顶、露台、天台、阳台或大型人工假山山体上进行造园，种植树木花卉的统称。屋顶绿化对增加城市绿地面积，改善日趋恶化的人类生存环境空间；改善城市高楼大厦林立，改善众多道路的硬质铺装而取代的自然土地和植物的现状；改善过度砍伐自然森林，各种废气污染而形成的城市热岛效应，沙尘暴等对人类的危害；开拓人类绿化空间，建造田园城市，改善人民的居住条件，提高生活质量，以及对美化城市环境，改善生态效应有着极其重要的意义。
二． 种植屋面系统。
为了顺利地排除屋面雨水，建筑屋面需有一定的坡度。屋面种植绿化系统可在不同坡度的屋面上建造。根据种植屋顶绿化的规划、建造和管理的要求，不同坡度屋面的绿化可采用不同的构造。
2-1．屋面种植绿化系统结构。
屋面种植绿化系统直接建在屋面结构层上。其基本构造从上而下依次为：
1． 水泥砂浆找坡、找平层。
2． 卷材防水层。
3． 特制的蓄水板。
4． 保护层。
5． 轻质种植介质及绿化植物。
种植屋面系统的一般构造如图1所示：
图 1. 种植屋面系统结构。
2-2 种植屋面绿化种植。
种植屋面绿化对屋面坡度的适用范围很广。
屋面为1-3的小坡度时，可采用如图1的构造。
坡度较大时，雨水排除速度加快，对植物种植的基质造成冲蚀，对建筑绿化有损害。因此，当屋面坡度大于15时，须加设防滑装置，防滑装置做在屋面种植系统的防水层之下，屋面结构层之上。防滑装置如图2所示。
图 2. 屋面大于15时附加的防滑板。
1． 防水板 8 竖档。
2． 边挡板 9 镶木版。
3． 砾石 10 屋面防水层。
4． 排水管 11 梁。
5． 种植植物 12 保护层。
6． 横挡 50mmх50mm 13 梯形滑梯档板。
7． 齿形设施
防滑设施可因建筑要求而定。
三． 屋面种植绿化的建筑效用。
3-1．种植屋面改进城市的气温环境。
城市建设大量占用绿地、森林被大量砍伐，使排放到大气的二氧化碳及其它温室气体急剧增加，由此引发的温室效应使全球平均气温不断上升。椐报道：在20世纪全球平均气温上升了0.
6c，而在上世纪末的最后5年间就上升了0.5c，而且，大气气温上升速度还在递增。
我国是发展中国家，各方面的建设速度加快，因而使大气气温升高的趋势更为显著，有的地区年平均气温上升程度远高于全球同期平均水平。
深圳市的城市建设速度位于全国的前列， 特区以及市辖区内均建起了高层次高密度的建筑群， 由于建筑物聚集的太阳辐射能增多，机动车数量急剧增加，导致城市热岛效应现象非常明显。2023年的年平均气温为而10年后2023年猛增到了23.3c，在全球最热的2023年，创下了23.
8c的历史新高。
绿色植物的光合作用吸收空气中的二氧化碳释出氧气， 减少二氧化碳的含量，也就减轻了温室效应， 同时，植物叶面的蒸发与光合作用大量吸收太阳的辐射能，也对减缓气候变暖起到良好的作用。
屋面种植系统植物与种植基质所形成的湿润体系，通过吸收和蒸发过程中的相变，改变建筑屋面的能量平衡关系，减弱太阳辐射对屋面结构的影响，因此，种植屋面系统有吸热降温的特性，在寒冷地区可起到防寒层的作用。
3-2. 种植屋面的热辐射吸收性能。
当太阳光照射到地球表面上，因受体不同而产生两种不同的结果，一是它使受体增温，推动水分子循环，产生空气与水的环流；另一种则被植物的光合作用所利用和固定。 混凝土砖瓦等无机物制成的屋面，作为太阳光的受体，只参与太阳能的单向流动，对热辐射无任何利用和固定的作用。而种植屋面绿化则对太阳能起利用与固定作用。
屋面是被太阳直接照射的部位，也是建筑物外围结构接受太阳辐射最多的部位， 无绿化屋面吸收的热量大部分传入建筑物的顶层，致顶层室内出现过热现象。另一部分的能量则被反射到大气中，成为影响地表附近气温升高的热源。
为了改善城市的“热岛”现象，西方发达国家在20世纪60年代以后，相继建造各类规模的屋面花园和种植屋面绿化工程， 同时，**对种植绿化工程给以政策和资金的支持。
在开展种植屋面的同时，国内外对屋面种植绿化对气温的影响、与无种植绿化屋面对气温影响的比较做了大量的工作。
3-2-1 种植屋面与非种植屋面隔热性能。
德国walter kolb, tassilo schwary 对种植屋面绿化进行了热工测试，当大气温度为30c时， 无种绿化屋面的表面可达40-50c，而在种植屋面系统当土壤介质层为20cm厚，上面已覆盖有植物时，在基质10cm 深处的温度仅为20c，且昼夜24小时的温度较为均衡。如图3 所示：
图 3. 夏天种植屋面土壤基质下10cm深处的温度与。
无种植屋面的温度几气温的比较。
冬天大气温度低时，种植屋面的保温性能，有如一个温暖罩保护着建筑物。与无种植屋面的保温性能的比较如图4.所示：
图4. 冬天种植屋面土壤基质5cm 处和。
无种植屋面温度与大气温度的比较。
国内有关单位也对种植屋面与无种植屋面的吸热性能作对比测试。 当大气温度为36.8c时，种植屋面室内板面温度为30.
4c，比室外温度低6.4c。无种植屋面室外屋面的日温差为21.
1c，室内表面的日温差为13c，而种植屋面的外屋面的日温差仅为1c。测试结果如图5。
图5. 种植屋面与无种植屋面光辐射性能比较。
3-2-2 屋面种植植物的隔热性能。
组成种植屋面系统的主要部份是种植基质土壤与所种植的植物。 基质土壤厚度、重量关系着建筑结构面层的承载能力与保湿能力。 常用的种植土壤容重在1.
2 g/cm3左右，持水后容重加大， 故仅可用于建筑结构承重能力较大的平台上种植绿化。为了减轻建筑屋面的负荷，种植屋面必须采用质轻、保湿性能好的基质土壤， 最大持水量容重约0.6-0.
7g/cm3的基质土壤，符合质轻、保湿性能好的要求。 适合于屋面绿化种植的植物种类有数十种之多，对气候条件的差异均较为敏感， 例如，在较为寒冷的地区，所种植的植物必须耐寒；较为温暖地区的种植植物则另有选用； 即使在同样气温条件下，还由于建筑屋面的空间位置如向阳或阴面的不同， 建筑屋面结构载荷能力的不同，所种植的植物也不相同。 因此，屋面种植植物种类的选用，须符合于当地的气候条件及建筑结构要求。
广州理工大学等对采用大叶油草、沟叶结缕草、黄榕和黄叶假连翘四种草的植被砌块与通风屋面的隔热性能进行测试与比较， 通风屋面是无植被的屋面中隔热性能较好的一种屋面。
从测试结果可以看出：通风屋面外表温度高达57.5c时，其基层的外表面仅达到35.
7c，而植被下屋面板外表面温度为； 大叶油草32c、沟叶结缕草33.1c、黄榕30.6c、黄叶假连翘30.
9c，都较通风屋面的表面温度低得多。
而通风屋面已是无种植屋面中隔热性能较好的一种屋面， 若与常用混凝土屋面做同样条件的隔热性能比较， 其屋面表面温差会更大。
从国内外对种植绿化屋面与无种植绿化屋面的隔热性能比较，得出的结果都认为种植绿化屋面的隔热效果，比没有种植绿化的屋面要好的多，因此，用种植绿化系统取代以矿物质为原料的结构屋面，已成为屋面隔热层的发展趋势，3-3. 屋面种植绿化减少屋面排水。
建筑屋面的形式，屋面坡度大的称为坡屋面，坡度较小的称平屋面。雨水流经未经种植绿化的坡屋面时，几乎全都通过屋面流入地下排水管道；未经种植绿化的平屋面，亦会有80-90%的雨水排入地下管网。
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