屋頂綠化作為一種不佔用地面土地的綠化形式,其應用越來越廣泛。它的價值不僅在於能為城市增添綠色,而且能減少建築材料屋頂的輻射熱,減弱城市的熱島效應。
建築設計行業通常將屋頂稱為建築的「第五立面」。隨著現代建築的發展,「第五立面」的作用也越來越突出。對於改變屋頂光禿的形象、毫無觀感的情況可言。屋頂綠化是一種極為有效並且使用的方式。
一、發展歷史
屋頂綠化的歷史能夠追溯到被列為古代世界七大奇蹟之一的巴比倫「空中花園」儘管並不是現在嚴格意義上的屋頂綠化,但已展現了人類對美好自然的嚮往和追求。歐洲文藝復興興起的造園熱為植物的分類和使用開創了新局面。
直至進入二十世紀七八十年代,針對全球化的環境能源危機,一批前衛藝術家創作了大量以環境為主題的藝術作品喚起人們環境能源危機反思,同時建築界颳起了綠色建築之風,建築師與風景園林師緊密合作,從保護資源,節約能源和維護生態環境的觀點出發,公同開發有關技術以實現環境共融的屋頂,牆面等具有生態環保節能功能的綠色空間。
在全世界範圍內,對各國環境保護和可持續發展最有影響的事情就是:1992年在巴西的裡約熱內盧舉行的聯合國全世界峰會,以及2005年旨在遏制全世界氣候變暖的《京都議定書》正式生效,這是人類發展史上首次以法規的形式限制溫室氣體排放。自那以後,歐洲國家普遍制定了本國的可持續發展規劃,並制定了相應的法律法規。包括實施屋頂綠化政策和有關的經濟補貼措施。這種從政治和經濟層上的促進,使屋頂和立體綠化取得了迅猛發展,湧現了一批優秀作品。
二、發展趨勢
推窗能見綠,出門看花紅,對久居城市鋼筋水泥建築群裡的人們來說,往往是一種奢望。然而,目前很多國家和城市通過屋頂綠化,邁出了成為「生態城市」的第一步,為城市的可持續發展進程提供了可貴的經驗。
近年來,大氣變暖成為全世界共同關注的焦點。大氣變暖的原因有很多,其中一個最重要的原因就是大都市熱島效應,它佔了全球變暖70%的份額。空調的大量使用,將炎熱而汙濁的空氣排到室外,形成惡性循環,使城市氣溫變得更高,被硬化了的城市,使得雨水迅速流失,很少能夠滲透到土壤中補充地下水,從而造成城市地下水位嚴重下降,同時也造成城市排水系統壓力過大,降低了城市抵禦自然災害的能力。
因此,利用現有建築物進行屋頂綠化,是拓寬狹小的綠化空間,增加綠化量和綠化率,緩解城市「熱島效應」,改善城市生態環境,提升城市整體綠化水平的有效手段,也是當今世界土地資源日趨緊張情況下,加強城市綠化管理的發展方向之一。
三、作用和優勢
對一個國家,或者大城市而言,屋頂綠化究竟能帶來什麼利益,是社會政策制定最初的動因。大量的研究表明:屋頂綠化主要在緩解大城市熱島效應;提升建築的節能效益;減輕大城市雨水處理系統的負荷;改善大城市的的景觀;豐富大城市的物種多樣性等方面給大城市帶來巨大的環境效益和經濟利益。
依據美國環境保護機構的數據表明:在重要大城市裡,屋頂佔了大城市總面積的15%到~30%。因此,屋頂不僅是一塊是未被利用的巨大空間資源,同時也是對大城市環境,特別是對大城市熱島效應產生重大影響的根源。一座城市的屋頂面積,大約為整個居住區面積的1/5。被綠化的屋頂除了在夏天對室外環境具有十分明顯的降溫和增溼作用以外,還能夠大大降低屋頂外表面的平均輻射溫度,從而進一步改善了大城市的熱環境;屋頂的綠色植物具有滯塵、殺菌和吸收低濃度汙染物以及增加空氣中負離子的作用,具有很強的空氣淨化能力和清新能力;屋頂的綠色植物還有降低大城市噪音的作用。
建築的屋頂綠化對於降低建築周圍環境的氣溫的作用十分明顯,氣溫降低的幅度可達0.5~4℃。對大面積的低層建築,由於屋面面積比壁面面積大,夏季從屋面進入室內的熱量往往佔總圍護結構熱量的70%以上,夏季實測的結果表明,綠化的屋頂外表面最高溫度比不綠化的屋頂外表面最高溫度可低20℃以上,從而使從屋面傳入室內的熱量減少到1/4左右,綠化屋頂不僅可以在夏季對室內環境隔熱保涼,並且可以在冬季對室內環境隔冷保暖,在極端天氣對緩衝和削減極端溫度起著突出的作用,以此可以看出,屋頂綠化對建築工程設備節能和改善頂層房屋室內熱舒適環境也具有重大意義。然而,這塊巨大的屋頂面積多半被荒廢,裸露在夏季炎熱的陽光下,吸收著巨大的太陽能,並轉化為熱能散發到空氣中,成為大城市熱島效應的主要因素之一。屋頂綠化既是對這塊空間資源的有效利用,也是大幅度提高中心城區綠化覆蓋率、消除熱島效應的重要措施。
四、案例研究
在現代化城市中,高樓大廈鱗次櫛比,綠化用地難覓。所以,近年來屋頂綠化在國際上得到越來越多的關注,歐美國家等發達國家都在興起風潮。屋頂綠化這種發揮著重要的環保節能功效,集生態、經濟和社會經濟效益於一體的綠化方式,越來越多的得到人們的認可。
首要綠色屋頂能夠蓄含雨水,高度保持水分,大大緩解水處理系統的工作壓力;其次,作為一個空中的小型生態系統,屋頂花園環境優美自成一體。而綠色植被覆蓋的屋頂則能保護防水層不受氣候、紫外線以及其他損傷,延長建築的使用壽命。由於屋頂綠化系統具備蒸發、陰涼和大氣循環的冷卻效用。其次,屋頂上的綠色植物還能淨化大氣,幫助過濾灰塵和煙霧顆粒,從大氣和雨水中吸收危害性物質,降低灰塵並減少潛在的煙霧威脅。植物蒸騰的水分吸收熱能並冷卻大氣,減輕工業化給城市帶來的熱島效應。所以,屋頂綠化能有效緩解城市建設與綠化用地緊張的矛盾,具備環保、節能、公益三重功效,擁有巨大的市場潛力。
(一)日本大阪難波商業區
日本大阪難波公園(NambaPark)是位於日本大阪傳統熱鬧商業區的現代建築,並非傳統意義上的公園,是一個由購物中心與辦公樓相結合的城市綜合體。從高空俯瞰,難波公園恰似一個梯田,從街道地平面上升至8層樓的高度,層層推進、綠樹茵茵,仿佛是游離於城市之上的自然綠洲,與周圍線形建築的冷酷風格形成強烈對比,成為嘈雜背景下一處生動、溫馨的街景。難波公園顛覆了一味追求機器效率的工業化空間設計,打破了室內室外的空間界限,實現了城市森林中自然化、戲劇化空間場景的塑造,形成內部與外部景觀的和諧與相互映襯。項目中有很大體量的零售是在綠色屋頂下面,設計師把這些城市中缺乏的綠色元素引入到項目中,使難波公園擁有了獨一無二的園林景觀。屋頂花園寬敞開闊,充滿自然氣息,從下層步行街仰望,不同的色彩、材質,靈活設置的燈光、窗洞和種植池讓景觀豐富多彩。乘電梯來到頂層,可以清楚的看到一層層曲線臺地被梯田般的綠色覆蓋,大量的露臺和架空層打破了室內外空間的界限。
(二)韓國首爾的梨花女子大學
首爾歷史悠久的大學之一,建校於1887年初,是韓國第一所女子大學,是現今世界最大的女子大學。原名叫做梨花學堂,1948年改名為梨花女子大學。由DominiquePerrault建築師事務所設計,位於韓國首爾的梨花女子大學(EwhaWomansUniversity)校園中心的「梨花谷」,因為基地位於山谷且建築本身也像峽谷而得名。大學建築群體設計真正做到依山就勢,空間序列非常有趣,最為引人注目的是校園中心超長的入口空間,臺階部分不高不陡,俯瞰的視覺效果非常驚人。「梨花谷」兩側的玻璃幕牆後面隱藏的兩棟建築包含教室、圖書館、劇院、商店、健身、管理用房等功能,可容納兩萬名學生。「梨花谷」無論在結構形態,還是節能環保等方面,對當代建築都具有顛覆傳統的意義。
五、總結
讓人們欣慰的是,屋頂綠化愈來愈引起政府的重視,建設部就貫徹落實《國務院關於深化改革嚴格土地管理的決定》精神做出部署,其中要求要鼓勵和推廣屋頂綠化。目前北京、上海、深圳、廣州、杭州等城市也都相繼開展了試點。相信,不久的將來,當我們站在窗前放眼望去,看到的將是一片層層染綠、生機盎然的景象
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