绿色屋顶为城市节能和降温
admin
2008-03-28
来源：
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繁华的都市，从地面往上看，幢幢大楼，呈各种柱体，拔地而起，高度不一；从空中往下看，块块屋顶，呈不同形状，铺满焦油，黑灰相间，整座城市仿佛一座钢筋水泥的森林。但随着“绿色屋顶运动”
繁华的都市，从地面往上看，幢幢大楼，呈各种柱体，拔地而起，高度不一；从空中往下看，块块屋顶，呈不同形状，铺满焦油，黑灰相间，整座城市仿佛一座钢筋水泥的森林。但随着“绿色屋顶运动”兴起，这番景象在美国、加拿大等国的不少主要城市正在成为过去。
这种绿色屋顶绝非简单地铺上一层草皮，而是建造一个真正的生态系统。它不仅节约寸土寸金的市区地面，形成立体绿化，更能发挥降低室内温度、减少热岛效应、储存雨水、净化空气、节约能源等一系列功能。
市政厅顶变花园
美国伊利诺伊州芝加哥市市政厅坐落在这座中西部最大城市市中心。这是一座具有古希腊风格的宏伟建筑，已有１００多年历史。
市政厅屋顶堪称一座“空中花园”。这座屋顶花园面积将近１９００平方米，种有大约２０００株草本植物，还有１５０多种木本植物，包括１００种灌木、４０种蔓生植物和２种树木。虽然花园通常不对外开放，但从周围高楼望去，一片绿色中点缀着黄色和白色的花，足以令人眼前一亮。
这项屋顶花园工程１９９９年３月由芝加哥市环保部门启动，也是市长理查德·戴利将芝加哥变成“全美最绿城市”计划的一部分。环境工程师、建筑师、景观设计师等设计人员花数个月时间制定施工方案。工程２０００年４月开工，２００１年底全部完工，共耗资２５０万美元。
工程采用的绿色屋顶比普通屋顶花园复杂得多，需要考虑建筑本身支撑能力、水储存、灌溉等因素，而且要使这个屋顶花园成为一个真正的生态系统。
市政厅原有屋顶结构的支撑能力是设计人员首要考虑因素。老屋顶平均承重量不到每平方米１．５公斤。设计人员没有对屋顶建筑大动手术，原有通道全部保留，并充分利用原有墙体，旧排水系统也被并入新排水系统，以应对降雨量超大的情况。
施工人员在老屋顶上依次铺上支撑层、水蒸气控制层、隔热层、隔水层、排水层和过滤膜，最上面是植被生长的土壤层。为使屋顶花园成为真正的生态系统，土壤层也由粗放式、中度密集式、密集式三种组合而成。这三种土壤层厚度分别为１０厘米、１５厘米和４６厘米，这些土壤层含有特殊的堆肥、覆盖层和海绵状养料，比一般表层土轻，能蓄存更多水分，还可适应不同植物生长：粗放式土壤层适宜种草，耐旱耐寒能力强；密集式土壤适宜种较精贵的木本植物，但护养要求高。
芝加哥年平均降雨量超过９４厘米，年平均蒸发量也接近这一数值。考虑到屋顶风力情况，植物在生长季节可能遭遇一定程度的干旱。因此，种在这座屋顶花园内的植物经过精挑细选，多为本地土生，喜干、喜光，能够适应当地气候环境，经得住风雨。
环保节能功效多
芝加哥市政府在市政厅屋顶建出这么一座花园，主要目的在于尝试降低城市热岛效应。实际效果证明，这座屋顶花园的确在节水、节电、环保等方面起到多项作用。
——储存雨水：设计人员希望在建筑承重量允许的情况下通过土壤层和排水层储存更多雨水，满足灌溉需求。这样，大量降水不会白白从雨水管流走，也可以减少对城市下水道排水系统的压力。
土壤层中滴灌系统用水来自安装在屋顶北边和南边排水管口的水箱。这些水箱能够储存三分之一的降水，确保植物在生长初期和干旱天气获得充足的水。
——降低温度：设计人员希望这座屋顶花园能够降低夏天阳光直晒下的屋顶温度，从而减少建筑吸收热量，降低室温。
这座屋顶花园落成后的第一个夏天，工作人员测试发现，绿色屋顶比普通屋顶吸收直晒太阳光热量少２５％，屋顶表面温度比其他建筑平均低２１摄氏度，屋顶空气温度低９．４摄氏度。
——节能减排：绿色屋顶夏天能减少热量吸收，冬天则能减少建筑大约一半的热量流失。这样可以降低室内空调用电２５％，节约电能和暖气。
这项屋顶花园工程平均每年为市政厅节约能源开支３６００美元。其中，每年直接减少用电９２７２千瓦时，相应减少天然气供暖７３７２千卡。
不仅如此，绿色屋顶还可以减少温室气体排放。除减少供冷空调使用外，屋顶花园的植物可以通过自身光合作用吸收二氧化碳，释放氧气。１．５平方米草类植物每年光合作用释放的氧气足够满足普通人一年消耗。
——净化空气：绿色屋顶不仅可以吸收热量，降低温度，增加湿度，还能形成一层“空气过滤网”。１平方米屋顶草地每年可以去除０．２公斤空气中悬浮颗粒。随着这种屋顶花园在芝加哥市普及，当地空气质量可望明显改善。
——降低噪音：绿色屋顶还能起到吸收噪音、隔音的作用。土壤层易阻挡频率较低的声音，植物易阻挡频率较高的声音。土壤层厚１２厘米，绿色屋顶可以降低噪音４０分贝，土壤层厚２０厘米，可降低４６至５０分贝。
——减少热岛效应：随着城市绿化减少，高层建筑增多，到处是沥青和混凝土，交通拥堵，热量排放大，市区气温明显高于郊区和农村地区，夜间尤为明显。这就是热岛效应。
如果像屋顶花园这样的绿色屋顶能够在市区普及，这种热岛效应就有望显著降低。加拿大多伦多市政府２００５年进行的一项研究表明，如果仅仅８％的建筑采用绿色屋顶，市区气温即可下降２摄氏度。
绿色带来新风景
除了环保和节能等功能，绿色屋顶还具有审美价值，可望成为都市新景色。
芝加哥市政厅屋顶花园一般不对外开放，但如果身处周围高楼３３层以上，就可观赏这片空中绿地。那些高楼中的人们工作之余，眺望一下身边这片绿色，比起看其他高楼那些单调的蓝色、灰色、黑色，自然能够放松精神，缓解用眼疲劳，还有利于提高工作效率。屋顶花园工程也因此荣获美国景观建筑师学会２００２年“职业价值奖”。
如果建筑承重量允许，这些屋顶花园将成为真正对大众开放的“空中花园”。这里没有街道上的熙熙攘攘，也听不到汽车开过的声音，人们可以散步、聚会、读书，在喧嚣的都市中获得一份宁静。
绿色屋顶还可能带来商业价值。如果市区公寓楼也有这样的屋顶花园，也许会更受市场追捧。加拿大温哥华市费尔芒特海滨酒店甚至一度在屋顶绿地上种植调味芳草、花卉和蔬菜，供本店使用，一年节省采购成本大约３万美元。
绿色屋顶前景广阔，它可以充分利用空间，不论是工厂、商店，还是政府办公楼、居民住宅楼，都可以拥有这样的屋顶花园。芝加哥市现在已有２１．４万平方米屋顶得到绿化，更多屋顶即将得到绿色改建。首都华盛顿、纽约、凤凰城、波特兰等多个大城市也在迅速“变绿”。
这种绿色屋顶绝非简单地铺上一层草皮，而是建造一个真正的生态系统。它不仅节约寸土寸金的市区地面，形成立体绿化，更能发挥降低室内温度、减少热岛效应、储存雨水、净化空气、节约能源等一系列功能。
市政厅顶变花园
美国伊利诺伊州芝加哥市市政厅坐落在这座中西部最大城市市中心。这是一座具有古希腊风格的宏伟建筑，已有１００多年历史。
市政厅屋顶堪称一座“空中花园”。这座屋顶花园面积将近１９００平方米，种有大约２０００株草本植物，还有１５０多种木本植物，包括１００种灌木、４０种蔓生植物和２种树木。虽然花园通常不对外开放，但从周围高楼望去，一片绿色中点缀着黄色和白色的花，足以令人眼前一亮。
这项屋顶花园工程１９９９年３月由芝加哥市环保部门启动，也是市长理查德·戴利将芝加哥变成“全美最绿城市”计划的一部分。环境工程师、建筑师、景观设计师等设计人员花数个月时间制定施工方案。工程２０００年４月开工，２００１年底全部完工，共耗资２５０万美元。
工程采用的绿色屋顶比普通屋顶花园复杂得多，需要考虑建筑本身支撑能力、水储存、灌溉等因素，而且要使这个屋顶花园成为一个真正的生态系统。
市政厅原有屋顶结构的支撑能力是设计人员首要考虑因素。老屋顶平均承重量不到每平方米１．５公斤。设计人员没有对屋顶建筑大动手术，原有通道全部保留，并充分利用原有墙体，旧排水系统也被并入新排水系统，以应对降雨量超大的情况。
施工人员在老屋顶上依次铺上支撑层、水蒸气控制层、隔热层、隔水层、排水层和过滤膜，最上面是植被生长的土壤层。为使屋顶花园成为真正的生态系统，土壤层也由粗放式、中度密集式、密集式三种组合而成。这三种土壤层厚度分别为１０厘米、１５厘米和４６厘米，这些土壤层含有特殊的堆肥、覆盖层和海绵状养料，比一般表层土轻，能蓄存更多水分，还可适应不同植物生长：粗放式土壤层适宜种草，耐旱耐寒能力强；密集式土壤适宜种较精贵的木本植物，但护养要求高。
芝加哥年平均降雨量超过９４厘米，年平均蒸发量也接近这一数值。考虑到屋顶风力情况，植物在生长季节可能遭遇一定程度的干旱。因此，种在这座屋顶花园内的植物经过精挑细选，多为本地土生，喜干、喜光，能够适应当地气候环境，经得住风雨。
环保节能功效多
芝加哥市政府在市政厅屋顶建出这么一座花园，主要目的在于尝试降低城市热岛效应。实际效果证明，这座屋顶花园的确在节水、节电、环保等方面起到多项作用。
——储存雨水：设计人员希望在建筑承重量允许的情况下通过土壤层和排水层储存更多雨水，满足灌溉需求。这样，大量降水不会白白从雨水管流走，也可以减少对城市下水道排水系统的压力。
土壤层中滴灌系统用水来自安装在屋顶北边和南边排水管口的水箱。这些水箱能够储存三分之一的降水，确保植物在生长初期和干旱天气获得充足的水。
——降低温度：设计人员希望这座屋顶花园能够降低夏天阳光直晒下的屋顶温度，从而减少建筑吸收热量，降低室温。
这座屋顶花园落成后的第一个夏天，工作人员测试发现，绿色屋顶比普通屋顶吸收直晒太阳光热量少２５％，屋顶表面温度比其他建筑平均低２１摄氏度，屋顶空气温度低９．４摄氏度。
——节能减排：绿色屋顶夏天能减少热量吸收，冬天则能减少建筑大约一半的热量流失。这样可以降低室内空调用电２５％，节约电能和暖气。
这项屋顶花园工程平均每年为市政厅节约能源开支３６００美元。其中，每年直接减少用电９２７２千瓦时，相应减少天然气供暖７３７２千卡。
不仅如此，绿色屋顶还可以减少温室气体排放。除减少供冷空调使用外，屋顶花园的植物可以通过自身光合作用吸收二氧化碳，释放氧气。１．５平方米草类植物每年光合作用释放的氧气足够满足普通人一年消耗。
——净化空气：绿色屋顶不仅可以吸收热量，降低温度，增加湿度，还能形成一层“空气过滤网”。１平方米屋顶草地每年可以去除０．２公斤空气中悬浮颗粒。随着这种屋顶花园在芝加哥市普及，当地空气质量可望明显改善。
——降低噪音：绿色屋顶还能起到吸收噪音、隔音的作用。土壤层易阻挡频率较低的声音，植物易阻挡频率较高的声音。土壤层厚１２厘米，绿色屋顶可以降低噪音４０分贝，土壤层厚２０厘米，可降低４６至５０分贝。
——减少热岛效应：随着城市绿化减少，高层建筑增多，到处是沥青和混凝土，交通拥堵，热量排放大，市区气温明显高于郊区和农村地区，夜间尤为明显。这就是热岛效应。
如果像屋顶花园这样的绿色屋顶能够在市区普及，这种热岛效应就有望显著降低。加拿大多伦多市政府２００５年进行的一项研究表明，如果仅仅８％的建筑采用绿色屋顶，市区气温即可下降２摄氏度。
绿色带来新风景
除了环保和节能等功能，绿色屋顶还具有审美价值，可望成为都市新景色。
芝加哥市政厅屋顶花园一般不对外开放，但如果身处周围高楼３３层以上，就可观赏这片空中绿地。那些高楼中的人们工作之余，眺望一下身边这片绿色，比起看其他高楼那些单调的蓝色、灰色、黑色，自然能够放松精神，缓解用眼疲劳，还有利于提高工作效率。屋顶花园工程也因此荣获美国景观建筑师学会２００２年“职业价值奖”。
如果建筑承重量允许，这些屋顶花园将成为真正对大众开放的“空中花园”。这里没有街道上的熙熙攘攘，也听不到汽车开过的声音，人们可以散步、聚会、读书，在喧嚣的都市中获得一份宁静。
绿色屋顶还可能带来商业价值。如果市区公寓楼也有这样的屋顶花园，也许会更受市场追捧。加拿大温哥华市费尔芒特海滨酒店甚至一度在屋顶绿地上种植调味芳草、花卉和蔬菜，供本店使用，一年节省采购成本大约３万美元。
绿色屋顶前景广阔，它可以充分利用空间，不论是工厂、商店，还是政府办公楼、居民住宅楼，都可以拥有这样的屋顶花园。芝加哥市现在已有２１．４万平方米屋顶得到绿化，更多屋顶即将得到绿色改建。首都华盛顿、纽约、凤凰城、波特兰等多个大城市也在迅速“变绿”。
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