屋顶庭院-环境生态学

1、屋顶庭院城市里的花园屋顶庭院介绍现代城市的发展趋势是在垂直方向上不断延伸，这使得城市形成了大量的“空中空间”和“地下空间”。屋顶庭院能够实现在不占用稀缺城市建设用地的前提下，利用城市的垂直发展产生的大量限制空间，增加城市绿化面积。屋顶庭院的发展古巴比伦 空中花园19世纪中叶的挪威，由于草皮屋顶具有的保温功效，而被广泛运用并产生了极大的影响。现今，很多草原和沙漠地区草皮屋顶技术仍然被广泛使用，很多城市老旧建筑由于承载力有限，也采用草地式屋顶绿化美化环境保护屋面。19世纪末在欧洲风靡一时的屋顶花园剧场和酒店屋顶花园，如今也应用到很多现代高级酒店和私人会所，深得顾客喜爱。20世纪至今，由于屋顶绿化技

2、术和建植工程逐渐成熟，而且屋顶花园所具有的打破建筑高层远离地面局限的优势，屋顶花园在许多国家应运而生。日本与德国在一向重视绿化的日本和拥有世界上第一流屋顶绿化设施的德国，屋顶花园的建造更是达到了相当高的水平。绿色收获城市垂直农场在由加拿大温哥华市所发起的一项设计大赛中，加拿大罗姆斯建筑事务所所设计的“绿色收获城市垂直农场”一举夺冠。在设计作品中，罗姆斯建筑事务所使用了“收获”一词，他们的设计目的是这栋建筑可以用来植物水果、蔬菜、草药、可以用来养鱼、养鸡、产蛋、产奶等。整栋建筑利用太阳能、地热能和风能作为主要能源，同时还可以通过混合材料产生沼气。此外，在这个农场里还有大型的农业超市、农业研究和教

3、育中心以及居民居住区和休闲区等。 峡谷生活合作社“峡谷生活合作社”方案由美国洛杉矶标准建筑事务所所设计，也是“达拉斯远景”设计大赛的入围作品之一。该方案的设计灵感来自于科罗拉多大峡谷中悬崖边的阿萨齐村庄，设计目的是为了将一种公社的概念和可持续的思想带入到城市中心。这个合作社可以容纳1000位居民，并拥有足够的可持续能力，农业生产、电力供应和水资源利用都完全可以内部解决。屋顶庭院的价值(1)室内物理环境的改善，降低热岛效应（保温隔热）(2)增加绿化面积和生物多样性(3)有一定经济效益（公园，游乐场，种植作物）研究发现庭院气温的时空变化，在后半夜和下午垂直变化显著，时间变化较弱；而上午和前半夜时间

4、变化较强，垂直变化较弱。混凝土结构的下垫面对庭院近层大气具有加热作用，而草地则有冷却作用，其效应在冬季明显。经济效益屋顶多功能舞台，可举办各种活动儿童游乐设施面对日益增长的人口和逐渐落后的农业系统，建筑设计师奥利弗-洛雷斯特提出了一个可以部分解决这个全球危机的方案，即“O型垂直农场”。他的设计方案不仅仅关注粮食生产问题，而且还充分考虑到建筑物在城市中所处的最理想位置。O型垂直农场必须坐落于最合适的位置才有可能发挥最大的效能。O型垂直农场屋顶庭院的分类按照屋顶花园的使用者类型可分为：公共游憩性屋顶花园、赢利性屋顶花园；按照屋面使用要求可分为：休闲屋面、生态屋面、种植屋面、复合屋面；按照屋面使用要

5、求可分为：坡屋顶绿化、平屋顶绿化、曲面屋顶绿化；按屋面承载力不同可分为：拓展型屋顶花园、半密集型屋顶花园、密集型屋顶花园：按照屋顶花园的位置可分为：单多层屋顶花园、高层建筑屋顶花园；按照空间开敞程度可分为：开敞式屋顶花园、半开敞式屋顶花园、封闭式屋顶花园：按照屋顶绿化设计总体布局手法可分为：自然式园林布局、混合式园林布局；按照屋顶绿化的内容可分为：屋顶草坪、屋顶菜园、屋顶果园、屋顶水池、屋顶湿地、屋顶植物园、屋顶展览园等；生态学原理的应用生物多样性原理 生物多样性理论不仅反映了群落或环境中物种的丰富度、均匀度等，也反映了群落的动态结构与稳定性，以及不同的环境条件与群落的相互关系。城市中的生境条

6、件比较恶劣，环境资源比较匾乏，物种通过本身一系列的相应变化来增加自己的适合度，以充分利用有限的环境资源，从而保持系统的稳定。群落中物种多样性尤其是遗传多样性越高，物种对环境的适应能力就越强，群落抗干扰的能力和维系自身动态平衡的能力也就越强。景观生态学中强调景观的异质性可提高物种总体共存的潜在机会。因此在屋顶庭院的构建过程中以生物多样性原理为指导是其最基本的前提。 生态位原理 生态位理论已在种间关系、种的多样性、种群进化、群落结构、群演替以及环境梯度分析中得到了广泛应用。但生态位的概念不同的学者有不同的看法。主要有格林尼尔的“生境生态位”；埃尔顿的“功能生态位”；哈奇森的“超体积生态位”。在这里

7、引用马世骏的生态位概念：是指一个物种在生态系统中的功能作用以及它在时间和空间中的地位，反映了物种与物种之间、物种与环境之间的关系。屋顶庭院绿化植物的选配，实际上取决于植物生态位的配置，这直接关系到庭院绿地系统景观审美价值的高低和综合功能的发挥。 在现代屋顶庭院规划过程中，应充分考虑物种的生态学习性与生态环境条件，利用不同物种在空间、时间和营养生态位上的差异，合理地选配植物种类，避免种间或种内的直接竞争，形成结构合理、功能健全、种群稳定的复层群落结构，以利于种间互补，既充分利用光、温、水、气及养分等环境资源，又保证了群落和景观的稳定性。 生态位原理 互惠共生原理 互惠共生又称互利共生，是指两个物

8、种长期共同生活在一起，彼此相互依赖、相互共存、双方获利。一些植物种类的分泌物对加一些植物和生长发育是有利的，如黑接骨木对云杉根的分布有利，皂英、白蜡与九里香等在一起生长时，互相都有显著的促进作用；但另外一些植物的分泌物则对其他植物的生长不利，如胡桃能分泌一种叫胡桃醒的物质，它能抑制其他植物的生长，因此在胡桃树下的土表层中一般是没有其他植物的。在生态园林建设过程中应用植物间的这种相互关系，能有效地促进群落的稳定。 生态平衡原理 生态平衡是生态学的一个重要原则，其含意是指处于顶极稳定状态的生态系统，此时系统内部的结构与功能相互适应与协调，能量的输入和输出之间达到相对平衡，系统的整体效益最佳。在屋顶

9、庭院的建设中，强调绿地系统的结构和布局形式与自然地形地貌和城市功能分区的关系，着眼于整个城市生态环境，合理布局，使城市绿地不仅围绕在城市四周，而且把自然引入城市之中，以维护城市的生态平衡。生态调控原理生态调控是生态系统研究的一个重要理论，主要研究以人为中心的社会一经济一自然复合的城市人工生态系统。自然生态系统的中心事物是生物群体，它与外部环境的关系是消极地适应环境，并在一定程度上改造环境，因而自然生态系统的动态、演替，无论是生物种群的数量、密度的变化，还是生物对外部环境的相互作用、相互适应，均表现为“通过自然选择的负反馈进行自我调节”的特征。屋顶庭院是城市生系统的一个子系统，要使其具有合理的结

10、构、能最大限度地发挥其功能，系统本身可以自我调节，达到良性循环的生态系统，就需要以生态调控原理作为指导，使整个系统实现循环再生、协调共生、持续自生。在屋顶庭院这一生态系统中，由于人的社会性与能动性，表明了它同自然生态系统间的重大区别，它可以通过人类进行有限度的协调，使系统的生态效益最高，使各组成成分之间相互协调，使系统更加适应外部环境。 屋顶庭院的基本构造种植基不是传统意义上的土壤，一般含有特定的矿物质，比如陶土。陶土密度小，较容易吸附，是一种良好的轻型种植基。此外还有珍珠岩等。过滤层。它阻止水份任意流动，使其保持在种植基内起蓄水与供水作用。并且防止种植基质随雨水或灌溉流失堵塞排水管道。可用玻

11、璃纤维、尼龙布、金属丝网、无纺布等。容器，这种容器一般是金属或塑料材质，用来支持种植基。排水层，水在排水层可以自由流动，达到排水目的。保护层，保护层是防止屋面膜在安装过程中遭到破坏。植物的根系可以穿过保护层。材质可以是轻质混凝土，透气性好的厚塑料板，铜箔或是这几种材料的混合。影响因素一般来讲，房屋越高，屋顶的风速越大。并且常常由于建筑之间相互位置的影响，屋顶也会产生强烈的气流效应。而风对于植物和土壤有一定的风干效应，可能导致土层的流失，甚至破坏植物的根系。因此要尽量选择低矮，抗风能力强的植物。从设计上考虑，屋顶花园可设计成场院式或退台式，或增加一些遮盖措施，从而减小风对植物的影响。屋顶温度相对

12、地面而言差异较大。屋顶在没有遮盖的情况下，由于太阳辐射作用，温度会比地面高。在冬季，具有较厚土层的屋顶花园温度会比地面高出5-10，这会有助于植物的生长。对于坡屋顶而言，阳坡屋顶的温度较背阴坡高。冬季，如果种植屋顶的土质较薄，便易结冻，这样便会导致土壤温度比地面要低。所以在进行物种选择时也要考虑屋顶处复杂的温度状况。湿度也是影响屋顶植被的一个重要因素。相比较厚的种植基，厚度较薄的湿度变化更大，更不稳定。在干旱的季节里，种植屋顶常常需要人工灌溉。而在多雨季节，则须做好排水措施。进行植物种类选择时耐旱型优先。影响因素影响因素由于涉及到安全，设计种植屋顶必须要考虑建筑物的承载能力，注意预留出植物生长

13、带来的荷载增量。种植屋顶对建筑物承受压力最低要求不应小于200 kgm2对于建筑静荷载大于等于250 kgm2的建筑物在设计中尽量利用整个屋面现有的排水系统，不要破坏屋面排水的整体性。一些排水系统同时具有蓄水功效，这样当雨水来临时，不但可以及时排走多余水分，还可以储存一部分以备干旱时所需。屋顶庭院设计的注意事项建筑物要求1.坡度坡度平屋顶及屋面坡度小于15度的坡屋顶，宜做屋顶绿化；平屋顶适用于花园式、组合式或草坪式屋顶绿化，坡屋顶适用于草坪式屋顶绿化。2.高度高度6层以下、18m高度以下的建筑物屋顶。3.荷载荷载屋顶绿化设计须充分考虑绿化的荷载。花园式和组合式屋顶绿化屋顶设计，其屋面荷载应4.

14、50KN/m2（营业性屋顶花园6.0KN/m2）；草坪式屋顶绿化屋顶设计，其屋面荷载应2.5KN/m2。屋顶绿化设计时应由屋面荷载验算资质的相关单位进行复验，并出具证明。4.防水防水屋顶绿化屋顶必须达到屋面工程技术规范GB50345-2004建筑二级防水标准、重要建筑须达到一级防水标准。5.排水排水屋顶绿化屋顶应设计合理的排水系统，保证暴雨后1小时内排水，在排水口应有过滤结构。建筑物要求屋顶绿化养护1.灌溉灌溉应根据树木习性适时适量浇水；应根据气候条件进行灌溉。夏季一般要在清晨或傍晚浇水，冬季一般在中午浇水；灌溉设施必须性能良好，接口处严禁滴、渗、漏现象发生；保证排水管道畅通，以便及时排涝；灌

15、溉水不应超过种植边界，不应超过屋面女儿墙的高度，灌溉后，应及时关闭浇灌设施。2.修剪修剪除应根据园林绿地养护技术规程进行养护外，必须严格控制植物高度、疏密度，保持适宜根冠比及水分养分平衡，保证屋顶绿化的安全性。3.有害生物控制有害生物控制贯彻“预防为主，综合治理”的防治方针，采取无毒害、无污染或低污染的防治措施，严禁使用剧毒化学药剂和有机氯、有机汞化学农药，对恶性入侵有害植物宜采用手工拔除的方式清除。4.防寒防寒冬季必须采取防寒措施，保证植物及灌溉设施安全越冬。5.施肥施肥可采取控水控肥措施或生长抑制技术，控制植物过快生长，降低建筑荷载和管护成本。屋顶绿化养护设施维护（1） 定期检查屋顶排水系

16、统的通畅情况，及时清理枯枝落叶，防止排水口堵塞。（2） 屋顶绿化园林小品应定期检查，消除安全隐患。（3） 树木固定措施和周边护拦应经常检查，防止脱落。引申：家庭种植庭院种植方式多种多样，叶菜类观赏蔬菜庭院栽培种植，可根据庭院环境和条件特点，选择合理的栽培方式并对叶菜类进行合理的栽培管理。露地种植是直接在庭院露地土壤进行蔬菜种植的一种方式。适合空间大，适宜未进行硬化的庭院。其特点是种植比较简单，只需对土壤进行简单的改良，就可以开始种植，适合大多数庭院应用。种植点的要求：要有充足的阳光，要避开建筑物以及大树的遮挡，地面要有一定的坡度，以方便排有助于保持叶片干爽，减少真菌和细菌的传播。形状设计：根据各自的喜好可以设计成规则式的也可以设计成自然式的，地面的宽度最好在1 m左右，这样可以方便进行田间管理的操作。容器栽培容器栽培是将植物种植于不同形状、颜色、大小、材料的容器中的栽培方式容。器栽培更为灵活多变可以根据需要合理的组合，以充分利用有限的庭院空间，如门廊、庭台等；影响因素容器栽培大大减少了环境因素如光照、土壤对蔬菜生长的影响；但由于容器的限制需要加强水肥管理。容器的选择：