13.03.31《屋顶绿化在城市节能减排中的作用及前景展望》

屋顶绿化在城市节能减排中的作用

及前景展望

北京市园林科学研究所景观设计研究室主任教授级高级工程师中国建筑防水协会种植屋面分会秘书长北京屋顶绿化协会副会长韩丽莉2021.03.31

一.屋顶绿化类型二．屋顶绿化在城市节能减排中的作用三．屋顶绿化根本构造层次及施工程序四．屋顶绿化系统相关配套技术和材料五．养护本钱和灌溉用水情况六．屋顶绿化建设本钱七．北京屋顶绿化建设存在问题八.屋顶绿化前景展望汇报内容

类型花园式屋顶绿化（Intensiveroofgreening）简单式屋顶绿化（Extensiveroofgreening）主要特征根据屋顶具体条件，选择小型乔木、低矮灌木和草坪、地被植物进行屋顶绿化植物配置，设置园路、座椅和园林小品等，提供一定的游览和休憩活动空间的复杂绿化。利用低矮灌木或草坪、地被植物进行屋顶绿化，不设置园林小品等设施，一般不允许非维修人员活动的简单绿化。适用范围、特点①建筑静荷载≥250kg/㎡，可以充分发挥屋顶绿化的生态效益、提高人在屋顶活动的舒适性；②构造层厚度25～100cm,屋面排水坡度必须小于10%；③屋顶绿化面积应占屋顶总面积的60～70%以上。④乔灌木:草坪地被植物＝6:4或7:3①建筑静荷载≥100kg/㎡，可以解决旧建筑屋顶荷载小、防水薄弱、灌溉不便、管护不利等问题；②构造层厚度25～40cm。屋面排水坡度必须小于10%。表1屋顶绿化类型和荷载要求一．屋顶绿化类型简单式屋顶绿化类型：新华社亦庄开发区某厂房屋顶东城区环保局全国政协礼堂郦城花园海淀妇幼保健院自然科学基金委朝阳区惠新西里小区崇文门新世纪商城望京A4小区车库顶层

长城饭店东安市场屋顶绿化花园式屋顶绿化类型:保温隔热庇荫减少热辐射节能截留雨水净化空气环保亲近自然增加共享空间自然增加私密效果自然增加生物多样性

二．屋顶绿化在城市节能减排中的作用对于建筑节能来讲，屋顶绿化可以一定程度上起到保温隔热和节能减排的作用，节约淡水资源、节省制冷、制热电费和污水处理费用。北京市园林科学研究所于2004年承担了北京市科委“屋顶绿化研究与示范〞课题的研究工作，通过测定不同类型种植屋面的温度和热通量变化，综合评价屋顶绿化的生态效益，并通过生态效益经济评价，量化了屋顶绿化在改善城市生态环境方面的经济效益指标，为北京地区城市规划和建筑节能等方面提供可参考的技术参数。

1.对建筑具有稳定良好的保温隔热作用，可节省建筑能耗研究说明，绿化屋顶顶板全天热通量值变化极其微弱，对建筑屋面顶板的保温、隔热作用明显。绿化屋顶夏季室温平均比未绿化屋顶室温低1.3～1.9℃；冬季室温比未绿化屋顶室温平均高1.0～1.1℃。[注：北京规划市区现有建筑平屋顶约7000ha，假设将屋顶顶板夏季所增加的热量和冬季所散失的热量均通过空调来平衡温度，通过计算，总能耗约为5000万元/天。而假设将总量的30%进行屋顶绿化，那么可节约能耗约1500万元/天]。

2.对建筑结构及防水可起到保护作用绿化屋顶可大大降低建筑屋面结构及材料的热胀冷缩变化幅度，延缓建筑结构及屋面材料因热胀冷缩所导致的老化进程。研究测定结果，裸露屋顶外表年最大温差到达58.2℃，而绿化屋顶外表年最大温差仅为29.2℃，绿化屋顶与裸露屋顶的年最大温差相差29℃。

3.是有效缓解城市热岛效应的重要途径研究说明，大量的建筑屋面所产生的强烈的热辐射是导致城市热岛效应的主要因素。建筑顶板吸收的太阳辐射热仅有5%传递至室内，其余95%向大气辐射。4.滞尘效果显著种植屋面可大大改善城市空气质量。研究结果说明，花园式屋顶绿化平均滞尘量为12.3g/㎡·年，简单式屋顶绿化平均滞尘量为8.5g/㎡·年。水体、植物和铺装汀步的热辐射效应比照热像图

水体、植物和铺装汀步的热辐射效应比照单一植物平面式绿化和多种植物群落式绿化的热辐射效应比照

佛甲草、木质铺装和常绿灌木的热辐射效应比照观花植物、观叶植物的热辐射效应比照

5.可有效截留雨水种植屋面可有效截留雨水，缓解城市雨洪压力。研究结果说明，花园式屋顶绿化可截留雨水64.6％；简单式屋顶绿化可截留雨水21.5％，种植屋面平均可截留雨水43.1％。[注：按北京地区年降水量600㎜测算，假设将北京规划市区内现有7000ha建筑平屋顶的30%即2100ha进行种植屋面，那么可截流雨水资源905.1万T/年，并减少了905.1万T/年的城市污水处理量]。6.经济总收益和本钱回收期据研究推算，1000㎡花园式屋顶绿化经济总收益约为6.73万元/年，约需12年收回本钱；1000㎡简单式屋顶绿化经济总收益约为1.31万元/年，约需14年收回本钱。

2004年8月10日北京遭遇暴雨，石景山区金安桥下，众人正在推熄了火的公交车。2004年7月10日北京遭遇暴雨时，宣武区的受灾情况以以下图片摘自人民网：屋顶绿化在城市中的其他作用：

隔音功能：12cm厘米可以减少60db。防火功能：可作为延缓火势蔓延的防火隔离带。减缓化学反响：地面的臭氧层，二氧化氮和雾气其他功能：调节身心健康〔公共住宅，医院，工厂等〕

三．屋顶绿化根本构造层次及施工程序1.种植屋面根本构造层次包括耐根穿刺防水层、保护层、隔根层、排〔蓄〕水层、过滤层和种植基质层。四.屋顶绿化系统相关配套技术和材料生态环保原那么---屋顶绿化不应以破坏自然生态环境和资源为代价。材料选择应本着环境友好型原那么，选择可再生利用的材料，尽量减少不可再生资源的利用。平安原那么---要充分重视和加强建筑荷载、防水、排水的平安保障措施。定量原那么---要详细计算所用材料的荷重，所采用材料要具有相应的定量标准，特别要注意控制树木快速生长所增加的荷重问题；经济原那么---用最经济的材料和低本钱、低维护的养护管理措施，到达最正确的环境效果；生物多样性原那么---依据植物的生物学特性，植物配置应充分考虑屋顶的环境条件，采取乔、灌、草相结合，以丰富屋顶绿化植物种类，到达植物群落的稳定平衡。屋顶绿化材料选择原那么：

屋顶绿化系统相关配套技术和材料

屋顶绿化防水工程是实现屋顶绿化的重要根底，必须满足二级防水的要求，采用耐根穿刺的防水材料；屋顶绿化排水系统是实现屋顶绿化的重要保障，在北京干旱少雨地区，屋顶绿化必须采用自身荷重较轻，具有排、蓄水双项功能的排〔蓄〕水材料为主，并以排水为主要功能；屋顶绿化种植基质是屋顶绿化植物生长赖以生存的重要条件，必须按照屋顶绿化类型、使用功能、工程投资、环境条件等综合要求，采用无机基质或有机基质材料，其中，无机基质因其具有容重较轻〔干容重120㎏/m3，湿容重500㎏/m3〕，材料性能稳定，无病虫害污染，不破坏自然环境等特点，在今后的屋顶绿化中将占主导地位；屋顶绿化灌溉设施宜选择微喷、滴灌、渗灌等灌溉系统。1〕防水材料类型

德国威达铜胎基耐根防水卷材法国Soprema化学阻根防水卷材植物的穿刺能力(SBS防水卷材系列)可推荐用于屋顶绿化防水工程的10种耐根穿刺防水材料编号材料名称厚度(mm)1铅锡锑合金≥0.52复合铜胎基SBS改性沥青≥43铜箔胎SBS改性沥青≥44SBS改性沥青耐根穿刺≥45APP改性沥青耐根穿刺≥46聚乙烯胎高聚物改性沥青≥4，胎体厚度≥0.67聚氯乙烯（内增强型）≥1.28高密度聚乙烯土工膜≥1.29铝胎聚乙烯复合≥1.210聚乙烯丙纶-聚合物水泥胶结料复合≥0.6屋顶绿化排〔蓄〕水选择原那么①能起到改善基质通气状况；吸收储存种植层渗出的多余水分，并在土壤缺水时补充植物所需水分；可将雨水迅速排出，有效缓解瞬时集中降雨对屋顶承重造成的压力的作用。②材料应具备设计合理、重量轻、强度大、密度大、耐老化等特点。③排〔蓄〕水系统应具备配套设施如观察孔、排水孔等。④排〔蓄〕水板必须具备相关机构的检验合格报告2〕屋顶绿化排〔蓄〕水系统排水观察井做法检验合格报告屋顶绿化蓄排水材料选择种植基质分为有机基质(干容重在550～900kg/m3)和无机基质(干容重在120～900kg/m3)。种植基质应根据湿容重进行核算，不应超过1300kg/m3。屋顶绿化种植基质材料配比见下表。屋顶绿化种植基质的类型和材料配比基质类型屋顶绿化类型主要配比材料配制比例湿容重（T/m3）有机基质花园式田园土，轻质骨料1：11.2腐叶土，蛭石，沙土7：2：10.78～1.0田园土，草炭，（蛭石和肥）4：3：11.1～1.3田园土，草炭，松针土，珍珠岩1：1：1：10.78～1.1田园土，草炭，松针土3：4：30.78～0.95轻砂壤土，腐殖土，珍珠岩，蛭石2.5：5：2：0.51.1轻砂壤土，腐殖土，蛭石5：3：21.1～1.3表层田园土：泥炭：蛭石5：2.5：2.51.2～1.3简单式黄土岗轻砂土：草炭土：蛭石6：2.5：1.51.3田园土：泥炭：蛭石5：2.5：2.51.2田园土：泥炭：松针土5：2.5：2.51.2～1.3田园土：泥炭：珍珠岩5：2.5：2.51.0无土基质花园式草炭：树皮：蛭石：陶粒4：3：2：10.7～0.8简单式草炭：珍珠岩：陶粒5：3：30.8～0.9无机基质花园式硅质火山岩烧结颗粒，无机肥料------0.45～0.65简单式注：基质湿容重一般为干容重的1.2～1.5倍有机基质无机基质北京地区推荐的屋顶绿化局部植物种类凤尾兰寿星桃五针松迎春攀援月季造型油松龙爪槐果石榴紫叶矮樱大叶黄杨高接黄杨美国海棠小冠花（Coronillavaria）射干（BelamcandahinensisDC）萱草(HemerocallisFulvaL.)鸢尾(IrisGermanicaL.)旋覆花（Inulajaponica）耧斗菜（AquilegiavulgalisL.）景天科植物德国景天反曲景天白花景天松塔景天胭脂红景天费菜屋顶绿化种植围挡处理方法木围挡轻质砖外贴青石板金属板材围挡塑料围挡砖围挡屋顶绿化灌溉技术屋顶绿化铺装材料屋顶绿化照明灯具屋顶绿化植物固定技术地上支撑固定法地下牵引固定法屋顶绿化植物固定施工流程：

屋顶绿化施工流程图花园式屋顶绿化简单式屋顶绿化

屋顶绿化施工工序

清扫后闭水实验铺设排蓄水板铺设PE阻根膜铺设种植基质铺设过滤布种植植物安置雨水观察口

五．养护本钱和灌溉用水情况1.简单式屋顶绿化植物选择以景天科、石竹科耐旱地被植物为主，一般季节可依靠天然降雨来维持生长期用水需求，但每年3、4月干旱季节或长期无雨时节，需人工灌溉干预。通过实际核算，灌溉用水量为0.5～0.8吨/㎡·年，平均养护本钱为8～10元/㎡•年。2.花园式屋顶绿化植物选择以耐旱乔、灌、草植物为主，灌溉主要采用微喷技术或人工灌溉，通过实际核算，灌溉用水量为1.2～2.5吨/㎡·年，平均养护本钱为15～20元/㎡•年。蒋台路某公寓屋顶绿化后期养护缺失马连道更香茶叶有限公司改变屋顶绿化性质北京地区屋顶绿化失败案例屋顶绿化技术水平低、施工简陋

六．屋顶绿化建设本钱屋顶绿化在土层厚度允许的情况下〔乔木80cm左右，灌木40cm左右，草坪、地被25cm左右〕，植物种类选择只要掌握适地适树的原那么，根本上能满足植物在屋顶的生长要求。经调研，种植屋面因建筑结构设计和建筑承重所产生的费用，仅增加整体建筑施工投资造价的1～3%，对于新建建筑的可实施性和操作性较强。简单式屋顶绿化单方造价为130～235元/㎡；花园式屋顶绿化单方造价为350元/㎡以上(其中包括运输、种植等全部费用〕。

结构项目防水层防水保护层隔根层排水层过滤层栽培基质绿化园林小品造价（元/m2）40～65

20～3510～2035～5010～1545～8550～85另计备注1.简式屋顶绿化可根据建筑具体情况，省略防水层、防水保护层和隔根层费用。2.复式屋顶绿化原则上必须严格做二次防水。故分为：1）

旧建筑必须严格做防水层和防水保护层，费用不可省略。2）

新建筑的防水层和防水保护层的费用可省略，转为屋顶绿化投资之用。屋顶绿化建设本钱一览表1.种植屋面绿化面积少，生态效益不明显2005～2007年，在市政府的大力支持下，北京城区实施了30余万㎡的屋顶绿化，在城区原有60余万㎡屋顶绿化的根底上，种植屋面总量到达90余万㎡。但在北京规划市区1097km2范围内，此数量只占现有7000万㎡建筑平屋顶的1.29％，种植屋面面积总量小，生态效益不明显。七．北京屋顶绿化建设存在问题2.建筑屋顶缺乏必要的绿化设施，绿化施工困难重重1〕新、旧建筑普遍存在屋顶荷载缺乏的问题；2〕屋顶缺乏平安防护设施，无护栏或便捷的上下通道；3〕屋顶缺少绿化配套设施，加大绿化施工难度；4〕新建筑屋顶未考虑绿化，增加了今后改造的难度和费用。3.绿化形式较单一，未实现种植屋面绿化的生态效益最大化种植屋面的生态效益潜力尚未得到充分挖掘。由于受多种条件限制，目前实施屋顶绿化多以建筑荷载要求小，施工管理简便的简单式屋顶绿化为主。但其景观单一，生态效益较之花园式屋顶绿化差。据测算，1m2花园式屋顶绿化发挥的生态效益相当于6m2简单式屋顶绿化发挥的生态效益。4.技术水平低，对屋顶施工平安重视不够屋顶绿化施工技术和标准对于众多绿化施工队伍来说还是新鲜事物，需要一个消纳吸收的过程。因此在屋顶绿化施调查中发现仍然存在许多问题，给屋顶绿化推广带来一些负面影响。1〕屋顶绿化尚无特殊资质要求，施工队伍素质参差不齐，施工不标准；2〕对原防水层保护不当，造成漏水隐患；3〕对原排水系统保护不利，造成排水不畅；4〕屋顶原水落口处置不当，影响正常使用。5〕屋顶铺装伸缩缝和通风系统处理不当，影响屋顶保温效果；5．屋顶绿化产业链尚未成熟，施工技术和使用材料需进一步标准屋顶绿化属于绿化行业新领域，尚处于产业开展阶段：1)屋顶绿化综合技术尚未深入普及，包括相关技术指标、施工工艺等；2〕相关材料缺乏链接，尚未形成成熟的产业链和规模化生产；3〕相关材料的检测标准尚未完全建立。6.目前屋顶绿化还没有专门的法规支持人们对屋顶绿化的认识还存在误区，认知程度还有待于进一步提高。如何杜绝新的“秃屋顶〞产生还需进一步研究制定相关法规；市区两级财政对屋顶绿化的补贴力度还需进一步加大；①潜力很大这是利用高分辨率卫星影像，采用GIS处理技术得出北京地区平屋顶数量，即北京市建成市区可进行绿化的平屋顶面积约－6979万平方米八．北京屋顶绿化建设前景展望②进一步研究政策相关政策的研究是屋顶绿化的助推器应进一步研究屋顶绿化相关政策，相关政策的研究是屋顶绿化的助推器。根据国内外屋顶绿化开展趋势来看，屋顶绿化方面的政策法规，是推动屋顶绿化向前开展的原动力之一。建议政府相关部门借鉴国外成功经验，凭借2021年绿色奥运契机，制定北京地区屋顶绿化法规条例，在全市范围内加强推广屋顶绿化的力度。争取在短时间内较大幅度地改善城市生态环境。③

鼓励不断创新屋顶绿化方面的技术研究始终在持续着，屋顶绿化建立的理念逐步向节约能源、表达文化、植物配置多元化的方向开展，因此屋顶绿化开展形式也更趋向于自然和回归。2.实施对策

1〕应大力提倡屋顶绿化节能技术城市屋顶绿化是国际上公认的改善热岛效应的重要手段之一，2005年7月1日建设部正式公布并实施?公共建筑节能设计标准?GB50189-2005。因此，如何利用建筑屋面大力提倡屋顶绿化和节能技术，进一步研究和推广屋顶雨水收集回灌技术和开发屋顶绿化中水灌溉技术，对于有效利用自然资源，节约能源意义重大。2〕应建立权威检测机构，健全监管措施为保证屋顶绿化设计和施工质量，促进市场进入良性循环状态，应借鉴国外的成功经验，建立权威检测机构，对屋顶绿化隔根层、排水板和人工种植基质等主要材料进行检测，使施工、监理部门有据可依。通过制定各类材料和技术标准，进一步标准屋顶绿化材料市场，使其向健康有序的方向开展。

3〕应积极拓宽资金渠道，增加资金投入屋顶绿化作为城市绿化的重要组成局部，其资金投入是城市公共财政支出的重要组成局部，尤其在公共建筑物上实施屋顶绿化，应坚持以政府投入为主的方针。市各级财政都应安排必要的资金予以支持，建议将屋顶绿化建设工程纳入政府折子工程。4〕应加强施工管理，提高施工人员素质屋顶绿化从业人员素质的上下直接关系到屋顶绿化建设水平的上下。应加强技术培训和检查工作，全面提高从业人员的素质，施工人员系统全面掌握屋顶绿化建设技术，方可保证建筑平安和屋顶绿化质量。

5〕应加强建成后的监管工作，确保屋顶绿化的后期管理质量绿化建设讲究“三分种，七分养〞，尤其屋顶绿化所处位置高，平时不易看到。如缺乏管理，很容易荒废，使投资付诸东流。因此，要加强这局部绿地的养护监察工作。可将屋顶绿化纳入城市绿地系统或归入单位附属绿地，明确养护责任人，从而保证屋顶绿化能够常绿久盛。6〕进一步加强屋顶绿化的科研投入北京城市屋顶绿化技术方面的研究尚存在很大空间。屋顶绿化的系统化定量研究在我国尚属起步阶段。我国幅员辽阔，气候差异明显，定量化研究屋顶绿化的生态效益、经济效益和绿化本钱，对于确定各地区的屋顶绿化模式和技术指标，核算绿化本钱和生态经济效益具有重大指导意义，对于城市规划与环境评估也可以提供必要的参考。7〕屋顶绿化相关政策的研究是屋顶绿化的助推器根据国内外屋顶绿化开展趋势来看，屋顶绿化方面的政策法规，是推动屋顶绿化向前开展的原动力之一。希望政府相关部门借鉴国内外经验，分步骤制定北京地区屋顶绿化法规条例，出台相关的配套政策。①对新建建筑在规划时明确提出屋顶绿化要求；②对屋顶绿化行业进行特殊管理，建立屋顶绿化设计、施工行业准入机制。③针对国内屋顶绿化开展状况，为标准屋顶绿化相关材料的应用，亟需尽快建立国内屋顶绿化相关材料检测实验室。

目前，①德国