全 文 :收稿日期:2014-10-31
基金项目:桂林市科学研究与技术开发计划项目(20120113-15)
作者简介:梁劲君(1968-),男,广西临桂人,主要从事园林绿化研究推广工作。
佛甲草屋顶绿化建造技术
梁劲君1 邓光宙2 梁祖珍3 王 键4 毛佳英1 霍 晗1
(1.广西极地绿化有限公司,广西 桂林 541004;2.广西特色作物研究院;
3.桂林市蔬菜研究所;4.桂林健成生物科技开发有限公司)
摘 要:全生态屋顶防水隔热绿化技术施工结构层的排列顺序从下至上为:防水层、隔热层、隔
根膜、过滤层、营养土层、绿化植物。结构层次科学合理,可以实现防水、隔热节能、绿化、环保四位一
体的功能,并能有效延长防水层的寿命,把屋顶建成一个全生态的绿色花园。
关键词:佛甲草;防水;隔热;屋顶绿化
现代建筑物的屋顶一般都存在夏季温度高及部分
还存在漏水、脏、乱、差的现象。目前克服上述现象常用
的方法是涂沥青防水,加盖水泥砖防热,但都不能长期
从根本上解决问题。笔者多年对屋顶防水、隔热、绿化
技术进行研究,采用聚乙烯炳纶高分子防水涂料—砂
加气混凝土隔热砖—HDPE隔根膜—土工布过滤层—
有机营养土基质—佛甲草绿化草皮的屋顶防水隔热绿
化结构,不仅能提高城市的景观水平,还能隔热、防水,
具有通过屋顶绿化实现隔热节能、防水、绿化、环保四
位一体的效果。
1 材料及建造技术
1.1 防水层
直接在建筑物平整屋顶上涂刷 2 mm厚的聚乙
烯炳纶高分子防水涂料,形成防水层(图 1、图 3)。
1.2 隔热层
1.2.1 隔热砖制作 隔热砖是长 300 mm×宽 300 mm×
高 80 mm的长方体,顶面平整,底面均匀分布有方柱
型支架、排水孔和排水道。其制作方法如下:采用砂加
气混凝土材料按中华人民共和国《蒸压加气混凝土砌
块》GB11968- 1997 国家标准浇注成长 300 mm×宽
300 mm×高 80 mm的长方体,再在其底面表面加工
成 30 mm×30 mm×30 mm的方柱型支架,方柱型支
架间隔 30 mm,方柱型支架之间的空道作排水道,在
排水道上设置 4~16个Φ8 mm的排水孔,排水孔与
排水道连通,采用现有技术经发气膨胀、静停切割、蒸
压养护而成(图 1)。
1.2.2 隔热砖的性能 隔热砖具有容重轻、强度高,
导热系数小,耐火、防火的性能。
1.2.3 隔热层 将隔热砖整齐铺设在防水层上构成
隔热层(图 2、图 3)。
1.3 隔根膜
隔根膜由 HDPE制成,厚度 0.2~0.5 mm。将隔
根膜平铺在隔热层上防止根系穿透防水层(图 2、
图 3)。
1.4 过滤层
由 150 g/m2土工布铺成,具有过滤、排水、防护的
功能,而且抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐
老化、耐腐蚀性能好。将土工布平铺在隔根膜上形成
过滤层(图 2、图 3)。
1.5 营养土层
1.5.1 营养土的配制 按有机污泥∶木糠∶发酵
菌=120∶120∶1的重量比配方称料,将三者混合均
匀,堆成高 1~1.5 m、宽 1~2 m的发酵堆,间隔 30~
50 cm,插上Φ1~3 cm的通气孔,进行发酵,发酵温
度为 75~80℃,发酵 14~16 d;第 1次翻堆的时候,
再按堆肥∶硫酸钾 =1000∶1.5比例加入硫酸钾进行
混合拌匀,2.5~3.5 d翻堆 1次,整个发酵过程要翻堆
4~6次。其中发酵菌由芽孢杆菌或秸杆腐熟菌或酵
母菌与麦麸按 1∶100的重量比混合,加水至含水量
达 45 %~55 %,堆沤发酵 0.5~1 d制成。
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1.5.2 营养土层 将营养土均匀铺在过滤层上,厚度
为 30 mm,形成营养土层(图 2、图 3)。
1.5.3 营养土性能 该营养土层负荷轻、营养丰富、
保水保肥、透气性强。经检测:有机质含量(以干基
计)达 39%,总养分(N+P2O5+K2O)含量(以干基计)达
8.2%,肥料中活性生物菌数量为 3.63×109个 /g。营
养土层能为绿化植物提供营养丰富、通水透气的培养
基质。
1.6 智能化滴管系统
在屋顶的一角落安装自来水开关,连接安装智能
化自动供水控制器,再连接安装规格为Φ25 mm的
PVC水管,水管朝上部位间隔 200 mm依次钻Φ1 mm
的小孔,钻孔后用土工布环绕包扎水管 1圈。水管的
间距在 2 m,可根据绿化造型设计调整,水管安放时
应尽量埋入营养土层里,保持营养土层与水管在同一
平面,水管安装完毕后,即形成一套完整的智能化自
动供水控制系统,以保证草本植物生长的供水需求。
1.7 绿化植物
绿化植物为佛甲草系列。
1.7.1 佛甲草特性 佛甲草,又名万年草、佛指甲、半
支连等,为景天科费菜属多年生草本植物,有白茎和
红茎 2个品种。佛甲草生长适应性强,耐寒、耐旱、耐
盐碱、耐瘠,抗病虫害,茎肉多汁,碧绿的小叶宛如翡
翠,整齐美观,既可作为盆栽欣赏,也可作为露天观赏
地被栽植,是目前国内用于屋顶绿化最主要的草本植
物。由于佛甲草茎节着地生根,故繁殖容易,种植方式
多样,主要以撒种、分株、扦插、移植等方法繁殖。技术
以在地面培植好佛甲草草皮之后,将草皮搬运到屋顶
作为主要植物进行屋顶绿化,效果良好。
1.7.2 佛甲草草皮的培育
(1)种植地选择:佛甲草属耐旱怕涝植物,应选择
排水较好的农田或荒地为种植地。
(2)整地:将土地翻起、耙松,整理成高 12 cm、宽
120 cm、长 2 000 cm的长方形畦,畦间距 30 cm,在畦
面平整覆盖规格为 100 g/m2、宽 120 cm的土工布。
(3)撒播带节草茎:将长势健壮的佛甲草茎苗剪
切成长 4 cm左右的带节草茎,并均匀的撒播在土工
布上,茎苗用量:春季 4 kg/ m2,秋季、初冬季 3 kg/ m2
即可,然后将制备好的罗汉果渣基质均匀的撒在茎苗
之上,撒播厚度 1~1.3 cm,让草茎苗在土工布上达到
半埋半露状态。
(4)水分管理:撒播完成后,即时进行水分喷洒或
畦沟间引水灌溉,形成潮湿环境,利于佛甲草的根系
生长。撒播后 10 d内,加强供水管理,使畦面始终保
持湿润状态。
(5)草茎生长:撒播 3 d后,茎节处开始长出白色
的根须,在春季 20~28℃的气温条件下,撒播 20 d
后,即可长成草皮.
1.7.3 屋顶草皮铺设 用锋利的刀片将草皮切成
1.0×1.2 m的方块,铺在营养土层上。草皮移植后 30 d
左右,佛甲草的苗高可达到 18 cm。营养土肥效持久,
佛甲草长势茂盛,茎苗粗壮,自然平整。
图1 隔热砖
1-砖体 2-方柱支架 3-排水孔 4-排水道
图2
1-防水层 2-隔热层 3-隔根膜
4-过滤层 5-营养土层 6-绿色植物
图3
1-防水层 2-隔热层 3-隔根膜
4-过滤层 5-营养土层 6-绿色植物
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37℃、40℃、43℃;隔热砖和佛甲草屋顶绿化室内空
间温度在 3个时间段比无隔热砖和佛甲草屋顶无绿
化室内空间温度分别降低 4℃、6℃、7℃。
2.2 佛甲草屋顶绿化技术优点
(1)本屋顶绿化技术结构层次科学合理,设置的
防水层可防漏;隔热层可隔热;隔根膜可防止根系穿
透防水层和建筑结构层;过滤层具有过滤、排水、防护
的功能,而且抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、
耐老化、耐腐蚀;营养土层能为绿化植物提供营养丰
富、通水透气性好的培养基质;所选用的主要绿化植
物佛甲草不仅生长茂盛,四季长青,而且耐旱、耐瘠、
耐寒。
(2)由于防水层上设置有隔热层、隔根膜、过滤
层、营养土层 4层保护,免受阳光爆晒和紫外线的照
射,能有效延长防水层的寿命,把荒漠化的屋顶建成
一个全生态的绿色花园,并能有效降低城市热岛效
应,降低城市空气温度。
(3)本技术可以实现隔热节能、防水、绿化、环保
四位一体的功能,是传统建筑屋顶单一隔热设计的创
新技术。
(4)本技术操作简单、管理方便,是实现生态园林
城市建设最省时、省地、省投资的有效途径。
(5)本技术不仅不占用寸土寸金的城市用地,还
能让城镇绿化在原有基础上提高 20%的绿化面积,
完全符合国家倡导的建设节约型、环保型、低碳型社
会的要求,是一项利国利民的创新技术。
3 讨论
(1)经有机污泥(城市生活垃圾)和木糠混合发酵
制成的营养土层基质,其养分丰富,特别是加入适量
的硫酸钾,能培育健壮的佛甲草茎,健壮的佛甲草具
有储存大量水分的功效,在酷热干旱的夏季也能保证
正常生长。
(2)80 mm厚的隔热砖本身就具有导热系数小的
功能,与生长稠密茂盛的佛甲草配合,形成了天然的
隔热屏障,使得室内温度降温效果良好。
(3)隔热砖的方柱型支架、排水孔和排水道设计,
具有很好的透气性,很适合佛甲草的根系生长,即便
是 50℃的高温季节,佛甲草也不会有根系缺氧闷死
的情况发生。
(4)重量轻:全生态屋顶防水隔热绿化技术的总
体结构即使在雨季完全湿重的情况下,总重量也仅仅
是 100 kg/m2左右,无需改变原有屋顶的结构和常规
的设计结构,完全符合一般建筑设计的屋顶承载力低
于 250 kg/m2的安全范围要求。
(5)隔热砖和佛甲草屋顶绿化具有双向调节,夏
季隔热,冬季保温,节能效果好,同时可有效净化空
气,有效消除 PM2.5对空气环境的污染,真正达到绿
色、环保、节能的生态环境目标。
2 结果分析
2.1 佛甲草隔热降温效果分析
佛甲草在屋顶经过两个月的生长后,株高已经达
到 18~20 cm,生长旺盛、稠密,达到自然散热的效
果,有效缓解热导效应,真正达到降温效果。2013年 8
月 18日,笔者对一栋楼房顶部其中一部分面积进行
了 2年的隔热砖和佛甲草屋顶绿化与另一部分面积
无隔热和绿化的内顶温度和室内空间温度进行测定,
结果如下(表 1)。
(1)内顶温度:于 12:10、14:10、16:10 时进行测
定,隔热砖和佛甲草屋顶绿化内顶温度分别为 35℃、
36 ℃、38 ℃;屋顶无绿化内顶温度分别为 42 ℃、
45℃、49℃;隔热砖和佛甲草屋顶绿化内顶温度在 3
个时间段比屋顶无绿化内顶温度分别降低 7 ℃、
9℃、11℃。
(2)室内空间温度:于 12:30、14:30、15:50时进行
测定,隔热砖和佛甲草屋顶绿化室内空间温度分别为
33℃、34℃、36℃;屋顶无绿化室内空间温度分别为
()
()
()
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1 35 1 42 12:30 33 12:30 37
14:10 36 14:10 45 14:30 34 14:30 40
16:10 38 16:10 49 15:50 36 15:50 43
表1 隔热砖和佛甲草绿化夏季降温效果 ( 2013年8月18日)
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