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种植屋面与防水技术

作者:叶琳昌   来源:东方雨虹   分类:防水技术   更新时间:2013-10-15   浏览次数:3683

        城市是一个有机整体。随着我国城镇化建设步伐的加快,现有大中城市环境的污染日益突出,在新建和既有建筑改造中(注:我国目前既有建筑总量约500亿m2),大力推行“节材、节能、节水和节地”的绿色建筑,完全符合社会发展和人类生存的需要,而种植屋面(俗称绿化屋面)是其中重要的一部分。近读上海新民晚报《申城居民楼如何营造田园风光?》一文(载2013年8月24日A1版),看到本市多年来在这方面的研究成果,感慨良多。但如何扩大种植屋面的应用范围,真正造福于民,涉及多学科、跨部门的诸多配合问题。现就其中的防水、节水技术谈点看法,因篇幅有限,其他不“节外生枝”了。
        首先是防水技术。必须根据不同植物品种,因地、因时、因工程制宜,体现在种植屋面的设计、构造与选材上。人类真正为改善环境而进行绿化,只有半个多世纪的历史。1959年美国加利福尼亚州奥克兰市凯泽中心建造了一个6层楼高、面积达12,000m2的屋顶花园。随后,屋顶花园在国外迅速增多,其中美国、日本、德国等在屋面构造、人工栽培土及防水材料的研究上有突出成就。他们强调柔性防水技术,采取防排并举,综合治理的方法。也可以说,种植屋面是一项引进技术,目前我国执行的种植屋面技术标准,主要参考国外相关标准而制定的。
与一般屋面工程相比,种植屋面出现渗漏水的频率增多,且返修困难,经济损失更大。其主要原因是该类屋面构造层次较多(如增加了耐根穿刺防水层、排蓄水层、过滤层、种植土层等),细部节点复杂,由于屋面荷载增大,对设防要求与选材有严格要求。如何兼顾屋面结构承载能力和抗裂性,正确处理雨水回用、蓄水、排水的关系,防止土壤水分干涸,确保植物正常生长等,都需周密考虑,否则由此出现的渗漏水现象在各地屡见不鲜。
        而2010年建设的上海辰山植物园科研中心种植屋面,由于充分考虑该工程造型新颖、跨度大,且参观的人行道必须跨越等特点,精心设计、精心施工,竣工至今未出现渗漏水现象,受到各界好评。其核心技术是防水层系采用东方雨虹牌ARC复合铜胎基耐根穿刺防水卷材,并与同类SBS改性沥青卷材复合而成。该防水层在使用中不仅有优异的活性和抗水能力,而更为奇妙的是,当植物根系刚接触到阻根卷材时,就会产生化学反应而止步,并在长期使用中又保持着良好的物理力学性能,因此是大型绿地建设项目和地下建筑顶板种植工程上首选的防水材料。
        另外,我国研究种植屋面虽然起步较晚,但也作了有益的探索。如上世纪80年代前后,先后在重庆、长沙等地建成的一批植被屋面、蓄水屋面、“自然能”屋面等,都强调通过蓄水改善隔热功能,同时解决屋面结构混凝土的开裂问题。但因南方夏天长期干旱,水分易于蒸发、干涸,当水源得不到及时补充,或后期管理不善等原因,不仅无法抑制混凝土的开裂,并使屋面渗漏水现象愈演愈烈,因此未能进一步得到发展。
        值得提出,江西南昌邹尚云先生是一位出身于建筑世家、自学成才的工人发明家(现为高级工程师),他于1999年首先提出的《屋面生态复合排水呼吸系统》发明专利,初期主要是针对既有建筑屋面渗漏顽症,通过结构加固、筑漏与种植绿化相结合的一项实用技术。在随后的10多年间,在有关专家帮助下,他通过不断研究与工程实践,终于形成了以混凝土刚性防水技术为主,具有自主创新的“绿色生态防水屋面技术”。该技术借鉴中国古代汉瓦屋面防水及呼吸理念,并吸取国内外有关科研成果,采取全新的屋面构造设计,优化了蓄水设施,确保混凝土刚性防水的持久效应。其中心思想是“引导” ,不与自然相对抗,并形成导水、排水、换气、植被的生态循环,解决了因保温层内积水饱和,由屋面内外温差产生的巨大温度应力,导致结构混凝土开裂与屋面渗漏水的老大难问题,从而实现隔热、保温、防水和改善环境等多种功能,为炎热地区种植屋面进入寻常百姓提供了一项实用技术。由于具有简便、可靠、耐久又经济的特点,不仅适用于新建的花园式种植屋面,更适用于既有建筑的屋面改造工程。现今,绿色生态防水屋面已累计在为数众多项目上得到应用,不仅可以植被,还可种植蔬菜、水稻和养鱼等;同时还扩大到立体和女儿墙上,成为“天地依依共舞绿,果花飘香又一村”的美景。而较早使用该项技术的江西南昌洪都宾馆屋顶,早已摆脱屡修屡漏的窘境,十余年来该屋面再未出现任何渗漏水现象,得到业主的充分认可和嘉许。
        其次是节水技术。这在当前全球气候日益变暖和水资源十分紧缺的今天,尤为重要。相传于3800多年前建造的古巴比伦空中花园(距伊拉克巴格达以南90km),占地1260㎡,是个高25m的四层土坛,层层栽植奇花异草,主要靠人工引水上山灌溉林木,虽给单调的巴比伦平原增添了一抹亮色,但耗费了大量的水资源。而现代建造的国内外各类种植屋面,均需在使用过程中,定期浇水灌溉,及时补充水分,否则会造成植物干枯,并影响到屋面隔热,保温效果与生态环境。
        欣喜的是,近年来邹尚云先生再接再厉,又在绿色生态防水屋面上,增添了滴灌、渗灌设施,通过土壤水分的调节,确保植物正常生长。这一利用雨水、顺应自然的节水技术,为推广种植屋面提供了更为广阔的舞台,值得各地借鉴。
        最后让我想起上世纪90年代,上海市政府为解决房屋渗漏与屋顶隔热问题,率先在全国实施的“平改坡”工程,通过各方努力取得显著成效,广大居民众口赞誉。而绚丽多彩的屋顶,又成为城市的一道风景线。但坡屋顶的热岛效应和引起的环境污染,仍是抹不去的阴影。目前这些屋面陆续进行大修,如能结合实际,因地制宜进行由“坡”改“绿”的试点,也不失为明智之举。
        德国著名作家、诗人歌德(1794~1832)在《日记》中有一段让人值得回味而富有哲理的文字:“总有一天,机械论和原子论概念在人们聪慧的头脑中完全被推翻,所有现象都显现为动态和化学的现象,从而进一步证实自然界的神圣生命”(朱勃。城市生命力。北京:中国建筑工业出版社,2011年版第169页)。就屋顶来说,它虽无言但有生命体征和自身运转规律,是推动“城市活力”不可忽视的因素。愿种植屋面在与人类和大自然的和谐相处中,绿色长驻,更上一层楼。

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