CN102640655B - 一种季节性屋顶绿化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种季节性屋顶绿化技术。以具有叶面肥大的瓜类为种植植物，使其覆盖在屋顶上形成隔热层。本发明的优点是：1）本发明采用的瓜类为一年生蔓生草本植物，叶面肥大，投入小见效快；2）带有储水圈的种植池投入费用低；种植后管理简便，只要适度地进行一些灌溉就能保持良好效果；同时隔热降温作用非常显着；3）方便屋顶维修，即使在夏季需要维修时只要将局部瓜蔓移开即可，即使不能恢复经济损失小。

Description

一种季节性屋顶绿化方法

技术领域

本发明涉及一种季节性屋顶绿化技术。

背景技术

屋顶绿化能净化空气，降低大气浮尘，优化生态环境，改善局部小气候；保护建筑防水层不受气候、紫外线损伤，延长建筑的使用寿命。夏季屋顶绿化对顶层住户能明显降低室内温度，降低空调耗电量，从而进一步改善城市的热环境。

现有屋顶绿化可分为花园式屋顶绿化和简单式屋顶绿化两类：1）花园式屋顶绿化要求屋顶可容许荷载一般静荷载应大于等于250kg/m2。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；2）简单式屋顶绿化要求屋顶可容许荷载一般为100～150kg/平方米。利用草坪、地被植物进行简单屋顶绿化，一般会增加重量30～70kg/m2，几乎适合各种屋顶。

我国早在４０多年前就开始实施屋顶绿化，屋顶绿化已取得一定成效。许多城市出台了鼓励屋顶绿化的相关政策。但由于：

1）屋顶绿化的成本较高，以比较便宜的佛甲草为例，每平米种植需要100元。受建设成本的影响，国内很少有房地产开发商愿意进行屋顶绿化。现有屋顶绿化大多在新型建筑或者公共建筑上；

2）对于最需要利用屋顶绿化隔热节能的居民楼，由于屋顶可容许荷载小，特别是施行屋顶绿化先期投入，后期维护的费用问题，使得屋顶绿化难以推广；

3）现有屋顶绿化都必须对楼顶进行防渗水和防根刺穿处理，上层铺设种植土层，再种植屋顶绿化植物。前期投入投资大，后期需专业人员维护，像爬山虎这样的藤蔓植物用于屋顶绿化生长时间长，见效慢。植物根系发达穿透力较强，种植屋面产生渗水的可能性加大。屋顶维修复杂，费用高。

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种培育简单、成本低廉、维护方便的季节性屋顶绿化技术。

为此本发明采用的技术方案是：本发明以具有叶面肥大的瓜类为种植植物，使其覆盖在屋顶上形成隔热层。

所述瓜类为南瓜、西瓜、丝瓜、冬瓜、香瓜。

在瓜类种植过程中用到以下器具：包括带有储水圈的种植池，种植池设置在储水圈内并高于储水圈设置，种植池下部设排水口；储水圈、种植池架空设置在屋顶上。

所述种植池底部铺设排水层，排水层高于排水口设置。

在相邻种植池之间设置固定绳，南瓜瓜蔓顺固定绳生长，下方形成气流通道形成架空隔热层结构。

所述带储水圈的种植池设置在屋顶承重墙上。

按每株瓜类覆盖的面积及屋顶面积结合计算出理论种植池个数，再此基础上按1.5-2.5倍确定实际种植池设置个数，每年在不同种植池内进行瓜类的轮作；储水圈的投影面积与种植池面积相近，高度为种植池高度的1/3-1/4。

所述排水层，可以使用碎石、瓦等材料，高于排水口。

如种植南瓜，所述固定绳，南北向间隔0.8——1.6m，高度为0.15——0.50m，固定绳两头固定在植池之间，两侧不受遮挡，能形成良好的通风口。

本发明的优点是：1）本发明采用的瓜类为一年生蔓生草本植物，叶面肥大，投入小见效快；2）种植池投入费用低；种植后管理简便，只要适度地进行一些灌溉就能保持良好效果；同时隔热降温作用非常显着；3）方便屋顶维修，即使在夏季需要维修时只要将局部瓜蔓移开即可，即使不能恢复经济损失小。

以南瓜为例：一般屋顶绿化能降低室内气温主要依靠植物三种作用：一是反射作用；二是隔热作用；三是蒸腾作用。南瓜有很好隔热降温效果、除以上三种作用之外，还在于屋顶与南瓜叶之间会自然形成“架空隔热层”结构，通过固定绳形成的“植物架空隔热层”结构，通道空间大，隔热效果更好。

南瓜叶柄一般有十五厘米以上，当南瓜生长覆盖屋顶后，南瓜叶片间排列紧密形成一片，叶面与水泥屋顶形成“架空隔热层”。一方面“架空隔热层”上的南瓜叶遮挡阳光，使屋顶变成两次传热，避免太阳辐射热直接作用在屋顶上；另一方面风压和热压的作用，尤其是自然通风，带走进入屋顶的热量；南瓜叶下湿度大的空气会吸收一些屋顶的热量，从而减少屋顶外面热作用对室内的影响。由于屋顶没有生长土的覆盖，形成白天能隔热，晚上易散热的特点，加强隔热降温效果。

南瓜作为屋顶绿化植物的优点：

屋顶种植南瓜有着屋面负荷轻，隔热效果好；投入少，见效快；粗放管理；方便屋顶维修的优点。这是种适合一切建筑屋顶绿化的方式，特别是暂时无法实现常规屋顶绿化的老旧建筑和居民楼。如果顶楼居民使用南瓜进行屋顶绿化，夏季可以在降温节能上得到收益，秋季还能收获南瓜果实。一定程度上会激发这些居民实施屋顶绿化的热情，在他们主动实施屋顶绿化的同时，屋顶绿化到所具有的社会效益自然发挥。

其与现有的各种屋顶绿化方式比较：

1）与花园式屋顶绿化方式比较：

花园式屋顶绿化，虽然可以提供一定的游览和休憩活动空间，但对屋顶要求高，绿化复杂，适合屋顶可容许荷载大的建筑。就针对一般居民楼施行屋顶绿化而言，与种植南瓜相比无可比性。

2）与简单式屋顶绿化方式比较

现有屋顶绿化都必须对楼顶进行防渗水和防根刺穿处理，上层铺设种植土层，再种植屋顶绿化植物。前期投入投资大。冬季草坪枯萎保温效果只是种植草坪的一层种植土，效果有限。像爬山虎这样的藤蔓植物用于屋顶绿化生长时间长，见效慢。植物根系发达穿透力较强，种植屋面产生渗水的可能性加大。屋顶维修复杂，费用高。

屋顶种植南瓜可以使用花盆等容器栽种，无需对整个屋面进行改造。南瓜为一年生植物，可以达到迅速建设、立竿见影的效果；种植容器投入费用低；种植后管理简便，只要适度地进行一些灌溉就能保持良好效果；同时隔热降温作用非常显着。南瓜的果实有经济价值，顶楼居民有自发行动的热情。方便屋顶维修，即使在夏季需要维修时只要将局部南瓜藤移开即可，即使不能恢复经济损失小。

附图说明

图1为本发明屋顶布置图。

图2为本发明种植池的结构示意图。

图中1为种植池、2为承重墙、3为固定绳、4为屋面、5为储水圈、6为灌溉管、7为排水口。

具体实施方式

下面从各个方面详述本发明的创新点，以便更好的理解本发明：

下面以南瓜为例来具体说明本发明，其它瓜类具有类似的特征就不做具体的说明：

1、南瓜轮作与连作

轮作是指同一块田地上，在季节间或年间轮换种植不同的作物一种种植方式。合理的轮作有很高的生态效益和经济效益：有利于防治病虫害；改善土壤理化性状，调节土壤肥力。

连作，与轮作相反，是在同一地上连年种植相同作物的种植方式。连作会降低肥力，特别加重土传病虫害（植物的病虫害不只有重土传病虫害）的发生。理论上南瓜的种植以轮作方式为好。

一般认为连作土传病虫害是由病原菌在土中不断积累所致。近年研究发现，植物根系分泌物有抑制或促进病虫害的作用。抗病品种就能有效控制或减轻病虫害的发生。

随着科技的进步，许多抗病品种不断出现，农业生产的职业化使得连作成为普遍现象。有报道称，南瓜抗病特性好的品种，大规模生产有五六年不发生病虫害的例子。根据多年种植南瓜的经验，和走访郊区农民得到的结果，南瓜可以实行连作。

1.1屋顶南瓜连作优势

屋顶绿化种植南瓜的连作与地面相比有诸多优势：

一、屋顶绿化种植南瓜，以瓜叶覆盖屋顶降温为目的，不以收获南瓜果实为目的，对肥料控制的要求相对较低。

二、使用种植池，每株相对独立，种植面积小，土中的病原菌不足以产生病虫害。

三、屋顶种植南瓜光照充足、地势较高、不积水少，病虫害不易发生。

四、南瓜生长在高空，每年不留残枝，高空空气流通好，不易形成病害。

五、冬天屋顶寒冷对病原菌有杀灭作用。

六、不作为商品，品种可以经常更换，可选择抗病品种。

综上所述，出于隔热降温目的，在屋顶种植南瓜不需要每年轮作，只要注意选择抗病品种，每年不留残枝，施足基肥，注意防治病虫害，同一个种植池1中连续种植几年南瓜是可以的。

1.2屋顶种植南瓜可采取的方式

虽然屋顶种植南瓜可以连作，但是为确保每年夏天南瓜能正常发挥屋顶隔热降温作用，防止土传病虫害的病原菌在土中过分积累，计划种植初期时还是应该做好轮作准备。根据需要在计算种植池数量应该加倍，达到每年两个种植池1一个用于种植南瓜，另一个用来生长其他非葫芦科植物，每年轮换以此方式实现轮作目的。

老居民楼顶种植南瓜，可采取在屋顶承重墙2上方架空建造种植池1或者用盆器栽植的方式。根据屋顶面积，按每个种植池1生长一株南瓜，覆盖约15平方米计算（根据这两年的种植经验），计算个数，数量再加倍。每个种植池1不应小于50×50×40（厘米），种植池下部设排水口7。种植池1四周可以建造10厘米高、10厘米宽的储水圈5，大雨时可防止种植池1泥土直接流出堵塞下水管；过分干旱时，可以在其中储水为南瓜提供水分。种植池1上设置灌溉管6，种植前期应做好灌溉方式管计划，根据具体情况灌溉可采定时、定量方式，也可采取喷灌、滴灌等方式。

种植池1底部铺应有排水层，可以使用碎石、瓦等材料，高于排水口7，约高度约储水圈5一半。

种植用土，腐殖质土、稻田土、山泥、塘泥土等均可，每年施加基肥。

南瓜生长会沿着屋面4自由蔓延，为防止屋顶大风将南瓜挂乱，可以在屋顶设置固定绳3，用以牵引南瓜藤覆盖屋面；屋顶根据种植池1的位置，在南北向每隔0.8——1.6m，装置高度为0.15——0.50m的固定绳3，当高度低于要求时中间应作支持。固定绳3两头固定在植池1之间，两侧不受遮挡，能形成良好的通风口。

固定绳3作用，一是起到牵引与固定瓜蔓，防止屋顶大风将瓜类刮乱，影响屋面均匀覆盖；二是在牵引主蔓沿固定绳3上生长，由于固定绳3下部缺乏光照，瓜叶不会在那里正常生长。固定绳3下与屋顶会构成一个空气通道，形成“植物架空隔热层”结构，通道空间大，隔热效果更好。

2、数据统计：

６月底南瓜已经将卫生间屋顶全部覆盖。从7月1日开始到8月31日对屋顶上南瓜的遮阳隔热效果进行测量和记录。这两个月基本涵盖了一年中的高温天气。可全面反映夏季各种情况下南瓜的隔热效果。

3、温度数据的测量采集

３.１采集时间

开始几天每天测量三次，后来在雨天测量时发现，各点测得的温度与测量点的干湿情况有关，而与南瓜叶覆盖情况无关。因此改为，无雨的天气，每天测量三次。分别是14时，代表一天中阳光最强烈，温度最高的时候。18时，太阳落山前代表阳光较弱的时候。20时，代表夜晚无太阳情况。

３.２采集位置

“水泥”，一直无南瓜叶面遮挡的水泥屋顶边缘。“叶面”，阳光直射的南瓜叶面，或距离屋檐一米范围内，阳光未被遮挡的南瓜叶面。“阴影”，被测“叶面”下方，被叶面遮挡的阴影处水泥屋面。以上三各测量点在一天中位置相对固定。“室温”，卫生间室内温度。

３.３采集方式

每个点每次测量三次。“水泥”、“叶面”以红外测温仪测量在直径５厘米范围内温度最高值记录。“阴影”以红外测温仪测量最在直径５厘米范围内温度低值记录。一般情况，三次测量的温度值没有偏差。“室温”根据电子温度湿度计显示读数。

３.４数据的统计

为准确反映南瓜隔热降温效果，排除雨水带来的低温和雨水蒸发带引起表面降温等干扰因素，选择全天无雨的天气数据统计分析。数据整理时发现在对应时间各天温度值有很大差异，特别是“水泥”“阴影”的温度差。经过对比分析发现，在相同天气情况下，对应点对应时间，，温度存在一定规律性。说明各点的温度不但和事件相关，而且和天气情况相关，对数据整理分析必须加入天气因数。为便于分析各种天气情况的影响，将无雨的天气情况分为三类：晴，阳光强烈天空无云遮挡。多云，天空云多，阳光大部分时间被遮挡。阴，很少有阳光出现。

将测量结果进行分类统计，为能将大量数据简单化，便于发现规律，能直观反映某一时刻每种天气情况的普遍隔热效果，采取以各种情况下的算术平均值代表这一某种情况。这样分类的好处在于，不因为选择的每一天的数据统计分析，而不能反映夏季南瓜隔离阳光热辐射能力的强弱及其降温效果。还可以排除人为因数和天气不同对数据的影响，能综合反映各时段、各种天气情况，具有一般性。并可以根据不同天气的天数，估算出夏季整体的隔热降温效果。

各时间天气情况平均温度统计表(单位℃)

	14时水泥	14时叶面	14时阴影	14时室温	18时水泥	18时叶面	18时阴影	18时室温	20时水泥	20时叶面	20时阴影	20时室温
													晴	56	38.3	36.5	34	44.5	34.8	34	32.6	37	32.3	33	32
多云	44.9	32	30.5	29	37.7	30.5	29.1	27.8	33.3	28.4	28.9	27
													阴	39	33	32.3	30.5	33	28.8	28	26.5	28.8	26.3	26.8	26.3

３.５测试数据分析

由测试结果可知温度变化具有明显的规律性，在一天内的温度变化随时间的不同而改变；而天气情况，会随着气温和阳光强烈程度的不同变化。

14时。是一天中日射最强烈的时段，无论各种天气情况下处于这一时段，南瓜的隔离阳光对屋面热辐射的能力最强。晴天平均能降低屋顶水泥温度达19℃。阴天也有7℃。晴天这一时段，南瓜隔热降温效果最明显。

20时。进入夜晚已经没有阳光对屋面热辐射。因为一天屋顶受阳光的照射，在没有南瓜遮挡的地方余热存在，温度还是比有南瓜遮挡的地方要高出一些，这时候南瓜的蒸腾作用表现出来“叶面”的温度反而比“阴影”低。屋顶的热量通过叶面、屋顶与南瓜叶之间的空气层向外散发，由于蒸腾作用，温度与叶面间的湿度会大一些，在此作用下，南瓜会对屋顶起到一定的降温作用，并能更多降低室内温度。

18时与14时和20时比较。会发现，太阳落山后温度及其温度差的变化较为缓慢。

天气情况方面。晴天各时段比多云天气南瓜隔热降温效果显著。而多云天气各时段比阴天南瓜隔热降温效果明显。

3.5　隔热降温效果

根据以上数据分析可知，屋顶生长的南瓜隔热降温效果与阳光强弱和气温相关，即阳光越强、气温越高隔热降温的效果越明显。夜晚南瓜也会加速屋顶的热量向外发散。

屋顶生长的南瓜能在夏天起到很好的隔热降温作用。以室内50%的温升来至屋顶有南瓜生长的室温烈日下可降低10℃。以室内30%的温升来至屋顶有南瓜生长的室温烈日下可降低7℃。与通常说法屋顶绿化降温3～5℃相比，夏季屋顶生长南瓜能够很好起到隔热降温效果。

Claims (3)

1.一种季节性屋顶绿化方法，以南瓜和非葫芦科植物为种植植物，使其覆盖在屋顶上形成隔热层，其特征在于，在种植过程中用到以下器具：包括带有储水圈的种植池，种植池设置在储水圈内并高于储水圈设置，种植池下部设连通储水圈的排水口；储水圈、种植池架空设置在屋顶上；

每年两个种植池一个用于种植南瓜，另一个用来生长其他非葫芦科植物，每年轮换以此方式实现轮作目的；

在相邻种植池之间设置固定绳，南瓜瓜蔓顺固定绳生长，下方形成气流通道形成架空隔热层结构；

种植池底部铺设排水层，排水层高于排水口设置；

所述排水层，使用碎石和/或瓦材料；

所述固定绳，南北向间隔0.8—1.6m，高度为0.15—0.50m，固定绳两头固定在种植池之间，两侧不受遮挡，能形成良好的通风口。

2.根据权利要求1所述的一种季节性屋顶绿化方法，其特征在于，所述带储水圈的种植池设置在屋顶承重墙上。

3.根据权利要求1所述的一种季节性屋顶绿化方法，其特征在于，按每株瓜类覆盖的面积及屋顶面积结合计算出理论种植池个数，在此基础上按1.5-2.5倍确定实际种植池设置个数，每年在不同种植池内进行瓜类的轮作；储水圈的投影面积与种植池面积相近，高度为种植池高度的1/3-1/4。