CN1804335A - 一种蓄水型屋顶构建坪床与建植草坪的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑屋顶构建坪床与建植草坪工程技术领域。南方地区的蓄水型屋顶存在雨水渗漏，水质变坏会污染环境的问题。改造蓄水型屋顶为坡屋顶的工程不能从根本上缓解城市热岛效应，本发明以在蓄水型屋顶上建植草坪的方式增加城市自然下垫面。具有改变建筑环境景观、减少建筑物屋顶辐射热、提高城市绿化覆盖率、降低空调能耗、增加城市空气中含氧量等许多益处，在一定程度上缓解了城市热岛效应。

Description

一种蓄水型屋顶构建坪床与建植草坪的方法

一、技术领域

本发明属于建筑物屋顶构建坪床与建植草坪的工程技术领域，适用于我国南方广大地区蓄水型屋顶的草坪建植。具体涉及到蓄水型屋顶的保温隔热、构建坪床、草坪建植与养护管理，是将建筑物与草坪植被一体化有机结合的工程新方法发明。

二、背景技术

我国南方广大地区在夏季气温居高不下，酷热难当。夏季高温天气的热岛效应已严重影响到人们正常的生活和工作。采取各种措施缓解热岛效应的影响对于提高人民的生活质量，维持城市可持续发展具有重要意义。城市中建筑物的增加、自然下垫面的减少是引起热岛效应的主要原因，通过各种途径增加自然下垫面的比例，是缓解城市热岛效应的有效途径之一。

建筑物的屋顶大致有平屋顶、坡屋顶和曲面屋顶三类。蓄水型屋顶属于平屋顶的一种，南方地区大多数的旧式建筑采用这种屋顶，以屋顶蓄水的方式来减少屋顶辐射热。然而蓄水型屋顶的弊端已日渐突出，一方面如果没有人工水源补给，炎热干旱季节蓄水池内的水很容易被蒸干，屋顶在烈日暴晒下极易引发屋顶雨水渗漏问题；另一方面屋顶长期蓄水，水质变坏，蓝藻和裸藻会大量繁殖，在水面上形成大面积的浅褐带绿色的悬浮物，池底也会沉淀大量的腐殖质，严重时水面散发出异常的腥臭味，对城市空气质量以及城市景观都有一定的负面影响。这类问题已引起部分城市的规划部门的高度重视，并开始组织实施改造蓄水型屋顶为坡屋顶的工程。坡屋顶在新式建筑屋顶设计中普遍采用，它通过自然通风的方式来减少由屋顶传入室内的辐射热，从而达到隔热降温的目的。但这项改造工程不能从根本上缓解城市热岛效应，而且高昂的造价成为限制这项工程推广普及的主要因素。

屋顶绿化是一种具有很好的生态价值和经济价值的绿化形式，能够减少建筑屋顶的辐射热，缓解城市热岛效应，同时增加城市绿化面积，提升城市文明层次。在我国屋顶绿化的主要形式为屋顶草坪的建植。经检索国家专利网(http：//www.sipo.gov.cn/sipo/default.htm)，关于屋顶绿化的发明专利有13项，实用新型专利9项。这些专利都集中在种植材料的选择、养护管理方法、施工方法以及基质配比上。是在现成的、适合作绿化的屋顶上所进行的草坪建植工作。对不具备绿化基础的特殊的蓄水型屋顶还没有一个可行的草坪建植方案。

三、发明内容

本发明需要解决的问题是针对我国南方地区蓄水型屋顶没有可行的草坪建植方案这一问题，提出蓄水型屋顶构建坪床与建植草坪的一整套工程新方法。其发明点是：①构建保温隔热、排水性好的坪床；②配比养份充足、保水性好的基质；③种植质地好、抗逆性强的草坪草。

本发明不影响屋顶工程结构的稳定性，将蓄水型屋顶成功改造为适合草坪建植的坪床，采用理想的生长基质，选择易于养护、四季常绿的草坪草进行屋顶绿化，靠自然降水基本满足草坪水分需求。其方法创新在：①利用重量轻、导热系数低且热阻值高的复合泡沫板，在发挥泡沫板保温隔热效果的同时，抬高了坪床；②设置排水墙，形成缓冲排水渠与种植床，利用抬高的坪床实现整体落差式排水；③用细河沙、腐殖质和保水剂来混配基质，具有空隙率大、养分足、水肥保持力强的特点；④用沟叶结缕草建植屋顶草坪，养护管理简单。

本发明技术方案由构建坪床、混配基质和建植草坪三部分组成：

1.构建坪床

蓄水型屋顶由四周的仓壁，溢水孔和泄水孔组成。溢水孔、泄水孔都与下水管道相连接。在雨季降水量大的情况下，溢水孔可排走多余雨水而不会使水从仓壁溢出。正常情况下，泄水孔是密封的，只有在屋顶出现渗漏，需要对屋顶进行检修时，才打开泄水孔以排干蓄水。如不对蓄水型屋顶加以改造就简单地建植草坪，将会出现严重的排水不畅，大量积水的结果最终必然会导致草坪建植完全失败。本发明采用落差式整体缓冲排水的设计理念，通过抬高坪床，设缓冲排水渠，构建草坪建植理想的坪床。其工序如下：

1.1清理蓄水屋面

废除溢水孔(1)，与泄水孔(2)一起改为排水孔，加上地漏，以免堵塞下水管道，排干蓄水，清理杂物，将底部沉积的腐殖质集中，作为栽培基质的原料；用水冲洗蓄水池底部，确保干净。

1.2砌过水墙

在距离排水孔30～50cm的位置处砌一堵过水墙(B-B)，先砌30～35cm高的砖墙(4)，然后用水泥抹灰确保密闭。一边形成种植床(A)，一边形成缓冲排水渠(C)。在小网袋中装陶粒或小石子用“U”型钉固定在砖墙上，陶粒或小石子厚度保持在15～20cm，作为迅速排水设施(3)。利用屋顶原有的2％坡度和30～35cm的落差进行整体排水，大暴雨时缓冲排水渠迅速排水，小雨时可在种植床内积蓄水分，实现蓄水和排水的双重功能。

1.3增设隔热层

在干净、干燥的屋顶防水层(蓄水池底部)之上用强力万能胶粘牢泡沫板，每两块泡沫板间、泡沫板与仓壁、过水墙紧密相接、粘牢，确保整体平坦、无缝，形成隔热层(5)的同时，起到抬高坪床的作用。通过刚性防水层与柔性隔热层的有机结合，可大大提高屋顶防水性能、保温隔热性能以及草坪建植后的屋顶承载能力。

1.4铺设新的防水层

在泡沫板上整体覆盖一层聚乙烯塑料布，塑料布与泡沫板无需粘接，但必须与仓壁、过水墙用强力万能胶粘牢，确保不漏水，作为新的防水层(6)。

1.5铺设保湿层

在聚乙烯塑料布上直接铺一层0.3～0.5cm厚的无纺布为保湿层(7)，在水分相对缺乏时可以通过无纺布的反向蒸发，增加基质的湿润度和氧气饱和度。

2.混配基质

以屋顶底部清理的腐殖质作为基质的主成分以充分利用蓄水屋顶废弃资源，腐殖质不充足的情况下以泥炭代替，另外混入细河沙，填加粉末型保水剂。首先将细河沙与腐殖质按2∶1比例混匀，在两者混匀的基础上按0.1～0.3％比例填加粉末型保水剂，即在500kg混匀的细河沙与腐殖质中加入0.5～1.5kg保水剂。加入细河砂、保水剂后可形成空隙率大、养分均衡、水肥保持能力强的基质，进一步加强种植床的蓄水能力，该基质配方可使草坪在雨季蓄足水分供旱季使用，靠自然降雨就能基本满足草坪水分需求；将混配基质(8)均匀铺在无纺布上，铺设厚度3～5cm。

3.铺植草皮

将以木屑为基质，已培育成功的无土沟叶结缕草草坪(9)，切割为30cm×30cm大小的草皮，草皮厚度3cm。该草皮具备以下特点：质地好、根茎发达、绿期长、抗病虫害、养护管理简单，在亚热带过渡性气候区，屋顶种植可四季常绿。先洒适量的水润湿基质和无纺布，然后将无土沟叶结缕草草皮按满铺法铺在基质上，相邻两块草皮间紧贴，轻轻镇压后浇水，浇水以少量多次为原则。一周后根系扎入混配基质中，即木屑与混配基质通过草坪根系紧密相连，停止浇水。建成后的草坪靠自然降水基本能满足水分要求，只是在平时施少量的追肥，长期干旱时进行适量的灌溉。

本发明的有益效果是

本发明在彻底解决蓄水型屋顶雨水渗漏这一隐患，解决水质变坏后造成的环境污染问题的同时，以屋顶种植草坪的方式增加了城市自然下垫面。具有改变建筑环境景观、减少建筑物屋顶辐射热、提高城市绿化覆盖率、降低空调能耗、增加城市空气中含氧量等许多益处，在一定程度上缓解了城市热岛效应。与现有的屋顶绿化技术相比，①本发明拓宽了屋顶绿化的应用范围，提高了屋顶绿化的技术含量，采用一整套工程新方法可以对蓄水型屋顶加以改造，成功实施屋顶草坪的建植；②现有的屋顶草坪大多为观赏草坪，栽培基质以轻薄为原则，本发明所采用的坪床结构与草坪植物都符合耐践踏的特性，使人们更容易亲近自然；③现有的屋顶草坪大多采用昂贵的自动喷灌设备来满足草坪水分需求，本发明采用独特的坪床设计，有良好的蓄排水功能，草坪能靠自然降雨满足水分需求，特殊情况下采用人工喷灌的方式，节约了大量的水源。与坡屋顶的改造方案相比，本发明造价更低、施工更简便易行、更受市民欢迎、更具推广价值。

四、附图说明：

图1.绿化前蓄水屋顶俯视与溢水孔侧视示意图

1溢水孔(孔直径20cm，溢水管高度40cm，距左侧纵向仓壁250cm，离A-A仓壁10cm，蓄水高度最高40cm，降雨时，多余水从溢水管流出)

2泄水孔(孔直径20cm，与溢水孔相距50cm，离A-A仓壁10cm，蓄水池内的水可通过泄水孔排干)

A-A仓壁(仓壁长1000cm，宽800cm，高50cm)

图2.绿化后蓄水屋顶俯视与过水墙侧视示意图

1排水孔(废除溢水管上部，改溢水孔为排水孔)

2排水孔(疏通泄水孔为排水孔)

3排水设施(由20cm厚的陶粒或小石子构成)

4砖墙(高30cm密闭，与A-A仓壁相距50cm，形成缓冲排水渠C)

A种植床(剖面图见图3，与缓冲排水渠形成30cm的落差，可整体排水)

C排水渠(具备缓冲能力，由两个排水孔排走积水)

B-B过水墙(由起蓄水作用的砖墙与排水设施组成)

图3.种植草坪坪床剖面示意图

5隔热层(20cm厚的复合泡沫板)

6防水层(聚乙烯塑料布)

7保湿层(0.3cm厚的无纺布)

8基质层(细河沙、腐殖质和保水剂混合)

9草坪层(无土沟叶结缕草草皮)

图4.蓄水型屋顶蓄水效果图

图5.蓄水型屋顶建植草坪效果图

五、具体实施方式

以浙江省丽水市区一居民楼的蓄水型屋顶为例，说明具体实施过程。该蓄水型屋顶已建成有十余年，大量的蓝藻和裸藻过度繁殖在水面上形成大面积的浅褐带绿色的悬浮物，池底沉淀有大量的腐殖质，水面散发出异常的腥臭味。

1.清理蓄水屋面

废除溢水孔(1)，与泄水孔(2)一起改为排水孔，加上地漏，以免堵塞下水管道，排干蓄水，清理杂物，将底部沉积的腐殖质集中，作为栽培基质的主要原料；用水冲洗蓄水池底部，确保干净。

2.砌过水墙

在距离排水孔50cm的位置处砌一堵过水墙(B-B)，先砌30cm高的砖墙(4)，然后用水泥抹灰确保密闭。一边形成种植床(A)，一边形成排水渠(C)。在小网袋中装陶粒或小石子用“U”型钉固定在砖墙上，陶粒或小石子厚度保持在20cm，作为迅速排水设施(3)。

3.增设隔热层

在干净、干燥的屋顶防水层(蓄水池底部)之上用强力万能胶粘牢泡沫板，泡沫板厚度20cm，长150cm，宽100cm，每两块泡沫板间、泡沫板与仓壁、过水墙紧密相接、粘牢，确保平坦、无缝，形成隔热层(5)。

4.铺设新的防水层

在泡沫板上整体覆盖一层聚乙烯塑料布，塑料布与泡沫板无需粘接，但必须与仓壁、过水墙用强力万能胶粘牢，确保不漏水，作为新的防水层(6)。

5.铺设保湿层

在聚乙烯塑料布上直接铺一层0.3cm厚的无纺布作为保湿层(7)，在水分相对缺乏时可以通过无纺布的反向蒸发，增加基质的湿润度和氧气饱和度。

6.混配基质

以屋顶底部清理的腐殖质作为基质的主成分，另外混入细河沙，填加粉末型保水剂。首先将细河沙与腐殖质按2∶1比例混匀，在两者混匀的基础上按0.2％比例填加粉末型保水剂，即在500kg混匀的细河沙与腐殖质中加入1kg保水剂。将混配基质均匀铺在无防布上，铺设厚度5cm。

7.铺植草皮

先洒适量的水以润湿基质和无纺布，然后将30cm×30cm大小的用木屑培育的无土沟叶结缕草草皮(9)按满铺法铺在基质上，相邻两块草皮间紧贴，轻轻镇压后浇水，浇水以少量多次为原则。一周后根系扎入混配基质中，停止浇水，之后主要靠自然降雨来满足水分需求。

改造后的屋顶大大降低了顶楼室内的温度，减少了空调能耗，成为一个身心愉悦、颇具新意的活动空间，深得居民喜爱，具有很大的示范作用，极具推广价值。

Claims (1)

1.一种蓄水型屋顶坪床构建与建植草坪的方法，其特征是由以下几个步骤构成：

(1)坪床构建

采用落差式整体缓冲排水的设计理念，通过抬高坪床，设缓冲排水渠，构建草坪建植理想的坪床基础，其工序如下：

砌过水墙形成缓冲排水渠和种植床→种植床内增设隔热层以抬高坪床→铺设新的防水层→铺设保湿层

(2)基质配比

以屋顶底部清理的腐殖质作为基质的主成分，另外混入细河沙，填加粉末型保水剂；首先将细河沙与腐殖质按2∶1比例混匀，在两者混匀的基础上按0.1～0.3％比例填加粉末型保水剂，即在500kg混匀的细河沙与腐殖质中加入0.5～1.5kg保水剂；将混配基质均匀铺在无防布上，铺设厚度3～5cm；

(3)铺植草皮

将质地好、根茎发达、绿期长、抗病虫害、易养护管理的无土沟叶结缕草草坪按满铺法铺在基质上，轻轻镇压后浇水养护。

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