淺談屋頂綠化的生態(tài)效益

薛 慧，武建衛(wèi)

（陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計研究院，陜西 西安 710048）

屋頂被人們稱為城市建筑的“第五面”，其面積大約為一座城市面積的20%～25%，所以，在有限的城市空間中，提高綠化覆蓋率最有效的方法是屋頂綠化。屋頂綠化不僅可以增加城市綠化面積，而且可以美化城市景觀。它在進一步改善生態(tài)環(huán)境方面起到了重要作用，有益于緩解城市的“熱島效應(yīng)”和改善空氣質(zhì)量，有利于改善雨洪、保護生物多樣性和降低噪聲，從而有效地提高人類居住環(huán)境的質(zhì)量。

1 屋頂綠化的概念

廣義上講，屋頂綠化是指高出地面，不與地面自然土層相連接，并進行綠化種植技術(shù)的建筑物屋頂、中間平臺、邊緣或構(gòu)筑物頂部的統(tǒng)稱，包括住宅、辦公樓、酒店、廠房等的屋頂、露臺、陽臺、空中連廊和橋梁、圍墻等，是城市綠地向立體化、空間化發(fā)展的重要形式之一；狹義上講，屋頂綠化就是指以建筑物頂部平臺為依托，進行蓄水、覆土并營造園林景觀的一種空間綠化美化形式。

2 屋頂綠化的生態(tài)效益

建筑物的屋面空間有著承接陽光、雨水并與大氣接觸的重要作用，而在城市中屋面的面積占到了整個城市大約30%的面積。屋頂綠化在改變城市“第五面”景觀風貌的同時，還能產(chǎn)生多方面的生態(tài)效益。

2.1 屋頂綠化緩解熱島效應(yīng)

在全球不斷變暖的情況下，很多因素導(dǎo)致人口高度密集、經(jīng)濟快速發(fā)展的城市形成一個強大的“熱島”。熱島效應(yīng)不僅惡化了城市的生態(tài)環(huán)境，還對城市居民的健康產(chǎn)生了一定的威脅。有學者研究表明，城市中很多異常極端天氣就是城市熱島效應(yīng)造成的。而緩解城市熱島效應(yīng)的有效途徑是增加自然下墊面面積、減少人工熱源的排放、治理大氣污染等。在城市發(fā)展的過程中，城市構(gòu)筑物不斷增加、自然下墊面在不斷減少，屋頂綠化則成為可以利用的空間資源，如果能合理地進行屋頂綠化，可增加城市自然下墊面面積，從而緩解城市熱島效應(yīng)。屋頂綠化植物不僅能增加蒸騰量，降低城市的溫度，還能吸收CO2釋放O2，聯(lián)合國環(huán)境署有研究表明，如果一個城市的屋頂綠化率達到70%以上，城市上空CO2的含量將下降80%，熱島效應(yīng)也將徹底消失。

2.2 屋頂綠化改善雨洪問題

雨洪是對雨澇和洪水的統(tǒng)稱。造成城市雨洪的主要自然原因有區(qū)域降雨量不均衡、下墊面不透水面積增加、城市雨島效應(yīng)加劇、異常降雨頻繁發(fā)生等。而屋頂綠化能降低城市雨水徑流的量并改善雨水的質(zhì)，有利于建設(shè)海綿城市。有研究學者表明，綠色屋頂擁有儲存雨水的功效，可以將暴雨徑流降低30%，儲存下來的雨水緩慢進入排水管道，就可以將雨洪高峰錯開，緩解排水壓力。

國外關(guān)于屋頂綠化對雨水的收集與過濾研究和技術(shù)推廣較為完善。有研究表明，如果對華盛頓20%的屋頂進行綠化，則平均每年大約可儲9.58×108L的雨水。由于屋頂綠化會增加屋面工程造價，所以，很多國家都頒布了相關(guān)的優(yōu)惠政策。比如，德國聯(lián)邦法律規(guī)定建筑物按照雨水排放面積收取費用，鼓勵業(yè)主通過建造種植屋面減免雨水稅費，從而減少雨水的地表徑流。

2.3 屋頂綠化提供生物棲息地

隨著城市化的進程，樓群、混凝土地面取代了城市原有的自然生境，自然景觀消失，原生植物減少乃至消失，破壞了生物的棲息地，進而擾亂了城市生態(tài)系統(tǒng)正常的結(jié)構(gòu)和功能。而城市屋頂?shù)靥幐呖?，光照充足、人為干擾較少，能為野生動植物體提供新的憩息場所，是動植物在城市中較為理想的保護場所。同時，通過人工營造生物憩息空間，可以增加城市生物的多樣性，促進城市生態(tài)系統(tǒng)的完善，形成良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。瑞士Wadenswil應(yīng)用科技大學的Brenneisen對瑞士巴塞爾17個綠化屋頂?shù)?8種蜘蛛和254種甲蟲進行調(diào)查，其中有18%的蜘蛛和11%的甲蟲是瀕危物種或稀有物種。通過研究發(fā)現(xiàn)，具有綠化屋頂?shù)慕ㄖ?年就可以和無綠化屋頂建筑5年才能發(fā)展起來的蜘蛛和甲殼蟲種群的數(shù)量一樣多，由此說明，屋頂綠化對保護生物的多樣性有著非常重要的作用。

2.4 屋頂綠化凈化空氣

在高樓林立的城市中心地帶，空氣污染對人體健康有一定的危害。因此，可以通過植被過濾漂浮在空氣中的微粒并吸收廢氣污染物，從而減少空氣污染。而屋頂綠化由于所在空間層次較高，就使得屋頂綠化的植物能在城市空間多層次中起到凈化空氣的作用，并且還能吸附漂浮在城市空氣中的有害顆粒物，成為城市上層空間的“空氣凈化器”，和地面綠化相互作用，改善和凈化城市中的空氣。屋頂植物覆蓋層可以吸附、滯留和固定大氣中的有害氣體、細菌、煙粉塵、重金屬元素，并能吸收、分解空氣中的氮氧化物、氨氣、氯氣等有害物質(zhì)，抑制建筑物內(nèi)部溫度的上升，增加濕度、負離子含量，從而提高城市空氣質(zhì)量。據(jù)估算，如果一個城市中的屋頂全部綠化，則這個城市中的二氧化碳較沒有綠化前要降低85%以上。Getter等通過對4種屋頂綠化的景天屬植物進行研究，結(jié)果表明屋頂綠化植物儲存的CO2可達23.6 kg/m2，植物地上部分和根部的生物量平均儲碳168 g/m2和107 g/m2，不同植物之間也有差別。參照美國發(fā)電和燃燒天然氣所產(chǎn)生的CO2排放平均值，即可轉(zhuǎn)換成每年發(fā)電和燃燒天然氣所產(chǎn)生的CO2分別減少排放2.3～2.6 kg/m2和0.24～0.97 kg/m2。有研究表明，綠色屋頂每年可以過濾大約0.2 kg/m2的塵土和煙霧顆粒，這些植物生長媒介還可降低空氣中或降水中產(chǎn)生的硝酸鹽等有害物質(zhì)。

2.5 屋頂綠化降聲減噪

城市噪聲主要來源有交通噪聲、社會噪聲、工業(yè)噪聲和施工噪聲。噪聲不僅影響城市居民生活環(huán)境質(zhì)量，還嚴重危脅著城市居民的身心健康，所以，很有必要采取措施來減弱或消除噪聲。而綠色植物可以通過它的枝葉和樹干有效地吸收和阻擋噪聲。英國的Kalzip Nature Roof系統(tǒng)給出的數(shù)據(jù)是，屋頂綠化在干燥的時候可減少噪聲41 dB，在潮濕的時候可減少噪聲51 dB。研究指出，通常狀況下，屋頂綠化可以有效減少室內(nèi)噪聲8 dB。一般而言，屋頂加厚土層和蓄水層之后可改善隔聲效果，起到隔音墻的作用，對位于機場、高架橋和高速公路附近的建筑而言是較為有效的減噪方法。

2.6 屋頂綠化增加城市綠化面積

近年來城市化進程逐漸加快，人口大量涌進城市，使得城市人員密集，大量土地用于城市開發(fā)建設(shè)，侵占了綠地面積，使綠地率不斷降低，城市開發(fā)用地與綠化用地的矛盾逐漸加深。而在建筑物屋頂進行綠化，不僅可以增加綠化面積，還不占用地面土地資源，一舉兩得。綠化屋頂對建筑最顯而易見的效益在于其悅目的景觀，使建筑設(shè)計與城市景觀相互滲透，融為一體，形成了多層次的空中美景，令人心曠神怡。對于城市中的人們來說，將原本光禿禿的屋頂綠化成空中花園，不僅可以創(chuàng)造一個美麗舒暢的工作環(huán)境，調(diào)節(jié)心理，還能成為人們休閑娛樂的休憩場所。

3 結(jié)論

屋頂綠化具有多方面的生態(tài)效益，能緩解城市熱島效應(yīng)、調(diào)節(jié)雨洪、凈化空氣、吸收有害氣體、節(jié)能減排、保護生物多樣性、降低噪聲和美化城市環(huán)境等。

針對我國的綠色屋頂建設(shè)，應(yīng)該加快相關(guān)法律的制訂，并加大宣傳工作，引導(dǎo)人們正確認識屋頂綠化。