城市屋頂綠化探討與展望

李 君，林 晨

（1.上海市寶山區(qū)綠化和市容管理局，上海市 200940；2.上海友通環(huán)保高科技有限公司，上海市 201900）

0 引言

當(dāng)今全球生態(tài)環(huán)境越來(lái)越受到關(guān)注和重視，城市土地稀缺、高密度建筑用地和綠化用地的矛盾日益突出。屋頂綠化作為構(gòu)建生態(tài)城市的新途徑備受關(guān)注，屋頂綠化的蓬勃發(fā)展勢(shì)必給城市環(huán)境帶來(lái)前所未有的生態(tài)效益。因此人類利用科學(xué)技術(shù)城市上層空間營(yíng)造屋頂綠化、垂直綠化等立體綠化，從而改善城市生態(tài)環(huán)境、調(diào)節(jié)城市氣候，使有限的土地發(fā)揮出雙重的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，為城市綠化建設(shè)開辟新蹊徑，為城市未來(lái)可持續(xù)發(fā)展拓寬新思路。

1 屋頂綠化的研究發(fā)展及現(xiàn)狀

1.1 屋頂綠化的類型及功能

屋頂綠化是指在不利用土地的情況下種植喬木、灌木、地被草本及花卉類植物，包括經(jīng)濟(jì)類作物、瓜果谷蔬或水生濕生植物等，把園林工程建設(shè)到建筑物或構(gòu)筑物之上，結(jié)合園林小品、道路、水景等園林設(shè)施等形成綜合性的綠化景觀形式[1]。屋頂也被稱為城市建筑的“第五面”[2]，屋頂綠化不僅可以彌補(bǔ)城市綠化用地不足的矛盾，而且具有調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣、降低室溫噪聲和城市熱島效應(yīng)、節(jié)水節(jié)能等功能。屋頂綠化環(huán)保效益明顯，有研究表明，如果一個(gè)城市的屋頂綠化率達(dá)70%以上，城市上空二氧化碳的含量將下降80%，熱島效應(yīng)就會(huì)基本消失[3]。屋頂綠化保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境，提升了城市景觀效果，增添了城市藝術(shù)美感。

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的多樣性，屋頂綠化借勢(shì)而造。按照因地制宜的原則，屋頂綠化形式和類型豐富多樣。按高度分可為低層建筑屋頂花園和高層建筑屋頂花園；按空間組織狀況可分為開敞式、封閉式和半封閉式；按使用功能可分為花圃苗圃型、棚架型、庭院型、地毯型、立體多層型、經(jīng)濟(jì)開發(fā)型等主要類型。根據(jù)《屋頂綠化技術(shù)規(guī)范》（DB31/T 493—2010），上海按照地方性標(biāo)準(zhǔn)按植物配置類型為主分為花園式、組合式和草坪式三種類型[4]。豐富屋頂綠化植物配置類型，改變了城市立體空間綠色景觀空白（見圖1）。

1.2 國(guó)內(nèi)外屋頂綠化的歷史沿革與發(fā)展現(xiàn)狀

圖1 上海市民立中學(xué)屋頂花園

公元前2000年，古代幼發(fā)拉底河下游地區(qū)亞述古廟塔上，大型公共建筑和居住建筑的屋頂相繼建造出各類規(guī)模的屋頂綠化[5]。公元前604—562年，新巴比倫“空中花園”（Hanging Garden）在露天平臺(tái)上栽植花木，成為古代世界七大奇跡之一；古希臘阿多尼斯花園利用屋頂盆栽植物進(jìn)行美化；19世紀(jì)美國(guó)主要城市的劇場(chǎng)、高級(jí)賓館、娛樂宮、劇院等大型公共建筑頂部營(yíng)建了屋頂花園。最具影響力的麥迪遜廣場(chǎng)、奧林匹亞音樂廳、紐約屋頂劇院、加利福尼亞州奧克蘭市凱澤中心等代表性建筑屋頂均設(shè)置了草坪和植物，建造了風(fēng)景秀麗的空中花園。20世紀(jì)80年代美國(guó)華盛頓水門飯店、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)石油公司、美國(guó)無(wú)線電大樓等屋頂花園成為當(dāng)代屋頂綠化的典型代表。

德國(guó)是較早開展屋頂綠化研究的國(guó)家。17世紀(jì)人們?cè)谖蓓斏辖ㄔ炝搜b飾性花壇，柏林著名的拉比茨（Rabbitz）屋頂花園是極具特點(diǎn)的代表作之一；20世紀(jì)80年代德國(guó)設(shè)計(jì)建成階梯式或金字塔式斜坡綠化；21世紀(jì)初德國(guó)屋頂綠化面積接近1億m2，首都柏林將近45萬(wàn)m2的建筑頂面被綠化；2007年德國(guó)屋頂綠化率達(dá)到80%左右，是全世界屋頂綠化做得最好的國(guó)家[6]。

日本代表性建筑ACROS福岡被設(shè)計(jì)成退臺(tái)式、臺(tái)階狀屋頂植被，建成了一座綠色的“人工山林”，成為綠化經(jīng)典之作（見圖2）。日本的公共建筑、廠房、學(xué)校、地下停車場(chǎng)等的屋頂上都有屋頂綠化，2001年?yáng)|京都內(nèi)就有1 200余座建筑物實(shí)現(xiàn)了屋頂綠化，綠化面積超過(guò)4.3萬(wàn)m2。

圖2 日本ACROS福岡臺(tái)階狀屋頂花園

新加坡歷來(lái)被世人稱作“花園城市”，當(dāng)今新加坡已實(shí)現(xiàn)由“園在城中”向“城在園中”轉(zhuǎn)變，南灣濱?；▓@崔志花園的形成則是現(xiàn)代垂直花園的創(chuàng)舉，被世界公認(rèn)為最適宜人居住的地區(qū)[7]。

其他國(guó)家如法國(guó)每年新建15萬(wàn)m2的屋頂綠化，建造8 000 m2懸掛的植被屋面和坡度為45°的可移動(dòng)鋼架上種植植被屋面技術(shù)值得借鑒；2013年意大利米蘭的“空中森林”將植物與建筑融為一體，成功地在27層高樓的陽(yáng)臺(tái)營(yíng)造了1 hm2的城市森林；挪威草坪屋頂影響力極大；瑞典馬爾默市奧古斯特堡屋頂植物園（BRGA）拓展型屋頂綠化成為世界上第一個(gè)屋頂植物園[8]。

我國(guó)自古就在建筑學(xué)實(shí)踐上有屋頂綠化的嘗試。在距今500年前明代建造的山海關(guān)長(zhǎng)城上種有成排的松柏[9]；20世紀(jì)60年代我國(guó)研究屋頂花園和屋頂綠化技術(shù)，20世紀(jì)80年代初開始嘗試屋頂綠化建設(shè)。20世紀(jì)70年代廣州東方賓館10層屋頂建成我國(guó)最早第一個(gè)大型屋頂花園，面積約有900 m2；1983年北京長(zhǎng)城飯店建成我國(guó)北方第一座大型露天屋頂花園[10]；2006年南京市已建起近5萬(wàn)m2的“屋頂花園”；2007年北京已完成10萬(wàn)m2的屋頂綠化；2008年深圳市屋頂綠化面積已經(jīng)超過(guò)100萬(wàn)m2；2013年杭州新增屋頂綠化面積10.2萬(wàn)m2。上海以靜安區(qū)為例，屋頂綠化已超過(guò)3萬(wàn)m2[8]；據(jù)統(tǒng)計(jì)上海有近2億m2的平臺(tái)屋頂，已建成的屋頂綠化僅12萬(wàn)m2；上海2009—2011年建成30萬(wàn)m2的屋頂綠化，2014年全市計(jì)劃年度新增建設(shè)40萬(wàn)m2的屋頂綠化[11]（見圖3）。

圖3 上海浦東紅星美凱龍溢柯屋頂花園

2 我國(guó)屋頂綠化的發(fā)展問(wèn)題及對(duì)策

近年我國(guó)出現(xiàn)屋頂綠化的建設(shè)高潮，但現(xiàn)狀存在屋頂綠化法律缺乏系統(tǒng)性，政策規(guī)范不健全，專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)滯后和群眾知曉度、參與度不高等問(wèn)題。對(duì)這些方面進(jìn)行了思考和分析后，提出了解決和改進(jìn)措施。

2.1 加快制定屋頂綠化地方性法規(guī)和技術(shù)規(guī)范

屋頂綠化是立體綠化的內(nèi)容之一，目前我國(guó)還未制定屋頂綠化系統(tǒng)性的法律法規(guī)?！冻鞘芯G化條例》作為城市綠化的基本法，涉及屋頂綠化的法律條款并不多。各地區(qū)屋頂綠化的立法層面低，執(zhí)行力度不強(qiáng)，缺少專業(yè)規(guī)范指導(dǎo)；社會(huì)力量投入較少，獎(jiǎng)勵(lì)政策不完善；涉及屋頂綠化折算綠地面積、屋頂平臺(tái)綠化權(quán)屬、安全監(jiān)管責(zé)任等重要權(quán)益問(wèn)題在法律層面還未明確[12]。屋頂綠化法制化緩慢，一定程度上阻礙了我國(guó)屋頂綠化建設(shè)快速有序地發(fā)展。

加快屋頂綠化法制性建設(shè)是屋頂綠化順利實(shí)施的保障。一方面按照法定程序制定和推動(dòng)屋頂綠化法規(guī)條款修編，明確屋頂綠化的法律地位，應(yīng)將屋頂綠化建設(shè)管理主體合法性，尤其針對(duì)屋頂綠化的權(quán)屬問(wèn)題、建筑物用地等值綠化、后續(xù)維護(hù)管理責(zé)任和義務(wù)、屋頂綠化設(shè)計(jì)、施工單位的法律責(zé)任等瓶頸、難點(diǎn)通過(guò)法律途徑予以明確和解決，并以法律形式固定下來(lái)，使屋頂綠化建設(shè)走上法制軌道。另一方面以“生態(tài)文明、綠色發(fā)展”為著眼點(diǎn)，深入研究相關(guān)政策和措施，屋頂綠化按“試點(diǎn)+規(guī)范+鼓勵(lì)+法律措施”步驟開展推廣工作。針對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高城市可采取穩(wěn)步推進(jìn)法律法規(guī)的制定，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)屋頂綠化的大面積推廣和實(shí)施；而對(duì)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)水平較低的城市則采取推廣成本較低的簡(jiǎn)式屋頂綠化形式，開展試行試點(diǎn)研究，積累總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步制定相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范[13]。建立長(zhǎng)效管理機(jī)制，積極開展屋頂綠化技術(shù)推廣和指導(dǎo)工作，降低我國(guó)屋頂綠化產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)城市文明、生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)（見表1）。

2.2 加強(qiáng)屋頂綠化專項(xiàng)規(guī)劃

我國(guó)屋頂綠化總體規(guī)劃還不完善，缺乏上位規(guī)劃。屋頂綠化規(guī)劃研究相對(duì)薄弱滯后、參考資料匱乏、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。城市屋頂綠化分布狀況與整體區(qū)域綠地聯(lián)系不緊密，呈點(diǎn)狀零星分布。許多地方政府對(duì)實(shí)施屋頂綠化規(guī)劃意識(shí)不夠，工作計(jì)劃中缺少對(duì)立體綠化的規(guī)劃，忽視屋頂綠化指標(biāo)科學(xué)合理把控。2013年根據(jù)調(diào)查，上海屋頂綠化面積占屋頂面積的3%，而德國(guó)已經(jīng)達(dá)到80%[14]。表明我國(guó)屋頂綠化建設(shè)缺乏總體規(guī)劃管理，整體布局還不均衡，缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃的問(wèn)題凸顯。

城市建設(shè)，規(guī)劃先行。屋頂綠化成為城市綠地系統(tǒng)重要的組成部分。各級(jí)政府應(yīng)結(jié)合城市化問(wèn)題、城市耕地資源稀缺等國(guó)情，充分調(diào)查研究，科學(xué)預(yù)測(cè)，編制綠化專業(yè)規(guī)劃，把屋頂綠化納入城市總體規(guī)劃，完善綠地規(guī)劃體系，綜合考慮近期建設(shè)和遠(yuǎn)景發(fā)展、局部利益和整體利益關(guān)系；結(jié)合城市地貌、建筑特點(diǎn)統(tǒng)籌綠化空間布局、確定規(guī)劃結(jié)構(gòu)、確定屋頂綠化布局和發(fā)展指標(biāo)。各職能部門通力合作，聯(lián)合開展屋頂綠化規(guī)劃研究，制定屋頂綠化生態(tài)效益評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，完善屋頂綠化規(guī)劃管理目標(biāo)，推動(dòng)城市向低碳化、環(huán)境友好型方向可持續(xù)發(fā)展。

表1 部分城市屋頂綠化相關(guān)法律法規(guī)

2.3 加大經(jīng)費(fèi)投入和技術(shù)推廣應(yīng)用力度

屋頂綠化研究涉及工程技術(shù)、生物學(xué)和生態(tài)學(xué)、城市水文和建筑熱力學(xué)、美學(xué)等多學(xué)科研究。新型城市屋頂綠化參考理論依據(jù)較少，重點(diǎn)對(duì)于生長(zhǎng)因素、植物選擇、建筑結(jié)構(gòu)、建造成本等方面系統(tǒng)化的學(xué)術(shù)研究有待加強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)模式和規(guī)范工藝制定急需完善；群眾對(duì)屋頂綠化施工流程、安全環(huán)保等規(guī)范要求了解不多；建設(shè)單位投資在科研經(jīng)費(fèi)上存在不平衡、技術(shù)產(chǎn)出資金不充足、先進(jìn)高科技轉(zhuǎn)化生產(chǎn)力不強(qiáng)等問(wèn)題都有待得到重視和解決。

一是因屋頂結(jié)構(gòu)的特殊性，土壤改良是屋頂綠化的基礎(chǔ)。土壤改良技術(shù)研究需借鑒各種先進(jìn)技術(shù)和材料運(yùn)用，降低屋頂承載負(fù)荷，提高土質(zhì)排水保濕能力，加大屋頂種植土質(zhì)、厚度等技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)，確保植物正常健康生長(zhǎng)。進(jìn)一步從多專業(yè)角度進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)，對(duì)屋頂綠化的環(huán)境與節(jié)能效果進(jìn)行優(yōu)化，為實(shí)施大面積屋頂綠化的推廣提供更多的理論依據(jù)與技術(shù)支持。

二是加快屋頂綠化植物品種的篩選技術(shù)研發(fā)。屋頂環(huán)境中對(duì)植物種類的抗寒、抗旱性均由不同于地面植物的指標(biāo)要求，從生物多樣性保護(hù)和生態(tài)學(xué)方面開展優(yōu)良品種研發(fā)，豐富植物選擇，盡快實(shí)現(xiàn)我國(guó)城市屋頂綠化的多樣性和穩(wěn)定性。

三是加大政府財(cái)政專項(xiàng)科研經(jīng)費(fèi)投入和獎(jiǎng)勵(lì)政策，制定屋頂綠化專項(xiàng)扶持政策，鼓勵(lì)科學(xué)試驗(yàn)和積極開展立體綠化研究；加大先進(jìn)技術(shù)宣傳推廣和應(yīng)用；制定人才培養(yǎng)和鼓勵(lì)政策，不斷培養(yǎng)壯大技術(shù)隊(duì)伍。通過(guò)加速科研成果的轉(zhuǎn)化和技術(shù)進(jìn)步，從而帶動(dòng)屋頂綠化產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展（見圖4）。

圖4 上海黃浦垃圾中轉(zhuǎn)站屋頂花園

2.4 提高社會(huì)公眾認(rèn)知度和參與度

屋頂綠化是具有巨大社會(huì)效益、生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益的利民工程。但因宣傳力度不夠、技術(shù)宣傳和推廣缺位，社會(huì)公眾、各行業(yè)對(duì)屋頂綠化認(rèn)知度、參與度不高；廣大群眾對(duì)屋頂綠化實(shí)施流程不了解，對(duì)屋頂綠化安全性抱有懷疑態(tài)度，推行屋頂綠化實(shí)施緩慢。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，應(yīng)進(jìn)一步加大宣傳力度，增強(qiáng)市民責(zé)任意識(shí)，開展網(wǎng)絡(luò)、媒體等多種形式，發(fā)動(dòng)社會(huì)各界力量，宣傳推廣屋頂綠化技術(shù)，提升全社會(huì)對(duì)屋頂綠化的認(rèn)知度和參與度，取得群眾理解、支持；以各類文明創(chuàng)建為抓手，作為評(píng)選綠化先進(jìn)單位、實(shí)施立功競(jìng)賽評(píng)比的重要依據(jù)之一，努力提高社會(huì)參與力度。積極探索市場(chǎng)法運(yùn)營(yíng)方式，建立配套獎(jiǎng)勵(lì)政策，保障公眾參與權(quán)、知情權(quán)和監(jiān)督權(quán)，鼓勵(lì)各方積極開展各種立體綠化建設(shè)。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入城市化快速發(fā)展期，屋頂綠化高效利用城市空間資源、緩解城市熱島效應(yīng)、提高建筑節(jié)能效益、延長(zhǎng)屋頂使用壽命、美化環(huán)境等巨大優(yōu)勢(shì)都在生態(tài)保護(hù)中發(fā)揮出巨大作用。屋頂綠化行業(yè)必將作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，也迎來(lái)更多的發(fā)展機(jī)遇和美好的前景。2018年中國(guó)相繼出臺(tái)了對(duì)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)建設(shè)的政策，生態(tài)保護(hù)成為“十三五”規(guī)劃的重要工作任務(wù)，建設(shè)青山綠水的生態(tài)環(huán)境，營(yíng)造城市與自然共存、人與自然和諧的綠色城市空間。深入拓展多元化綠色生態(tài)模式，加大屋頂綠化、棚架綠化、垂直綠化等多樣的立體綠化研究和探討，是全社會(huì)共同的努力方向，更好地為城市綠化建設(shè)提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和借鑒指導(dǎo)。