1.種植層薄層化輕量化技術(shù)
為了設(shè)法降低屋頂綠化種植層的重量和厚度，我們從兩方面進(jìn)行了技術(shù)開(kāi)發(fā)：
1)開(kāi)發(fā)屋頂綠化專(zhuān)用人工輕質(zhì)培養(yǎng)土(gt-i型)
分析了大量天然質(zhì)料的特性，從中篩選出數(shù)種以最佳比例、經(jīng)現(xiàn)代科學(xué)方法配制完成，富含植物生長(zhǎng)所需的有機(jī)質(zhì)和各種微量元素，不含任何普通土壤和牲畜糞便成分，是一種新型的、優(yōu)質(zhì)的無(wú)土栽培基質(zhì)。經(jīng)廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所檢測(cè)，其干容重不到普通土壤(對(duì)比土樣)的四分之一(24%)，濕容重也不到普通土壤(對(duì)比土樣)的一半(43%)，是一種優(yōu)良的輕質(zhì)培養(yǎng)土;經(jīng)檢測(cè)其持水量和陽(yáng)離子代換量分別為57.31%和7.16cmol/kg，是普通土壤(對(duì)比土樣)的3.2倍(18.14%)和2.1倍(3.34cmol/kg)，所以是一種保水能力和保肥能力極好的無(wú)土栽培基質(zhì)。
gt-i型人工培養(yǎng)土中無(wú)機(jī)質(zhì)天然質(zhì)料占到70%以上(體積比)，不會(huì)像以有機(jī)質(zhì)為主的無(wú)土栽培基質(zhì)隨著有機(jī)質(zhì)的分解和吸收，種植層出現(xiàn)逐漸變薄導(dǎo)致根系裸露的現(xiàn)象，根系裸露會(huì)影響到花卉植物的生長(zhǎng)。其質(zhì)地疏松、不宜板結(jié)、具有優(yōu)良的排水和透氣性能?？梢宰鳛槲蓓斁G化種植層基質(zhì)使用，也可以作為土壤改良劑與當(dāng)?shù)仄胀ㄍ寥琅浜鲜褂?如2:1或1:1的比例配比)，這樣一方面大大改善普通土壤的保水保肥能力，防止土壤板結(jié)，增強(qiáng)其排水和透氣特性，還可以節(jié)約材料成本。
人工培養(yǎng)土由純天然質(zhì)料構(gòu)成，不含任何化學(xué)合成成分，是一種對(duì)環(huán)境友好的輕質(zhì)培養(yǎng)基質(zhì)，可以長(zhǎng)久地多次使用，屋頂花園使用完了還可以作為大田的土壤改良劑繼續(xù)使用，不會(huì)污染環(huán)境及造成浪費(fèi)。需要注意的是，由于輕質(zhì)人工培養(yǎng)土質(zhì)輕，干燥狀態(tài)下易于被風(fēng)吹散，草坪等地被植物的根系可以保護(hù)其免被風(fēng)吹起，灌木和樹(shù)木根部地表有裸露時(shí)，可以覆蓋2～3cm厚的gt-cl型表層覆蓋材料(一種經(jīng)過(guò)特殊處理過(guò)的松樹(shù)皮顆粒，其粒徑為5～15mm)，也可以直接覆蓋2～3cm厚的普通土壤。起到防止培養(yǎng)土顆粒被風(fēng)吹起和表層美化的作用，同時(shí)還可以維持地表濕度，防止種植層內(nèi)水份過(guò)快蒸發(fā)。
2)應(yīng)用取代陶粒(或碎石)排水層的輕質(zhì)薄層排水板
我們自主開(kāi)發(fā)的輕質(zhì)薄層架空排水板gt-dp-m28，已經(jīng)獲國(guó)家專(zhuān)利局頒發(fā)專(zhuān)利證書(shū)。其結(jié)構(gòu)采用蜂巢狀的設(shè)計(jì)，在保證最大限度的架空排水空間(約25升/m2)、實(shí)現(xiàn)高效快速排水的同時(shí)，擁有超強(qiáng)的耐踏壓強(qiáng)度(經(jīng)過(guò)測(cè)試，常溫下其耐壓強(qiáng)度約為150噸/平方米)。每個(gè)單體尺寸較小(290x330mm)，方便運(yùn)輸;單體采用可相互組合連接的結(jié)構(gòu)，在施工現(xiàn)場(chǎng)按照?qǐng)龅匦螤詈统叽缈梢院?jiǎn)單快捷地連接成一體化的架空排水層，以防止可能出現(xiàn)的移位。其厚度僅28mm，每平方米重量?jī)H為約3kg，實(shí)現(xiàn)了排水層的薄層化和輕量化。如果采用100～150mm的陶粒排水層，僅排水層自身的潤(rùn)濕重量就達(dá)80～120公斤/平方米。
架空排水板將濕潤(rùn)的綠化種植層與屋面隔開(kāi)來(lái)，在種植層之下形成一空氣薄層，該空氣薄層均勻地分布于整個(gè)種植層培養(yǎng)基質(zhì)的下方，一方面可以避免屋面長(zhǎng)期出于過(guò)濕的狀態(tài)，另一方面還可以有效促進(jìn)花卉植物根系的呼吸，有利于植物的生長(zhǎng)。架空排水板可以根據(jù)需要很容易地切割以適應(yīng)場(chǎng)地形狀的要求，具有良好的施工便利性;同時(shí)排水板既可以水平設(shè)置，也可以?xún)A斜或豎向設(shè)置，可滿(mǎn)足各種不同施工場(chǎng)地的需求。材質(zhì)為輕質(zhì)塑料，使用完了廢棄的排水板還可作為廢舊塑料回收再利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
2.屋頂綠化的排水
屋頂綠化的排水是一個(gè)很重要的問(wèn)題，必須予以足夠的重視。我們?cè)谔幚砼潘畷r(shí)，在整個(gè)種植層下部設(shè)有架空排水板層，保證經(jīng)種植層滲透的雨水或綠化灑水可以快速地進(jìn)入排水板架空層，隨屋面的排水坡流向屋面集水口，排入排水立管。集水口的處理有兩種做法，左邊為推薦的集水口處理方法，其特點(diǎn)是屋頂綠化采用獨(dú)立于建筑物女兒墻的花壇式布局，在女兒墻與花壇檔墻之間預(yù)留檢修通道，可以定期檢查和清理集水口，以防止被樹(shù)葉、垃圾等異物堵塞。每個(gè)花壇應(yīng)至少設(shè)置兩處排水口。如果不能采用獨(dú)立的花壇式種植，屋頂綠化需要將屋頂集水口置于種植區(qū)內(nèi)時(shí)，建議采用圖4右邊所示集水口檢查井的方法，檢查井的蓋板可以打開(kāi)，以便定期檢查和清理集水口，防止被樹(shù)葉及垃圾等異物堵塞，保證排水順暢。
3.建筑屋面和防水層的保護(hù)
我們知道植物根系具有很強(qiáng)的穿透能力，所以屋頂綠化必須要設(shè)法保護(hù)建筑屋面和防水層。一旦造成防水層破壞引起屋頂漏水，就會(huì)給頂層用戶(hù)的工作或生活造成很大困擾，而且維修工程非常繁雜，因?yàn)槲蓓斢新┧圹E的地方，未必就是防水層破損的地方，所以需要將屋頂綠化全部拆除，尋找防水層破損位置進(jìn)行修補(bǔ)或者重新作防水層。由此看來(lái)，屋頂綠化在技術(shù)上必須考慮保護(hù)建筑屋面和防水層。我們?cè)诮ㄖ菝嬷?、架空排水板之下設(shè)有一層防根層，以防止根系損傷屋面和防水層。目前國(guó)外最新的屋頂綠化技術(shù)是采用優(yōu)質(zhì)高性能的防根層，將綠化種植層直接設(shè)在建筑防水層之上，省去了屋面的保溫層和混凝土保護(hù)面層，這樣可以節(jié)省約80～140公斤/平方米屋面荷載，從而增加了綠化種植層的可容許重量，可以實(shí)現(xiàn)變化豐富的植物配植，建造美麗的“屋頂花園”。如果在建筑防水層之上直接作屋頂綠化，防水層必須采用安全性高、使用壽命長(zhǎng)的防水層，并建議在建筑防水層之上鋪設(shè)兩層防根層，以提供足夠的安全保護(hù)。
4.屋頂薄層綠化方法與傳統(tǒng)屋頂綠化方法的比較
我們將屋頂薄層綠化方法與傳統(tǒng)的屋頂綠化方法進(jìn)行了比較，比較結(jié)果參見(jiàn)圖5?？梢钥闯鲇捎诓捎帽Ｋ员７市阅軆?yōu)良的輕質(zhì)人工培養(yǎng)土，種植基質(zhì)層的厚度可以減少一半以上;由于人工培養(yǎng)土的濕容重約是普通土壤的1/2，所以單單種植基質(zhì)層的重量就可以減少到四分之一以下。其次，由于采用架空排水板取代陶粒排水層，可以將排水層的重量由約100kg/平方米減少到3kg/平方米，厚度由約100～150mm減少到28mm。再次，采用雙層防根系穿透保護(hù)層，可以省去屋面的保溫層和混凝土保護(hù)面層，又可以節(jié)省約80～140kg/平方米屋面荷載。這樣，傳統(tǒng)綠化如果種植層厚度為1240mm，重量為1540kg/平方米的話(huà)，采用屋頂薄層綠化技術(shù)種植層厚度減小為430mm，重量減輕為235kg/平方米(注：圖示重量不包括種植植物部分重量)，成功地實(shí)現(xiàn)了我們所追求的屋頂綠化的薄層化和輕量化。
綜上所述，屋頂薄層綠化技術(shù)不僅適用于新建建筑，也適合于現(xiàn)有建筑，特別是對(duì)于現(xiàn)有建筑，其屋頂可容許荷載一般為100～150kg/平方米，如果采用傳統(tǒng)的屋頂綠化方法，大部分現(xiàn)有建筑由于結(jié)構(gòu)荷載的要求無(wú)法滿(mǎn)足而難以實(shí)施屋頂綠化，如果利用屋頂薄層綠化技術(shù)，這些現(xiàn)有建筑就可以輕松地披上“綠裝”，這樣就極大地拓展了屋頂綠化推廣和普及的范圍，為城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)開(kāi)辟了新的、更廣闊的空間。