大学课件《海绵城市理念与关键技术》教学PPT课件:项目2-3绿色屋顶.pptx
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项目2-3绿色屋顶绿色屋顶是指高出地面,不与地面自然土层相连接,并进行绿化种植技术的建筑物屋顶、中间平台、边缘或构筑物顶部的统称。
目录/CONTENTS01020304绿色屋顶的结构绿色屋顶的类型绿色屋顶的设计原则绿色屋顶的效益0背景建筑屋顶普遍闲置的现象在我国寸土寸金的城市中造成了大量的资源浪费。
建筑屋顶的硬质化铺装产生大量的雨水径流,而建筑周边缺少相应的海绵设施消纳雨水,大部分雨水外排至雨大管道,加大市政雨水管道排洪压力。
裸露的屋顶表面缺少保护层,导致风吹日晒的建筑屋顶心速度加快,从而需要花费大量的资金进行翻新维护。
屋顶硬质化形成积水建筑屋顶裸露无保护老化严重城市屋顶大面积闲置造成资源浪费相传。
在2500多年以前,古巴比伦国王尼布撒二世娶了波斯国公主赛米拉米斯为妃,公主日日夜夜都在思念花木繁茂的故乡,郁郁寡欢,国王为了取悦王妃,即下令在巴比伦修建了高达25米的花园,此园如悬于空中,所以被称为“空中花园”,浩大的工程展示了古巴比伦建筑师高超的建筑技术。
两千多年后的今天,人们再次选择在屋顶建造“空中花园”,使得越来越多的绿色为冰冷的钢筋混凝土世界平添了几分惬意,与两千年前的满足个人享乐所不同,在热岛效应,空气污染等城市问题困扰着人类的今天,“空中花园”也许更多的是出于“与自然的和解”,但是这种屋顶绿化究竟好在哪里,它又是否能够起到人们所预期的效果?
LOGO绿色屋顶的结构01PartOne屋顶集雨地面积水绿绿色色屋屋顶顶的的典典型型结结构构防水层和隔根层:
防水层和隔根层:
n防水层和隔根层的合理使用年限不得少于15年。
n可选用刚性防水、柔性防水或涂膜防水三种不同材料方法,应二道或二道以上防水层设防,最上道防水层必须采用耐穿刺防水材料,且防水层的材料应相容。
n材料应符合屋面工程技术规范GB50345-2004。
蓄(排)水层和保湿层:
蓄(排)水层和保湿层:
n蓄(排)水层应根据屋顶排水沟情况设计。
n材料可选用凸台式、模块式、组合式等多种形式的蓄(排)水板。
n或者,也可选用直径大于0.41.6cm的陶粒,厚度宜5cm。
过滤层:
过滤层:
n过滤层一般采用既能透水又能过滤的聚酯纤维无纺布等材料,在种植层下、蓄(排)水层之上。
n搭接缝的有效宽度应达1020cm,并向建筑侧墙面延伸至基质表层下方5cm处。
种植层:
种植层:
n种植层应选用专用(轻质)基质。
n屋顶绿化基质应符合厚度要求。
n屋顶绿化设计时,为保证树木基质厚度,可适当进行土方造形,但土方堆高处需在承重梁及柱顶位置。
植被层植被层n乔木种植需在承重梁及柱顶位置。
n乔木种植位置距离女儿墙应大于2.5m。
绿绿色色屋屋顶顶的的典典型型结结构构绿色屋顶雨水链设计绿色屋顶绿色屋顶落水管落水管地下蓄水池地下蓄水池雨水回用雨水回用屋顶绿化种植区构造层剖面示意图屋顶绿化植物种植微地形处理方法示意图屋顶绿化植物种植池处理方法示意图平屋面剖面图既有屋面顶剖面图种植土防滑挡板示意图坡屋面剖面图(仅用于新建坡屋面)绿色屋顶的类型02PartTow
(1)问题分析屋顶荷载较大,承重在15000kg/,适宜建设密集型绿色屋顶。
2)解决策略密集型绿色屋顶荷载承受能力较高,能够种植覆土较高的乔木、灌木,打造景观体验丰富的屋顶花园。
LOGO密集型绿色屋顶密集型绿色屋顶实际案例展示利用乔木、灌木围各成宜人人的屋顶花园广州太古汇公共空间的屋顶绿化,大量种植覆土较厚的乔木,营造广场的氛围屋顶变成私密的屋顶花园,增加休闲交流空间搭配树池乔木,丰富景观空间体验
(1)问题分析屋顶荷载较小,承重在60-150kg/m2,适宜建设开敞型绿色屋顶2)解决策略绿色屋顶设计要有基本结构层,同时屋面坡度大于2,以有效汇聚、收集雨水。
LOGO开敞型绿色屋顶开敞型绿色屋顶实际案例展示降低建筑室内温度,节能环保绿色屋顶与周边景观融合,使建筑融入自然开敞型绿色屋顶与周边景观结合设计屋顶结构顶板荷载不能满足绿色屋顶结构和植物荷载,其坡度较大,绿色屋顶结构容易滑落,抗风性较低,不能实施绿色屋顶。
雨洪期间雨水排放至建筑周边,增加内涝风险雨水浸泡危害建筑地基。
坡屋顶长期受到雨水冲刷,屋檐、屋脊结构损坏,加剧建筑老化。
LOGO低荷载坡屋顶低荷载坡屋顶解决策略增加屋檐排水槽、雨水管、雨水桶等结构,组应坡屋顶雨水收集系统。
其中,坡屋顶雨水收集结构:
(1)屋檐排水槽:
坡屋顶雨水收集应在屋檐处设置屋檐排水情,利用坡度收集屋顶雨水径流。
排水槽最好具备一定的固体截留功能,截留屋顶落叶及大颗粒污染物。
(2)入水口:
雨水经入水口流进雨水管,独特的滤网设计能够过滤固体污染物。
(3)初期弃流:
收集降雨过程前10分钟的初期雨水,通过弃流装置排放至市政管道,避免屋顶灰尘、初期雨水污染物过度污染雨水箱。
低荷载坡屋顶实际案例展示绿色屋顶的设计原则03PartThree安全原则结构安全防水排水安全使用安全科学合理保证在屋顶绿化后建筑的结构安全,是绿色屋顶建造的先决条件。
无论是建造什么形式的绿色屋顶,均必须在建筑荷载允许的前提下进行设计和施工,如果绿色屋顶所附加的荷载,超过建筑物的结构构件的承受能力,将破坏整个建筑的结构,导致建筑楼面的开裂甚至坍塌,带来危险。
因此,绿色屋顶的设计应首先考虑到建筑结构的限制(必要时配合建筑结构工程师进行设计)。
开敞型绿色屋顶(屋顶承重较低)、密集型绿色屋顶(屋顶承重强)及坡屋顶雨水收集(不能承重)。
建筑屋顶承重满足屋顶花园多层结构重量的恒荷载,也要考虑居民活动和雨期土壤吸水等活荷载。
土壤层选用轻质配方土,减少建筑屋顶负荷,同时具有一定保水能力,为屋顶植物生长创造良好环境。
在排水层建筑楼板之间,做好防水层,满足25年防水年限。
若绿色屋顶建造在大于15坡屋顶上,应考虑大风天气的滑落移动,对其进行土层加固处理。
LOGO土层厚度决定种植植被类型,草坪所需土层厚度1020cm,小灌木需30cm,大灌木需要50cm,乔木需要80cm以上。
土层厚度不能小于10cm,土层太薄,缺乏保水能力,难以维护。
生态原则屋顶以植物为主因顶制宜运用再生节能材料植物选择总体原则:
屋顶花园一般应选用低矮抗风、根系较浅、耐早、耐寒、耐贫瘠的植物。
如,景天属:
佛甲草、垂盆草、凹叶景天、金叶景天等。
宿根草花类:
石竹属,百里香属、大花金鸡菊、紫菀属等。
藤本地被类:
蔓长春花、油麻常春藤等。
矮花灌本类:
矮生紫薇、六月雪、铝葵、木槿、小叶扶芳藤、扶桑、假连翘等。
含沙量较高的配比土壤,及时下渗及净化雨水,且有一定保水保肥能力。
合理的坡度设计有利于屋顶花园的排水与收集,一般小于15%。
佛甲草垂盆草凹叶景天石竹百里香蔓长春花矮生紫薇六月雪锦葵金叶景天油麻常春藤木槿经济原则艺术性原则功能性原则经济原则是城市绿色屋顶建设的根本,无论多美好的景观,从现有条件来看,只有尽量降低造价及后期管理成本,才能使绿色屋顶得到普及,实现城市绿色屋顶的成本合理、维护费用适中、生态效益最大的可持续发展。
绿色屋顶的规划在设计时应考虑其与建筑的关系,花园内部各要素之间的关系,以及与周围环境之间的关系,建筑与绿色厦顶是一个统一的整体。
绿色屋顶设计时要关注人与生活,而不仅是形式和构图,以人和人的活动为导向合理安排和组织功能布局,满足人的心理、生理需求,使功能设计更加的人性化。
绿色屋顶的效益04PartFour绿色屋顶创造宜人活动空间屋顶绿化吸收建筑热量,降低室内温度雨水桶收集屋顶雨水,用于日常浇灌绿色屋顶融合了建筑与景观,重新定义了屋顶与花园、游客与展览的关系植物园绿色屋顶结合建筑周边场地共同设计,雨水通过屋顶植被净化后排入周边的雨水花园,使雨水进化成为一个系统的过程绿色屋顶的功能具体阐述社会效益丰富视觉景观,提高城市宜居度提供安静愉悦的修身养性之所促进娱乐休闲与交流保护历史文化区域提高公众环境意识。
经济效益保温隔热,节省建筑开支和能耗延长屋顶材料使用寿命,减少后期维护费用增加建筑吸引力,使建筑保值或增值相较于拆迁移民,改造屋顶的费用更为经济结合地形设计,提高土地利用率。
生态效益降低区域温度,改善热岛效益改善雨洪问题,净化雨水提供生物栖息地及迁徙中间站净化空气调节小气候,缓解干岛效应降声减噪。
生态效益消减城市径流峰值与径流总量、净化雨水径流研究表明,不同气候条件下,屋顶绿化可以截留50%-70%的降雨,密集型屋顶绿化年径流消减率为85-65%,开敞型屋顶绿化年径流消减率为81%-27%。
与此同时,雨水径流经植物-土壤-微生物-蓄排水层对径流中污染物吸附、拦截和微生物降解等作用,雨水径流得到净化。
净化空气、减少噪音一组来自加拿大的研究表明,如果多伦多市6%的建筑物屋顶改造屋顶绿化,其空气质量显著提高,空气中的NOx和SO2浓度,PM10将被去除多达30吨。
城市热岛效应示意图城市热岛效应示意图联合国环境署的研究表明,如果城市屋顶绿化率达到70%以上,那么城市上空CO2含量将下降80%,“热岛效应”将会彻底消失。
社会经济效益有研究表明:
一个2000m2屋顶绿化,在华盛顿的经济、政策条件下,总的经济效益(降水截留效益、建筑物耗能节约效益、空气质量提高效益)大概为每年1195-6277美元。
实现建筑节能有学者研究发现,如果将纽约市50%的屋顶都改造成屋顶绿化,整个纽约市屋顶温度可降低0.1-0.8,将显著降低使用空调系统和供暖设备的建筑物的能耗水平,减少资源浪费,实现建筑节能。
延长屋顶寿命有研究表明,屋顶绿化的特性表现为在室内空调状态时为隔热,在室内自然状态时为吸热,绿化的节能效果相当于附加了40mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料或200mm厚的加气混凝土,屋顶绿化的设置能够延长的屋顶的使用年限。
降低城市绿地的建设成本
(1)海绵城市中绿色屋顶的建造首先要考虑屋顶承重问题,根据建筑承重结构确定是承重较低的开敞型绿色屋顶,还是承重较高的密集型绿色屋顶。
在有较大坡度的屋顶或者承重不能满足绿色屋顶建造时,则需要考虑屋顶雨水收集系统。
(2)开敞型绿色屋顶承重低于150kg/,密集型绿色屋顶承重达到150kg/以上。
种植大型乔木或堆坡时,应放置在建筑结构的承重梁上。
(3)绿色屋顶建造中,储水箱大小应根据屋顶面积,并结合当地降雨量来确定体积。
绿色屋顶可以不用考虑雨水弃流,收集的雨水经过植物、土壤净化可以达到干净使用程度。
坡屋顶因其大面积裸露,要考虑初期雨水弃流,避免屋顶杂物、树叶、灰生等污染水箱。
(4)蓄水池为地下封闭的简易雨水集蓄利用设施,可选用塑料、坡璃钢或金属等储水模块,避免蓄水设备建设在车辆人行的区域,防止承重不足引起塌陷破坏。
(5)建筑周边的出水口,因其重力势能导致对地面冲击,所以在出水口要设置卵石缓冲区,减缓雨水对地面的冲击,并设立植草沟或雨水管将雨水输送到更大的海绵城市设施内下渗。
(6)屋顶花园各面积比例,尽量保证公共设施交互空间占百分之十以上,植被组合面积占日分之六十以上。
绿色屋顶的建造注意事项储水箱雨水储存时限为720天,应及时浇灌利用,防止雨水箱内水质变坏影响使用。
储水箱应设置检修口,保证检查维护。
同时密封隔绝,防止蚊虫滋生。
确保安全,避免儿童接触。
在更改楼顶水电设备时,不能破坏屋顶的防水层。
屋顶花园的植物般不需要修剪,要经常清理雨水灌集的入水口,不要堆积过多杂物,以免堵塞雨水入水口。
坡屋顶的雨落管雨水收集开敞型绿色屋顶空间密集型绿色屋顶景观效果绿色屋顶的后期管理维护
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