大面积波浪形屋顶绿化的实践——谈郦城云楼屋面设计

 刘虹

摘要：北京郦城项目设计采用全覆盖式绿化的波浪形屋面造型，使住宅建筑完全融入周围的自然景观。本文简要介绍其设计思想及涉及的主要建筑节点处理方法。
　　 随着科技水平的不断提高，城市化进程的不断加速，人类生存环境的不断恶化，越来越多的人意识到必须有效地控制环境恶化的速度，尽可能使我们生活的空间尤其是城市空间充满阳光和新鲜的空气，一方面改善城市人群的居住品质，另一方面也是为维护地球自然环境做出一份努力。在城市地面空间已经不能满足环境绿化要求的情况下，人们自然而然地想到利用建筑物的屋顶种植花草树木，在增加了绿化绝对面积的同时，也丰富了绿化层次，美化了城市空间。
　　 郦城项目位于北京市西四环外，东侧紧临四环路绿化带，西侧为现状高尔夫球场，西北侧为中国皇家园林的典范——颐和园；周边视野开阔，可远眺西山美景，环境极为优越。项目占地103公顷，南北总长达3.5公里，整体规划容积率仅为1.26，是四环路周边少有的低密度大型居住社区（见右图）。遵循建筑与环境整体化的创作原则，设计师充分考虑建筑、环境、景观及生活在其中的人等各项要素，力争创造出与自然和谐共生的建筑环境。在整体规划中，设计师在用地西侧设计了多座最高为7层的叠落式住宅，即本文所述“云楼”。为增加建筑动感及空间的流动性，设计师大胆采用波浪形屋面造型，使云楼与远山、远景和谐共生（见下图）。

同时为进一步强调云楼与环境的相融，设计师将波浪形屋面设计为全覆盖式绿化屋面，并将屋面结构延伸至地面，（见下图）使建筑完全融入周围的自然景观：屋顶绿化与地面园林景观连续无间断，人的视线、环境空间均得

到充分延展，真正体现了有机建筑的精髓；同时也打破了人们惯性思维中固有的建筑边界的概念，形成你中有我，我中有你的共生关系，营造出整体环境的理念（见下图）。

但如何将这一设计思想在实际工程中实现却是件极其复杂、细致的工作。在一期云楼屋顶的设计过程中，许多细节问题在一开始并未被充分考虑，造成了不必要的麻烦，在这里笔者总结一期工程的设计经验，对一些不尽如意的细部做法加以修正，并应用在二期工程中，使设计更加完美。 1．种植土的厚度——传统的屋顶绿化做法中，对种植土厚度要求较高，无形中使屋面荷载增加了许多，相应地也就提高了土建造价；且传统种植屋面的养护也需要投入大量的人力物力，造成资源的浪费。随着无土栽培技术的发展与成熟，这一状况得到极大的改善。本工程采用一种由落叶松树皮经特殊加工处理的人工有机质作为种植层，
大大减少了种植层厚度，北方地区仅需要20～30cm即可。同时这种人工有机质内加入了某些生物菌群，对屋面草坪的生长有很强的促进作用。这些菌群的作用可长达50年，甚至更长。这样既可降低后期养护难度，又可降低养护费用。只要保证各绿化季节有足够的水分，即可达到预期的屋面绿化效果。同时这种人工有机质土干重仅200kg/m3，水饱和重为800kg/m3

，可大大降低土建造价。
2．坡屋顶绿化的固土措施——郦城云楼为波浪形屋面，最大坡度大于30°，因而必须采用可靠的固土措施。一期工程即按传统做法，通过结构反梁形成多个长方形的小仓，固土效果很好，但每个小仓都须预留过水洞，如数量过多则有可能影响防水效果。
3．检修通道的设置——就北京的气候条件而言，如此大面积的屋顶绿化需要专业人员定期维护。因此需要在设计时就充分考虑检修、维护通道。一期云楼在屋面两侧各留了一个700mm宽通长的检修道，单侧设置扶手栏杆，并在通道上做礓蹉处理。从使用情况看，通道位置可满足要求，但宽度过宽，实际应用只需满足一人通过即可。（见左图）二期工程将通道宽度缩至400mm，尽可能扩大了绿化覆盖面。另外，因局部屋面坡度较大，仅靠礓蹉处理仍不能保证检修人员平稳行走，

故在二期工程中将检修通道做台阶处理，以便检修人员安全工作。
4．屋面排水——连续波浪状的屋面，自然形成了找坡的态势，使得排水点很自然地集中于坡屋面边缘及波浪形之谷底处。本工程为使波浪形屋面下的室外露台能更多地享受阳光，在波浪形屋面上开了许多圆形孔洞，一方面增加空间趣味性，一方面满足采光要求。（见下图）而设在谷底处的圆洞给排水设计带来了极大的难度。一期工程即通过雨水管将屋顶的水引至户外露台，再与露台的水合并排至雨落管。但因屋面圆洞都开设在屋顶板中央，因此屋面至露台的落水管对美观影响较大。另一难点为波浪形屋面尽端处，其下部为下层住户的阳光花房，顶部为全透明玻璃顶。因此屋面排水必须在最上层露台解决。但因屋顶外挑，故雨水管必须横向拐至露台之上，特别影响视觉效果，但至今没有很好的解决方案。
5．几个细部做法的改进：
(1) 屋顶檐口处理：一期工程中，为追求轻盈的感觉，在檐口处只留了80mm厚度，用于铺设草坪。但经过一期实践，80mm对于北方气候还是略显不够，增加了养护难度（见左图）。在二期设计中将此处改进，保证种植厚度为200mm；同时通过结构断面处理，仍然保证了屋面外观轻盈效果。
(2) 开敞圆洞处理：一期工程中，屋面开敞圆洞处的结构返梁与波浪形屋面法线垂直，屋面下方视觉效果较好

，但带来了雨水顺洞壁流下的问题。且圆洞上沿处当草坪浇水量大时，也产生沿梁流水的问题。因此二期设计时将结构返梁改为绝对垂直，解决了上述两个问题。
(3) 屋面分仓返梁截面设计：一期工程中，返梁全部为与屋面法线垂直设计，且全部为矩形截面，导致有局部地方种植厚度，不能保证200mm；二期设计时将返梁截面形状稍做调整，保证了后期养护的需要。
(4) 变形缝处理：一期工程按常规处理，将变形缝顶端做至与草坪齐平。结果遇到草坪浇水量大或下大暴雨时，部分表面水沿坡度直接渗入变形缝，造成不必要的麻烦。二期设计时将此节点设计改进，

防止类似情况再发生。
(5) 出屋面管道、设施：目前出屋面透气管基本为PVC材料，屋面防水卷材遇透气管卷起、高度大于草坪总厚度。但施工过程中发现，因PVC管材材质较软、易晃动，导致附着其上的卷材易松动，造成渗水。在二期设计中，为避免此问题，在透水管外增设了钢套管，以保证透气管的稳定性。另外出屋面的排风道也是一个尚未解决的难题，尤其是目前住宅排风道常采用的无动力风帽，外观很难与屋顶草坪协调一致，但从功能上又无法取消，对屋面的视觉效果影响较大。