岭南地区屋顶花园营建技术研究——以广州高德置地冬广场Jumeirah酒店屋顶花园为例

罗嘉亮

（广东省建筑设计研究院有限公司 广州 510010）

0 引言

随着城市人口的快速增长和土地资源的有限性，城市面临着许多挑战，包括生态环境恶化、热岛效应加剧、雨水管理等问题。为了应对这些挑战，人们开始关注如何最大限度地利用城市空间，提高城市的生态环境质量，并提供更好的居住和工作环境。屋顶花园兴起正是为了应对这些城市挑战而提出的解决方案之一。它倡导将建筑物的屋顶空间转化为绿色的花园和景观区域，通过引入植被、水景和其他景观元素，创造出一个生态友好的宜居休闲空间，因此屋顶花园又称为“空中花园”“城市第五立面”“天台绿地”［1］。

国外第一座被公认的屋顶花园最早可以追溯到2 500 多年前古巴比伦堪称“世界八大奇迹之一的空中花园”［2］，之后的屋顶花园和空中庭院在古埃及的福斯塔特（Al-Fustat）、文艺复兴时期的热那亚市（Genoa）均有呈现［3］。20 世纪初，柯·布西耶通过萨伏伊别墅（The Villa Savoye）的设计诠释了“垂直花园城市”的设想［4］，瑞士苏黎世的柏林庭院（Berlinerhof）是以其绿化屋顶和开放式景观空间为城市居民提供了一个宜人的休闲场所，美国芝加哥市政府大楼屋顶花园（Chicago City Hall Rooftop Garden）是将绿色屋顶与可持续设计原则相结合，成为城市生态系统的一部分。21 世纪初，美国纽约的高线公园（The High Line）将城市空中空间转化为一个独特的绿色走廊，成为城市休闲和文化活动的中心。经过时代变迁及社会发展，屋顶花园大致经历了由“宗教崇拜”到“权贵显示”到“生活实用”到“游憩娱乐”到“盈利收益”到“环境改善”的功能演变过程［5］。

我国古代建筑大多数是木质坡顶结构，不宜进行屋顶绿化，因此在古代几乎没有屋顶绿化［6］。直到20 世纪70 年代，广州东方宾馆诞生了我国第一个屋顶花园［7］，随后在北京、上海、广州等大城市的商业综合体、高档住宅和办公楼项目中屋顶花园被广泛应用［8］。2008 年北京奥运会期间，屋顶花园得到了更广泛的关注和推广［9］。作为奥运场馆和相关设施的一部分，许多建筑物的屋顶被设计成花园和公共休闲空间，为城市居民和游客提供了绿色的休憩场所。新时代中国的高层建筑、商业中心、公共建筑和住宅社区中，屋顶花园已经成为常见的设计元素。然而屋顶花园因其建设条件的特殊性，须综合考虑区域气候特征、建筑荷载、排水系统、设备美化等因素，营建高质量屋顶花园技术成为了建设管理者和从业技术者探索的方向。

1 屋顶花园存在的常见问题

屋顶花园是一个综合的设计领域，其涵盖专业众多，包括建筑、机电、景观园林、结构、给排水等。对于一个好的屋顶花园，工程综合建设工序以及多专业交集实施的合理工作计划非常考究，抛开方案设计的优劣，从项目技术性、落地性的角度，目前绝大多数的屋顶花园，设计效果与实际成果往往大相径庭，经常出现方案表达非常完美，但是到了按照方案设计实施以后效果存在不佳的情况。其主要原因有两个：①没有注意多专业的工序问题，设计阶段没有充分考虑可实施性、落地性；②在实施过程中没有及时解决现场各专业交集的问题，导致施工成效事与愿违。目前，屋顶花园基本由景观园林专业主导，但极大多数的设计师没有正确地意识到多专业、多工种联动技术细节设计的本质，如建筑规范（消防操作面）、建筑幕墙、建筑排水、建筑分缝、建筑设备、建筑结构荷载均与屋顶花园设计息息相关，除此以外，如何结合地域特征建造屋顶花园，也是至关重要的因素。对此，笔者从技术层面总结以下几点主要问题：

⑴ 建筑楼板能否承载景观设计方案是关键因素。建筑楼板是一切屋顶花园的基础，没有楼板何来花园，根据经验，景观专业介入时，建筑设计或建筑施工已经完成，建筑荷载往往仅预留极少的覆土与荷载空间，一旦扣减建筑找坡层、建筑防水隔热层等构造，屋面景观只能建造铺装和草坪。景观技术人员一般迁就建筑原荷载进行设计，极大限制景观方案深化的创意。同时，由于景观园林的介入，没有充分考虑可实施性，导致建筑天沟无法及时排放雨水，增加植物因泡根影响生长甚至死亡与增加屋面荷载的风险，极大地影响屋顶花园的效果。

⑵景观与建筑、设备衔接是否处理得当的细节问题。屋顶花园是一个综合的载体，不同于传统园林的建造，屋顶花园还需要将景观与建筑、设备进行有效的结合，如给排水、空调设备、通风管道、建筑幕墙、建筑分缝等。然而，以上的问题往往是被设计所忽略，由于各专业之间的协调不当，导致景观与建筑、设备之间经常出现建设工序混乱，衔接不当，影响整体设计效果和使用功能。

⑶景观是否与地域气候特征充分融合，也是营造高质量屋顶花园的重要因素。屋顶花园的设计应该充分考虑所处地域的气候特征，如降雨量、温度变化、风向等因素，以便合理选择植物和材料。然而，现实中的一些屋顶花园在景观设计中未能充分融合地域气候特征，导致植物选择不当、铺装材料不合理，影响屋顶花园的生态效益和可持续性。

针对以上常见问题，笔者尝试以岭南地区作为研究区域，结合广州高德置地冬广场Jumeirah 酒店的屋顶花园营造经验，探索屋顶花园的营建技术，并对关键性技术问题进行探讨，为营建高质量的岭南地区屋顶花园提供技术分享和经验参考。

2 岭南地区屋顶花园营建技术的实践

Jumeirah酒店屋顶花园位于广东省广州市天河区高德置地冬广场6 层楼面，总面积为5 870 m2，属于超五星级酒店配套园林项目。在屋顶花园方案介入之初，由于项目建筑主体已经基本施工完毕，屋顶花园只是进行简单的设计，但按照酒店管理品牌方的要求，设计需调整原有的项目内容，增加包括园林景观、退台构筑、生态绿化、特色构筑物、以及深1.4 m 的组合式泳池区域等屋顶花园元素，该做法直接导致屋顶荷载承重需求剧增，而且多专业多工序交集混乱，使项目一度陷入难以实施的困境。为高质量营建广州CBD 第五立面景观，项目技术设计针对方案设计所带来的屋顶荷载处理、建筑设备美化和岭南环境要素融合等内容，提出科学、合理的营建技术处理办法。

2.1 屋顶荷载处理

建筑屋顶荷载是营建屋顶花园的基础，足够的屋面结构承载力，能确保花园的安全性和稳定性。该项目伊始，建筑只预留300 mm 覆土，结构仅预留3 t/m2的荷载，由于景观设计介入较为滞后，经与业主沟通，需在已建楼板上增设包括园林景观、退台构筑、生态绿化、特色构筑物、以及深1.4 m 的组合式泳池区域等屋顶花园元素，经过核算，设计所需要的荷载增至30 t/m2，这对原有结构产生极大的影响，覆土和荷载需求远远高于建筑预留量。针对屋顶结构荷载处理，项目团队提出增大屋顶荷载、绿化覆土降低静荷载以及排水系统降低动荷载等方法，最大程度的实现设计方案。

2.1.1 结构补强增大屋顶荷载

通过多专业联动协调，6 层面结构构件最终采用向上加大梁、板构件加固的方式，增大梁板构件的正截面承载力，而在高标高区域园林楼盖则采用架空结构实现，园林构筑物荷载、种植荷载直接承载于架空结构上，并直接传导至结构柱上；同时，架空结构给予了园林管线更多的布置空间及检修空间，实现设计想法的同时满足五层商业区域使用净空要求。

2.1.2 排水系统降低动荷载

作为岭南地区，屋顶花园排水系统尤为重要，如做好屋顶花园的排水工作，能够有效地降低屋顶楼板荷载的压力，景观屋面给排水属于建筑排水的次级系统，景观地表、地下水经过汇总收集至景观排水系统后，再统一汇入建筑排水屋面天沟。Jumeirah 酒店屋顶花园通过结构反梁实现加固，提升屋顶荷载和覆土厚度，解决景观设计的荷载要求的同时，也导致排水不畅的问题出现，一旦出现积水导致荷载增大，会出现屋顶顶板安全隐患，根据景观、排水以及结构专业的协商，决定在处理结构补强的同时，结合屋面排水坡度，对反梁预埋布置泄水孔，并汇入排水沟，构成完整的排水系统，达到高质量营造屋顶花园的实际效果，如图1、图2所示。

图1 反梁开孔排水平面Fig.1 Drainage Plan （m）

图2 硬质地面排水沟做法Fig.2 Drainage Channel Construction Method （mm）

2.1.3 绿化覆土降低静荷载

屋顶花园的建设中需要选择合适的栽培基质作为种植土［10］。绿化种植土的重量和厚度是降低屋顶静荷载的重要方式之一。本项目采用的轻质土壤由腐殖土、泥炭、珍珠岩等材料组成，具有较低的密度和良好的透水性，可使用轻质土壤减轻种植对结构荷载的压力，本项目选用泥炭土、砾石、珍珠岩和蘑菇土组成30～60 cm厚的轻质营养土，满足荷载要求同时保证植物营养需求。浅根系的须根植物则减少土壤厚度。

2.2 景观与建筑设备的衔接美化

屋顶花园的景观营建不单单只考虑园建、植物、水体等景观要素，还需要顾及与景观相连的建筑设备，包括幕墙、设备、建筑分缝，这些与建筑有所交集的部位往往是最容易被忽略的，在做设计的时候，切记不可简单一笔带过，需要清晰熟读建筑、设备等各专业所提供的图纸，做好设计必须要完成事前准备。景观与建筑设备的衔接美化主要有以下3种类型：

2.2.1 物理隔断美化建筑设备

建筑设备，如建筑出风口、燃气管道等，一般的处理是直接利用植物遮挡，设计往往忽略不同设备类型所需要隐蔽性、防水等问题。若是出风口，在长时间面对热风吹送，植物是无法正常生长甚至死亡，这将使到景观效果无法达到最佳，因此建议出风口使用物理隔断（见图3），同时围蔽还需考虑防水和泛水，防止雨水渗入建筑室内空间。

图3 物理围蔽构筑立面Fig.3 Enclosure Structure Elevation （mm）

2.2.2 景观与建筑幕墙衔接

本项目屋面花园在景观介入前，建筑玻璃幕墙已经完成，但是考虑整体的屋顶花园景观效果，部分种植池还是需要与建筑幕墙连接，这种处理主要存在两个问题：①室内外美观问题，试想由于种植池贴着幕墙处理，靠幕墙位置的种植池砌体将无法处理饰面，严重影响观感；②因为防水排水没有做好，引起室内和顶板的渗漏。为了实现设计效果，景观种植池首先与幕墙分离150 mm，预留排水沟构造空间，另外也解决砖体饰面问题，使景观功能与观赏性都能同时处理，如图4所示。

图4 种植池与幕墙衔接做法Fig.4 Connection Method （mm）

2.2.3 景观与建筑分缝衔接

建筑分缝和景观的连接着往往是最容易出现问题的部分，要做好渗漏的工作，首先要充分了解建筑防水构造，不同的构造会影响景观效果，通过景观与建筑的协商，项目采用尺寸最薄的不锈钢片盖板，待做好防水，泛水后，在不与建筑分缝发生关系的情况下，在分缝两则做砌体再加预制结构，进行景观铺装的处理，这样既能达到景观效果，也能处理好建筑分缝，如图5所示。

图5 建筑分缝处理做法Fig.5 Building Joint Treatment Method （mm）

2.3 岭南环境要素融合

2.3.1 乡土植物运用

由于本项目屋顶花园位于建筑群之间，存在受光面光照时长不足的情况，植物品种考虑生长习性，以既喜阳也耐阴的常绿植物为主。岭南地区属于东亚季风气候区南部，具有热带、亚热带季风海洋性气候高温多雨的特征，景观植物资源丰富。植物品种选取以造型秀美，具备观花、观果、观枝、观叶等观赏特征的乡土树种为主，如乔木使用鱼尾葵（Caryota ochlandra）、黄金香柳（Menlaleuca bracteata）、鸡蛋花（Plumeria rubra）、红果铁冬青（Ilex rubra）、柚子（Citrus maxima（Burm）Merr）、秋枫（Bischofia javanica）、杨梅（Myrica rubra）等，灌木使用锦绣杜鹃（Rhododendron pulchrum）、四季桂（Osmanthus fragransvar.semperflorens）、龙船花（Ixora chinensis）、朱蕉（Cordyline terminalis）等观赏品种。另外考虑荷载和抗风问题，项目通过调整种植池大小、深度控制植物规格大小、重量，并选取根系发达，枝干粗壮的植被抵御风雨，植物栽植好后需要按照规范做好支护，增加其安全性。此外，楼板保护使用疏水板、铺贴防穿刺的防水卷材，做好排水和防水防穿刺的处理。

2.3.2 适应性材料运用

屋面景观要考虑建筑立面汇水，加之岭南雨水潮湿的特征，在材料运用方面，建议以耐用实用的环保材料为主，建议可采用黄岗岩、人造石、马赛克等，少用木材等容易被腐蚀，氧化的材料。可通过钢材外喷氟碳漆达到想要的效果，另外水景及外墙饰面建议可采用干挂形式，避免出现反碱的现象。

3 结论

结合Jumeirah 酒店屋顶花园的工程实例介绍，从工程技术的角度，对屋顶花园在设计和施工阶段营建存在的常见问题进行了剖析与经验分享，包括建筑楼板荷载处理，屋顶花园各构造的衔接以及地域要素的融合。

针对建筑楼板荷载处理，建议在建筑主体设计前或者设计进行时，屋顶花园设计就需介入，通过对建筑以及结构荷载的判别，及时反馈各专业的需求，有效提高屋顶花园的可实施性。但如遇到建筑主体已经施工而屋顶花园设计才介入的情况（如Jumeirah 酒店屋顶花园），则需要在通过屋顶花园设计方案后，及时与建筑、结构，甚至排水专业进行协商，根据实际情现场状况，在不违反规范的情况下，调整各专业已建的构造，满足屋顶花园效果图的要求，在Jumeirah 酒店屋顶花园的实践中，各专业协商后，通过屋顶结构补强增大荷载，绿化覆土和排水系统降低荷载的方式，为屋顶花园设计提供承载力支撑，从而达到屋顶花园设计的设想。

屋顶花园的各构造衔接，往往难以处理，因为这些构件大部分是根据规范以及数据进行推演设计，是相对固定的构筑，例如设备井、建筑幕墙、建筑分缝等，如若能在设计前期和相关专业进行协商，调整构造是最好的方式，但因客观条件无法调整，设计则需从技术与效果层面同时出发，灵活变通处理，例如案例中所述的景观与建筑幕墙灰空间为例，在保证防渗等功能的前提下，兼顾美观效果与可实施性，达到衔接实现建筑与景观的充分融合。

而针对地域要素的融合，设计需要充分解读项目区域区位，了解在地材料，乡土材料、就像案例中的Jumeirah酒店屋顶花园，选取适应项目的岭南材料，并科学运用实现环境要素的融合。

虽然本项目在设计阶段，由于工序与多专业交集的问题，一度陷入难以实施的困境，但最后通过多专业相互协调，科学合理调整了综合建设工序以及多专业交集实施计划，最终使Jumeirah 酒店屋顶花园景观方案的效果得到完美呈现，并获得建设方及业界的好评。

4 结语

在新时代建设生态文明的进程中，如何高质量营建屋顶花园成为城市建设管理者日益关注的重点。作为建筑第五立面，屋顶花园承担着调节建筑小气候、缓解热岛效应、提供休闲场所等重要功能［11］，高质量营建技术，强调的是创意且富有文化融合的设计与精湛的施工技艺紧密衔接配合，这才是解决关键问题的核心技术。笔者借此分享，希望能为同类型建设项目提供参考和借鉴。