探析“屋顶梯田”生态建筑景观设计

文/中建八局第一建设有限公司 易 赞 伍泽元 陈 峥

0 引言

随着城市建设规模不断扩大，城市中心用地日渐紧张，屋面成为城市建设过程中尚未开垦的“宝地”，建筑屋面作为城市建筑物的“第五立面”能有效节约城市土地，成为开拓城市空间的有效办法之一[1]。梯田景观本是一种农业型生态景观，是在丘陵地区形成的顺延等高线的台阶式、波浪式断面耕地。梯田既是农业生态景观，又是具有超高美学价值的自然文化景观。“屋顶梯田”是屋面景观与梯田农业生态结合的产物，是呈现自然美与社会美的平台，能实现人们对实用性与自然美追求的统一。

1 屋面生态景观形式及作用

屋面生态景观起源于西方国家，从20世纪60年代开始，屋面绿化、屋面生态景观成为集生态、经济与景观三大效益于一体的城市生态绿化板块，也成为城市绿化景观发展的新趋势[2]。屋顶生态景观产生的经济效益与生态效益较为可观，在形成新兴绿化产业的同时衍生出绿化工程、智慧灌溉等相关行业，成为城市建设发展中新的经济增长点。

随着城市建筑的超负荷建设，地面景观及绿化面积受到较大制约，诸多公共建筑屋面选用生态景观以增加空间的绿化面积。生态屋面具有缓解雨水径流、收集雨水、提高雨水利用率等功能。屋顶生态景观中的绿色植物可产生氧气，调节城市温湿度，由高层空间植物组成的“保温层”防线可有效缓解“城市热岛”问题。

现阶段，如何做好建筑“顶”上功夫成为设计师研究的重点，生态屋面的多类型营造使建筑屋面在实现生态化的同时兼具艺术感、空间感与体验感。本文以生态屋面为基础，结合农业、商业、花园、艺术等功能类型，分析其组合类型的营造方式及特点，如表1所示。

表1 多功能生态屋面的组合类型与营造方式

生态屋面多功能组合类型促使新型模块化组合式的生态屋顶建设模式诞生，改变了传统的屋面绿化施工方式，将隔根层、保湿层、蓄水层、排水层、过滤层等集合于建设模块中，并通过模块化组合、积木式拼接实现各层级无缝衔接。每个模块既是独立个体又能共享水源、肥料，且保温隔热效果较好。模块的多种组合方式符合现代社会对屋面生态景观形式多样化的考验，绿化率高、成型快、效果强，在适应各种需求的同时大幅降低生态屋面的施工难度，有效保护了建筑屋面结构，提高了土地资源利用率。

2 梯田景观的文化生态表现

背靠土地耕作的农人常说，坡度大于25°的山坡不适合农耕，需退耕还林还草，但先人智慧地以梯田农业种植形式养活了山民。随着山区丘陵地带等高线的延伸，梯田既是风姿绰约的绝美画卷，又是将坡面变平面的高效土地利用方式。

艾伦·卡尔松[4]曾说过“农业景观具有形式美和表现美，其中表现美需根据其景观功能性与产出才能被欣赏”。梯田作为典型的农业景观之一，其表现美及价值皆来源于土地实践，与实用功利相关。作为农业景观，梯田对场地具有较好的适应修复作用，是有效的土地恢复种植方式。因此，以梯田式的生态设计模拟自然梯田景观，通过结合地形高差使波浪纹样与地形完美结合，形成美观又动感的设计。设计模拟梯田灵动的线条串联整个空间，使空间充满活力与张力。如今，屋面的生态景观功能与梯田结合，将生产、文化、环境等元素嵌入“屋顶梯田”生态模式。屋面作为建筑外部空间主体，由上到下如梯田般逐级展开，结合区域文化与当地景观环境条件，随着空间变化调整植物品类，实现景观与经济的双重收益[5]。

3 因地而建的“屋顶梯田”

赖特曾说过：乡土的建筑应需而生，因地而建，那里的人们最清楚如何以‘此地人’的感受而获得宜居。屋顶梯田可谓是乡土与建筑的结合，是生态建筑的延续和发展[6]。

3.1 结合场地氛围应需而生的“梯田之家”

“梯田之家”位于浙江省嘉兴市海宁市，地处长江三角洲杭嘉湖平原。项目所处小镇是远近闻名的纺织城，镇内良田与工厂交织，呈现传统与现代融合的景象。“梯田之家”阶梯式屋顶梯田的设计源于以下因素：“耕者有其田”，宅中可设半亩良田，是国人特有的情感与诉求；“登高明远目”，阶梯天生具有方向性，向上可远眺北边大片稻田，向下又能回归南面私密小院；梯田形态有利于屋顶排水，可减少南方强降雨时的屋顶渗漏；梯田形成绿色覆土屋顶，炎热夏季可防暑、降温、隔热。

在“梯田之家”中，设计将乡村与生活元素有机结合，传统农耕模式转化为阶梯式的梯田造型建筑，建筑坡顶2处灌溉系统可根据南方热带季风气候进行实时调节，使建筑阶梯屋面成为草木常青的梯田生态景观。项目颇具美感且实用，建筑屋面的阶梯式平台采用环保方式实现对空间与材料的有效利用。“梯田”结合高差设计长条形采光窗，透过玻璃可观望屋顶的植物，阳光照亮室内，使室内空间与室外大自然实现无缝对接。“梯田之家”的屋顶不仅是建筑屋顶，更是有趣的生活空间，可使居民与自然实现全方位接触（见图1）。

1 建筑屋面生态布局模式（图片来源：https://www.sohu.com/a/249421469_411016）

3.2 复合多功能的树下山丘“有机农场”

在当前气候环境恶化情况下，东南亚等国面临水资源与粮食短缺的威胁。因此，其将粮食安全与环境健康放在首位，利用城市被忽略的空间进行有效、可持续的食物生产。如泰国国立政法大学利用校园2.2万m2的闲置建筑屋面，创造了亚洲最大的屋面有机农场。农场将整体建筑与梯田农业景观独创性融合，使能源再生、有机废物与水资源管理及可持续粮食生产等理念在建筑公共空间中得以实现，成为适应气候变化的有效解决方案。

泰国国立政法大学的屋面有机农场可为校园提供食物，借助梯田土方工程和现代绿色屋顶技术最大化收集雨水并加以利用，雨水从斜坡上蜿蜒而下，梯田叠层式的屋面形式有利于雨水过滤、吸收和降低径流，其效率是传统混凝土屋顶的20倍。有机农场建筑每个侧翼皆设计4个蓄水池，以储存更多雨水，作为生态屋面干旱季节的储备用水。屋面有机农场使建筑形成山地状，最大限度地利用梯田地形创造多功能公共空间及360°曼谷全景圆形剧场。1.5m的耕作距离是为屋面有机农场设计的最有效距离，并以此为梯田网格系统的模数，将各层级建筑串联，使建筑结构、表皮、空间与生态屋面相互交叉、相互支持（见图2）。在教学功能上，学校将土壤、环境、农业、景观等课程地点置于生态屋面，学生可通过切身感受，迎接未来生态环境与气候的挑战[7]。

2屋面有机农场（图片来源：https://www.sohu.com/a/249421469_411016）

4 结语

“屋面梯田”正以现代方式实现古老传说中的巴比伦空中花园，其起源于对农业的尊重及对自然的向往，使建筑与农业生态景观有机结合，并从两者结合之处找到城市与自然可持续发展之路，提出全新的城市建筑生态规划途径[8]。“屋面梯田”为农业发展提供新思路，让空间中的居住者也能触摸土壤，嗅闻芳香，收获种植的果实，实现生态设计中现代与传统的创意结合。