摘要：随着建筑行业的快速发展，对建筑构造设计提出了更新更高的要求。混合结构是我国住宅楼的主要结构形式，该类建筑物的主要竖向承重构件以砖砌墙为主体，水平荷载采用预制或现浇钢筋混凝土楼板承重的建筑结构。作为建筑物的外围护结构，屋顶不仅要满足耐冲击、防晒、防水等使用功能，还需增设适当的隔热保温层，降低屋面结构的温差值和围护结构的传热系数，避免结构裂缝的出现。而绿化屋顶拥有良好的隔声效果和隔热保温作用，能够很好地调节城市小气候、增加绿化面积，所以加强住宅绿化屋顶的建筑构造设计至关重要。本文就对住宅绿化屋顶的建筑构造设计进行分析和探究。
关键词：住宅绿色屋顶；建筑构造设计
建筑构造设计是指构成建筑空间实体的设计，即各组成部分和各部分的组成构件（或配件） 之间的相互联系，各自的建造方法、相互的连接方法。建筑物的实体由支撑系统和围护分隔系统两大部分构成，它们分别有各自的组成部分：建筑物的楼地层、屋顶等水平构件， 墙体、柱、基础等垂直构件、楼梯等倾斜构件共同组成了建筑物的支撑系统；门窗作为分隔空间界面的隔墙和支撑系统中同时作为围合空间界面的屋顶、外墙、楼地层则组成了建筑物的围护分隔系统。这些系统与其相应的组成部分均在建筑。
空间的构成中起到各自不同的作用。从目前已有的设计理论和工程技术经验的积累以及发展趋势来看，进行建筑构造设计不外两种途径：（1）以建筑设计的总体意图为指导，直接选择和局部调整现成标准构造，作为建筑构造设计的最终成果；（2）依据建筑构造的设计原理和构造所处的特定环境，进行全新的设计。
一、屋顶建筑构造概述
对于传统的屋顶建筑构造设计来说，基本采用“导”和“堵”的方式解决稳定排水与防水问题，即屋顶表面要设置相应的防水层，且具备一定的排水坡度，降低隔热保温层设置在防水层下面，以便解决顶层房间的夏热、冬冷问题，减少温差变形导致的结构裂缝，降低屋面结构年温差值。在实际生活与工作中，建筑物屋面虽设有隔热保温层，但依然解决不了顶层房屋室内夏季过热的问题，尤其是住宅楼顶层，多是按照基价下浮20%～25%，处于空置的状态。例如上海市为改善住宅楼顶层用户的居住环境，将顶层改装为斜坡挂瓦屋面或加设阁楼，以达到屋面保温隔热的效果，更好地改善市貌市容。值得注意的是，部分住宅小区虽将阁楼加设在顶层，但由于阁楼内冬季气温低、夏季气温高，无法满足居住要求，导致屋顶现浇钢筋混凝土结构因温差而出现变形裂缝，不利于屋顶实际功效的发挥，所以研制新型的稳定构造形式显得尤为重要。如草皮屋顶是绿化屋顶的一种形式，屋顶采用堆土屋面且实施种植绿化，能够实现实体材料的降温隔热作用，避免结构变形裂缝的出现，减少投资。
二、住宅绿色屋顶的建筑构造设计
在住宅绿色屋顶的建筑构造设计过程中，可以利用堆土屋面的方式进行绿化种植，发挥防水和排水功效的同时，有效满足绿色植物生长的要求。
第一，屋顶坡度。对于坡度较大的屋顶，采用粗放绿化方式时，还要制定科学的措施方式，避免基质层的流失；对于坡度较小的屋顶，若不能及时排走蓄水层中剩余的雨水，往往会导致植物根系的过分潮湿。要想及时渗排走屋顶剩余的雨水，屋顶最小坡度为5度，绿化的最佳坡度可保持为5～15度，并采用结构找坡的方式，便于屋面荷载值的降低。
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第二，基质层。植物生长层旨在满足植物正常生长的要求，只有采用轻于天然土壤的混合土壤（包含有机肥料、腐殖质、耕作土壤、其它复合成分等），才能降低屋顶的荷载总值。基质层不仅要适当掺入有机肥料和腐殖质，拥有充分的养料，还要掺入适量的泥煤或泥炭，促进土壤毛细管作用和蓄存水功能的提高，有效改善基质层的透气作用、排水作用、蓄水作用。根据结构层的厚度和植物种植方式，绿化屋顶可分为强化绿化、粗放绿化的方式，其中前者选种植物品种包括灌木、乔木、草类等，以植物生长性能要求为依据确定基质层的厚度；后者的植物生长层厚度为20～50mm，适宜种植抗旱、低矮、生长条件低的植物。
第三，防水密封层。由于植物根系的穿透能力较强，要想避免屋面防水密封层被植物根系所穿损，将根系对屋面密封层的损害降至最低，所以要将抗穿透层设置在密封层和排水层之间，或者是将抗穿透薄膜设在密封层的表面，使其与密封层共同作为屋顶的密封层，实现预期的效果。当然在实际设计过程中，需要将一层20mm厚1：3水泥砂浆找平层加设于结构基层上，然后铺设一层氯丁橡胶共混卷材或是制作一层聚氨脂防水涂料三度，将其作为防水密封层。然而这些材料在长期的太阳光紫外线辐射作用下，往往会变脆或出现裂纹，这就需要将厚度为30mm的水泥石英砂浆或厚度为30～50mm的砾石层加铺在密封材料上，减少紫外线对密封材料的辐射，适当延长材料的使用期限。
第四，蓄水层和排水层。蓄水层和排水层多是采用砂砾，将泡沫塑料排水板或浮石粒、膨胀粘土等铺设在该层，以便有效调节屋顶绿化层中的含水量。一方面，蓄水层和排水层能利用屋顶的排水设施及时排走多元的水，或者是蓄存部分雨水，这样在空气湿度较小或干旱季节时，水能借助毛细管上升至植物生长层；另一方面，蓄水层和排水层能借助植物生长层雨水快速下渗，避免植物根系处于过分潮湿的环境。所以将具有较好蓄水能力的材料成分适当掺入到排水层中，如石棉、多孔泡沫材料、泥煤等，使蓄水层犹如小水库，为植物提供所需的用水量。值得注意的是，要想避免一定时间后排水层与基质层的功能混合，必须要在两层之间设置滤层加以隔开。蓄水层和排水层的厚度会受当年降水量的影响，所以在设置过程中应结合终止绿化植物的生长性能要求，厚度多为30～60mm。
第五，绿化屋顶的管理与维护。通常粗放绿化屋顶不需维护与管理，栽种的植物相对低矮，落叶和干枯会编程腐殖质肥料，只需强化绿色，恰当栽种观赏性植物和花卉，定期浇水，在基质层中埋入浇水管道，设置必要的手动浇水设备和自动喷淋设备，方可达到预期的效果。同时要定期检查排水设施的实际情况，特别是落水口的工作状态是否良好，必要时进行维修与疏通，改善顶层用户的居住环境。
三、结束语
住宅绿化屋顶属于一种良好的隔热保温层，是避免夏季屋顶温度升高的有效措施，可以有效改善室内气温的条件，降低绿化屋顶的总传热系数。因此在绿化屋顶的建筑构造设计过程中，必须要立足实际，从屋顶坡度、基质层、防水密封层和防根穿损的保护层、蓄水层和排水层等方面出发，加强绿化屋顶的管理与维护。这样能够满足冬季保温、夏季降温的需求，减小排水管网的压力，适当调节微气候，符合绿色植生长的要求，发挥出防水、排水、隔声、保温的功能，为用户提供良好的居住环境。
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论文作者:张莹微1,罗琪2
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/12
标签：屋顶论文; 水层论文; 建筑论文; 屋面论文; 基质论文; 植物论文; 结构论文; 《防护工程》2019年10期论文;