北京大学口腔医院位于海淀区中关村南大街22号，地处中关村高科技园区，是一所集医疗、教学、科研、预防功能为一体的大型专科医院，日均门诊量达2300 余人次，是目前国际上口腔专科医疗服务规模最大的医院。新落成的门诊病房楼建筑总面积为36200㎡，地上15层，地下2层，建筑设计新颖、功能完善。楼顶屋顶绿化项目于 2009 年 7 月开始，9月竣工，范围为二层、九层、十层屋顶，总面积1277㎡，允许荷载为200kg/㎡（图1）。
图1 北京大学口腔医院
项目设计
（一）设计要求与原则
针对医院的特点和建筑周围缺少活动场地的现状，该屋顶绿化项目提出“应充分利用现有空间条件，营造植物丰富、优美和谐的园林景观，供前来就诊的病人游赏、休憩，同时，通过美化环境提升建筑品质”的总体设计要求。由于屋顶荷载不完全满足实施花园式屋顶绿化的条件，故在详细设计中，考虑应用合理的模式，如结构层材料、植物、铺装、小品、园林设施的选择与设置等，要兼顾安全、功能、经济、美观和生态五个方面。
另外，在设计招投标中，甲方还提出部分设计要求，需要在设计中予以考虑：1）屋顶绿化设计、施工应对楼体进行保护；2）防止发生患者跳楼危险；3）二层、十层以俯视观赏为主，九层可参观、游憩。
结合医院这一特殊的单位性质，设计方案以“亲和自然、安全适用”为指导思想，并在详细设计中遵循以下原则：1）以生态效益为主，景观效益为辅，渗透绿色、环保、节能的设计理念；2）以植物造景为主，利用有限的空间展示生物多样性，体现植物种类和绿化景观的多样性；3）通过屋顶绿化体现绿色建筑理念，展示屋顶绿化先进技术与良好的景观效果，提升建筑综合价值。
（二）设计方案
1、二层简单式屋顶绿化设计方案
现状分析：
（1）二层屋顶总面积 563㎡；屋顶基本为正方形，处于建筑西南角；中间为方格状采光顶棚，面积110㎡；周边设有序列通风管；进风口、排风口的位置靠近建筑边角，基本不影响设计。
（2）按照甲方要求，屋顶花园一般不对外开放，仅作观赏，以鸟瞰效果为主，立面观赏为辅；鸟瞰观赏视线主要来自屋顶花园北侧建筑内3—8层门诊候诊室，立面观赏视线来自建筑内3层诊室的候诊大厅以及治疗室。
详细设计方案：
（1）在建筑墙体与女儿墙周边预留通道，宽度为 1m；预留通道后，屋面通风管恰巧被包围在绿地中。
（2）西侧屋顶花园入口区域铺装局部放大，便于维护设备运输或领导视察工作等特殊情况时的人流集散；东侧因避让进风口，铺装局部加宽至2m，以保证平面图案边界相对完整流畅。
（3）采用自然流畅的图案式种植，种植设计以地被植物为主，适当点缀低矮的灌木以丰富植物配置的种类和层次；注意采光顶棚周边避免种植体量较为高大的植物，防止遮挡光源。
（4）添加北大口腔医院院标，应用景天科植物、耐修剪的色块植物等表现图案，标识的正面观赏方向为建筑内部候诊大厅。
二层屋顶花园设计平面图，见图2。
2、十层简单式屋顶绿化设计方案
现状分析：
（1）十层屋顶总面积180㎡；屋面为船型，尖头向西，北依建筑；女儿墙高1.6m；两组进风口位置基本不影响设计。
（2）按照甲方要求，屋顶花园一般不对外开放，仅作观赏，以鸟瞰效果为主，立面观赏为辅；鸟瞰观赏视线主要来自建筑内 11—14 层住院处病房，立面观赏视线来自建筑内 11 层，本层主要为药剂科库房，东侧入口内大会议室是屋顶花园的主要观赏点。
详细设计方案：
（1）在建筑墙体与女儿墙周边预留通道，北侧（建筑侧）通道宽度为1m，南侧（女儿墙侧）通道宽度为2m，避让进风口。
（2）绿地的构图形式与建筑设计的几何外形相随，俯视效果和谐统一；种植形式延用二层流畅的自然式曲线，上下呼应。
（3）本层花园建筑入口内东侧为大会议室，设计时增加小灌木以丰富立面景观观赏效果；入口处设置小型铺装，便于人流集散；增加种植池，栽植主景灌木。
（4）入口东侧绿地空间较为局促，且灌木生长需求的土层厚度较大，与常规的地形处理手法相抵触，故提出将栽植灌木处统一做种植池处理，以解决这一矛盾。
（5）在女儿墙一侧放置序列盆栽，用绿色植物弱化女儿墙较高带来的视觉障碍，同时巧妙隐蔽两组进风口。
十层屋顶花园设计平面图，见图3。
3、九层花园式屋顶绿化设计方案
现状分析:
（1）九层屋顶总面积 534㎡，整体为长方形，长轴南北向，短轴东西向；女儿墙高 1.6 m；屋面现有间距不等、序列分布的通气管 17个；通气管的不规则分布形式和处理方式对设计提出较高的要求。
（2）甲方要求设计为可进入式屋顶花园，故在景观设计中应兼顾鸟瞰观赏、游憩观赏、由建筑内部向外的立面观赏三方面。
（3）鸟瞰观赏视线主要来自建筑内 10—14 层办公区、住院处病房，立面观赏视线来自建筑内10层，本层为手术室，在通向手术室的“阳光走廊”外即为屋顶花园，是医护人员手术准备的必经之路。
详细设计方案：
（1）本层的性质较为特殊，因允许开放使用，要防止病患接近屋面边缘发生安全隐患，故不再设置环形工作通道。
（2）在女儿墙内加设 1.8 m 高的金属网拍，采用攀援植物进行遮挡，这一虚空间的分隔手法，既能够缓解实体墙造成的压抑感，又为植物生长提供较好的支撑。
（3）通气口的处理是较为棘手的问题，为避免其出现在铺装范围内影响通行，需将这些通气口最大程度包围在绿地中，因此根据其分布的位置，设计出折线园路、自然曲线园路、较大铺装面积结合景观柱收纳通气口的形式等多个方案草图，并经过多次修改、整合，最终选定当前“弧线版”方案。
（4）设计方案中在北侧入口区域保留较大面积铺装，便于人流集散；定制方墩、条凳两种木质坐凳外壳，内藏通气口，看似零散，但每两行中间镶嵌一道花池，就使得坐凳之间有了行列关系，显得紧密有致；由弧线园路自然引导至中心圆形小广场，将广场抬高一个踏步，并于一侧砌筑曲线小花池，这样通过三个立面层次提升，在空间上产生变换感；广场与园路铺装以不同的颜色区分、提示；继续沿园路前行，至南侧入口，又是一个放开的活动空间，设置树池，种植观赏灌木作为主景；整体上形成 “放→收→放”的游赏韵律。
（5）九层屋顶花园观赏与游憩并重，设计中在双侧入口的小广场区域及园路单侧布置草坪灯，草坪灯选择太阳能产品，节能环保，在保证夜间照明的同时，使得花园夜景观赏效果别有情趣；添置体量轻盈的铁艺花钵、遮阳伞等园林小品及设施，便于移动和收纳，活跃气氛。
九层屋顶花园设计平面图，见图4。
屋顶绿化
（一）屋顶绿化荷载分析
在屋顶绿化方案设计前，首先要根据建筑荷载确定屋顶花园的类型，简单计算种植荷载，保证这一数值在建筑屋顶允许荷载范围内。园林建筑、铺装、小品的设置同样需要计算，本文仅以种植区为例作一说明。种植荷载包括种植区自下至上的全部材料在自然状态下所产生的整体荷载，即隔根层、保湿毯、排（蓄）水层、隔离过滤层、种植基质层和植被层在单位面积上的质量总和。
本项目在建筑设计时考虑了屋顶花园的建设，荷载设定为200 kg/㎡。根据屋顶绿化规范中植物材料平均荷重和种植荷载，本次种植设计应以低矮的小灌木、地被植物、草坪相结合的植物配置模式为主。因植物具有生长量，即在自然状态下质量会有所增加，故应谨慎选择大灌木和乔木。
（二）植物选择与种植设计
1、屋顶绿化植物选择原则
（1）遵循植物多样性和共生性原则，以生长特性和观赏价值相对稳定、滞尘控温能力较强的本地常用和引种成功的植物为主。
（2）以低矮灌木、草坪、地被植物和攀援植物等为主，原则上不用大型乔木，有条件时可少量种植耐旱小型乔木。
（3）应选择须根发达的植物，不宜选用根系穿刺性较强的植物，防止植物根系穿透建筑防水层。
（4）应选择易移植、耐修剪、耐粗放管理、生长缓慢的植物。
（5）应选择抗风、耐旱、耐高温的植物。
（6）应选择抗污性强，可耐受、吸收、滞留有害气体或污染物质的植物。
2、种植设计
本屋顶绿化项目的种植设计，是在参照北京市地方标准《屋顶绿化规范》的基础上，结合医院屋顶荷载状况和各层屋顶花园的使用性质，确定具体应用的植物种类（含品种）总计40种。
二层与十层屋顶花园定位为简单式屋顶绿化，以图案式地被栽植模式为主，选用金娃娃萱草、佛甲草、红叶酢浆草、砂地柏等组成颜色亮丽、舒缓流畅的色带，适当点缀寿星桃、金叶莸、大叶黄杨球等小灌木。为便于施工养护，降低养管费用，不选用应时花卉。
二层在实际施工中按甲方要求取消了医院标志模纹。
九层定位为花园式屋顶绿化，以具有较高观赏价值的小型乔、灌木为主，结合草坪、地被植物的复层配置模式，突出生态效益。植物配置遵循“背景高、前景低”的原则，既要考虑花园内的游赏景色，还要考虑到“阳光走廊”内的观赏效果，因此植物配置在走廊一侧要适当留出透景线。为保证花园的四季景观效果，植物材料应用了小型常绿乔木，苗木在挑选时严格控制体量。
（三）屋顶绿化施工技术要点
1、施工流程
为了保证建筑结构安全、防水安全和植物成活，本项目屋顶绿化施工严格按照以下工艺流程进行：清扫屋顶表面→验收基层（蓄水试验和防水找平层质量检查）→铺设防水层→铺设隔根层→铺设保湿毯→铺设排（蓄）水层→铺设过滤层→铺设喷灌系统→绿地种植池池壁施工→铺设人工轻量种植基质层→植物固定支撑处理→种植植物→铺设绿地表面覆盖层。
2、防水层施工
屋顶绿化要求防水性能高且耐久年限长，所以在工程施工前，必须经过蓄水实验并验收，及时补漏，必要时做二次防水处理。防水层的铺设须向建筑侧墙面延伸，应高于基质表面 15cm以上。本次防水层选用 SBS 改性沥青防水卷材，不具有隔根功效，故需单独铺设隔根层。
在屋顶花园后期养护管理中，要应及时清理枯枝落叶，防止排水口堵塞造成壅水倒流，危及植物生长和防水安全。
3、种植构造层设计
根据本项目屋顶绿化的特点，种植构造层设置了隔根层、保湿毯、排（蓄）水层、隔离过滤层和种植基质层。种植构造层断面图和基层结构示意，见图5—6。屋顶绿化种植构造基层材料选择，见表1。
表 1 屋顶绿化种植构造基层材料选择
4、树木固定技术
屋顶环境较地面风力大，且种植土层薄，因此在九层屋顶绿化中，高度超过1.5m的树木都采用了地下金属网拍固定法。具体固定方法是：将金属网拍（尺寸为固定植物树冠投影面积的1～1.5 倍）预埋在种植基质内；用结实且有弹性的牵引绳将金属网拍四角和树木主要枝干部位连接，绑缚固定，绑扎中注意对树木枝干的保护；依靠树木自身重量和种植基质的重量固定树体，防止倒伏。操作步骤如图7所示。
设计与施工中的问题及解决方法
（一）工作通道的多种功能
在屋顶绿化设计中，一般都沿建筑及女儿墙预留环形工作通道，通道宽度1m。环形通道的设计便于工作人员进行屋顶绿化养护作业，建筑墙体维护、维修、清洁作业，以及维护设施设备的运输与运转。
在十层屋顶花园的设计过程中，入口左侧空间较小，为增加绿量，提升建筑内部会议室的景观观赏品质，全部作为绿地处理。但后期项目回访过程中发现，建筑立面铝扣板的辐射造成附近佛甲草死亡，形成局部斑秃。如果预留一定宽度的铺装（通道）能够避免高温、辐射等因素影响植物生长。由此看来，九层屋顶花园的藤本植物依附网拍生长，比直接接触女儿墙生长更为合理。
（二）小空间种植灌木
屋顶绿化不同于地面绿化，植物生长需要的基质，只能人为提供。一般通过地形处理的手法，在基质较厚的地方种植灌木，较薄的地方种植地被植物。
十层屋顶花园的入口左侧要种植大叶黄杨球。大叶黄杨球属于小灌木类，根据屋顶绿化规范要求，至少需要40cm厚的种植基质。但此处绿地空间较为局促，故变换方式，将种植大叶黄杨球的位置加设圆形种植池，从而解决了基质局部厚度应满足大叶黄杨球生长需求与地形处理缓和自然之间的矛盾。
（三）通气口的处理方式
九层屋顶的17个通气管的处理，对于设计初期的构思过程造成一定困难。通过多种尝试，结合设计方案，最终选择两种改造外形的方法。绿地中的通气管在原有铁管外套不锈钢钢管；铺装中的通气管经协商后，抹除一定的高度，用定制的木质座凳外壳统一包装，在保证基本通气功能的同时，扩展出座凳的功能，美观大方，满足景观观赏需求。
（四）色带图案边缘以不锈钢围挡分隔
佛甲草、酢浆草生命力较强且具有自繁能力，定植、进入正常生长后，因竞争会导致周边植物死亡。此外，作为色带种植，过度繁衍侵蚀图案边界，影响观赏效果。
施工时，在铺设基质完成后，根据种植放线图，将色带图案边缘采用 150mm高不锈钢围挡分隔，之后再种植植物。植物根系在向侧方生长时，遇到钢板会受到阻隔停止生长，从而保证图案的完整性和观赏性。实践证明，借助钢板的柔韧性，可以做出流畅顺滑的图案边界。
屋顶绿化不同于地面绿化，屋顶花园是以建筑为载体的形式较为特殊的绿地，其设计构思、植物选择、小品布局和施工技术等受到建筑防水、荷载等因素的限制，因此，必须处理好园林造景和建筑结构之间的关系。另外，相比地面绿化，屋顶绿化面积较小，设计时必须注重近人尺度和小空间的处理，植物选择必须精细，对于施工质量要求更高。
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作者：李连龙、单进、苏艺，北京市园林科学研究所
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