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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國一○二年九月二十一日

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淺談都市熱島效應的敵人:綠屋頂-以薄層綠屋頂為例

      蔡東宏 技師

前言

在台灣經濟快速發展及高度工業化年代,因大量綠地被開墾,以致於土地皆被建築物及柏油馬路取代,這些設施在白天吸收太陽輻射熱,入夜後熱量逐漸釋放而形成「都市熱島效應」,在夏季時,都市裡的氣溫上升幅度將比全球的平均值高出許多,因此,若要解決熱島效應產生,可從增加都市綠地、保育河川及農地自然環境與推廣透水性的道路鋪面技術等方式進行改善,另外將綠化行動往建築物屋頂延伸,不但有利增加都市綠地面積,同時更能達到節能降溫效果。

在夏季建築物屋頂受烈日曝曬,造成室內人員燠熱難耐的現象,室內裝設空調系統降溫只是治標的方法,在能源費用飆漲的時代,此方式不僅需要非常高的費用,空調運轉所排放的廢熱反而讓室外的溫度升高,為了改善這個現象,在建築物設置綠屋頂是個最佳的方法。近幾年來,由於綠色環保及節能減碳意識提升,綠屋頂日益受到重視,越來越多的建築師在設計時將其作為綠建築生態化的一個重要項目。

目前綠屋頂的型式大略分有兩種:一、庭園式綠屋頂:以構築成庭園景觀為主,利用各種植物表現景觀層次,並配置花架、花台、水池、步道等設施,形成完整的園景,傳統「屋頂花園」即是庭園式綠屋頂。二、薄層式綠屋頂:在屋頂上鋪設淺薄的輕質人工混合介質,並種植強韌、低矮、具自生性的植栽,能適應燠熱、乾旱、強風等不利環境。無論何種綠屋頂型式,都以提昇環境效益及永續節能為目的。

 

薄層綠屋頂探討

薄層綠屋頂是目前各界積極推行的綠屋頂型式,雖不比庭園式屋頂(傳統屋頂花園)多樣美觀,但卻具低維護管理、低承載需求、經濟等特性。薄層綠屋頂將以最少量的構件包括防水、排水、生長介質和植栽構置而成,以下就圖例具體說明薄層綠屋頂各項構件。

圖一 薄層綠屋頂斷面圖

一、防水

建築物屋頂大多以不透水的混凝土為主,通常仍再塗刷一層有機物防水材料,以確保防水完整性。防水完工後必須進行淹水測試,確保能提供良好水密性。

   

圖二 屋頂防水層塗刷

 

 

二、排水

儲水排水板主要將過量的水透過屋頂洩水坡度排至屋頂邊側洩水孔,因過量之水會淹死植物,另儲水排水板上必須附加防根板,以避免植物根部損壞屋頂,防根板材料的選擇包括有泡沫板、塑膠或金屬等,而在防根板上會再放一層不可生物分解的過濾纖維,以避免細緻的生長介質微粒阻塞排水溝。

 

圖三 儲水排水板及防根板

 

圖四 過濾棉舖設

三、生長介質

「介質」是指供植物生長的媒介物質。介質太薄會導致植物根部在夏季時因日曬而死亡。介質也可使用一般土壤,惟建議薄層綠屋頂不要使用一般表土,因花園用土壤很重,也可能含有病菌及存有昆蟲及雜草,因此選擇土壤以外的物質當作介質,這些物質稱為「無土介質」或稱為「培養土」。無土介質的種類相當的多,通常分有機及無機兩大類,「有機無土介質」如泥炭土、蛇木屑、水草、椰子纖維等,「無機無土介質」如真珠石、蛭石、岩棉、發泡煉石、保綠人造土等。薄層綠屋頂生長介質大多由兩種或兩種以上的成分依不同比例混和而成,其物理化學特性通常較單獨使用。無論如何,生長介質需良好之排水與通氣性,以及保水能力和保有養份能力,以確保植物健康成長。

   

圖五 植栽生長介質舖設

 

 

四、植栽

植栽層是綠屋頂最有趣且影響整體美感的部分,也是成敗的關鍵。因屋頂處於無遮蔽的全日照環境條件下,為適應淺介質、強風、烈日、乾旱、燠熱的惡劣微氣候,通常使用耐熱、抗旱、低矮且根系淺的地被植物,該植物選擇一般以景天科多肉植物為主,另外完成後為持續仰賴自然繁殖,減少人工補種維持工作,具自生繁殖性也是主要考量因素,這類植栽種類有矮筋骨草、翠玲瓏、香妃葉、怡心草、紫錦草、小蚌蘭、過江藤、斑葉絡石、斑葉到手香、臥地延命草、越橘葉蔓榕、花蔓草、穗花木藍色、蔓花生、雷公根及頭花蓼。另外植栽層在設計時,可搭配不同種類來添增色彩與質感,使屋頂宛如調色盤,美化了原本灰暗的屋頂。

   

圖六 草皮鋪植

 

 

五、維護管理

薄層綠屋頂屬低維管型式,但並非不需要維管的,施工時除進行防水性、材料重量、施工安全檢查外,完工後的維護管理將是重要工作。

完工後的維護管理。

(一)供水需求:可設置簡單灌溉系統進行供水,若能使用太陽能爲主動或被動式灌溉系統加壓及搭配雨水回收系統,更能達到節能減碳功效。

(二)植栽檢查:為讓植物維持正常生長健壯美麗,平時除定期清除入侵的雜草與施肥外,並且注意植栽受病菌感染。

 

結論

綠屋頂可使建築物具降溫及防熱的作用,所提供隔熱與穩定溫度之功能,除可節約室內所需能源外,亦可延長屋頂的壽命並減少都市熱島效應產生。另外屋頂植物吸收二氧化碳及製造氧氣,也可減少空氣污染並淨化空氣品質,同時綠屋頂讓都市環境的組成更多樣化及複雜,所營造動物生態棲地,也會讓人更接近自然。因此,綠屋頂應藉由政策性引導推廣使普及化,並研發適合台灣推廣的工法、生長介質及植栽種類,宣導綠屋頂在居住品質與生態環境方面的正面形象,提高國人對綠屋頂接納意願,讓綠屋頂融入建築景觀並發揮淨化都市功能,使整個都市更清潔、健康與美麗。

 

參考文獻:

台北市錫瑠環境綠化基金會Green Roof 綠屋頂網頁。http://hsiliu-greenroof.blogspot.com/

 

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