新加坡屋顶绿化排水层过滤层底部渗透阻挡层技术指南翻译讲解.docx

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新加坡屋顶绿化排水层过滤层底部渗透阻挡层技术指南翻译讲解

屋顶绿化的过滤、排水、阻根层

技

术

指

南

城市绿化和生态中心

第一章屋顶绿化过滤层

第一部分总述

1.1引言

该说明书介绍了屋顶绿化的过滤、排水、阻根层设计的基本要求。

屋顶绿化景观被设计和安装在新的和目前已有的建筑顶部空闲位置，是房屋建筑面很重要的一部分。

建筑屋顶承重土壤基质，而过滤层包含基质层并且起到基质层的作用。

屋顶绿化中房屋顶部过量的水需要及时的排走。

而排水层的技术可以达到这一功能。

建筑屋顶表面的合理设计和结构可以阻挡植被根系生长。

阻根层的合理安装可以实现这个作用。

1.2目标

该说明书意在介绍屋顶绿化过滤层、排水层和阻根层的设计指南。

它给屋顶绿化过滤层、排水层和阻根层技术提供了质量保证和参考标准。

屋顶绿化的建筑设计必须要遵守相关的条约和制度规范。

1.3定义

绿色屋顶：

大量的绿色屋顶设计基本上没有休闲娱乐作用，而其主要作用是具有美观价值和生态效益。

该设计材料特点：

安装成本低，轻质材料（50-150kg/m2）、浅层矿物基质、最少的维护工作。

一般情况至少一年一次或两次进行检查维修。

植物选择一般要求自生能力强，低维护的品种。

大量的屋顶绿化系统都安装在屋顶斜坡30°上，它们一般在欧洲国家比较常见，特别是德国。

屋顶花园

人们可以接触到的大部分的绿色花园或屋顶花园，它们常常被用于休息娱乐和其他的社会活动。

因此它们的特点是：

附加重量，较高的基本建设成本，更多的密集种植品种和较高的维护工作和费用。

这种屋顶花园的植物选择范围较大，从观赏草坪，灌木，矮树丛到乔木，种类较多。

因此，它们的设计需要正常的维护养护，例如：

除草，施肥，浇水等。

1.4技术要求

过滤层

过滤层的主要作用是控制和保持基质层，阻挡颗粒和基质养分的流失。

基质养分的大量流失会严重影响植物的生长和定植，尤其是绿色屋顶的上的基质层很薄，养分更容易流失。

过滤层可以防止骨料颗粒和植物残枝通过排水层时堵塞排水层（过滤层在排水层之下），但是它具有良好的透水性和透气性。

过滤层应该选择合适的化学和物理物质放在确定位置来改善屋顶绿化的微气候条件。

过滤层不应该阻碍植被的生长和根系的发育。

排水层

排水层在屋顶景观中起到很好的效果，过量的水分会被其有效的排出植物基质层外，并将此部分水储存起来需要时再进行灌溉，特别适合用在大量的绿色屋顶景观中。

排水层在屋顶景观微气候条件比较极端（集中光照，强劲风力，较高的纬度），因此排水层的选择、安装和维护都需要着重考虑。

排水层在屋顶绿化景观中起到很好的效果，而且在其上的植物生长也不受任何限制。

阻根层

阻根层主要作用是将植被根系从建筑结构的表层分离出来，该层可以阻止植被根系生长从而保证屋顶表面和结构的完整性，因为植物可以影响到建筑的原有性能。

阻根层在屋顶绿化景观中起到很好的效果，而且在其上的植物生长也不受任何限制。

阻根层应该选择合适的化学和物理物质放在确定位置来改善屋顶绿化的微气候条件。

第二部分过滤层

2.1引言

2.1.1土工织物（Geo-textiles）常常用在屋顶花园和绿色屋顶设计中，它作为一种过滤层保持和阻止来自基质层的土壤颗粒的移动。

这种织物的主要作用是形成一种基质土壤的边界层，保持基质土壤的颗粒。

Figure1&2滤板及其在绿色屋顶系统建造中的位置

2.1.2土工织物（Geo-textiles）常常有以下的形式:

●抓绒布料-这主要由对齐的或者随机合成纤维组成，它可以通过手工操作或者加热的办法固定在一侧。

简言之，就是较长的纤维在加热固定后质量较高。

●梭织布-这是一种平面织物是由两组互相垂直的织线组合在一起的。

这种布有高的抗伸强度。

它主要是由两组或更多组的纱线，纤维，胶带或者其他如聚酯类的物质在正确的角度插入中间而产生的。

2.2要求-技术指标

2.2.1密度

●在平坦屋顶表面上，基质层的深度可达到250mm，而建议过滤层的最小密度为100g/sqm（克/平方米），允许范围在100g/sqm-200g/sqm之间。

●在平坦屋顶和坡度屋顶的若基质深度更大，则高密度的过滤层应用要达到以下的标准：

-阻碍根系入渗

-抗伸强度

-伸缩性

2.2.2机械抗逆性

●过滤层至少能够抵抗的渗透力为0.5KN或50kg。

2.2.3孔的宽度-机械过滤的有效性

●过滤层的有效性主要是因为机械过滤直接和过滤层孔隙的宽度有关（它涉及到过滤层纤维之间的微小间隙）。

●有效孔的宽度表示标准测试土壤微粒的直径，这种土工织物的孔径保留了90%的土壤颗粒，允许剩余的10%流失。

●有效孔的宽度范围为0.06mm到0.2mm。

2.2.4根系渗透的敏感性

●市场上有抵抗根部的土工织物产品，但是针对屋顶绿化的目前还没有。

过滤层允许植被底部穿透。

●这种特别适合浅而薄的绿色屋顶的结构设计。

植被根系可以穿透过滤层到达底层排水层（设蓄水池）。

●根系需要不时的进行检查以确保排水层不被其阻塞。

2.2.5抵抗天气变化

●土工织物不是防风雨物质，它易受环境气候的直接影响。

因此它们不应该暴露在生产厂家规定之外的环境中。

2.2.6抵抗微生物

●过滤层的抵抗微生物的袭击能力可以通过泥质土的埋藏微生物测试得到。

●测试标准包括该种测试方法，BSEN12225：

2000

2.2.7抵抗化学物质

●过滤层能够抵抗和忍耐屋顶绿化中设计到的常见的化学物质。

●抵抗化学物质的证明（包括：

试验证明）常常可以在提供土工织物的生产厂家那里获得。

2.3建筑

2.3.1在绿色屋顶系统建设中，过滤层经常被放在排水层（设蓄水池）上面。

2.3.2过滤层可以和排水层分离开来，也可以实现和排水层一体化设计。

2.3.3重叠层-两个过滤层之间必须有至少100mm的重叠层。

2.3.4过滤层的交界处或边缘应该和基质层顶部在一个水平上。

这样可以减少基质层物质的移动并进入下面的排水层的可能性。

2.3.5过滤层会随着环境的变化而老化，但是我们应该尽力让过滤层暴露面积最小。

2.3.6过滤层位于基质层上面，它应该在最短的时间内以尽可能快的速度被基质层所覆盖。

2.3.7在过滤层没有被基质层覆盖的地方，我们应该尽可能的考虑和保护过滤层，以防其被强风压和吸力所损害。

第三部分排水层

3.1引言

3.1.1“排水层”是很普通的术语，它是指屋顶绿化系统设计时在过滤层和基质层之下的一层。

这层物质必须有以下性能：

●仅有排水功能

●既有排水又有水分储存功能

3.1.2这部分一般主要强调“排水层”，其包含的物质具有以上的功能。

3.1.3绿色植物环境中，排水才呢过具有以下的功能：

●排除过量的水分和防止水分淤积

●通过储水装置供应水分

●对于根系渗透提供更多附加的空间

●绿色屋顶上它可以促进各种类型的植被生长

3.1.4排水层的设计和安装需要考虑以下标准：

●排水功能

●需要承受的荷载量

●保护功能

3.2物质组成和类型

排水层由多种物质组成，总结如下：

●自然物质的聚合物

-砾石和细碎屑

-熔岩和浮石

-膨胀粘土和页岩，分压碎型和非压碎型

-膨胀页岩，分压碎型和非压碎型

●重复利用的物质聚合物

-压碎和无釉黏土砖

-炉废料

-泡沫玻璃

●排水垫

-结构化羊毛席子

-塑料席子

-纤维编织席子

-泡沫垫

●排水板

-橡胶板

-刚性塑料板

-塑料泡沫板

●排水基质层

-改良型泡沫板

3.3要求—技术性能

评价排水层材料的合理性，这些材料的技术性能需要同时考虑一下几点：

-这种材料已经被用的情况

-现场的具体情况和要求

通过测试标准来验证材料的技术性能，而建筑规范有助于以上的材料测试。

这些测试在表格1里。

从植物学的角度排水层颗粒的重要技术参数都在表格1中。

请参考29页。

3.3.1颗粒级配

●排水层的颗粒一般处于压实状态

●粒径小于0.063mm的颗粒含量不应超过总量的10%

●以下为排水层粒径分布的深度

排水层深度（mm）

粒径（mm）

下限

上限

40-100

2-8

2-12

﹥100-200

4-8

8-16

﹥200

4-8

16-32

3.3.2结构性及层的稳定性

●材料必须有一定的结构完整性及达到一定强度标准，在存储，安装，后期安装阶段可以承重来自材料的荷载变化（包括它的外形，组成和重量的变化），这些荷载重量会施加在材料上，其包括：

-材料的重量

-覆盖材料或结构的重量

-水的重量（基质饱和时）

-养护和日常活动产生的荷载

●排水板和排水垫主要由塑料材质组成，由于植被层的物质和微生物的作用，因此它们应该具有抗腐烂和抗裂的特性。

●为了确保该系统的有效性，我们应该留意并确保其不被啮齿类动物和害虫所破坏。

●固体颗粒的形状在材料的安装过程中也起着很重要的作用，锋利且有棱角的颗粒降低了材料的稳定性。

3.3.3

●排水板和排水垫一般由塑料组成，在其使用寿命范围内它能够承受来自其上的覆盖物的压力，而不需要类似于渗透率之类的技术参数。

3.3.4水的渗透率

●排水层的材料具有多孔透水性，能够有效的排出绿色屋顶多余的水至排水口。

●排水层的技术参数一般用下面的方程计算：

q′=（A*c*q）/b（l/s*m）

q′=排水量

A=排水截面积，m2

c=表面径流系数

q=最大降雨量

b-径流宽度，m

排水层深度

（mm）

表面径流系数

小于15°斜坡

大于15°斜坡

＞500

0.1

-

＞250to500

0.2

-

＞150to250

0.3

-

＞100to150

0.4

0.5

＞60to100

0.5

0.6

＞40to60

0.6

0.7

＞20to40

0.7

0.8

●对于很薄的屋顶绿化系统，诸如倾盆大雨之类天气很常见。

而正确的绿色屋顶设计基本上没有径流的残留，即使有也是很少量的。

●柔软的排水层渗透系数和深度是决定排水性能的重要参数。

●从长远来看，因排水层的颗粒大小对材料结构，物理和化学方面会产生影响，所以我们应该考虑尽量减少颗粒的粒径。

●我们需要定时的检查根系的以防其堵塞排水层。

3.3.5蓄水量

●矿物质组成的排水层具有很好的排水和蓄水能力，它会达到一个最佳的适合植被生长的蓄水水平。

-开气孔，相反于闭气孔。

因此，膨胀粘土比非膨胀粘土更适合。

-保水剂和斥水剂

●为了确保基质层能够进水且可将过量的水通过排水层有效的排走，排水层在最大地下水位之上需要有足够的干燥层来储存水分。

●排水板组成的排水层一般会设计蓄水池。

从植被安全的角度考虑，排水层应该排除过量的水分并且保存合适的水量确保植被生长所需。

3.3.6pH值

●基质层最佳的pH值如下表：

绿色屋顶的类型

pHValue

花园式屋顶

5.5-8.0

绿色坡屋顶

5.5-8.0

●当然，对于特殊的植被需要酸性基质的情况，我们需要将pH值再细化。

3.3.7碳含量

●含碳量高的物质一定不要用在排水层中，因为它会引起烧结，例如,再生化合物和碳酸钙颗粒等。

●烧结是将粉末状物转变为致密物，并不经过液化的过程。

化合物中碳酸盐的过量释放会降低排水层的性能。

例如绿色屋顶附近的铺路材料是由砂浆层，混凝土和碳酸盐组成的，而其中碳酸盐溶解时会以团或块状存在，会降低排水层的排水性能。

3.3.8含盐量

●从植被角度来考虑，排水层的含盐量表如下：

绿色屋顶的类型

含盐量

花园式屋顶

Max1.5g/l

绿色坡屋顶

Max1.5g/l

●含盐量在合理范围内尽可能低，这样可以防止由于淋溶情况而导致的土壤环境污染。

●含盐量通过土壤电导率值得到。

●基质层的EC值一般少于2.0ds/m.（参考CSA01:

2009,园林绿化用土混合料的规格）

3.4结构

3.4.1较好的排水层应该覆盖在平坦而均匀的表面上。

3.4.2屋顶的平整度决定排水层的厚度，具体参考如下：

排水层深度mm

屋顶表面凹凸面距离mm

100

Max10

＞100—200

Max15

＞200

Max20

3.4.3排水层的最小深度必须在相关的位置点，其它层的功能需要加到排水层中。

否则排水层的性能将会受到牵制。

3.4.4排水层需要排水垫和排水板，它们表面的平整度要满足屋顶的结构设计。

此外两片垫子或板之间的空隙我们也应该考虑到，以防空隙不能被完全填充（基质）。

这种部分填充或全部填充的空隙会阻碍排水层的排水功能。

3.4.5屋顶斜坡小于2%或1:

50时，我们应该采取措施尽量使屋顶的不规则表面平滑些。

否则，就得加强排水层的厚度。

3.4.6我们应该采用刚性的或者硬质的塑料排水材料来防止锋利或者有棱角的土壤颗粒对基层防水层的破坏和阻碍根系的生长。

在这种情况下，在塑料排水设施上面的保护层的设计必须纳入考虑范围。

3.5排水设施

3.5.1排水设施的类型，包括以下几部分：

-屋顶排水框架

-内部管道系统

-门口和栏杆的排水口

-排水沟

-落水管

-溢流道

3.5.2设计规范

●排水设施一定要符合新加坡屋顶排水施工规范SS525：

2006，不用考虑排水附近是否有绿色植被。

3.5.3要求

●排水设施主要是用来收集和排出雨水的：

-溢流道（排水层）

-地表径流（植被层）

●从排水系统周围（水平、垂直和斜面的）和邻接的、外立面收集的雨水在任何条件下对绿色屋顶不会产生破坏。

●绿色屋顶排水设施需要的物理量包含以下几个方面：

-至少有一种设施满足地表径流和过量雨水的排泄

-至少有一个溢流道

●有压流排水（如虹吸管系统）

-绿色屋顶有压水流的地方，屋顶设计时要确保逐个项目底部检查完全，使其功能最大化。

-有植被小型屋顶设计检查需要确保雨水收集量，以及保证有压流系统自清洗功能。

-不同的屋顶类型其产生的水流流速不尽相同，因此设计检查时应该确保有压流系统的适宜性。

-绿色屋顶排水层的水流被排除后其流动特点，可以防止蚊子的繁殖。

●屋顶排水口和水落管必须易见且可容易接触到，而且要保证不被植被、散料（如砾石、花岗岩等）所堵塞。

●常规的系统维护和检查必须有保证

3.6安装

3.6.1屋顶植被区的排水口

●检查箱一般被安装在出水口上方，可以很容易的检查出水口的安全隐患。

我们可以随时随地的检查其出水口的安全性。

它可以阻止污染物或植物进入进水口，确保排水的通畅性。

●检查箱的种类有预制金属构件和硬质塑料两种。

●确保检查箱不能影响系统排水。

3.6.2无植物覆盖的屋顶排水口

●屋顶排水口一般远离植被区，他们一般被稳定而耐用的栅格组成，能够有效的过滤掉来自屋顶排水系统较大的砾石和土粒。

●排水口位置一般选择在地形凹陷处，设计要求排水口易见且结构坚固牢靠，并与垫高的地面基本持平。

3.6.3溢流口

●溢流道一定不能被任何物体所拦挡

●溢流口有以下几个特点：

-无植被，无论是人为种植或自然生长的草类

-可以目视检查溢流口的安全隐患

-出流很容易

3.6.4斜屋顶的水流移动

●斜屋顶上，通过屋檐进行排水在新加坡不提倡，因为屋檐需要在保证稳定性的基础上抵抗滑动摩擦力，并且充分排出地表和地下径流。

●陡峭的屋顶（25度以上）的更大量的地表径流和地下排水是可以预期的，尤其是在屋檐上。

在屋檐需要悬挂或悬垂式的植被特很不适合在其上面种植。

表1：

排水层与材料性能相关的技术要求

S/No

性能

矿物质材料

人造排水垫或板

适应性试验

现场检查

适应性试验

现场检查

1

密度（体积、干燥度、湿度）

TC

TC

-

-

2

材料荷载（干燥度、湿度）

-

-

TC

TC

3

粒径级配

TC

TC

-

-

4

结构稳定性

Mfg

-

-

-

5

透水性

TC

-

TC

-

6

最大储水量

TC

-

TC

-

7

Ph值

TC

TC

-

8

含盐量

TC

TC

-

9

植物适用性及其危害

Mfg/p

-

Mfg/p

-

10

环境适用性

Mfg/p

-

Mfg/p

-

11

火势

-

-

p

-

12

材料的适用性

-

-

p

-

TS-是指基于标准测试证书或测试报告要求

Mfg-表示制造商提供的材料书面保证

P-表示测试按照现行标准，规定的要求

第四章根系渗透阻挡层

4.1类型和材料

4.1.1根系渗透阻挡层的作用就是保护屋顶的结构面板，不因根系渗透而破坏。

有以下几种形式：

-保护膜

-表面涂层或密封剂

4.1.2下面的屋顶类型可以抵抗根系渗透

●采用防水混凝土建造的屋顶结构。

这种结构的施工及其缝隙在根系穿透的情况下会变成“薄弱点”，因此，他们必须经过特殊处理来抵抗根系穿透力。

●采用全焊接金属型材和板材金属屋顶结构。

4.1.3“二合一”产品的防水层和根系渗透阻挡层同时具备了防水盒阻挡根系生长两种功能。

这种二合一的产品有较高的质量标准（例如：

德国绿色屋顶设计指南，包括防水和阻挡根系渗透作用）

4.2要求

4.2.1无论是绿色屋顶或花园式屋顶，其根系阻挡层的最基本功能是保护防水层和结构层，以防其因植被根系渗透进入而遭到破坏。

4.2.2禾本科植物具有强烈的根茎生长能力，我们必须采取特殊的措施（包括系统的维护管理）来加强和保护底层结构以抵抗根系渗透作用。

4.3实施

4.3.1两种单独的产品

●如4.1.1提到的根系渗透阻挡层主要作用是抵抗根系的渗透作用。

●根系渗透阻挡层被放在最上面，与其紧挨着的是其下面的防水层，而防水层被水泥-砂浆层保护。

●我们应该确保屋顶结构的密闭性以防雨水的渗漏，根渗透阻挡层应覆盖绿化区及其周边缓冲区。

专家建议，我们应该考虑安全边际或缓冲区的范围。

4.3.2“2-in-1”产品

●我们应该确保屋顶结构的密闭性以防雨水的渗漏，该产品应该尽可能的全部覆盖屋顶，不用考虑到屋顶绿化区的面积。

●经验的工人进行正确的安装

4.3.3渗透

●我们应该谨慎以防根系渗透阻挡层被固定装置所破坏，而造成根系入内的情况。

●在安装和施工期间，根系渗透阻挡层要确保其不被破坏。

根渗透阻挡层的任何破坏（如撕裂或切口）都要参照产品制造商说明书来进行修复。

4.3.4接缝

●如果预先做好的薄膜被用作阻根层，那么必须特别注意两块膜相连接部位的细缝。

●阻根层是有效的，那么接缝处必须使用合适的、耐用的材料，加工方法和技术参照制造商的用户指南。

这样做是为了确保任何微小细缝都是完全和充分密封的。

4.3.5粗糙或起伏表面

●如果底部绿地表面是粗糙的、凹凸不平的，谨慎的做法是在铺设渗透阻挡层之前在顶部防水层加一层额外的保护层。

这样做能够保护阻根层不受粗糙面锐利的边缘刺破和机械损坏。

4.3.6UV-resistance/UV-stablised抗紫外线的/对紫外线稳定的。

4.3.7接缝、边界、固定装置和配件

●阻根层和/或防水层应该是抗紫外线的/对紫外线稳定的。

因此，必须合适的选择这些材料。

●铺设阻根层的接缝、边界和固定装置和配件都必须按照SS374:

1994和CP82:

1999进行装配实施。

4.3.8边缘或终止

●应该适当地终止和保护阻根层边缘（尤其是顶部向上的边缘）

●通过使用粘合剂和机械配件将阻根层牢牢地固定在支承表面上