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都市中的綠洲─屋頂綠化

作者:廖朝軒 (國立臺灣海洋大學教授)、黃恩浩 (國立臺灣海洋大學博士候選人)

前言

在高度經濟的發展下,高密度的都市大量興起,都市化雖是繁榮與文明的指標,然而卻使得原有自然生態環境遭受破壞。因著綠地減少,造成都市許多環境與生態的問題,如:不透水面缺乏吸收雨水的機能、都市熱島效應、空氣品質不佳與能源消耗增加等問題。

面對如此困境,在高密度、高房價的都市中,想利用大型綠地來解決,已是不可能的事情。需要找出更多更有創意的解決方案!

從空中俯瞰,不難發現台灣都市中建築物屋頂占有廣大的面積,卻缺乏改善環境的利用。何不將地上無法完成的事,移至空中完成呢?當開發一塊土地時,在屋頂上還給大自然等面積的綠地。屋頂綠化將可重塑都市自然環境,恢復環境循環機能。

屋頂綠化已成為我國中央及地方政府都市發展施政方案之一,不論是都市更新、公有建築物或大面積開發,皆要求施作屋頂綠化。其中,新北市《都市設計審議原則》與高雄市《綠建築自治條例》為我國推動屋頂綠化相關法令之先驅。

南科台達電廠房台北市圓山飯店

(左圖:南科台達電廠房;右圖:台北市圓山飯店)

充滿魅力的理由

屋頂綠化具有許多自然環境改善、生活居住環境改善及園藝生產之效益,以下介紹屋頂綠化為何如此充滿魅力。

降低都市洪澇風險:都市化後,不透水面取代原有綠地,造成降雨逕流增加,過去常使用滯留池等設施,解決都市洪澇問題,但為減少環境影響,已逐漸朝向低衝擊開發(LID, Low Impact Development)方式進行減洪,屋頂綠化亦為LID項目之一。屋頂綠化可藉由其土壤與植栽之保水效果,減少降雨總流總、洪峰量及延遲洪水到達時間,降低都市排水系統負擔,對暴雨產生的淹水危害大幅降低。

降低建築能源消耗:屋頂綠化在建築物頂上猶如一個會呼吸的隔熱層。一般混凝土屋頂白天時,溫度可到達攝氏50~60度,使得頂樓房間炎熱,屋頂綠化可阻隔太陽輻射熱進入屋內,維持屋頂溫度在攝氏40度以下。因此,屋頂綠化具有節能效用,降低冷氣空調的負擔,減少開冷氣所需之能源,不但可降低住家電費支出,更可減少建設發電廠之需求。

減緩都市熱島效應:都市熱島效應(Urban Heat Island Effect)指都市中之氣溫明顯高於郊區氣溫,其溫度分布曲線猶如一個突出的島嶼。都市熱島效應主因為都市缺乏植栽與土壤,而全以建築物混凝土、柏油馬路代替,造成都市內不斷加溫,加上都市內冷氣空調運作、汽機車廢熱等,使得都市中的溫度更加升高。藉由屋頂綠化可改善都市熱島效應情況,使都市炎熱沙漠中,重新出現了綠洲。

增加生物多樣性與生物跳島:屋頂綠化可提供飛行的鳥類或昆蟲等生物,在移動的過程中有休息的空間,有助於不同物種在都市中的移動,增加都市環境生態之豐富與生物多樣性。並且,屋頂綠化增加了都市中的綠地,使得各式生物有更多可棲息之地。

減少二氧化碳:根據台灣綠建築EEWH評估標準,一平方米的屋頂綠化可吸收20公斤之二氧化碳,降低大氣二氧化碳濃度,減緩氣候暖化與氣候異常。
休閒遊憩場所。都市中民眾缺乏可休憩之場所,屋頂綠化可供民眾進行活動與放鬆心情,植栽可賞心悅目,更可紓緩都市人們心中緊繃之壓力。

保護建築物:建築物防水層常因高溫日照下熱脹冷縮而產生龜裂,造成下方樓層漏水,降低建築物使用年限。屋頂綠化可保護防水層避免大幅溫差變化及紫外線的破壞,提高屋頂防水層及建築物之壽命。

園藝與生產:現今居住在都市的人們,想要有一塊地種植蔬果,幾乎是不可能的。然而,屋頂綠化提供住戶這樣的空間,可種植自己喜愛的蔬菜水果,若利用有機堆肥,不必使用農藥,食的健康又安心。國外亦有飯店利用屋頂綠化生產餐廳所需用之菜餚、稻米公司於屋頂上生產稻米等。

台北市信義國中活動中心台北市劍潭里活動中心

 (左圖:台北市信義國中活動中心;右圖:台北市劍潭里活動中心)

屋頂綠化型態

屋頂綠化可依介質厚度及維護管理區分為:庭園型、盆栽組合型及薄層型。

庭園型:其覆土較深,根據屋頂具體條件,選擇小型喬木、低矮灌木、草坪與地被植物進行屋頂綠化配置,設置園路、座椅和園林小品等,提供休憩活動空間的複雜變化。使用各種植物以豐富景觀層次,並配置花架、花台、水池、步道等設施,形成完整的園景,且介質體積較大,根部則較不受限制,需投入較大量維護管理之費用與人力。

盆栽組合型:根據建築物屋頂載重,在屋頂利用容器苗擺放的屋頂綠化方式,並使用各種盆器種植植物,可以依照季節變化來選擇適合當季的植物,盆器具可移動性,可視植物生長狀況調整擺放位置,但因為植物種植在盆栽內,植物生長根系會受侷限。

薄層型:覆土深度較淺,降低屋頂載重,以種植低矮灌木、草坪與地被植物進行屋頂綠化,不設置園林小品等設施,一般不允許非維修人員活動的簡單綠化。

屋頂綠化組成

屋頂綠化由下至上分別為:屋頂結構層、防水層、防根層、排保水層、過濾層、介質層和植栽層,剖面示意圖如下所示:

屋頂綠化剖面示意圖

(屋頂綠化剖面示意圖)

屋頂結構層:建築物原有屋頂結構。

防水層:其功能為防止雨水滲入建築物內部,因植栽及土壤覆蓋原有屋頂結構,若施作屋頂綠化後才發現滲漏,則修補難度較高,應採用耐水、耐腐蝕、耐霉爛以及延展性較佳之材料。

隔根層:位於防水層上方,為防止植物根系穿透防水層導致屋頂漏水及破壞屋頂結構,使用的材料有合成橡膠、PVC、厚瀝青等。

排保水層:保水為屋頂綠化的主要效益之一,排保水層位於過濾層或生長介質層底下,當植物、土壤與結構中的水份達到飽和,多餘的水份便貯集於排保水層,若該層飽和則將水份釋出。排保水層以硬質的杯狀塑料排保水板來代替,平時可以蓄積水份協助植物度過乾旱,降雨過多的水份則順著特殊設計溝槽排出,亦兼顧保水與排水功能。

過濾層:其功能為減少介質流失,防止流出之介質堵塞排水管,也可保持排保水層不會有泥砂淤積,常使用的材料玻璃纖維布、不織布、粗砂層等。

介質層:依據選用不同植栽之水分養份需求、植栽根系生長空間,選用適合之介質種類與厚度。

植栽層:屋頂無遮蔽環境,植物須適應夏季曝曬高溫、冬季低溫、颱風季節之風力及暴雨等。需選擇生長強健、不易罹患病蟲害、生長速度適當及低維謢之植栽。可採取原生物種進行栽種,較適應本地氣候並較符合生態保育。

屋頂綠化範例

台灣屋頂綠化在政府政策推廣協助、產業界提升建築技術及民間充分響應下,已產生一股屋頂綠化的浪潮。以下推薦數個具有指標代表性的屋頂綠化,供讀者參考:台北市信義區行政中心、台北市信義國中活動中心、台北市圓山飯店、台北市花卉博覽會新生場館、新北市新莊運動休閒中心、新北市稅捐處、國立成功大學綠色魔法學校及南科台達電廠房等。

【參考資料】

《我愛綠屋頂》,台灣綠屋頂暨立體綠化協會,2012。
《屋頂綠化建構技術之研究》,廖朝軒、蔡燿隆,內政部建築研究所,2009。
《你也能有綠屋頂》,財團法人錫瑠環境綠化基金會,2007。

(2013.07)