本文對(duì)種植屋面中應(yīng)用的 (蓄) 排水板的種類、性能、應(yīng)用方法等做了較詳盡地梳理和研究，并對(duì)存在爭(zhēng)議的問(wèn)題進(jìn)行了探討。
(蓄) 排水層是種植屋面中的關(guān)鍵構(gòu)造，目前廣泛使用(蓄)排水板作為 () 排水層的構(gòu)成材料。本文對(duì) () 排水板的種類、性能、應(yīng)用方法等進(jìn)行了較詳細(xì)地梳理和研究，可供建筑師和景觀設(shè)計(jì)師根據(jù)不同的屋面綠化形式選用適合的(蓄)排水板產(chǎn)品，或針對(duì)屋面綠化特點(diǎn)在設(shè)計(jì)階段即對(duì) (蓄) 排水板提出參數(shù)要求，提升屋面綠化設(shè)計(jì)的專業(yè)水平。本文也提出存在爭(zhēng)議的問(wèn)題，供專家同行研究探討。
(蓄) 排水層的作用
蓄)排水層有三個(gè)主要功能和一個(gè)輔助功能。三個(gè)主要功能中:一是排水功能，及時(shí)排出土壤中的多余水分，避免植物爛根現(xiàn)象發(fā)生:二是增進(jìn)土壤底部的透氣性，抑制土壤厭氧細(xì)菌的繁殖避免植物病蟲(chóng)害的發(fā)生:三是適度蓄水，補(bǔ)充旱時(shí)需要。輔助功能是部分 (蓄)排水層所用材料兼有對(duì)防水層進(jìn)行防根穿刺保護(hù)的作用，如不漏空的凹凸型排水板。不論(蓄)排水層選用何種形式的(蓄)排水板，評(píng)判其性能優(yōu)略均以這四點(diǎn)為依據(jù)。
二、(蓄) 排水板已成為 (蓄) 排水層的最常用材料
(蓄)排水層的傳統(tǒng)構(gòu)造是采用厚度不小于100mm的卵石碎石或陶粒，其中陶粒的通水性能略遜于前二者，傳統(tǒng)做法對(duì)屋面結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的承載壓力。2000年后隨著部分外資工程的建設(shè)，(蓄)排水板從歐美引入我國(guó)，憑借其重量輕、施工便捷造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)逐漸成為(蓄) 排水層的主流用料。 (蓄)排水板又分為網(wǎng)格交織型 (圖1) 和凹凸型 (圖2) 兩種，其中由于常規(guī)的凹凸型(蓄)排水板售價(jià)略低并兼具一定的蓄水性能，目前應(yīng)用相對(duì)較多，本文對(duì)其作重點(diǎn)論述。
三、凹凸型 (蓄) 排水板特性介紹
1、分類: 凹凸型 (蓄) 排水板一般采用由苯乙烯或聚乙烯材料沖壓而成，厚度常見(jiàn)的有20mm、25mm、30mm三種，單塊尺寸500mm x 500mm，塊與塊之間有鎖扣連接，并分為不漏空(圖2) 與漏空 (圖3) 兩種。不漏空的凹凸型排水板同時(shí)具有阻根功能，對(duì)防水層有相當(dāng)程度的保護(hù)作用。
圖3 漏空的凹凸型排水板
2、性能 : 根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》JGJ155-2013，凹凸型 (蓄) 排水板的最大壓縮強(qiáng)度應(yīng)>150kPa，即15噸/m2，由于種植大型喬木的屋面綠化的種植荷載一般不超過(guò)1.5噸/m2，因此排水板足可承受任何一種屋面綠化的荷載要求。該規(guī)程還要求縱向通水量不小于10cm/s，考慮暴雨雨量的標(biāo)準(zhǔn)為24小時(shí)降雨50mm，假設(shè)期間最大雨量為1小時(shí)20mm，則該小時(shí)內(nèi)的縱向通水量為1.4 cm/s，因此該縱向通水量足以滿足暴雨時(shí)的通水需要。
3、設(shè)置方式: 排水板最初在國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)，國(guó)內(nèi)尚無(wú)廠家生產(chǎn)，施工時(shí)按進(jìn)口產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)要求，必須是凸起端向上布置，如凸起端向下布置屬于違規(guī)操作。如圖4所示德國(guó)金科 (ZinCo) 公司種植屋面構(gòu)造示意圖中，排水板凸起端向上，下部設(shè)保濕毯作為蓄水層，凸起端上設(shè)有孔洞可使土壤接收保濕毯中的水蒸氣。
當(dāng)排水板的生產(chǎn)引入國(guó)內(nèi)并被廣泛應(yīng)用后，出現(xiàn)了兩種不同的布置方法:一種是傳統(tǒng)方法即凸起端向上(杯口朝下); 另一種出于施工便利的考慮，為避免排水板上面的過(guò)濾層向下塌陷將凸起端向下(杯口朝上)布置。兩種布置方式在不同的技術(shù)人員間產(chǎn)生爭(zhēng)論，認(rèn)同前者的認(rèn)為后者違法了凹凸型排水板的使用要求。那么第二種方法是否可行呢?本文對(duì)此給出分析結(jié)論
施工中如果采用圖2所示的不漏空排水板，一旦凸起端向下布置，排水板將基本失去排水功能，屬于完全錯(cuò)誤的施工方案:但如果采用圖3所示的漏空排水板，即使凸起端向下布置，雨水也會(huì)從漏空部位下滲，不影響雨水排放，而且由于杯口向上，其內(nèi)會(huì)儲(chǔ)蓄少量雨水，更符合目前海綿城市的設(shè)計(jì)理念。漏空排水板是排水板引入中國(guó)后的改良產(chǎn)品，目前為中國(guó)獨(dú)有。因此凸起端向上還是向下布置，選用不同的排水板情況也是不同的。
四、(蓄) 排水板的產(chǎn)品改良
仔細(xì)觀察圖2所示的排水板，會(huì)發(fā)現(xiàn)其表面有凸起的圓圈形紋路，這是一種經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)改良的產(chǎn)品，圓圈形紋路一方面起加強(qiáng)肋的作用:另一方面紋路間可儲(chǔ)存殘留水分，兼有一定程度的保濕作用，但其蓄水作用有限。
為進(jìn)一步增加排水板的蓄水功能，出現(xiàn)了排、蓄功能并重的改良產(chǎn)品 (圖5) ，板面即上凸又下凹，下凹部分可相對(duì)多地蓄水，成為名副其實(shí)的 (蓄) 排水板。這種排水板也可反過(guò)來(lái)布置，利用杯口儲(chǔ)水，使儲(chǔ)水量進(jìn)一步增加，斷面如圖6。根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，圖6中的a應(yīng)不小于25mm，否則容易因?yàn)樯喜康倪^(guò)濾層下陷導(dǎo)致排水不暢。
為避免 (蓄)排水板上的土工布等過(guò)濾層下陷而造成排水不暢，產(chǎn)生了一種改良構(gòu)造，即在過(guò)濾層下部加鋪一層塑料網(wǎng)片作為過(guò)濾層的支撐 (圖7a) ，該做法由于造價(jià)原因在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用較少。國(guó)外的另一種等效做法是在排水板上填充細(xì)石或粗砂(圖7b) .但這會(huì)增大屋面荷載及種植成本，國(guó)內(nèi)應(yīng)用也較少。
圖8是厚度>50mm的網(wǎng)格交織型立體排水板，總高度大，因此透氣性好，且立體結(jié)構(gòu)使承載力進(jìn)一步加大，可用于種植大型喬木的屋面。
五、(蓄)排水板的其他輔助用途
除蓄、排水功能外，(蓄) 排水板還有增加土壤透氣性等方面的作用，以下介紹 (蓄) 排水板在其他方面的用途
1、增加土壤透氣性: 在種植槽的內(nèi)側(cè)面將 (蓄) 排水板豎向布置，和種植土底部的 (蓄) 排水板連通，成為通氣間層，增加土壤透氣性，參見(jiàn)圖9中的部位D。在種植中、大型喬木的種植池四周和底部建議使用厚度>50mm的立體排水板2、與園路的結(jié)合:在園路側(cè)面豎向布置 (蓄) 排水板，可成為園路兩側(cè)的滲排水通道，避免雨水對(duì)種植土產(chǎn)生沖刷，參見(jiàn)圖9園路下部地壟墻的基礎(chǔ)，可使用凹凸型排水板杯口中的部位2:向上布置作為墊層，施工時(shí)在杯口內(nèi)灌漿加強(qiáng)其對(duì)地壟墻的支撐強(qiáng)度，因杯口在平面上呈錯(cuò)落布置，所以不會(huì)影響底部雨水的滲排，參見(jiàn)圖9中的部位3.
六、對(duì)（蓄）排水板的理解
目前(蓄)排水板的名稱中，“蓄”字是在括號(hào)內(nèi)的，這源于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》JGJ155-2013中“(蓄)排水層”的概念，其中“蓄”字也在括號(hào)內(nèi)。對(duì)此應(yīng)如何理解呢?(蓄)排水板是重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“蓄”還是“排”?
為此，筆者有機(jī)會(huì)咨詢了《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》JGJ1552013編制組專家，了解到編制該規(guī)程時(shí)將“蓄”納入括號(hào)的用意是:各地氣候條件不同，北方缺水可強(qiáng)調(diào)其蓄水性，南方雨多應(yīng)強(qiáng)調(diào)排水性，因此將“蓄”納入括號(hào)，使其內(nèi)涵能夠適應(yīng)各地的不同氣候條件，如規(guī)程第5.1.13條第3款明確規(guī)定:年蒸發(fā)量大于降雨量的地區(qū)，宜選用蓄水功能強(qiáng)的排(蓄)水材料。但同時(shí)也有專家提出了不同觀點(diǎn):在年蒸發(fā)量大于降雨量的地區(qū)，因降雨量小，雨水被土壤吸收后基本無(wú)水可蓄，南方雨多，但降雨集中，在雨季時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)排而不是蓄，因此“蓄”字在理論上的象征意義大于實(shí)際意義。筆者認(rèn)為這種反面意見(jiàn)不無(wú)道理，但我國(guó)地域廣泛，南，北方氣候條件也非一成不變，因此貴在實(shí)踐摸索，的確不能一概而論。根據(jù)在上海地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)種植土厚度不大于100mm時(shí)，用杯口向上布置的(蓄)排水板進(jìn)行蓄水，對(duì)種植土的保濕作用明顯，當(dāng)種植土厚度大于200mm后，其作用就可忽略了，此時(shí)種植土將起主要的蓄水作用，對(duì)中雨雨量的雨水一般可吸收70%以上。另外，在歐美的簡(jiǎn)單式屋面綠化構(gòu)造中一般設(shè)置有保濕毯，排水板承擔(dān)排水作用，保濕毯承擔(dān)蓄水作用，排，蓄分屬不同的構(gòu)造層，如圖4。筆者經(jīng)過(guò)調(diào)研后，了解到歐美的犀面綠化一般由屋面防水公司總包施工，在防水層上設(shè)置保濕毯首先是作為防水保護(hù)層，并在此基礎(chǔ)上演變成為兼有保濕蓄水作用的構(gòu)造層。而國(guó)內(nèi)屋面綠化一般是在土建施工方完成了防水層和細(xì)石混凝土整澆保護(hù)層的施工后，再由綠化公司進(jìn)場(chǎng)完成綠化施工，因此保濕毯的做法在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。但筆者認(rèn)為，在覆土厚度不大于100mm的種植屋面中，設(shè)置保濕毯是有益于土壤保濕的。
七、結(jié)語(yǔ)
雖然{蓄] 排水板已被廣泛應(yīng)用于屋面綠化，但由于過(guò)去并未強(qiáng)調(diào)海綿城市的建設(shè)理念，因此產(chǎn)品的排水性能普遍突出于它的蓄水性能。據(jù)筆者所知，在深圳已有綠化公司將 (蓄)排水板的厚度加大，使圖6中的“a”>80mm，使其蓄水功能顯著提升，經(jīng)當(dāng)?shù)仨?xiàng)目實(shí)踐驗(yàn)證，覆土在200mm左右的植草屋面在使用了這種(蓄) 排水板后，可基本免除澆灌。但筆者認(rèn)為，對(duì)于覆土厚度大于200mm的屋面綠化，對(duì)蓄水起關(guān)鍵作用的仍然是種植土壤，(蓄)排水板的功能仍應(yīng)以“排”為主，以“蓄”為輔。C
參考文獻(xiàn):
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