屋顶改造:为绿色屋顶增补助益的五种方法

环保 规划

多伦多拥有280万人口,肩负着不断促进在大城市中的建筑屋顶上实现植物和土壤覆盖的己任。 2010年,多伦多市出台了一项规章制度,要求大多数新开发项目必须具备绿色屋顶。这项规章制度的目标是减少城市热岛效应、能源消耗和雨水径流,同时改善空气质量、促进生物多样性和美化城市景观。

多伦多绿色标准旨在为开发商明确能源效率和可持续性指标。根据多伦多绿色标准一级水质类别的强制性规定,新的私人开发项目必须从所有不透水表面收集并保留至少5毫米的降水(多伦多市的建筑需要达到10毫米的更高标准)。其后,开发项目必须利用和调度这些收集的水,使其自然渗透到地面、蒸发到大气中,或是在建筑物内对水进行再利用,例如通过建筑内的厕所进入城市卫生下水道系统,而不是直接排入城市雨水下水道系统。如果开发项目达到三级(自愿)或LEED白金级别,则最小容量标准将提高到25毫米。

由于城市内的大多数新开发项目都是完全按照各自地产建筑红线开发的中高层建筑,因此很少(不排除完全没有)有地上部分面积能够种植植物,以供渗透和蒸散。这是因为地产建筑红线内没有相应土地。因此,大部分的水必须通过已建建筑本身(如建筑物或停车场)的植物收集并再利用。除去灌溉场地种植面积所需的水量,剩余水量必须收集并储存在雨水蓄水箱中。除此之外,开发项目必须证明剩余水位可以在72小时内通过其他使用需求得以下降(72小时是水箱容纳下一次最大降雨储存量前的水位下降所需时间)。

我在多伦多市设计了许多绿色屋顶,这包含规章出台前和出台后的多个项目实践,从规章出台后的头几年到现在,我见证了绿色屋顶设计的一路演变,而这一演变是由灌溉使用的必要性所推动的,将收集到的雨水进行平衡再利用,最终使项目获得城市的开发许可。最初,大多数新开发项目的绿色屋顶采用了最经济和最低能效的方式建造:一种浅且能快速排水的生长介质(细砾石)、耐旱的非本地植物物种(景天属植物)和无自动灌溉系统(降雨)。

为了应对水平衡和将越来越大体量的收集雨水返还到环境中去的挑战,景观设计师不得不开发处创新的种植和灌溉策略。这些策略不应该纯粹讲究技术,更应该为提升项目价值创造机会,并为项目赋予独特的故事和特征。以下为绿色屋顶最大化雨水利用率的五大策略。

1.  树木

树木是我们对抗气候变化的头号工具。除了利用和吸收植物中大部分的水分外,它们还提供树荫、美景、动物栖息地和固碳功能。但是在建筑物上种植树木存在几个挑战,其中最基本的挑战是提供必要的土壤体积,以支持树木长至成熟阶段,以及由此对建筑产生额外的荷载。然而,许多项目使树木自然地融入建筑结构之中,成为项目及其业主最与众不同的特色标志。最著名的例子就是米兰的博斯科垂直展厅。在多伦多,我们将独特的松树植入加拿大环境系统研究公司的户外露台。这种方法为绿色屋顶提供了大型针叶树,这类树木一年四季都保有树叶,既给予了建筑使用者以独特的视觉特征,同时又强化了公司的环境品牌。

2. 生物多样性

为了最大限度地利用水资源,植物的选择非常重要。研究表明,混合品种的植物类型优于单一种类的单一栽培。典型的绿色屋顶通常包含一种非本地的多肉植物,需水量极少(景天属植物)。利用模仿人造建筑植物环境的自然生态系统将原生草植(草本多年生植物)、草以及木本灌木结合起来的方法被称为“模拟”。在斯卡伯勒图书馆,我们利用一个小小的蓝茎草矮灌木生态系统(在不透水的石灰岩层上有浅层土壤)作为这个绿色屋顶的“模拟”。这为一个专门保存书籍和促进学习的建筑增添了额外的故事和更多的学习机会。该项目展示了如何在不增加建筑绿色屋顶预算的情况下,利用我们之前为多伦多市制定的指导方针来促进生物多样性

3. 城市农业

大多数农作物需要大量的定期灌溉。甜菜、萝卜和西红柿都是喜水植物的典范。屋顶花园可以提供许多好处:居住者可以在屋顶上种植新鲜的食物,餐馆可以提供小众的当地植物来丰富他们的菜单,种植业者则可以提供有特色的、高价值的特产水果和蔬菜。在萨克维尔230号,我们在9楼的露台安置了令人梦寐以求的花园地块,让居民(他们大多是新加拿大人)能够经济有效地种植来自本国的新鲜食品(其中大部分是在当地杂货店买不到的)。

4. 绿墙

完全依赖自动灌溉的绿色墙体,为建筑上新发现的种植空间提供了灌溉的机会,有助于实现水资源的平衡。植被覆盖的垂直表面为建筑提供了独特而难忘的特征标识,居住者从内部也能看到。绿色墙壁一点也不乏味,无论是植物多变的布局方式,还是造访的鸟类、蝴蝶和松鼠都能带来丰富的乐趣。

5. 蒸发特性

纵观历史和各种文化,令人难忘的花园几乎总是包含了水和喷泉。在西班牙南部的阿尔罕布拉,一个巨大的倒映水池正为美丽的庭院花园降温。如今,水的使用方式越来越有趣且富有创造性,比如带有投影图像的水幕和为使用者降温的雾化器。在大多数情况下,使用采集水需要经过过滤和处理,才能满足公共卫生的要求。然而,将水与新建筑的蒸发装置相结合的乐趣在于,它们提供声音、降温、景致和疗效等功能,同时也野生生物营造良好环境。蒸发功能和喷泉可以使用收集的雨水,将其成功纳入绿色屋顶的水利用中。

2019年7月 • 作者 Scott Torrance