从古代幼发拉底河下游的城堡庙塔到巴比伦王国的空中花园；从陕西古长城到承德宗庙石筑平台上种植的花木，回望历史的轮辙，种植屋面已在人们生活中开出了绮丽的花朵。在生活节奏飞速的今天，屋顶花园依旧是一种深受欢迎的屋面形式，它不但降温隔热效果优良，而且能美化环境、净化空气、改善局部小气候，还能丰富城市的俯仰景观。然而，防水处理的成败直接影响屋顶花园的适用效果及建筑安全，所以种植屋面防水的处理是屋顶花园的技术关键，也是人们最为关注的问题。

一、种植屋面的渗漏原因

1、植物根系对防水系统的危害

      早在一千多年前，古巴比伦就在屋面上覆盖土壤来达到防水的目的，当然他们不会在屋面土壤种植任何植物。对于现代的种植屋面来讲是什么造成了种植屋面防水系统在短时间内遭到破坏呢?植物根系对防水系统的破坏欧洲在七十年前就有专门的研究，并且很多国家在二十世纪都成立了专门的种植屋面研究机构。

     植物根穿透常规防水材料的机理，首先，植物根系的生长都具有向水性和向下性，在生长的过程中对处于下部的防水层产生巨大的压力；其次，普通沥青基防水卷材由SBS或APP改性沥青涂层及胎基（聚酯胎、玻纤胎或复合胎）构成。沥青中含有一种植物亲和物质――蛋白酶，该种物质对植物来讲是一种营养物质，当植物根系接近该种物质后，根系会主动穿入沥青来吸收该营养物质，而普通的防水卷材胎基对植物根系的抵抗能力近乎为零，结果导致在常规改性沥青防水系统的种植屋面中，植物根系第一年就已经穿入了防水层，接下来在很短的时间内就会造成防水层的破坏。

      国内常规种植屋面做法都用细石混凝土做植物根系阻拦系统，但是空气的流动作用会导致一些植物的种子飘落到没有任何植物根系阻拦措施的结构层或屋面突出物（如电梯井、通风孔等）的结构层、女儿墙，在一定的条件下，植物也能顽强的生长造成结构破坏。这种破坏一方面来讲不仅会增加维修费用，而另一方面这种破坏如不及时补救，将会危及整个建筑物的使用安全。

      由于建筑物本身构造要求，屋面会设有相应的分格缝来降低收缩和温度裂缝的产生，即使这样混凝土表面的细小裂缝仍然不可避免，而且分格缝处永远是薄弱环节，存在隐患。对于无孔不入的植物根来讲这些小裂缝将是摧毁根阻层的有力突破口。

植物和土壤中存在着许多腐蚀性很强的物质，而作为根阻层材料的混凝土在长期接触腐蚀性物质的情况下，将会在一些薄弱点被腐蚀，进而造成结构破坏，失去根阻功能。

2、施工不慎破坏防水层

（1）基层潮湿，找平层未干，含水率过大时进行柔性防水层施工，涂膜或卷材层空鼓，造成防水失败。

（2）屋面、墙面的管根、地漏和伸缩缝等如果管根松动或粘结不牢，接触面清理不干净，产生空隙；接槎、封口处搭接长度不够，粘贴不紧密，或伸缩缝处由于建筑物不均匀下沉，撕裂防水层造成屋面渗漏。

3、排水设计对屋面防水的重要性

     各种植物的浇灌用水、水池、喷泉等水体用水也极为频繁，浇灌水和水池污水中含有植物根叶和泥沙等杂物，会使排水口及管道堵塞，造成屋顶积水，所以屋面防水首先要做好排水，如果屋面排水解决得不好，或排水不畅，会造成屋面长期处于水的侵蚀之中，再加上种植屋面土层中的游离水具有一定的腐蚀性，从而加速防水层的老化和霉烂，破坏防水层的效果，因此在屋面防水设计中应坚持“防”、“排”并重的设计思想。

屋面排水设计主要包括以下三个方面：

（1）屋面排水方案选择，排水坡度的确定。

（2）屋面汇水面积的确定和落水管数量、管径计算。

（3）与排水相关的构造措施设计。排水坡度不足，是导致屋面排水不畅屋面积水的直接原因。规范对不同材料屋面规定了不同的最小排水坡度。在设计中应严格予以遵循。对于不同排水长度屋面，排水的坡度也不同，当排水长度长时应选择较大的坡度，以减少排水时间。

不同材料屋面的排水坡度如下表所示。

汇水面积须通过计算确定，汇水面积过大，管径不足，无疑造成排水阻溢。汇水面积计算可根据《建筑给排水设计手册》中给出的公式来计算：

F_d=3600q_r/K₁H，式中：

F_d—雨水年汇水面积，M²；

q_r—雨水平均汇流量，L/s；

H—小时降雨厚度，mm/h；

K₁—屋面蓄积能力系数，平屋面（坡度<2.5%）K1=1，坡屋面（坡度2.5%）K1=1.5～2.0。

根据计算出的汇水面积，确定排水管数量和管径，确保满足要求。

二、国内常规种植屋面防水做法的分析

1、施工工艺

     安装屋面结构的模板支撑系统→钢筋、埋件安装→预埋给排水管道→支立安装树坑、排水沟、花池侧壁模板→现浇种植屋面防水混凝土→养护→蓄水试验→修补局部渗漏点、基层处理→找坡、找平层施工→柔性防水层施工→铺隔离层→细石混凝土防水保护层施工→节点处理、防水密封→完善给排水系统→蓄水试验→检查验收→疏（蓄）水层→铺无纺布隔土层→铺填种植土→屋面装饰工程、园艺、园林施工种花、草、树木

2、操作要点

（1）种植屋面的梁板结构及树坑、排水沟、花池底、侧均应用不低于C20S6的抗渗混凝土，并应一次浇筑，不宜留置水平施工缝，否则应有止水措施。

（2）种植土屋面上的反梁、树坑、排水沟、花池侧壁等构件，在安装模板时均应采用止水螺栓。

（3）种植屋面上的预留孔洞、埋件、电器和给排水管道等，都应在浇筑混凝土前预埋，不得在结构和防水层施工完毕后再打洞凿槽；给排水系统的管道应在防水层施工前安装完毕并试压检验合格，各种管道节点的密封处理应符合防水施工要求。

（4）种植屋面的混凝土结构完成后，应及时进行蓄水、淋水试验和雨后检查，修补发现的渗漏点，对结构的局部缺陷位置做好记录，以便局部增加附加防水层。

（5）穿过楼板的管道周与结构间应嵌填密封胶，在管道根部浇筑高度不小于100，直径比管道大100mm的混凝土坎台固定管道，并作为密封胶的保护层和防水层的基层。

（6）屋面的找坡层和找平层宜一次浇筑完成，反梁、墙、坑、沟、池等构件的转角处均做成直径不小于100mm的圆弧。

（7）防水层完工后，应按相关材料的特性进行养护，做好成品保护，经蓄水或淋水试验收合格后，应尽快施工细石混凝土防水保护层，防水层的具体施工方法和验收标准应符合设计、规范和产品说明书的要求。

（8）种植土下的防水保护层，应采用强度等级不小于C20、厚度不小于40mm的细石混凝土，宜配置双向φ4@200的钢筋网片；细石混凝土防水保护层与柔性防水层之间应设置油毡或无纺布隔离层。

（9）种植屋面上所设置的排水管口、泄水管口、溢水管口及反梁过水口等各种管道的排水口，应设置钢丝网片或采用不锈钢的钢丝网做成凸球状包住管口，管口内侧应堆设砂石、砂卵石的粗细骨料滤水层，以防止种植土和有机介质的流失，避免杂质、杂物阻塞管道和污染环境。

（10）种植屋面上的行人通道、排水沟和挡土墙，若未能与结构混凝土同时浇筑或设计采用砖砌体时，应在防水层施工前完成，以保证屋面防水层的整体性和连续性。

（11）种植屋面上露天的草坪灯、反光照明、指示灯和草坪音箱等设备，所有的金属外壳都应有良好的防雷接地装置。在种植土中暗敷的电器管道和露天设备的节口都应有防水、防渗的密封措施。

(12)种植屋面应选择适应性强、耐干旱、耐瘠薄、喜光的花、草、藤本和小乔木等观赏植物，不宜选用根系穿透性强的乔、灌木、大叶榕、雪松等树种。

3、操作注意事项

（1）种植屋面的防水等级和设防标准应符合设计和规范要求，采用刚柔相济、多道设防、节点密封的可靠措施，种植屋面的防水等级宜选用Ⅰ级且不得低于Ⅱ级标准；防水层应采用耐腐蚀、耐霉烂、耐穿刺、无浸出有害物质的环保型防水材料。

（2）屋面防水的细石混凝土保护层，混凝土应密实，表面抹平压光，并留设分格缝，分格面积不大于36Ｍ²，但种植区下的混凝土保护层不宜留设分格缝。

（3）种植土屋面在进装种植土的覆盖、饰面层施工和种植花草、树木时，应避免对防水层产生破坏。

（4）屋面防水层和防水保护层施工完毕后，要注重对屋面防水层和防水节点的保护，严禁在屋面防水层上凿孔打洞，避免重物冲击，不得任意在屋面防水层上堆放杂物及增设构筑物。

（5）对已安装好的各种管道，应先将管道端口封闭，以免后续工序施工时杂物落入管道而堵塞水管，完工后即时疏通，保证管道畅通。同时应定期清理杂物，确保屋面排水系统的畅通。

4、材料

（1）种植屋面的防水层应采用耐腐蚀、耐霉烂、耐穿刺性能好、无浸出有害物质的环保型防水材料。

（2）疏（蓄）水层应选用密度小、空隙率大、耐腐蚀、耐霉烂的颗粒状松散材料。

三、常规防水做法的劣势

      种植屋面常规作法中往往选用双向配筋的40厚细石混凝土做为阻根层材料，对于材料本身而言细石混凝土是具有根阻性能的，植物的根的确不会穿过完好无损的混凝土表面的，但是作为种植屋面系统中的根阻层存在很多弊端。

1、对于面积较大的混凝土层而言，即使是设有相应的伸缩缝来降低收缩和温度裂缝的产生，混凝土表面的细小裂缝仍然不可避免，而且伸缩缝处永远是薄弱环节，存在隐患。对于无孔不入的植物根来讲这些小裂缝将是摧毁根阻层的有力突破口。

2、用作种植屋面的根阻材料应该同时要具备良好的抗腐蚀性，因为植物和土壤中存在着许多腐蚀性很强的物质，而作为根阻层材料的混凝土在长期接触腐蚀性物质的情况下，将会在一些薄弱点被腐蚀，进而造成结构破坏，失去根阻功能。

3、荷载问题：对于种植屋面而言，荷载问题已经非常敏感了，常规方案中40厚的细石混凝土势必加大了屋面荷载，细石混凝土的根阻层的选用与有效降低种植屋面荷载的目标相违背。

4、加大施工破坏防水层的可能性：因为细石混凝土没有防水性能，需要先铺设防水材料，在铺设完防水材料的完成面做这层混凝土层，人为造成防水破坏的几率过高。