覆土式建筑地表植被

时间：2022-10-05 20:07:57 建筑毕业论文我要投稿

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覆土式建筑地表植被

　　覆土式建筑地表植被【1】

　　【摘要】覆土式建筑地表植被体系是应对城市中土地资源的再利用及合理利用与开发保护而提出的一系列生态手段之一，并在环境建设与生态安全中达至平衡。

　　本论文介绍了城市环境的现状与诉求，并寻找解决现状问题的手段和原因，目前，在我国经济条件下利用低技术解决生态的良好办法之一就是“覆土建筑，走向地下”，在这新概念的推动下，作为覆土建筑的复层及地表绿地和环境修复与原生态的保持将是一个新型的课题。

　　【关键词】覆土式建筑地表植被体系;生态效益;分类;要求;植物品种研究;防风要求

　　1.绪论

　　随着节能型建筑，如商业地产、住宅地产的品质的不断提高，及复合型生态停车场的大量运用，在有限的用地内，为达至最佳的环境效益，并满足开发用地绿化率不低于30%的硬性指标，越来越多的开发商采用地表覆土的形式来对地产的表面及内部进行一定的环境修缮，而其地表的植物群落体系也因此得到了迅猛的发展。

　　并且在LEED环境生态体系的认证越来越多的今天，对于覆土式建筑地表植被体系的建设有一定的促进及指导作用。

　　2.覆土式建筑地表植被体系研究

　　2.1植被体系类型研究

　　2.1.1分类

　　根据设计主题的不同，覆土式建筑地表植被又可分为：

　　大地艺术型——此类型是地下建筑的形体以浅薄的植被作为外露的肌理，地下建筑与地表植物浑然一体，多以草坪或20CM以下的低矮常绿植被为主。

　　此类型外型突出，美丽，但地表植物后期需较精心的管养，属耗能型。

　　如图1，大地艺术型地表植被表现。

　　仿生艺术型——此类型具象，能体场地意境美，地下建筑的形体半露半藏，仿生形体若隐若现。

　　生态群落型——此类型是现在商业地产和住宅地产中最多及最普遍的一种，其覆土部位多为地下室或地下车库及转换层的顶板，其覆土深度多为80～300CM，且局部多与自然土相接，并且地表植被种植多为生态群落型。图1

　　2.1.2覆土式建筑地表植被体系的生态功效

　　(1)地表植被利用土壤的渗透净化作用，能够在降水到达地面前截流部分雨水，从而减少地表径流量，同时去除降水中的部分污染物质;

　　(2)地表植被具有良好的保温隔热性能，同样日照情况下覆土建筑的温度波动幅度比普通房间少5℃～6℃，节省50%的空调能耗;

　　(3)地表种植土和植物吸收落在屋面上约60%的辐射热转为树叶蒸发，可以调节城市小气候，并对建筑屋顶起到保温隔热的作用;

　　(4)地表植被还能吸附漂尘减少空气尘埃，植物吸收二氧化碳放出氧气，清新城市的空气;生态型的覆土式建筑地表植被，植物的丰富形态，色彩美感与气息的芳香改善了环境，给人心理上以美好感受……

　　2.1.3覆土式建筑地表植被体系的设计要点

　　(1)地下设施覆土绿化的基本原则

　　地下建筑或地下设施覆土绿化应以实现永久性绿化为建设标准。

　　应以植物造景为主，形成以乔木为主的合理的种植结构;

　　绿地内的地下设施建设应从属绿地建设的总体要求，地上和地下统一规划设计，保证绿地性质及功能不变;

　　地下建筑或设施覆土必须局部与自然土壤相接，其开放边长至少大于总边长的1/3;

　　地下建筑或设施覆土绿地应具备光照、通风等植物生长的必要条件;

　　地下建筑或设施覆土厚度和基质配比应符合植被生长的要求。

　　(2)屋顶构造

　　屋顶的基本构造包括：保护层、蓄水排水层、过滤层、基质和植被层，其中保护层主要包括防水层、保温层、阻根层等。

　　可参照图2。

　　图2 覆土层顶的构造

　　过滤层铺设在土壤基质和蓄水层的上方，主要是为了防止土壤基质下渗，堵塞排水层。

　　一般采用土工布铺设，其搭接长度不少于15CM(车伍，2006)。

　　阻根层的设置极为重要，是为了防止植物根系从侧墙接缝等处穿透防水层，从而进入建筑破坏结构层，如南方植物中小叶榕树类等植物的根系就具有强穿透性，故此在覆土式建筑地表绿化中慎用此类植物品种。

　　(3)场地要求

　　覆土式建筑的屋顶建造最为关键的两个注意事项是：建筑结构荷载和防水措施(Nigel，2006)。

　　因此说在建造覆土式建筑地表植被之前，首先需要了解建筑结构荷载是否能够承受所选择的绿色植被的类型，如果不行，则需要改变所选择的设计类型或者加固建筑结构。

　　(4)地表植被的覆土要求

　　地下设施覆土绿化植物根系生长适宜的覆土厚度如下：

　　大乔木根系生长需要土层厚度为：150～300CM;

　　中、小乔木根系生长需要土层厚度为：100～150CM;

　　大灌木根系生长需要土层厚度为：60～80CM;

　　小灌木根系生长需要土层厚度为：40～50CM;

　　宿要花卉根系生长需要土层厚度为：30～50CM;

　　一、二年生花卉根系生长需要土层厚度为：20～30CM;

　　草坪根系生长需要土层厚度为：15～20CM;

　　(5)地表植被对植物品种的要求：①美观，并易形成生态群落;②质量，满足荷载的要求;③抗风，大树的品种应有一定的抗风力，不易倒伏或折断;④根系生长不宜过快，根系的生长穿透力不能太强。

　　2.2 覆土式建筑地表植被体系中植物品种研究

　　选择深圳市带有地下车库地表植被作为对象，调查其树种组成，并采用代表样地设立51个lOmX2Om样方进行调查。

　　记录项目包括：胸径5cm以上的乔木树种进行每木检尺，记录其种名、高度、胸径、冠幅、株数;灌木层记录其种名、高度、蓬径和数量;地被层和草本层记录其种名、高度、冠幅、数量等进行研究。

　　得出结论如下：

　　乔木组成：51个样方中，共有乔木65种。

　　主要品种有：树菠萝、菩提、蒲桃、乌墨、金山棕、老人葵、凤凰木、洋紫荆、黄槐、腊肠树、铁刀木、尖叶杜英、水石榕、刺桐、海南红豆、桃花心木、小叶榄仁、木棉、美丽异木棉、荔枝、火焰木、香樟、芒果、人面子、秋枫、大叶紫薇、大花五桠果等。

　　灌木组成： 51个样方中，共有灌木58种，主要品种有：散尾葵、美丽针葵、棕竹、银海枣、鸡蛋花、夹竹桃、狗牙花、万年麻、龙血树、翅荚决明、洋金凤、含笑、白兰、九里香、胡椒木、二色茉莉、桂花、三角梅、海桐、垂枝暗罗、菲岛福木、紫薇、山茶、灰莉、鹅掌柴、枇杷、珊瑚树、旅人蕉、鹤望兰等。

　　地被组成：在51个样方中，共出现草坪及地被植物31科52种。

　　主要品种有：假连翘、马缨丹、海芋、春羽、软枝黄蝉、矮龙船花、六月雪、马蹄金、竹芋、扶桑、三角梅、花叶良姜、杜鹃、黄鸟蕉、蜘蛛兰、文殊兰、红背桂、紫露草、黄金榕、朱蕉、九里香、小驳骨、茉莉、肾蕨、台湾草、马尼拉草等。

　　3.对荷载的要求

　　建筑结构荷载包括活荷载和静荷载。

　　活荷载要根据《建筑结构荷载规范GB5000922001》计算，即不上人屋顶的活荷载为50kg/m2，上人屋顶的活荷载为200 kg/m2，如果考虑屋顶建造花园时相对活荷载应提高为200 kg/m2～250 kg/m2;静荷载主要包括植物荷载、种植土荷载和排水层荷载。

　　(1)植物荷载：德国有关资料给出层顶绿化上的植物平均荷载：地被草坪为5kg/m2，灌木和小丛木本植物为10kg/m2，大灌木和1.5m高的灌木为20kg/m2，3m高的灌木为30kg/m2;

　　(2)种植土荷载：在我国80年代后建造的绿色屋顶采用的人工种植土的密度为780 kg/m3～160 kg/m3;，浇灌后湿容重增大20%～50%;

　　(3)排水层荷载：卵石、砾石和粗砂的密度为2000 kg/m3～2500 kg/m3，陶粒密度为600 kg/m3，塑料空心制品其重量更轻。

　　近年来，一些楼盘为了近期效果，在覆土式建筑地表种植大型景观树的做法越来越多，此法应引起足够的重视：

　　(1)必须满足荷载的要求，最好能在柱网上布置大树等节点景观;

　　(2)大树的品种选择上，必须是浅根性植物，其根系穿透性不能过强;

　　(3)大树的选择必须防风，不能把大树种在风口上，注重覆土式建筑地表植被的安全性设计。

　　4.防风的研究

　　在覆土式建筑地表植被的防风研究中，树种的抗风力是重要的决定因素，并且台风对乔木的作用较大，所以在覆土建筑或屋顶花园等种植乔木时需慎重考虑植物品种的抗风能力。

　　据研究表明，通过冠形、树高、胸径、枝下高、冠高、冠幅、单复叶、总叶面积、是否轮生、折合一级分枝数、分枝角、支柱根有无、根系类型、气干密度、径向干缩系数、弦向干缩系数、导管分子长、木纤维长、木射线、抗弯强度、顺纹抗压强度等21个能稳定反映树种形态特征差异的性状进行分析，得出防风抗风能力较强的植物品种有：樟树、阴香、广玉兰、蒲桃、红千层、乌墨、小叶榄仁、山杜英、尖叶杜英、盆架子、木棉、秋枫、凤凰木、宫粉紫荆，水黄皮等。

　　5.结论

　　当营造生态城市的捷径是建筑覆土，当覆土建筑不再是一个新的概念，而是人们由于需要，对这种建筑形式的价值再认识，再升华的时候，它的推广将不再是技术的问题，而在其覆土之上的地表植被体系的营造，将更生态，更自然，更多样化，使整个建筑由内而外，由下而上，至一花一草，一树一林，都在为保持地区的生态平衡作出自己的贡献。

　　参考文献：

　　[1] 孙书存，包维楷.恢复生态学[M].北京.化学工业出版社，2005.

　　[2] H.D.万.波赫曼.生态工程：绿色屋项和绿色垂直墙面[J].风景园林.2009(1).

　　覆土式地下车库室外地面排水管道设计【2】

　　【摘要】由于土地资源的紧张及土地规划对建设项目容积率的限制，在建筑设计时，更多的采用具有人防功能的覆土式地下车库。

　　随着覆土式地下车库越来越多，车库面积越来越大，覆土厚度成为影响覆土式地下车库发展的主要因素，当覆土厚度过大，板厚加大，梁柱加大，地下室空间层高减小，建筑投资剧增。

　　我们应该探讨了覆土式地下车库覆土厚度最低要求、覆土厚度与结构顶板调坡的关系、结构顶板排水沟的设置，以及覆土层中雨水、污水管道的平面布置、排水管道与地面绿化的关系等。

　　【关键词】覆土式地下车库;覆土厚度;盲沟排水

　　一、前言

　　随着城市化进程的快速发展和房地产业的高速发展，防空地下车库迎来了前所未有的发展机遇，但同时也将面临发展过程中出现的各种问题，其中，覆土厚度成为影响覆土式地下车库发展的主要因素。

　　覆土厚度是指设计地面与地下室结构板顶高差。

　　影响覆土厚度的主要因素有：人防要求、绿化要求、防冻要求、排水要求等。

　　二、影响覆土厚度的因素

　　1、人防要求的覆土厚度

　　结合民用建筑修建防空地下室是我国建设城市防御体系的重大战略任务，《中华人民共和国人民防空法》第二十二条规定：城市新建民用建筑，按照国家有关规定修建战时可用于防空的地下室。

　　《人民防空工程战术技术要求》按可能受到的空袭威胁程度将人民防空工程划分为甲、乙两类。

　　甲类防空地下室设计必须满足其预定的战时对核武器、常规武器和生物武器的各项防护要求，防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载的分别作用;乙类防空地下室设计必须满足其预定的战时对常规武器和生物武器的各项防护要求，防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载的作用。

　　[1]钢筋混凝土顶板厚度应按以下规定要求：乙类防空地下室的顶板防护厚度不应小于250 mm;甲类防空地下室，防核武器抗力级别5级，顶板最小防护厚度为640 mm。

　　一般情况下，甲类防空地下室钢筋混凝土顶板厚度不会做到640 mm，常常设计成250 mm板厚，这种情况下，覆土厚度就需要546 mm，即(640- 250)× 1.4。[2]

　　2、绿化要求的覆土厚度

　　在地下车库顶板上种植植物，覆土的重量必须满足荷载规范要求。

　　否则地下车库可能出现裂纹并引地下车库顶板漏水，严重的还可能会造成坍塌事故。

　　因此，地下车库顶板植物种植必须首先保证结构承重和车库顶板防水构造要求。

　　不同的植物对覆土的厚度的要求也不相同，草坪：150～200mm，小灌木：350～500mm，大灌木：700mm，大乔木：1500mm，小乔木：1000mm。

　　3、防冻要求的覆土厚度

　　一般通过测量土壤最小冰冻深度来确定了覆土厚度。

　　在北京地区，土壤最小冰冻深度为850 mm，则要求的最小覆土厚度为850 mm。

　　同理，黑龙江伊春的最小覆土厚度为2 900 mm;包头地区的最小覆土厚度为1500 mm。

　　4、管道要求的覆土厚度

　　各种工程管道所要求的最小覆土厚度是影响最终最小覆土厚度的主要因素。

　　管道覆土厚度由地面车行荷载、土壤冰冻深度、排水需求深度决定。

　　一般情况下，直埋管线的最小覆土厚度在0.7～ 0.8 m，只有10 kV以上的直埋电缆的最小覆土厚度为1.0 m。

　　影响排水管要求的覆土厚度的主要因素：起点最小埋深、排水坡度、排水管径。

　　此时根本不能考虑与其他管线交叉的影响因素。

　　排水管要求的覆土厚度是影响覆土式地下车库覆土厚度的主要因素。[2]

　　三、排水管要求的最小覆土厚度

　　排水管道一般又都是大管径的重力流管道，排水需要一定坡降。

　　通常情况下覆土层内除雨水和污水管道外，还可能敷设给水及电信电力等其它专业管道，各种管线的交叉又在所难免。

　　如何在保证坡降，满足覆土高度的前提下组织好雨污水管线，成为负责管线综合设计人员为头痛的问题。

　　[3]如果用常规设计方式设计种植屋面排水管道，必然造成覆土厚度过大，板厚加大，梁柱加大，地下室空间层高减小，建筑投资剧增。

　　有消防车通行要求的地下室顶板，其污水管最小覆土为0.7 m。

　　万郡大都城一期周边污水管外底最小埋深应为; H1= 0.7+ 0.315=1.015(m)，其中0.315m为污水管外径。

　　该污水管坡至地下室边界时，其外底埋深应为：H2= 1.015+ 0.450= 1.465(m)，其中：0.450m为该污水管的坡降，以管长150 m，坡度0.003计算。

　　H2= 1.465 m这个数并不是地下室顶板的最小覆土厚度，它只是地下室顶板上允许敷设污水管道的空间高度。

　　在深入了解种植屋面详细构造后，才能确定真正的覆土厚度。

　　在大多数工程中，H2=1.465 m这一数据已经很难让建筑师、结构师和经济师接受，因为它已经超出了人防、绿化、冰冻(非寒冷地区)要求的最小覆土厚度太多。[2]

　　四、种植详细构造

　　对种植屋面来说，覆土层下的结构板面是否需要排水，不同的地域有不同的要求。

　　在南方多雨地区，年均降雨量超过800 mm，由于地下室顶板为非渗透层，下渗水分到达顶板后即滞留在顶板上，不能继续下渗，滞留过多即造成积水。

　　如果顶板长期积水，轻则会造成植物烂根枯萎，重则可能会导致屋顶渗漏。

　　[4]但在北方少雨地区，情况不一样，包头地区属于大陆性中温带半干旱季风气候，年均降雨量312毫米，即便人工浇灌也不会长期饱和，可以不考虑排水设施。

　　一期构造做法为从上往下各层依次为：①种植土层，最小厚200～ 300 mm;②土工布过滤层;③蜂窝型塑料保水排水格片，厚12 mm;④刚性防水层，厚40 mm;⑤白灰砂浆隔离层，厚10 mm;⑥卷材防水层(防根穿刺卷材)，厚1.5～3 mm;⑦涂膜防水层，厚1.5 mm;⑧刷基层处理剂一遍;⑨ 1∶3水泥砂浆找平层，厚20 mm。

　　⑩现浇屋面板，结构调坡2%～ 3%。

　　从以上数据可知，从土工布过滤层至现浇屋面板的厚度为86.5 mm，这个区域不允许敷设污水管道。

　　故最小覆土厚度应为：H3= H2+ 0.0865= 1.552(m)。

　　五、盲沟排水

　　种植屋面常规构造的第3层为蜂窝型塑料保水排水格片，厚度为12 mm，其作用是排除地面少量渗水。

　　利用盲沟排雨水可以避免雨水和污水相互交叉的难题。

　　具体措施为：借鉴足球场草坪排水的方法，在蜂窝型塑料保水排水格片上按5 m间隔满铺一层 100 mm网状塑料排水盲沟，其上铺设渗透性较好的砂、石、土壤等材料，使大量雨水通过盲沟排至地下室边界。

　　在地下室边界外铺设大管径的雨水管接纳盲沟雨水。[2]

　　通过塑料盲沟排水，污水管道要求的最小覆土厚度应为：H4= H3+ 0.1= 1.652(m)。

　　盲沟排水对地面铺垫的做法有严格要求，不允许大面积铺设不透水面层，有条件的情况下，每间隔4 m设渗透沟代替地面雨水口，同时地面坡向渗透沟。

　　五、结论

　　综上所述，排水管线的合理排布与优化设计直接影响着地下车库的造价，直接影响着整个项目的结构、绿化等相关设计，因此，做好覆土式地下车库室外地面排水管道设计这项工作应该引起房地产开发单位的足够重视。

　　参考文献

　　[1]曹继勇，张尚根.人民防空地下室结构设计[M].北京：中国计划出版社，2006，10―14.

　　[2]张忠林. 覆土式地下车库室外地面排水管道设计[M]. 给水排水，2010，71―73.

　　[3]李颖莉，向英，温凯.郭艳芬大型住宅小区地下车库排水设计探讨[M].建筑材料装饰，2014(2)下半刊：60―61

　　[4]王惠梅]. 浅析住宅小区地下车库顶板上的绿化设计[M]. 福建：林业勘察设计2010(1)，113―115

　　伸缩式齿式水稻育苗覆土机构的工作原理与设计【3】

　　摘要:本文介绍了一种新型水稻苗床育苗覆土机构，该机构的工作原理是改固定拨齿为伸缩拨齿，在拨齿通过覆土辊栅条缝隙回缩的时候，将粘在拨齿的土壤刮掉，保证覆土辊运转时拨齿的容积空间不变，从而达到排土持续均匀可靠。

　　根据覆土辊的工作原理，设计了栅条和栅条支撑圈得结构。

　　通过对含水率在16%-20%范围内覆盖土育秧的研究与试验，该伸缩齿机构能够强制均匀排土，很好解决覆盖土粘贴覆土辊的问题，确保覆土均匀流畅。

　　该机构设计合理，适应性强，经济实用，安全可靠。

　　关键词:水稻;育苗;覆土;伸缩齿;设计

　　引言

　　水稻全程机械化推广工作是辽宁省“十一五”期间农机化工作的重点内容，也是国家财政的重点补贴项目，要全面提升水稻生产机械化程度，首先要从劳动强度大，机械化程度低的机插秧技术开始推广。

　　要大面积推广机插秧技术，育苗质量的好坏，直接影响到机插秧成功与失败，也是水稻全程机械化中的一个重要环节，随着水稻机插秧技术的推广，插秧机的保有量快速增加，而相应的育苗机械技术相对落后，育苗环节已成为影响水稻机插秧作业质量的关键环节。

　　为了适应地区水稻双模分散育苗的特点，急需适合苗床双膜育秧的播种覆土机械。

　　1 育苗覆土机总体方案的确定

　　现有水稻育苗播种覆土设备，主要有两种形式:一是针对盘育秧设计的，其中尤以工厂化育苗设备为主。

　　其特点是设备造价高，不能移动作业，工作宽度0.28米，不适合双膜分散育苗的实际情况。

　　二是在大棚内及露地盘育苗的设备，其特点是造价低，轻便灵活;但其最大作业宽度是1.12米，用在双膜苗床育秧只能采取横向作业，其缺点是每次播种移动到下一个位置时，不是漏播就是重播，技术不好掌握，作业效率低。

　　其覆土机构是固定拨齿式，对土壤的流散性要求较高，当土壤的粘湿度较大时，会将两齿之间的充土空间填满，容易产生堵塞或使排土量不够，因而失去拨齿覆土的功能，不适应比较粘湿的土壤。

　　而我们研制的播种覆土设备，在覆土机构上采用伸缩齿原理，很好的解决了覆土不均的问题。

　　在总体方案上，采用1.8米的作业幅宽，以横跨苗床纵向运行的方式进行作业，减少了操作环节，提高了作业效率。

　　2 伸缩齿式覆土机构的设计

　　在整体布局确定以后，伸缩式拨齿结构设计就成为成败的关键因素。

　　为解决这一问题，我们采用了伸缩齿式排土机构，该机构能够强制排土，并将湿度大粘在拨齿上的土壤，在拨齿通过覆土辊栅条缝隙回缩的时候，将粘在拨齿的土壤刮掉，保证运转时拨齿的容积空间不变，从而达到排土持续均匀可靠。

　　2.1 伸缩齿式覆土机构的工作原理。

　　如(图一)所示为覆土辊的工作原理：手摇动力通过链轮带动空心轴头支撑圈及栅条围绕O1转动，伸缩齿板通过栅条推动，亦随之一起绕偏心轴O2转动;当伸缩齿板在B点时，高度为零，继续向A方向转动时，伸缩齿板的高度在土箱中逐渐增加，不断伸入土中，并推动齿板前的土壤向A方向运动，到达A点时，从土箱推取土壤行程结束;继续转动时，土壤被伸缩齿板推出箱内，此时大部分土壤自由坠落，在达到最大齿高C点继续转动时，部分湿度大粘贴在伸缩齿板上的土壤，在伸缩齿板通过两个栅条间的缝隙(2-3mm)不断回缩时将其刮掉，至B点时排、刮土行程结束。

　　2.2 伸缩齿式覆土机构栅条的设计。

　　栅条的结构设计在满足工作原理要求的条件下，关键的问题是在跨度1.8m的情况下，采用什么结构形式，既能满足轴向刚度的要求，又在最大限度减低重量。

　　在采用金属材料时，弯曲变形与材料的弹性模量E有关，E值越大，弯曲变形越小。

　　但是，由于强度性能不同的各种钢材其弹性模量E值大致相同，所以在考虑提高弯曲刚度时，应首先考虑在结构上增加栅条的截面惯性矩J的数值。

　　我们在初次试验时采用如(图二)所示，其材为金属断面结构为梯形，其弯曲变形能够达到设计要求，但重量比较大，不方便田间转移，另外材料成本也高。

　　当采用“フ”字型结构的栅条时，如(图三)所示，在同样弯曲变形的条件下，其重量只相当于梯形结构的20�。

　　当生产批量不大，自行加工上述栅条型材的情况下，采用“フ” 字型结构的栅条时，在选材上最经济，加工更方便。

　　在实际应用当中，栅条材料可以是金属或非金属;栅条横断面可以是实心或空心梯形、三角形、扇形、弧形、环形、“T”字形、“フ”字形;支撑圈的材料可以是金属或非金属，其形状随着栅条断面形状不同而改变;伸缩齿板的数量若干，根据覆土辊的直径和栅条的结构形式来确定，数量越多，其覆土厚度越均匀，波浪起伏越小;当栅条长度较大时，中间应多加支撑圈，以增加轴向抗弯曲能力。

　　3结论

　　总之，该设计通过对含水率在16%-20%范围内覆盖土育秧的研究与试验，其伸缩齿机构能够强制均匀排土，抑制覆盖土粘贴覆土辊，确保覆土均匀流畅;该机构设计合理，适应性强，经济实用，安全可靠。

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