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屋顶花园在城市中发挥着巨大的生态效益、社会效益和经济效益,越来越受到城市居民的喜爱和政府的重视,其发展和研究也越来越受到全社会的关注,但对于屋顶花园生态节能等可持续发展的设计和研究还刚刚起步。享有“春城”美誉的昆明更应该大力发展和建设生态节能型屋顶花园,从而改善城市生态环境、提升宜居品牌指数、创造可持续发展和谐社会。因此,需要就昆明城市屋顶花园进行生态节能技术应用的基础研究,从而提高屋顶花园的效能。
通过总结屋顶花园的国内外研究现状和发展趋势,选择了昆明城市主城区47个现有屋顶花园进行调查分析,并以昆明市经济开发区示范屋顶花园为例进行深入剖析,指出昆明屋顶绿化存在数量少、设计和施工粗放、生态性不显著、无节能设计、资源和能源消耗严重等问题;此外,从昆明能源消耗情况、绿地建设要求、资源状况以及政策等方面,分析了昆明城市发展生态节能型屋顶花园的必要性和可行性。
归纳总结了生态节能型屋顶花园的定义和内涵,指出其功能包括屋顶花园在生命周期内资源和能源消耗最小化、保护生态环境以及形成健康舒适的屋顶空间;同时明确了生态节能型屋顶花园的建设要求,提出生态节能型屋顶花园指标体系由构造与节材、节能与绿色能源利用、节水与水资源利用、环境质量四类指标组成,以及生态节能型屋顶花园绿色系统包含能源系统、水环境系统、气环境系统、声环境系统、光环境系统、绿化系统和绿色材料系统。
根据生态节能相关理论和技术研究,结合昆明实际情况,以云南绿大地公司拟建办公及实验综合大楼为例,进行屋顶花园生态节能设计分析。从荷载设计、建造与节材、节能与绿色能源利用、节水与水资源利用、环境质量等方面入手,将生态节能技术与屋顶花园有机结合,集成应用可再生能源、雨水利用、绿色材料、节能、生态景观等高新技术。
该生态节能型屋顶花园建成后,绿化率达到78.75%,有效提高屋顶环境质量;利用太阳能光电,每年有效节约电能1000千瓦时,利用风能每年节约电能117千瓦时,太阳能和风能互补能满足屋顶花园微灌系统、水循环等所需用电;屋顶花园水池不仅可以调节屋顶小气候、美化环境,还能作为雨水蓄集池,多余的水通过溢流管进入雨水收集系统到地面雨水调蓄池;屋顶雨水收集系统每年可收集雨水395立方,通过净化处理后的雨水通过水泵提升到屋顶作为灌溉用水,还可以补充屋顶水池景观用水;微灌系统由滴灌和渗灌组成,水的利用率达到95%;植物、昆虫、鸟类与分解物形成了简单食物链,进行物质循环。各资源要素得到有效整合,互惠互生,形成屋顶花园自主运作和环境多样性,从而形成具有生命力和修复平衡能力的环境系统,实现了人文、建筑、环境的和谐统一。
最后指出生态节能型屋顶花园可以形式多样化,但都具有一个共同的本质,即都将形成一个资源和能源消耗最低、能自我循环和自我完善的生态系统,并为人们提供一个健康舒适的屋顶绿化空间;同时对昆明城市发展生态节能型屋顶花园提出了相关建议,包括节约使用和有效利用自然资源和能源、提高公众参与能力、加强制度和法律建设、加强生态节能理念宣传教育;最后展望了昆明城市生态节能型屋顶花园的发展前景。