綠屋頂

綠屋頂(Green Roof)
國立臺灣大學土木工程學系 徐偉哲

為什麼需要綠屋頂？

綠屋頂顧名思義即將植物覆蓋在屋頂上，形成綠意盎然的屋頂。隨著都市不段擴張發展，樹木和裸地逐漸減少，取而代之的是大樓與傳統的水泥，這些人工建材擁有積蓄太陽能的特性，使熱量無法透過蒸發而減少，加上交通工具、空調所產生的人工廢氣，讓都市裡的氣溫比郊區高，這種現象稱為「熱島效應」^[1]，世界各地大城市皆有此現象，而使用綠屋頂則可以改善熱島效應。根據聯合國環境計畫研究顯示，當綠屋頂普及率達到七成時，整座都市的二氧化碳含量將減少八成，熱島效應也會完全消失。綠屋頂在歐洲已風行長達 10 年之久，近幾年在亞洲的東京也修法規定新大型建築的屋頂，必須有 20% 以上的面積為綠屋頂，綠屋頂儼然成為一個新的建築趨勢^[2]。

綠屋頂除了能減緩都市的熱島效應，也能帶給建築物與居住者效益^[1]：

1. 調節室內溫度，夏日高樓層的溫度較為舒爽，冬天也比較保溫。
2. 屋頂植栽可以截取雨水後匯流至排水系統，改善暴雨時屋頂之排水不良與淹水問題。
3. 保護建築物，減緩建築因受到日夜溫差變化而熱脹冷縮，所造成龜裂與老化的現象。
4. 綠化的環境可以紓解都市人們的焦慮^[2]。

綠屋頂形式

一般常見的綠屋頂分為三大類薄層式、盆栽式、庭園式三類：

1. 薄層式：
   指在屋頂上鋪設淺薄的輕質人工混合介質，並種植強韌、低矮的地被，以適應炎熱、強風等不利環境，達到提昇環境效益、節能的目的。薄層式綠屋頂一般有好幾層，由上至下分別（如圖一）：植栽層、生長介質層、過濾層（避免生長介質被水沖刷）、排水層、阻根層（防止植物根部生長造成設施損壞）以及底部的防水層等^[2]。有的綠屋頂於水層上方還會鋪設一吸水墊，伸出許多細毛於排水層，當土壤過於乾燥時，細毛會因為毛細現象吸水濕潤土壤，能更佳充分利用儲積在排水層的水，可以減少澆灌頻率達到省水的效益。
   
   

   圖一 薄層式綠屋頂基本架構[3] （引用自文獻7）

   不過因使用的介質較淺，保水力不足，只適合耐旱植物，植物品類較單ㄧ，不利生態多樣性。但也因為種植耐旱植物，維護管理需求與成本較低，整體使用輕質材質屋頂承載需求也不高，故在歐美、日本等國家，都已大量用於都巿屋頂上^[1]。
   
   

   圖二 新加坡南洋理工大學校-薄層式綠屋頂[4] （引用自文獻8）

   圖二為新加坡南洋理工大學校區裡的藝術設計媒體學院大樓屋頂，使用了薄層式綠屋頂，不同於一般屋頂設計，屋頂由平地向上延伸，將草皮和屋頂互相連結，和附近環境融成一體。透過綠屋頂設計，能抵擋強烈日照對於建築內外的影響，同時建築中央設置了一水池，有效降低大樓內的溫度，雨天時，亦可以蒐集雨水，做為灌溉綠屋頂時所需用水，讓水資源能有效再利用^[4]。

2. 盆栽式：
   使用各種盆器種植植物，將盆栽錯落排列於屋頂上方，而形成的綠屋頂。盆栽取得容易、移動性高、種類也較多樣化，是一個容易自行施工設計的綠屋頂類型。然而因為植物放置於盆栽，生長根系受侷限，不利種植較大樹木，盆栽也需定期更換，澆水費工，管理上較費心力^[1]。
   
   

   圖三 成大建築系綠色魔法學校-盆栽式綠屋頂[5]         （引用自文獻9）

   圖三為臺灣成功大學建築系綠色魔法學院的盆栽式綠屋頂，將每種植物放置於植栽槽，由於輕巧容易移動、置換，可以依照需求錯落擺放於階梯狀的屋頂上，此外植栽槽內係以水庫污泥燒製而成的陶粒取代一般土壤，用量少，儲水效果佳，可以降低澆灌頻率，達到省水的效果^[5]。

3. 庭園式：
   除了各式各樣的植物，配置花台、水池、步道、等額外設施於屋頂上形成完整的園景，可根據個人喜好設置成不同風格。最大優點在於景觀效果佳，植物層次感豐富，不過設計過程耗時費力，維護管理難度高，萬一結構上處理不好，容易有漏水上的問題，維護上較為困難^[1]。
   
   

   圖四 Yale-New Haven Smilow Cancer Hospital-庭園式綠屋頂[6] （引用自文獻10）

   圖四為美國 Yale-New Haven Smilow Cancer Hospital 位在七樓的綠屋頂，為庭園式設計，透過在醫院的樓頂設置綠屋頂，讓病人、家屬或是員工有調解身心的場所^[6]。

小結  

綠屋頂雖然美觀且有許多優點，但在施作前需有許多技術上的考量，如：屋頂承重、植栽種類、植物澆灌用水，以及後續的維護管理等等，皆是很重要的評估要素^[3]。綠屋頂的規劃與建造必須仔細地去評估，尤其是興建方式與後續管理最為重要，何種興建方案才是最切合實際需要的？若採用了不恰當的材料與形式，甚至在後續維護上額外耗費資源，以致綠屋頂無法發揮原本功能，反而會淪為裝飾品而喪失原本存在意義。故未來施作綠屋頂時，需評估需求及可行性，再進行施作，才能使得達到減緩綠島效應及居住品質的目標^[2]。

參考文獻

1. 建造綠屋頂 抗熱島效應
   － https://www.mdnkids.com/nie/nie_indicate/Unit7/W-1000815-15/W-1000815-15.htm
2. 綠屋頂-邁向永續城市的基礎設施。永續公共工程入口網
   － http://eem.pcc.gov.tw/node/31557
3. 建築研究簡訊第87期 《專題報導》。內政部建築研究所
   － http://www.abri.gov.tw/utcpagebox/CHIMAIN.aspx?ddsPageID=CHIMDB&DBID=1712
4. Green Roofs Around the World. THE AIRSHIP
   — http://airshipdaily.com/blog/04292014-green-roofs
5. 節能達人
   － http://mygreenlife.pixnet.net/blog/category/362444
6. “Love the Earth, Plant a Roof”. Greenroofs.com
   —  http://www.greenroofs.com/content/2010earthday-photocontest.html
7. 圖一 薄層式綠屋頂基本架構[3] （引用自http://www.abri.gov.tw/utcpagebox/CHIMAIN.aspx?ddsPageID=CHIMDB&DBID=1712）
8. 圖二 新加坡南洋理工大學校-薄層式綠屋頂[4] （引用自http://airshipdaily.com/blog/04292014-green-roofs）
9. 圖三 成大建築系綠色魔法學校-盆栽式綠屋頂[5] （引用自http://mygreenlife.pixnet.net/blog/category/362444）
10. 圖四 Yale-New Haven Smilow Cancer Hospital-庭園式綠屋頂[6] （引用自http://www.greenroofs.com/content/2010earthday-photocontest.html）