1.屋顶花园的历史及现状
屋顶花园并不是现代建筑发展的产物，它可以追溯到4000年前，古代苏美尔人最古老的名城之一UR城所建的大庙塔，就是屋顶花园的发源地，20年代初，英国著名考古学家伦德.伍利爵士，发现该塔三层台面上有种植过大树的痕迹，真正的屋顶花园是在亚述古庙塔以后1500余年才发现的著名的巴比伦"空中花园"，它之所以被世人列为"古代世界七大奇迹"之一，其意义决非仅在于造园艺术上的成就，而是古代文明的佳作。巴比伦"空中花园"是于公元前604-562年，新巴比伦国王尼布加尼撒二世娶了波斯国一位美丽的公主，名叫赛米拉米斯公主日夜思念故国山乡，郁郁寡欢。国王为了取悦与她，下令在平原地带的巴比伦堆筑土山，并用石柱、石板、砖块、铅饼等垒起每边长125米，高达25米的台子在台子上层层建造宫室，处处种植花草树木。建造巴比伦"空中花园" 耗费了大量的人力、物力、财力，是皇家贵族的享受，它反映古代帝王所追求的奢侈生活。自此之后2500多年来，除了个别地区屋顶上绿化和城市中心商业区地下车库顶绿化外，并没有建造真正的屋顶花园。
西方发达国家在20世纪60年代以后，相继建造各类规模的屋顶花园和屋顶绿化工程如美国华盛顿水门饭店屋顶花园、美国标准石油公司屋顶花园、美国DT&T公司屋顶花园、英国爱尔兰人寿中心屋顶花园，加拿大温哥华凯泽资源大楼屋顶花园、德国霍亚市牙科诊所屋顶花园，日本同志社女子大学图书馆屋顶花园，香港太古城天台花园、香港葵芳花园住宅楼天台花园、这些与建筑设计统一建在屋顶的花园，多数是在大型公共建筑和居住建筑的屋顶或天台，向天空展开。目前屋顶花园在国外不是"空中楼阁"。美国芝加哥为减轻城市热岛效应，正推动一项屋顶花园工程来为城市降温。日本东京明文规定新建筑占地面积只要超过1000平方米，屋顶的1/5必须为绿色植物所覆盖，否则开发商就得接受罚款。国内如深圳、重庆、成都、广州、上海、长沙、兰州、武汉等城市，有的已经对屋顶进行开发。如：广州东方宾馆屋顶花园，广州白天鹅宾馆的室内屋顶花园，上海华亭宾馆屋顶花园，重庆泉外楼、沙平大酒家屋顶花园等，有的城市已把城市楼群的屋顶作为新的绿源。但是，多年来屋顶花园的建设一直没有一个标准模式和规范工艺所以暴露出了很多缺陷和不足，比如：不能长时间防渗抗漏，水土流失，污染严重，植物配置不合理，荷载超标，建造成本过高等。随着科学技术的发展，这些问题就会逐步得到解决。
2.屋顶花园的功能
屋顶绿化对增加城市绿地面积，改善日趋恶化的人类生存环境空间；改善城市高楼大厦林立，改善众多道路的硬质铺装而取代的自然土地和植物的现状；改善过度砍伐自然森林，各种废气污染而形成的城市热岛效应，沙尘暴等对人类的危害；开拓人类绿化空间，建造田园城市，改善人民的居住条件，提高生活质量，以及对美化城市环境，改善生态效应有着极其重要的意义。
2.1 保证特定范围内居住环境的生态平衡和良好生活环境
一个绿化屋顶就是一台自然空调：近年来城市建筑物的逐渐增多，由于太阳辐射引起的建筑物能是积聚也随之增多，再加上家用燃料，工业，机动车增加的能量源源不断，造成城市气候的能量剩余非常惊人，特别是在夏天，同没有建筑物的地区相比，市内的气温显著升高，在建筑物密集的市区，夏天由于缺水会出现令人难以忍受的高温，由于建筑物对光的反射低，夜间降温减弱，因此会对人的健康产生长期的负面影响，而绿化地带和绿化屋顶，可以通过土壤的水分和生长的植物降低大约80%的自然辐射，以减少建筑物所产生的副作用。
通过实验证明和没有绿化的屋面相比，绿化屋顶可以降温，在酷热的夏天，当温度30度时，没有绿化的地面已达到不堪忍受的40－－50度，而绿化屋顶基层10CM处，温度则为舒适的20度。在冬天，绿化屋顶象一个温暖罩保护着建筑物。
2.2 对建筑构造层的保护
平屋面建筑，屋顶构造的破坏多数情况下是由屋面防水层温度应力引起的，还有少部分是承重物件引起的，通过温度变化会引起屋顶构造的膨胀和收缩，使建筑物出现裂缝，导致雨水的渗入。形成渗漏。我国《建设工程质量管理办法》中明确规定：建筑物屋面防水保修期只有三年。这样就得对屋面防水层进行整修。
空气迅速变化的温度对建筑物特别有害，比如，冬天，经过一个寒冷的夜晚，到了白天，短时间内建筑物表面的温度突然升高，而在此之前建筑物件还结着冰；夏天，在夜晚降温之后，白天的建筑物表面的温度也会很快显著升高。由于温度的变化，建筑材料将会受到很大的负荷，其强度会降低，寿命也会缩短。如果将屋顶进行绿化，不但可以调节夏天和冬天的极端温度，还可以对建筑物构件起到相当大的保护作用，所以说，屋顶花园对建筑物能够起到保护作用，以至延长其寿命。
2.3 屋顶绿化可以通过储水，减少屋面泄水，减轻城市排水系统的压力
通常在进行城区建设时，地表水都会因建筑物而形成封闭层，降落在建筑表面的水按惯例都会通过排水装置引到排水沟，然后，不是输送到澄清池就是直接转送到自然或人工的排水设施，这样常用的做法会造成地下水的显著减少，随之而来的是水消耗的持续上升，这种恶性循环的最后结果导致地下水资源的严重枯竭。
同没有建造房子的地面相比，大量的降水不可能在短时间内排泄，必定造成城市内洪水的危害，如，郑州，而屋顶绿化提供了储存降水的可能性，减轻了城市排水系统的压力，同时也可以显著减少处理污水的费用。
在现代的许多城市、地区，屋顶水没有被作为很有价值的自然资源而加以利用，而是将其同严重污染的水混合在一起作为废水处理，这种在沉淀池的处理费用是相当昂贵的。
当许多屋顶多被绿化时，屋面排水可以大量减少。实验表明绿化屋顶可以使降水强度减低70%（VEITSHOEHEIM的巴代利亚园艺站），这无疑可以作为排水工程中确定下水管道，溢洪管或储水池尺寸时节省费用的根据。
2.4 绿化屋顶具有储水功能
绿化屋面除具有屋面排水外，可以把大量的降水储存起来，实验表明，大约有一半的降水留在屋面上，存在基层或通过植物蒸发掉。
在国外，许多城市和乡镇，已经开始将地面水和污水分开计算污水费用，而对一些封闭的面积来说，屋顶绿化至少提供了节省费用的可能性。对屋顶绿化来说，把地表水考虑在内，大多情况下，仅花一半费用就可以了。由于屋面排水的减少，下水道和储水池也可以减轻负荷。
2.5 屋顶绿化可以使自然降水渗入地下
绿化屋顶系统本身不能把地表水渗漏掉，因为建筑系统的上部结构和下部结构是封闭的，故屋顶水应该不再引向下水道而是让其渗入地下，或蒸发掉，重新形成地下水和自然水，可见，屋顶绿化是改善城市生态环境的良好开端。
3.屋顶花园的规划设计
3.1 指导思想
充分地把地方文化融入园林景观和园林空间中；结合屋顶对园林植物的影响来选择园林植物；运用不同的造园手法来创造一个源于自然而高于自然的园林景观；以人为本，充分考虑人的心理，人的行为的宗旨，来进行屋顶花园的规划设计。
3.2 设计原则
屋顶花园成败的关键在于减轻屋顶荷载，改良种植土、屋顶结构类型和植物的选择与植物设计等问题。设计时要做到：
3.2.1 以植物造景为主，把生态功能放在首位。
3.2.2 确保营建屋顶花园所增加的荷重不超过建筑结构的承重能力，屋面防水结造能安全使用。
3.2.3 因为屋顶花园相对于地面的公园、游园等绿地来讲面积较小，必须精心设计，才能取得较为理想的艺术效果。
3.2.4 尽量降低造价，从现有条件来看，只有较为合理的造价，才能可能使屋顶花园得到普及而遍地开花。
3.3 特点
屋顶花园组成要素主要是自然山水，各种建筑物和植物，按照园林美的基本法则构成美丽的景观。但因其在屋顶有限的面积内造园受到特殊条件的制约，不完全等同于地面的园林，因此有其特殊性。屋顶营造花园，一切造园要素受建筑物顶层的负荷的有限性限制。因此，在屋顶花园中不可设置大规模的自然山水、石材。设置小巧的山石，要考虑建筑屋顶承重范围。在地形处理上以平地处理为主。水池一般为浅水池，可用喷泉来丰富水景。
3.4 屋顶花园的类型
屋顶花园的建造, 不仅是造园艺术, 还涉及到建设结构承重、屋顶防水排水构造、植物生态特性、种植技巧等多项有别于露地造园的技术难题。屋顶花园的类型和形式按使用要求的不同而不一样, 按使用要求区分为三类。
3.4.1 公共游息性屋顶花园
这种形式的屋顶花园除具有绿化效益外, 还是一种集活动、游乐为一体的公共场所, 在设计上应考虑到它的公共性。在出入口、园路、布局、植物配植、小品设置等方面要注意符合人们在屋顶上活动、休息等需要。应以草坪、小灌木花卉为主, 设置少量坐椅及小型园林小品点缀, 园路宜宽, 便于人们活动。
建在宾馆、酒店的屋顶花园, 已成为豪华宾馆的组成部分之一, 实为招揽顾客, 提供夜生活的场所。可以在屋顶花园上开办露天歌舞会、冷饮茶座等, 这类屋顶花园因经济目的需要要摆放茶座, 因而花园的布局应以小巧精美为主, 保证有较大的活动空间, 植物配置应以高档、芳香为主。
3.4.2 家庭式屋顶小花园
随着现代化社会经济的发展, 人们的居住条件越来越好, 多层式阶梯式住宅公寓的出现, 使这类屋顶小花园走入了家庭。这类小花园面积较小, 主要以植物配置, 一般不设置小品, 但可以充分利用空间作垂直绿化, 还可以进行一些趣味性种植, 领略城市早已失去的农家情怀。
另一类家庭式屋顶小花园为公司写字楼的楼顶, 这类小花园主要作为接待客人、洽谈业务、员工休息的场所, 这类花园应种植一些名贵花草, 布设一些精美的小品, 如小水景、小藤架, 小凉亭等, 还可以根据实力做反映公司精神的微型雕塑、小型壁画等。
3.4.3 科研、生产用屋顶花园
以科研、生产为目的的屋顶花园, 可以设置小型温室, 用于培育珍奇花卉品种、引种以及观赏植物、盆栽瓜果的培育。既有绿化效益, 又有较好的经济收入。这类花园的设置, 一般应有必要的设施, 种植池和人行道规则布局, 形成闭合的、整体地毯式种植区。
3.5 总体布局
屋顶花园的形式, 同园林本身的形式是相同的, 创作上仍然分为自然式、规则式和混合式。
3.5.1 自然式园林布局
一般采取自然式园林的布局手法, 园林空间的组织, 地形地物的处理, 植物配置等均以自然的手法, 以求一种连续的自然景观组合。讲究植物的自然形态与建筑、山水、色彩的协调配合关系, 植物配置讲究树木花卉的四时生态, 高矮搭配, 疏密有致。追求的是色彩变化、丰富层次和较多的景观轮廓。
3.5.2 规则式园林布局
规则式布局注重的是装饰性的景观效果, 强调动态与秩序的变化。植物配置上形成规则的、有层次的、交替的组合, 表现出庄重、典雅、宏大的气氛。多采用不同色彩的植物搭配, 景观效果更为醒目, 屋顶花园在规则式布局中, 点缀精巧的小品, 结合植物图案, 常常使不大的屋顶空间变为景观丰富、视野开阔的区域。
3.5.3 混合式园林布局
混合式园林布局, 注重自然与规则的协调与统一, 求得景观的共融性。自然与规则的特点都有, 又都自成一体, 其空间构成在点的变化中形成多样的统一, 不强调景观的连续, 更多的注意个性的变化。混合式布局在屋顶花园中使用较多。
4 屋顶花园养护与管理
屋顶花园建成后，能否发挥其应有的作用，要做到注意植物生长情况，对于生长不良植物及时采取措施；注意水肥，浇水以勤浇少浇为主，经常修剪，及时清理枯枝落叶，注意排水，防系统被堵，对于草花应及时更新，以免影响整体形象。
5 屋顶花园防水措施及荷载
5.1 屋顶花园的防水措施
5.1.1 选择良好的防水材料，采用新型保温隔热技术，彻底解决顶楼居民“冬冷夏热”的生活尴尬，做到冬暖夏凉。
5.1.2 运用新型轻质施工材料，彻底避免了传统屋顶花园施工中所造成的屋顶荷载增大诱发建筑质量问题的危险。
5.1.3 运用新型架空技术，彻底克服传统屋顶花园与楼顶接触造成的顶层含水、根系破坏等结构性缺陷。
5.1.4 运用新型反渗过滤技术，彻底克服传统屋顶花园的水土流失、营养流失，做到一次培土，长久使用。
5.1.5 运用新型微喷、滴、渗灌技术，完全保证屋顶花园种植作物的生长用水需求，从而解决植物浇水养护及土壤板结问题。
5.1.6 运用新型生态耕作技术与果、菜、花草优选培育技术，彻底保证屋顶种植的经济效益、观赏价值、食用价值。
5.1.7 在建花园之前，应检查渗漏水情况，可以在楼顶将排水口堵塞。使屋面积水，检查是否漏水，一旦有漏水现象应及时补救。
5.1.8 在施工中注意保护好防水层，严格按照操作规程施工。不要防水层受到破坏。
5.1.9 对于水池等设施。应采用单独的防水系统。
5.1.10 在浇灌过程中，尽可能不产生积水。及时清理枯枝落叶，防止排水口被堵。
5.2 屋顶花园的荷载
屋顶花园中各项园林工程的荷载均要换算为每平方米的等效均布荷载，然后再与花园的荷载相比，精确计算，确定花园顺利建造。
在选择种植基质和植物时，应首先考虑材料的重量。种植介质除了选择种植原土，还可以使用新型种植基质。新型基质重量比较轻，并具有良好的保湿性和透水性。
屋顶花园适宜种植一些低矮的灌木、花卉和草坪，小乔木最好种植在木桶或木箱等容器中，并放在承重墙或承重柱上。
6 结束语
屋顶花园的规划设计，使屋顶的自然生态环境与城市总体生态环境融为一体，城市文明永延续与生活环境文化融合。在楼顶隔热防水层上培育一层植被，一是可扩大绿化面积，拓展城市绿肺；二是可以提供新的休息场所，提高人们的生活质量；三是可以依靠屋顶植物截留部分降水，减轻高强度降水对城市防洪排灌系统的压力和冲击；四是可以为顶层住户免去一些冬冷夏热的影响。不仅如此，我们也可因此看到屋顶花园是可持续发展的重要组成部分：地面上的花园给人们沐浴阳光，休闲活动带来方便，但通常在开畅的空间营造起来的花园价格非常贵，其中土地资金占很大一部分，屋顶花园则相对有很大优势，但从占用土地上来讲，是免费的，相比之下屋顶花园要比地面上开畅空间的花园投资少许多。
人们建设一栋楼房等于销毁一块土地，我们只要把屋面建成屋顶花园的形式，就能把被毁的土地挽救回来。这样我们不但美化了生活，还能给子孙后代保留下这块土地。
