飓风强度绿色屋顶系统的新发展

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对绿色屋顶风力上升的担忧一直是北美设计师和建筑业主的限制因素。在敏感的沿海水域尤其如此,这些水域可以从建筑物内的雨水管理中获益最多。这些地区也是经常发生飓风的高风险地区。即使在飓风区和绿色屋顶之外——所有的屋顶项目都可能受到风的影响,并且在每个屋顶设计中都必须考虑到凸起。

在任何气候区,暴风雨期间强风会用风产生的碎片破坏和摧毁屋顶。但最令人担忧的是,由于压力,屋顶从下面向上推。这是整个屋顶可以在停车场,或在隔壁的建筑顶部。加上数千磅的植物和生长介质,这就是为什么这是一个主要的绿色屋顶设计考虑。

迈阿密大学的绿色屋顶突破

迈阿密大学,在可持续发展的伟大进步,推动了风的阻力,采用了飓风强度的绿色屋顶系统为他们的新湖边村学生宿舍开发-一个25栋的新宿舍社区。该大学位于一个特别敏感的湿地,每一个新校园的发展都需要额外的环境考虑。每个建筑的顶部都选择了绿色屋顶,作为管理现场雨水的解决方案,冷却校园的热岛效应,提供传粉者栖息地,并保护屋顶免受风和紫外线的损害。学生们通常会把校园的可持续性作为选择学校的标准,而倾斜的设计让他们可以从地面上看到绚丽的屋顶。

迈阿密大学的湖滨村开发项目。

迈阿密大学的湖滨村开发项目。

这个项目是由建筑公司设计的Arquitectonica并获得了迈阿密戴德县颁发的飓风区绿色屋顶验收通知书(NOA)的罕见殊荣。绿色屋顶和防水组件由green roof Outfitters (GRO)和Henry公司提供,并由Paragon Painting and waterproofing和GreenRise Technologies安装。

设计意图对绿色屋顶现状提出了巨大的技术挑战。例如,不仅所有的绿色屋顶都位于沿海飓风高速公路的中间,它们都有不同程度的斜坡,在悬臂上(一个角被抬高而不是两个角)。该项目结合了许多特点,考虑到倾斜的甲板,特别是在飓风期间,绿色屋顶将经受住。

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风吸力的担忧几乎消除广泛的绿色屋顶在迈阿密的可能性,直到完全证明了本系统能够承受一个V级飓风(持续风速每小时157英里或更高),经过克罗宁的广泛审查工程,该公司与迈阿密戴德合作,他们一致认为该系统在高速飓风区(HVHZ)使用是安全的,并发布了项目验收通知。

迈阿密大学绿色屋顶的特色

  • 每个屋顶周围有双层女儿墙。外护墙允许强风在每个屋顶更湍流的边缘滚动,而内部围护体减少了对植被的上升压力和角落的风冲刷。

  • 防水膜与混凝土桥面完全粘接,起到防滑作用。

  • 毛细管作用排水垫代替了标准的模制塑料排水板,以在生长介质下提供保水和正排水的平衡。它就像一块海绵,在倾斜的情况下,有很多表面区域可以抓住屋顶。这一层管理着雨水的静水压力,以在屋顶坡的高端保持足够的水分,并避免在底部有太多的水。不是均匀潮湿的生长介质更容易塌陷,对植被的支持作用也更小。繁茂的植被有助于在风暴期间固定土壤。

如图所示,由钢索和土工布网组成的边坡稳定系统锚定在桥面上,并螺栓固定在护墙上。

如图所示,由钢索和土工布网组成的边坡稳定系统锚定在桥面上,并螺栓固定在护墙上。

  • 使用了一个斜坡稳定系统,由钢缆和生长介质中的土工织物网组成,锚定在甲板上,也用螺栓固定在护墙上。在土壤中放置了两层网格,网格上附着着弯曲的钉螺,使土壤紧紧封闭,并在斜坡和风中保持它的位置。

  • 在生长介质的顶部安装一个可降解的黄麻垫,以便在植物建立期间进一步控制侵蚀。这些植物迅速生长,覆盖了黄麻和生长介质,现在它们的根缠绕在网中,它们用一种模仿附近红树林的方式锚定生长介质。在飓风期间,红树林扮演着重要的生态角色。它们生长在海岸的边缘,即使在最高的风中,它们的根也能将沙子和土壤固定在原地。

飓风强度绿色屋顶研究与测试

模块化绿色屋顶模型的横截面。

模块化绿色屋顶模型的横截面。

本项目验收成功后,另行进行测试和研究亨利公司是在实验室里进行的,看看在飓风地区的屋顶上还能做些什么。结果表明,几种配置的Henry 790-11热橡胶沥青防水与绿色屋顶Outfitters覆盖,欧文斯康宁挤出聚苯乙烯,可以承受四级飓风强度的侧风,而没有损害或位移的任何组件,达到了每平方英尺350磅的风阻等级。

该项目建立了十几个绿色屋顶系统模型,以反映许多风区常见的绿色屋顶和覆盖层场景。试验模型包括不同的种植条件、胸墙高度和各种固定构件的方法。

结果

尽管风洞在四级飓风强度下达到了最高容量,但系统的任何部分——通过植物进行防水,都没有发生位移或损坏。基于大量实验室测试的工程判断独立确认了六种覆盖层屋顶系统可以承受高速飓风区风,分为以下类别:

  • 广泛的绿色屋顶系统与锚定组件和生长介质

  • 混凝土,陶瓷和木材铺路石,固定套件和基座锚定

  • 人造草皮固定在固定的基座上

飓风强度的绿色基础设施be paly体育

对风力上升的担忧阻碍了许多城市飓风区绿色屋顶的开发,尤其是在佛罗里达、卡罗来纳和德克萨斯。它减缓了高层建筑和那些暴露在湖效应风中的结构上植被的发展。绿色屋顶是城市发展引起的许多环境问题的解决方案,包括雨水管理、热岛效应和空气污染。通过Henry公司最近的这项研究,设计师和城市规划者现在可以自信地将结构上的植被纳入他们的绿色基础设施战略,横跨所有风区。be paly体育


伊丽莎白·莫里斯GRP是绿色屋顶的负责人亨利公司。她管理了数十个绿化屋顶项目,培训了数千名屋顶和绿色屋顶设计和安装的设计师和承包商。伊丽莎白是前总统绿色屋顶信息智库和执行委员会C公司董事会。

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绿色屋顶在俄亥俄大学提供学习机会