在社会不断发展的背景下, 绿色生态城市理念逐渐被应用到城市建设中, 从而促进城市发展, 建设良好城市生态。作为绿色生态城市建设中的重要组成部分, 有效的屋顶绿化设计对促进绿色城市建设、确保城市生态可持续发展有着重要的作用与价值。因此, 需要提高对屋顶绿化工程的建设重视度, 明确工程的各个要素, 结合有效的方式进行设计优化, 以提升屋顶绿化工程建设的有效性, 促进城市发展。

当下, 在进行屋顶绿化荷载估算过程中, 需要与建筑整体结构的荷载结合进行综合性估算, 以确保屋顶绿化荷载在满足实际需求的同时, 不会对建筑整体结构造成影响。在实际估算过程中, 针对建筑结构整体估算, 通常会将其与人力行为所对应的活荷载进行有效结合, 而进行屋顶绿化荷载估算需要对屋顶绿化及造园活动时屋面能承受的荷载量进行提前规划。在荷载估算过程中, 相关人员需要明确屋顶绿化区域内能够承受的荷载量与屋顶种植基质饱和水、排蓄水板、植物的总荷载基本一致。当然, 土壤与植物的重力对屋顶绿化区域的承重能力有重要影响。因此, 在实际屋顶绿化工程建设过程中, 需要以屋顶及建筑整体荷载量为基础, 对种植所用的土壤厚度和密度进行科学调整, 在确保屋顶绿化植物健康成长的同时, 降低土壤对屋顶承重能力的影响。当然, 并不是土壤的厚度越薄越好, 需要以实际种植植物的种类为基础, 对种植土的厚度进行控制。浅根性植物因为根茎较细且可以横向生长, 故所需的土壤厚度相对较小;深根性植物根茎较粗, 并垂直向下生长, 因此需要相对较厚的土壤。同时, 需要重视植物种类的选择, 务必对植物的重量进行控制, 以提升屋顶绿化建设的有效性。除此之外, 屋顶的风荷载量相较地面较大, 因此从植物保水及防风的角度来说, 需确保植物种植土壤具有一定的厚度。

屋顶绿化的荷载分配, 除了需对土壤重量进行控制外, 还应以实际情况为依据, 对各项荷载进行科学设计, 确定好荷载的分配比例。在实际绿化工程设计过程中, 需要对植物种类、绿化设备及容量荷载进行科学分配, 最终确定荷载的总量。另外, 屋顶植物在进行种植位置选择过程中, 如乔木类植物尽可能在屋顶承重柱及顶梁位置种植;对于较复杂的屋顶花园式绿化, 需要以实际情况为依据, 将浅根型的花卉、灌木等植物种植在屋顶的面板位置, 深根型植物需要种植在建筑框架的承重柱上面, 并以实际情况为依据, 对亭子、假山等景物建筑进行合理选择;原有屋顶绿化设计项目中, 在计算种植土壤总容重时, 需要明确土壤吸收水分的重量, 目前常用种植土在吸收水分之后的重量能够提升大约20%～30%。另外, 相关人员需要对植物生长过程中所增长的重量进行预先估算, 进而实现对总量的明确有效控制。

作为屋顶设计中的重要组成部分, 整体防水设计对提升建筑整体防水性有着重要的作用。针对屋顶整体防水结构的设计, 当下常用的设计方式为通过钢筋混凝土进行整体性浇灌的刚性防水, 或利用SBS橡胶材料、油毡等材料进行整体性铺设的柔性方式。而在当下屋顶绿化项目中, 对整体结构进行防水设计, 通常在原有防水层之上铺设耐根穿刺性强的防水膜, 并以此为基础, 在防水膜上面设置排水层和过滤层, 并进行有效的人工植物栽培基质配置。另外, 在防水设计过程中, 需要以实际情况为依据, 将屋顶防水设计的等级提高, 并且需要做好防水防根穿刺工作, 为屋顶防渗水工作质量的提升奠定良好基础。

在防水设计过程中, 相关设计人员需要明确屋顶并非只有1块独立的平板装置而仍有许多附加设施。因此, 需要对屋顶细部构件的防水设计提高重视度, 可以实际情况为依据, 有效运用防水构造来提升细部防水有效性。相关调查研究发现, 大部分屋面细部构件漏水的主要原因是细部构件的防水层被损坏。因此, 在实际设计过程中, 需要对细部构件的防水层进行密封操作, 以提升其防水有效性。另外, 相关人员可利用防水类材料进行补充以起到良好的辅助作用, 进而形成健全完善的局部节点补强结构, 增强防水效果, 进而促进屋顶绿化工程的有效设计与建设。

在当下的屋顶绿化工程设计过程中, 需对排蓄水装置的设计提高重视度, 并注重具备较强抗压能力与透气能力的排水层设计, 在一定程度上避免种植土壤流失的现象出现, 确保土壤的自重, 以提升储水与排水能力。在实际设计过程中, 可运用架空排水板 (排疏板) 模式, 此模式主要运用的材料为聚丙烯 (PP) 及聚乙烯 (PE) 等。在实际使用过程中, 可提升屋顶排水的有效性, 将屋顶上的多余积水进行有效排除且可蓄水。在进行疏排水设计时, 应以实际情况为依据, 运用口袋型排水层。以无纺织布为基础, 进行口袋制作, 并且口袋内部装设相应的轻型骨料, 包括砾石、陶粒、珍珠岩、蛭石等, 以提升口袋的吸透水能力。同时, 需要以实际种植面积为基础, 结合种植植物的实际要求进行口袋大小的设计及材料的搭配。口袋中粗糙粒间的空气层可避免土壤颗粒的渗漏, 提升积水过滤及空间内空气与水分流动的有效性, 提高种植土壤的通透性, 实现土壤有效呼吸。口袋型排水层由于材料自身具备一定的吸水性, 所以在蓄水方面表现出色, 且口袋型排水层的实际施工工序相较其他排水层更简单, 特别是进行后期翻土操作时, 可确保其构造不被破坏。屋顶绿化工程设计中, 排水层设计与取土工序为相互独立的存在, 不会出现二者相互干扰的现象。

在进行种植土壤优化配制过程中, 需秉承以下原则: (1) 通风效果好; (2) 持水比例较高; (3) 原料营养充足; (4) 易于排水; (5) 土壤的影响成本需要达到标准。在实际设计过程中, 要想确保种植土壤在具有较好通风性能的同时, 可存蓄足够的水量, 需对原材料的基本属性进行控制, 保证满足实际需求的同时, 对材料的粒径大小进行选择。

浅根型植物的实际栽种需运用0.1～0.5kg/cm³容重的土壤。当然, 在实际配制过程中, 应以实际情况为基础, 适量增加草炭、锯木屑及稻壳灰等成分, 并将其混合添加到具有腐殖土的种植土壤之中, 以提升土壤的营养成分。同时, 相关人员需确保混合后的土壤容重为100～200kg/cm³。通过运用此方式, 确保土壤中较高的钾肥含量, 并使其具有较强的透水效果、通风能力, 可以有效运用于小型灌木及草坪的种植实现对栽种基质的有效配制。

深根型植物的实际栽种更需要对生存条件进行研究, 除了确保具备较好的存活条件, 还须对植物的根系进行固定。在实际栽种过程中, 相关人员可以实际情况为基础, 配制0.5～0.9kg/cm³容重的土壤, 然后将蛭石、木炭、腐叶等材料混合, 加入到砂土和泥炭土之中, 并确保土壤在水饱和的情况下, 容重为650～750kg/cm³。在提升保肥效果的同时, 增加土壤中微量元素及有机质等营养成分。

提升屋顶绿化工程设计的有效性对促进屋顶绿化事业的可持续发展、提升城市生态建设的有效性有着至关重要的影响及作用。因此, 在实际设计建设过程中, 相关工作人员要对屋顶绿化工程各设计要素进行不断优化, 明确屋顶绿化设计优化的重要性, 有效提升屋顶绿化工程的建设质量, 进而促进城市可持续发展。