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“第五面生態建筑”的屋頂綠化起源于西方國家，近代的屋頂綠化大發展也是在西方發達國家。最早的屋頂花園，是2500多年前建在幼發拉底河岸的巴比倫空中花園。其次是14世紀文藝復興時期意大利古尼奇城堡內的橡樹塔屋頂花園，該花園至今仍對外開放。隨著城市“熱島效應”的日益顯著，給人們帶來的負面影響越來越大，世界各國對屋頂綠化的認識也提高到了環保的高度。自上世紀初，英國、美國、德國、日本等國家建造了大量的屋頂花園。從上世紀60～80年代起，屋頂綠化工程被視為集生態效益、經濟效益與景觀效益為一體的城市綠化的重要補充，受到廣泛關注，特別是在美國、德國、日本、新加坡與澳大利亞等國，成為一種新的城市綠化趨勢。
德國：在歐洲最先開發屋頂綠化技術
德國是歐洲最先開發屋頂綠化技術的國家，其動因是：在工業時代，人們為追求經濟利益，一直破壞自然，污染環境，使得生態逐漸惡化，德國最先意識到了這一點。德國聯邦綠色屋頂計劃負責人胡利安·布里茲介紹說：“我們認為建筑是雙面劍，一方面帶給人們溫暖舒適的住房條件，另一方面，侵占了大量土地，破壞了自然。這對地球，對自然是不公平的。”
德國早在上世紀初就已開始推廣種植屋頂技術。柏林從1920年開始，完成了大約2000個屋頂的植被化工程……到2003年末，全國總的屋頂綠化面積接近一億平方米。到2007年，德國的屋頂綠化率達到80%左右，成為整個城市綠地系統的組成部分。至21世紀初，全德國有近1億平方米、首都柏林有近45萬平方米的建筑物屋頂，實現了植被綠化。現在德國，城鎮建筑第五面的生態修復與綠化工程正向深度發展迅速，幾乎所有屋頂、墻體、電線桿、立交橋、甚至大樹的樹干都在進行全方位的綠化，基本解決了建筑占地與綠地的矛盾，是全世界“第五面生態建筑”做得最好的國家。
德國“第五面生態工程”得以系統的全面的深化發展的動因，在于多年來制定了一系列綠化科研原則、生態發展指南與實施技術規范，促使德國的研究和推廣工作走在了世界最前列，成為屋頂綠化最先進的國家。被譽為“德國屋頂綠化科研之父”的伯恩坎教授指出：“在目前世界上有關”第五面生態建筑物大面積植被化“的科研開發和技術成果中，大約有90%都是屬于德國的專利。”應用德國的屋頂綠化技術，不僅成本較低，技術先進，而且綠化后可以使用40年以上，澆灌水量也比普通土地節省3/4以上。日本、美國等對屋頂綠化的技術研究以及發展均是基于德國的基本理論。
在德國政府制定國家法規強制推行屋頂綠化的同時，還采取了政府、地產開發商和業主協同出資進行屋頂綠化的辦法，其中政府補貼50%的綠化經費，有的城市補貼高達100%。而且，德國的各地與各城區的鼓勵政策有所不同，大約70到80個城市都有不同的政府補貼調整和相應的資金激勵機制鼓勵使用綠色屋頂。在城市重點地區內，為確保屋頂綠化的實施，制定了對建筑所有權者實行5年內固定資產減稅50%的優惠措施。特別是一些老城區與老建筑的屋頂進行生態修復與綠化工程時，會得到80%左右的補助金。該國還進一步更新樓房造型及其結構，將樓房建成階梯式或金字塔式的住宅群。現在，新建或改建項目申報規劃設計，都必須同時申請屋頂綠化設計，否則不予受理。
美國：政府給予立法及財政支持
美國是世界上開展屋頂綠化最早的國家之一。由于汽車工業的迅速發展，多年前汽車停車位已經成為突出問題。上世紀中期，停車庫和城市廣場的建設成為美國城市建設中重要的內容，從而地下車庫的屋頂綠化和廣場綠化也迅速發展起來。同時，寫字樓和賓館、飯店的屋頂花園從景觀角度出發，以追求美、追求盈利為目標。此間開創近代屋頂綠化先河的是美國建筑師喬治·格斯羅姆，1959年他在加利福尼亞奧克蘭市凱澤中心一座六層樓的頂部建造了一個景色秀麗的空中花園，被視為建筑與綠化藝術“雜交”的奇葩。屋頂綠化自此在美國獲得成功后，技術日漸成熟，至上世紀90年代以后，美國的屋頂綠化風格與以前不同，開始以生態環保的角度為出發點，對建筑屋面進行生態環保研究，特別是近年來美國生態地產的興起，掀起了一股“第五面生態建筑運動”。
在這場蓬勃發展的運動中，其中被譽為“第五面生態建筑范例”的有：福特公司在美國密歇根州工業區的Dearborn工廠建立了世界上最大面積的綠色屋頂，總面積達10.4英畝，每年可吸收400萬加侖的雨水，并為建筑提供了天然的隔離層，進而降低能源成本。其次是馬里蘭州蘇特蘭市的美國海洋大氣管理局大樓，該樓頂擁有巨大綠色屋頂花園。著名的還有紐約長島地區的屋頂綠化帶、波特蘭市生態屋面區以及芝加哥市政廳與大會堂屋頂上的空中生態花園。目前在美國的許多大城市，建成空中花園與生態修復的綠色屋頂隨處可見。
美國的屋頂綠化之所以發展迅猛，主要因為：上到國家機關下到市政部門的立法及財政支持。因為政府認識到屋頂綠化不僅受益于普通居民，還具有重大的社會、經濟及生態環保意義。首先由聯邦政府引導組建行業管控組織與法規。早在十年前，美國材料檢驗協會(ASTM)就正式成立了“屋頂綠化技術標準研究小組”，以研究出臺國家屋頂綠化技術標準，類似德國的FLL標準。另一方面，美國已經把屋頂綠化正式納入“美國綠色建筑評估體系”，即由美國綠色建筑協會(USGBC)頒布的LEED標準。因此在屋頂綠化類型劃分上，美國不同于德國，更傾向于將屋面綠化分為普通屋頂花園(Roofgarden)和生態屋面(Eco-roof)兩大類。同時，美國各州政府相繼采取了多種多樣的激勵機制對建造生態屋面進行鼓勵。如俄勒岡州的波特蘭市對規劃法規進行了修改，規定如地產開發商建造生態屋面可獲得政府獎勵；通過降低建筑費用等政策鼓勵營建商采用種有植物的屋頂；也可適當增加建筑密度(如屋面超過60%為生態屋面，每1平方英尺的生態屋面可獲3平方英尺建筑面積的獎勵)。
據美國屋頂綠化協會(AGRA)進行的一項調查結果顯示：2004年至2013年，屋頂綠化面積在美國每年以超過60%的速度增長，同時帶動了整個北美，使得北美屋頂綠化近十年來飛速發展，屋頂綠化面積在北美每年以32%的速度增長。
日本：地產商重視將日式園林風格搬到屋頂上
位于東京澀谷區繁華市中心的“澀谷NAR-III”綜合商務大廈，在這座高度100米的樓頂正進行著一項“未來都市第五面高空生態修復”的實驗，實驗目的并不在于大樓頂上是否能進行綠化，而是怎樣才能使大樓屋頂的花園吸引野生的鳥類和昆蟲前來棲息，通過這樣的努力來重建被都市樓群破壞的高空自然生態。參與實驗的東急建設房地產工程部長加藤信男有著相當自信的愿望：要讓這里成為花鳥魚蟲生態自然的優美家園。
園林專家們指出，進行高層屋頂綠化與生態修復時不能只考慮植物是否容易成活，容易管理，而應當考慮所植生物是否能夠起到可持續維持自然生態效果，并減少熱量、調節空氣的作用。參與“未來都市高空生態修復”實驗的東急建設房地產工程師三島次郎報告：澀谷NAR-III大廈頂上經過多次實驗后更新種植的三色堇、紫陽花、吊蘭等花卉以及多種雜草和矮灌木，已經取得了意想不到的效果，不僅經常有蝴蝶、小鳥等徜徉其間，而且還有野山雀與烏鴉等大型鳥類在這里棲息。
對于日本，人多地少，寸土如金，對屋頂綠化愈來愈重視。特別在工業化后的都市城鎮群，隨著環境問題日益突出，建設“第五面生態型”屋頂植被與空中花園已經成為防止城市熱島效應、節省能源、改善自然生態的一種綜合性手段。
當今日本在開展屋頂綠化方面，已走在世界的前列。特別是日本生態地產商重視將日式園林風格搬到了屋頂上，在民族化和國際化經營上具有自己的典型特征。日本建筑的生態修復與綠化工程類型主要有：A類的空中綠地游樂園、N類的自然叢林、R類的屋頂草坪、C類的類容器綠化和T類的頂層水面。
日本屋頂綠化是從上世紀60、70年代的百貨公司及學校開始的，這與當時日本經濟高速增長是分不開的。因此日本政府特別鼓勵建造屋頂綠化建筑，具體方式是由政府將該項目形成強制性指導條例，并予以立法。1991年4月，東京都政府首先頒布了城市綠化法律，規定在設計大樓時，必須提出綠化計劃書。1992年6月，又制定了“都市建筑物綠化計劃指南”，使城市建筑物的綠化更為具體。1999年，日本環境省又設立“抑制熱島現象對策研討委員會”，該會在2000年發表立法性報告，選定東京、名古屋、大阪、京都、川崎、仙臺等大城市，作為第五面建筑實施綠化與生態修復的試點，并要求各地方政府在這方面作出積極努力。
2001年，日本在綠化樓頂方面又做出重大努力。當年5月份開始，建設省增加了城市綠化保護和開始在規劃區增設生態綠化體系的法律條款，優先發展地區綠化。優先綠化建筑區的面積要在5年內超過1000平方米，如果綠化建筑區的面積超過20 %，用于綠化的設施在市政財產稅上減免50%，并指定上述條款適用于所有樓頂綠化與生態修復，否則開發商就得接受罰款。(原文作者：美國景觀設計師協會首席顧問、Greenroofs.com主編琳達·貝拉斯克斯)
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