为了保证种植屋面上的植物既能培育生长，需要防水和排除积水，做到不渗不漏，才能满足房屋建筑的使用功能。如果一旦发生渗漏现象，整个屋面必须翻工重做，因此，防水问题是解决好荷载问题之后最重要的问题了。
全国建筑协会防水专业委员会理事邓天宁认为，屋顶花园的防水要比一般住宅防水要求高一级，即起码是二级防水，二层柔性防水层。北京市建筑工程研究院叶林标将种植屋面各构造层次分为七层：种植介质、隔离过滤层、排水层、耐根系穿刺防水层、卷材或涂膜防水层、找平层和找坡层。种植介质是屋面种植的植物赖以生长的土壤层。要求所选用的种植介质应具有自重轻、不板结、保水保肥、适宜植物培育生长、施工简便和经济环保等性能。
1）种植土层：一般采用野外可耕作的土壤为基土，再掺以松散物混合而成种植土。
2）过滤层：隔离层可采用无纺布、玻璃丝布，也可用塑料布，为了透水搭接不粘合。
3)排（蓄）水层：
排（蓄）水层应根据屋顶排水沟情况设计，按照植物对土壤的要求，种植土层失水过速，植物容易缺水干枯，种植土层含水过量又会造成植物烂根而影响生长。
所以，以往设置排水层为125px厚河卵石，河卵石上铺一道滤水层，上而再铺3-125px厚膨润土，以达到储、排水之目的。
也可采用专用的、留有足够空隙并有一定承载能力的塑料排水板、橡胶排水板或粒径为20毫米～40毫米、厚度80毫米以上的鹅卵石组成。耐根系穿刺防水层是起隔断根系以免破坏防水层作用的，通常采用铝合金卷材、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯土工膜、聚氯乙烯等作为耐根系穿刺防水层。
夏热冬冷地区也可采用的材料是生态袋：一种无纺织的土工布料，它是由聚丙烯人造纤维材料针刺成网的高强度平而稳定的材料。这种特殊配制的聚丙烯能抗紫外线的侵蚀，不受土壤中化学物质的影响。
4）保湿层：提供干旱时所需要的水分。
5）隔离过滤层：
隔离过滤层是在种植介质和排水层之间，采用无纺布或玻纤毡，可以透水，又能阻止泥土流失。
隔离过滤层的下部为排水层，隔离过滤层一般采用既能透水又能过滤的聚酯纤维无纺布等材料，在基质层下排（蓄）水层之上，搭接缝的有效宽度应达到10-20cm，并向建筑侧墙面延伸至基质表层下方5cm处。
6）防水层：
防水层要二道设防。如用合成高分子卷材和涂料，可选择上为１．５ｍｍ厚的Ｐ型宽幅聚氯乙烯卷材或厚１ｍｍ的高密度聚乙烯，下为２ｍｍ厚聚氨酯或硅橡胶涂膜；也可选择上为高密度聚乙烯卷材，下为硅橡胶或聚氨酯涂膜。如用沥青基卷材，可采用迭层，均为聚酯胎的ＳＢＳ、ＡＰＰ改性沥青卷材，厚度为５ｍｍ以上，满粘法粘结，覆面材料为金属箔。
7）植被层
屋面绿化适用于坡度不大于3%的平屋顶，屋面防水等级为1-2级，耐用年限为25年以上。
乔木种植处需在承重梁及柱顶位置。乔木种植位置距离女儿墙应大于2.5m。
屋顶绿化种植区构造层剖面示意图
屋顶绿化植物种植微地形处理方法示意图
屋顶绿化植物种植池处理方法示意图
8）原建筑项：
砂浆找平层：水泥砂浆找平层直接抹在屋面板上，不必找坡。
结构层：种植屋面的屋面板最好是现浇钢筋混凝土板，要充分考虑屋顶覆土、植物以及雨雪水荷载。
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