屋上緑化システムに関する基礎研究

研究レポート
屋上緑化システムに関する基礎研究
エネルギア総合研究所 環境技術担当 江木 和泉
１
３
まえがき
研究成果
屋上緑化は，夏場に受ける太陽熱を植栽が吸収し，
建物の温度上昇を抑え冷房効率をあげることから，建
物の省エネルギー効果や都市部におけるヒートアイラ
ンド現象の緩和など，環境問題の有効な改善策として
（１）屋上緑化システムに適した植物の選定
水耕栽培による屋上緑化システムに適した植物種を
選定するにあたり，ヘデラ・カナリエンシス，カロラ
イナジャスミン等の一般的な8種類のつる性植物につ
大きく注目されている。このため，大都市では屋上緑
化が法制化され，他の自治体においても法制化される
いて生育試験を実施した。また，国内でグランドカバ
ープランツとして流通している108種類の植物種の生
気運が高まりつつある。
しかし，ビルの屋上には，空調設備や変電設備，貯
育特性について調べ，データベースとしてまとめた。
つる性植物の生育試験結果およびグランドカバープ
水槽等の設備が設置されている場合が多く，緑化でき
ランツの生育特性のデータベースに基づき，屋上緑化
る場所が制限される。また，潅水された水分が屋内へ
漏水することへの対策が必要などの問題がある。
に必要な耐暑耐寒性があり，生育速度の速いつる植物
として，テイカカズラ，ヘデラ・カナリエンシス，ヘ
デラ・へリックスの3種類を選定した（図2）
。
２
概 要
本研究では，屋上緑化に適した植物の選定や培地，
培養液など栽培システムの仕様について基礎試験を実
施したので，その概要について報告する。
今回取り組んだ屋上緑化方法は，屋上に複数の支柱
を立て，支柱間に骨粗材を組み，その上につる性植物
を植生・繁茂させて屋上全体を覆う緑化方法であり，
空調設備等が設置された屋上の緑化が可能となる。ま
た，植生管理を生育制御と自動潅水が可能な循環式水
耕栽培とすることで，シンプルでメンテナンスが容易
なシステム構成とし，漏水も防止している。
図２ 水耕栽培に適した植物（ヘデラ・へリックス）
屋上緑化前
（２）培地の種類が生育に及ぼす影響
生育に適した植栽基盤を選定するために，改良土お
よび人工軽量土（表1）について供試植物の伸長量を
草種毎に比較した。
屋上緑化後
その結果，改良土ではテイカカズラの伸長量が高く，
人工軽量土ではヘデラ・カナリエンシスの伸長量が高
くなった。
培土にはそれぞれに排水性や保肥力などの特徴があ
るため，緑化に用いる植物種にあわせて，培地を選択
することが必要であることがわかった（図3）
。
図１ 屋上緑化システムのイメージ
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エネルギア総研レビュー No.11
屋上緑化システムに関する基礎研究
表１ 各培地の特徴
培地の種類
特 徴
天然骨材と天然の有機物に
改
より構成される人工土壌。
良
人工軽量土に比べると土に
土
近く保肥力が高い。
重量は通常の土壌の約半分。
図4 底面流水方式
珪藻土を高温で焼成したセ
ラミックスの人工土壌。水
持ちがよく，通気性，排水
性にも優れている。
改良土 カナリエンシス
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
-2
改良土 へリックス
改良土 テイカカズラ
人工軽量土 カナリエンシス
図５ 上面散水方式
人工軽量土 へリックス
人工軽量土 テイカカズラ
20
8
4
0
-4
20
05
.1
1
20
05
.1
2
20
06
.1
20
06
.2
（３）培養液の供給方法の違いが生育に及ぼす影響
供試草種の生育に適した培養液の供給方式を選定す
底面流水 カナリエンシス
底面流水 へリックス
底面流水 テイカカズラ
上面散水 カナリエンシス
上面散水 へリックス
上面散水 テイカカズラ
12
20
05
.7
20
05
.8
20
05
.9
20
05
.1
0
図３ 培地の種類の違いによる伸長量の推移
伸長量（cm）
16
20
05
.7
20
05
.8
20
05
.9
20
05
.1
0
20
05
.1
1
20
05
.1
2
20
06
.1
20
06
.2
伸長量（cm）
人
工
軽
量
土
るために，底面流水方式，上面散水方式等について供
試植物の伸長量を草種毎に比較した。
底面流水方式は，植栽培地の下部に空間を設け，そ
の空間に培養液を連続して通水する方式である（図4）
。
上面散水方式は，植栽培地の上から，毎日一定時間，
（４）培養液濃度の違いが生育に及ぼす影響
培養液濃度をEC（電気伝導度）0.6mS／cm，
培養液を点滴方式で供給し，植栽培地の下に設けたパ
1.2mS／cmの試験区を設定し，供試草種の生育に適し
ーライト層に培養液を貯水する方式である（図5）
。
試験の結果，草種によって伸長量が異なるだけでな
く，上面散水方式により培養液が供給された試験区の
伸長量が流水方式に比べて高くなり，培養液の供給方
た肥料濃度について供試植物の積算伸長量を草種毎に
比較した。
その結果，EC値が増加するのに比例して伸長量が
増大したことから，つる性植物の生育は，培養液の濃
式による伸長量の差異が明らかとなった（図6）
。
度に大きく依存することがわかった（図7）
。
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図６ 培養液の供給方式の違いによる伸長量の推移
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伸長量（cm）
研究レポート
140
水性，排水性が良いゼオライト培地を用いて，上面か
120
ら散水し，底面より排水する方式とした。
排水については，栽培槽の下流側底面に排水口を開
け，勾配に沿って余剰水を排出するとともに，槽の底
面に周囲を不織布で覆った有孔管を配置して，底面に
100
80
0.6mS/cm
1.2mS/cm 60
40
開けた排水口とつないだ。
20
20
06
/6
20
06
/
20 7
06
/8
20
06
20 /9
06
/1
20 0
06
/
20 11
06
/1
20 2
07
/1
0
なお，排水口から排出された培養液を，ストレーナ
を介して培養液タンクに回収し，給水ポンプで循環し
て用いることとした（図10，11）
。
図7 培養液濃度の違いによる積算伸長量の推移
（５）育苗方法の検討
土耕栽培で生育した植物は，水耕栽培に移植した際
に根が適応できず，新しい根が出てくるまで生長が長
期間停滞することから，スムーズに移行できる育苗方
法について検討した。
その結果，つる性植物は挿し木で増やすことができ
ることから，育苗の段階から水耕栽培で管理すること
により，定植後の根の活着が速やかになることがわか
図９ サイクルポートを利用した試験装置のフレーム
った（図8）
。
図１０ 栽培システム仕様
図８ 水耕栽培による育苗
（６）栽培システム仕様検討および実証試験装置の製作
基礎試験から得られた知見を基に実証試験装置を試
作した。
架台については，コストダウンを図るために，既製
品のサイクルポートの屋根材をポリカーボネイト板か
らSUS製のワイヤーメッシュに付け替えたものをフレ
ームとした（図9）
。
栽培システムについては，人工軽量土と同様に，保
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図１１ 栽培槽の内部
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屋上緑化システムに関する基礎研究
（７）実証試験装置によるつる性植物の生育調査
培養液の給水方式や気象条件が，つる性植物の生育
量にどのような影響を及ぼすのかを定量化するため
に，実証試験装置において供試植物の生育量を定期的
に計測した（図12）
。
7月下旬の定植後は緩慢だった生育も，秋季に入り，
1カ月の伸長量が20cm程度に増加した。10∼11月に
かけて伸長量が最も高くなったが，12月に入るとつ
るの伸長は停止した。比較的暖冬傾向であったにも関
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
図１３ 基礎研究終了時の栽培システムの状況
（２００７年３月）
2007/1
2006/12
2006/11
2006/10
2006/9
2006/8
南面
北面
2006/7
伸長量（cm）
わらず，つるの伸長が停止した時期は，前年の基礎試
験とほとんど変わらなかった。
このことから日最低気温が5℃以下になると，つる
性植物は生育を止めてしまうのではないかと考えられ
る。
図１２ 実証試験装置における積算伸長量の推移
図１４ 春季の栽培システムの状況（２００７年５月）
４
あとがき
屋上緑化に適した植物の選定や，培養液の供給方法
および培地の種類など，基礎試験で得られた知見を実
証試験装置に十分反映することができた。また，実証
試験では，定植後の栽培期間が短く，3月末までに植
物が装置全体を十分に繁茂することはできなかった
が，つる性植物の夏季・冬季における耐久性，および
管理方法等について確認することができた。
2003年の工場立地法の改正により，工場の屋上部
分も新たに緑化面積に加えられるようになり，工場緑
化面積を屋上緑化で増やすことが可能となったことか
ら，この緑化システムの工場等の折板屋根緑化への応
用について検討する予定である。
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図１５ 夏季の栽培システムの状況（２００７年９月）
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