屋顶绿化的设计是屋顶绿化施工的前期步骤，包括方案设计和施工图设计两个层次的内容。在与业主探讨、沟通的过程中，可以使用各种手绘的或计算机制作的平面图、立面图、效果图，以传达设计者的设计理念，落实业主的造景意愿。当方案确定之后便要进行施工图设计，将设计构想落实。屋顶绿化的造景内容可以囊括铺装、水景、地形、植物、山石、小品等诸多要素，从这个角度来看，它和普通的园林规划设计项目具有共性。然而，屋顶绿化的用地条件受到建筑顶层承重结构的制约，能够利用的空间往往比较局促，又受到建筑立面的影响，所以与普通的地面绿化相比有更高的要求与更大的难度。
正因为这些特点，屋顶绿化在设计上需要多专业人员的配合作业：园林设计、建筑设计、建筑结构设计和水电设计等，其中，园林设计对屋顶绿化直观效果的构建，平、立面的控制，风格及情趣的营造等方面，起到了不可忽视的作用。以下章节将较为系统地探讨屋顶绿化的设计原则、景观元素的应用、设计的重点和难点等方面的内容，在设计层面构建较为科学的参考体系。
2.1 屋顶绿化的规划与设计原则
屋顶绿化的规划与设计的意义在于利用屋顶条件，运用不同的、有针对性的造园手法，扩大其中的有利因素，屏蔽或减少不利因素，对屋顶观赏路径的组织、水景的塑造、植物的配置、观赏或休憩空间的构建做出清晰而准确的判断，并结合各种工程做法将可以实施的细节表现在图纸上，落实在现场中，从而创造出舒适、实用、人性化的园林环境，最终服务于人的生活与工作。因此，屋顶绿化的规划设计要严格遵循一些基本原则。
2.1.1 融合安全性与科学性
屋顶绿化的安全性应该是设计中首要考虑的内容，其中包括对建筑的安全的考虑、对高空坠物的安全考虑，以及对游客心理安全的照顾这三个方面。
建筑的安全即屋顶绿化载体的安全性，是最核心的思考内容：屋顶绿化的规划设计形式与内容必须与建筑屋顶的平均荷载、局部荷载相符合；屋顶绿化中的构筑物、植物要考虑到风载影响，体型过于高大或者与屋顶结构层局部过紧连接的植物，都容易在强风中倒伏，甚至引起屋顶结构层被破坏；水景的设计要考虑水池的防水层与屋顶防水层的结构衔接，防止结合不完全引发渗水事故。
由于强风、降雨、基础不稳固、人为等因素，有可能导致屋顶绿化或者屋顶设施遭到破坏而掉落。如果屋顶没有防护措施，也可能使游人失足坠落地面，从而对人身安全或者地上设施造成威胁。为避免这类事件的发生，需要加强建筑屋顶设施的改造，例如增加女儿墙的高度，增设护栏、围挡设施，避免道路、场地过于接近建筑边缘等。
有的屋顶铺设了透明玻璃材质，其强度、防水都非常理想，但对于部分游人的心理安全是一种挑战，或许会增加恐高、心跳过快等不适的出现几率（图2-1）。所以，在屋顶绿化设计时，新颖、刺激的节点的面积不宜过大，设计要更加谨慎。
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