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屋顶绿化对增加城市绿地面积，改善日趋恶化的人类生存空间环境，改善城市高楼和众多道路的硬质铺装取代自然土地和绿色植物的现状，改善因过度砍伐树木、硬化铺装面积增多、各种废气污染而形成的城市热岛效应、减少沙尘暴等对人类的危害，开拓人类绿化空间，建造田园城市，改善人民的居住条件，提高生活质量，以及对美化城市环境，改善生态环境等方面都有着极其重要的意义。
1．改善城市生态环境
植物是屋顶绿化的主体，在屋顶栽植的植物和平地的植物一样，具有吸收二氧化碳、释放氧气、吸收有毒气体、阻滞尘埃等作用。此外，由于屋顶的特殊环境，屋顶植物能在城市空间中多层次地净化空气，起到地面植物所达不到的效果。雨水被屋顶植物吸收，通过蒸发和植物蒸腾作用扩散到大气当中，调节空气湿度，洁净城市空气，从而达到改善城市空气与生态环境的目的。
目前城市中一般生活建筑约占城市土地面积的四分之一，如果把生活建筑的屋顶进行绿化，就可以偿还建筑所占的绿化覆盖面积，符合当今可持续发展关于将绿色融入建筑空间的观点，以建造生态型建筑，因此屋顶绿化将成为人类可持续发展战略的重要组成部分。
2．美化城市景观
亮丽城市空间环境与主体建筑的几何空间相比，屋顶花园具有柔和、丰富和充满生机的艺术效果，通过植物的形态及色彩的季相变化，赋予建筑物不同的季相美感，形成多层次的空中美景，使绿色空间与建筑群体相互渗透，融为一体，丰富和美化了城市景观。屋顶花园把大自然的绿色景观移到建筑物上，把植物的形态美、色彩美、芳香美、韵律美展示在人们面前，增加绿视率，对减缓人们的紧张度、消除工作中的疲劳、缓解心理压力、保持正常的心态将起到良好的作用。
3．减少城市热岛效应，完善城市生态系统
(1) 缓和周边小气候，改善城市环境。城市空气因交通工具及住宅、写字楼的空调设备等造成的污染已成为一大环境问题，绿化屋顶的植物覆盖层可以吸收部分有害气体，吸附空气中的粉尘，具有净化空气的作用。同时，屋顶绿化可以抑制建筑物内部温度的上升，增加湿度，防止光照反射、防风，对小环境的改善有显著效果。而绿化场地周围的若干“小气候改善”的交叉作用使城市整体的气候条件得以改善，针对日益严重的“城市热岛”，屋顶绿化是一条有效的解决途径。联合国环境署的研究表明，如果一个城市屋顶绿化率达70％以上，城市上空二氧化碳含量将下降80％，热岛效应会趋于消失。
(2) 创造城市内的生物共栖空间。人与自然的共生是现代城市发展的方向，而节能、可自我循环、完善的城市生态系统是城市可持续发展的基础。
城市的过度扩张扰乱了当地的生态系统，破环了自然界的生态平衡，使很多当地原有物种消失，减少了绿化的自然面积，相反增加了硬化的面积。系统化的屋顶绿化以及垂直绿化设施可以偿还大自然有效的生态绿色面积，为野生动植物提供新的生活场所，从而增加城市局部地区生物多样性，并通过实施屋顶绿化来促进绿地的多样化，从而实现城市生态系统的多样性，可以从根本上改善城市环境。
4．增加建筑节能效应
屋顶绿化对于建筑来说，是冬暖夏凉的“绿色空调”，大面积屋顶绿化的推广在一定程度上有利于缓解城市的能源危机。
(1) 夏季隔热作用。绿化覆盖的屋顶可以吸收夏季阳光的辐射热量，有效地阻止屋顶表面温度升高，从而降低屋顶下室内温度。北京市园林科学研究所研究的结果表明：在夏季，北京地区绿化屋顶可保持室内温度比未绿化室温平均低1．3～1．9。C；在冬季，绿化屋顶可以使室内温度保持比未绿化室温平均高1．0～1．1℃。低层大面积的建筑物，由于屋面面积比壁面面积大，夏季从屋面进入室内的热量占总围护结构的热