建筑立體綠化的一體化設(shè)計(jì)探索——以后勤工程學(xué)院綠色建筑示范樓為例

李圓，胡望社，李蒙，王健琪

（后勤工程學(xué)院 國(guó)防建筑規(guī)劃與環(huán)境工程系，重慶 401311）

千百年來(lái)，我們一直將建筑作為人類改造自然、戰(zhàn)勝自然能力的根本體現(xiàn)。但在改造自然的同時(shí)，建筑對(duì)自然資源的消耗也是巨大的。我國(guó)每年建造約30億m2的新建筑，占世界上所有國(guó)家新建筑的40%～50%。隨著大量新建筑的產(chǎn)生，人們對(duì)建筑本身提出了更高的要求，建筑對(duì)環(huán)境的影響也引起了更多學(xué)者的關(guān)注[1]。綠色建筑正是在這樣的背景下發(fā)展起來(lái)的，越來(lái)越多的生態(tài)節(jié)能技術(shù)被運(yùn)用到建筑中，立體綠化便是其中最積極有效的方法之一。

1 建筑立體綠化與一體化設(shè)計(jì)概述

1.1 建筑立體綠化

建筑立體綠化是一種全方位的空間綠化形式，與平面綠化相比較而言，立體綠化充分利用了建筑物和構(gòu)筑物的內(nèi)外空間，有利于建筑節(jié)能，提高了城市綠量，美化居住環(huán)境，并能在一定程度上改善城市生態(tài)環(huán)境。它不僅將綠色植被、景觀引入建筑，滿足了使用者希望在建筑中接觸自然的需求，同時(shí)還產(chǎn)生了一定的“增值效應(yīng)”。其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）保護(hù)建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)，提高耐久性；

（2）緩解城市熱島效應(yīng)，調(diào)節(jié)微氣候；

（3）過(guò)濾飄塵，吸收廢氣，提高空氣質(zhì)；

（4）降低太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；

（5）緩沖聲波震動(dòng)，減少噪聲污染。

建筑立體綠化形式多樣，可以與建筑環(huán)境、空間、構(gòu)件等靈活組合，創(chuàng)造出豐富的藝術(shù)效果。它的引入對(duì)建筑外觀產(chǎn)生了顯著的影響。如何保持建筑技術(shù)和藝術(shù)之間的統(tǒng)一性已受到了越來(lái)越多建筑師的關(guān)注。

1.2 一體化設(shè)計(jì)

一體化設(shè)計(jì)沒(méi)有單一的明確定義，它表現(xiàn)的是一種獨(dú)特、刻意的生態(tài)建筑設(shè)計(jì)方式[2]。由于建筑是一個(gè)復(fù)雜的統(tǒng)一體，它所存在的文化特征和自我價(jià)值是由技術(shù)和美學(xué)兩方面同時(shí)體現(xiàn)的，一體化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)建筑技術(shù)與藝術(shù)優(yōu)化結(jié)合的最佳途徑之一。建筑立體綠化的一體化設(shè)計(jì)就是在項(xiàng)目策劃之初，將立體綠化作為建筑的一個(gè)要素，刻意地納入到建筑設(shè)計(jì)之中，使建筑技術(shù)與建筑形式有機(jī)結(jié)合，謀求在項(xiàng)目建設(shè)的全過(guò)程中，統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一管理，并最終使立體綠化對(duì)建筑與環(huán)境產(chǎn)生增值效應(yīng)。

后勤工程學(xué)院綠色建筑示范樓在建筑立體綠化一體化設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了一些有意義的探索，將立體綠化融入到了建筑整體設(shè)計(jì)之中，同時(shí)保持了建筑自身的完整性，使建筑與立體綠化有機(jī)的結(jié)合。

2 示范樓立體綠化的一體化設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目概況

后勤工程學(xué)院綠色建筑示范樓位于重慶市大學(xué)城后勤工程學(xué)院新校區(qū)西南角，背倚縉云山脈，場(chǎng)地周邊原生態(tài)植被較好（圖1）。該項(xiàng)目是一座集教學(xué)、辦公、接待等功能的綜合體建筑。總建筑面積11609m2，建筑為地上5層，地下1層[3]。

圖1 總平面圖

該項(xiàng)目建筑按照美國(guó)綠色建筑LEED-NC2.2金獎(jiǎng)標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)綠色建筑“三星級(jí)”認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造。目前，該項(xiàng)目已獲得國(guó)家“綠色建筑創(chuàng)新獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”（2013年），并通過(guò)國(guó)家“三星級(jí)”綠色建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)認(rèn)證（2011年），被住建部評(píng)為國(guó)家首批“綠色建筑示范工程”（圖2、圖3）。

圖2 示范樓南立面

圖3 示范樓西北立面

2.2 建筑立體綠化的一體化設(shè)計(jì)

綠色建筑應(yīng)該利用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)作為引導(dǎo)，將綠色技術(shù)整體應(yīng)用，而不是作為孤立的技術(shù)點(diǎn)。因此，在項(xiàng)目前期立項(xiàng)時(shí)便引入了一體化的設(shè)計(jì)方法，對(duì)全專業(yè)技術(shù)進(jìn)行整合，建立技術(shù)點(diǎn)之間、技術(shù)點(diǎn)與整體之間的聯(lián)系，以求保持綠色建筑的系統(tǒng)性、完整性，最大程度地發(fā)揮其“綠色”性能。立體綠化便是通過(guò)一體化設(shè)計(jì)與建筑環(huán)境、空間、構(gòu)件結(jié)合，固化于整個(gè)建筑中，表現(xiàn)得合乎自然，成為示范樓項(xiàng)目綠色特質(zhì)的外化。

根據(jù)立體綠化與建筑結(jié)合部位的不同，該項(xiàng)目將立體綠化的一體化設(shè)計(jì)分為三種方式。

2.2.1 建筑環(huán)境綠化的一體化設(shè)計(jì)

建筑與環(huán)境結(jié)合是建筑設(shè)計(jì)的必然要求。立體綠化與建筑空間環(huán)境的一體化設(shè)計(jì)也必然體現(xiàn)出建筑所處環(huán)境的特性。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能利用自然環(huán)境，或者模擬自然環(huán)境，最大程度地減少對(duì)自然景觀環(huán)境的改造，并努力恢復(fù)原生自然景觀環(huán)境。

立體綠化與建筑環(huán)境相結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)方法可分為兩類。一類是將立體綠化與自然環(huán)境相互融合設(shè)計(jì)。這種方式可以認(rèn)為建筑本身的人工形態(tài)被自然的景觀面貌 “隱藏”了起來(lái)，最大限度減少建筑的人工痕跡對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響[4]。另一類則是基于特定建筑環(huán)境的適應(yīng)性設(shè)計(jì)。為滿足建筑的空間、功能要求而不得不對(duì)建筑周邊自然景觀地形進(jìn)行改造時(shí)，立體綠化便成為了人工環(huán)境與自然環(huán)境的緩沖體。這種適應(yīng)性景觀地形雖為人工修筑，但卻使建筑環(huán)境多了幾分“清水出芙蓉，天然去雕飾”之美。

項(xiàng)目所在校園地處丘陵地帶，山清水秀，環(huán)境宜人。校園建設(shè)充分體現(xiàn)了“與山水相擁，與自然共生”的生態(tài)校園規(guī)劃理念。綠色建筑示范樓屬于校園生態(tài)圈中的一部分，綠化格局應(yīng)與校園整體綠化格局相呼應(yīng)。設(shè)計(jì)中對(duì)于場(chǎng)地西、北側(cè)原有丘陵地形予以保留，充分利用原生態(tài)的自然景觀。場(chǎng)地內(nèi)以集中綠化為主，分散及零星綠地為輔。山體護(hù)坡采用斜坡綠化，結(jié)合退臺(tái)屋面綠化創(chuàng)造出豐富的空間層次和良好的景觀效果（圖4）。地下室采光利用斜坡綠化形式，在為地下空間創(chuàng)造了良好的采光通風(fēng)條件減少了人工照明的同時(shí)，使建筑周邊環(huán)境的平面綠化變成了立體的綠化層面景觀（圖5）。這種一體化綠化設(shè)計(jì)既是景觀的需要，也是技術(shù)的要求。

圖4 周邊山體護(hù)坡綠化

圖5 滿足地下室采光要求的斜坡綠化

2.2.2 空間立體綠化的一體化設(shè)計(jì)

立體綠化與建筑空間環(huán)境相結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)需要從前期立項(xiàng)研究階段開始，依托建筑功能要求設(shè)定立體綠化與建筑空間結(jié)合的雛形。這個(gè)雛形是在滿足功能要求、使用者心理需求與審美訴求的同時(shí)，將立體綠化作為空間設(shè)計(jì)的一個(gè)要素進(jìn)行針對(duì)性的思考。其主要形式有屋頂花園、室內(nèi)花園、中庭垂直綠化、首層架空花園和下沉花園等。

本項(xiàng)目采用屋頂花園與中庭垂直綠化的立體綠化形式。其中屋頂花園綠化面積占屋頂可綠化面積比例約為68.3%。設(shè)計(jì)中將北側(cè)公共用房設(shè)計(jì)成退臺(tái)式，對(duì)退臺(tái)屋面進(jìn)行了一體化的綠化設(shè)計(jì)，使受風(fēng)面劃分成了三個(gè)長(zhǎng)度不同的區(qū)域，既縮小了建筑間接迎風(fēng)面的高度，又加大了建筑的進(jìn)深，由此形成階梯狀的屋頂花園與建筑周邊山體綠化融為一體（圖6）。 夏季時(shí)，屋面綠化可以遮擋太陽(yáng)輻射，降低屋頂外表面平均輻射溫度以及室內(nèi)溫度及其波動(dòng)；冬季時(shí)，可減少室外冷空氣對(duì)屋面板外表面的侵襲，保溫作用明顯。充分體現(xiàn)了屋面綠化所起的保溫隔熱作用。

圖6 屋頂花園

建筑中庭垂直綠化將綠色植物引入建筑。該項(xiàng)目在中庭每層樓板邊緣設(shè)置花池，使建筑內(nèi)部呈現(xiàn)出獨(dú)特的空間視覺(jué)效果，同時(shí)這些植物在一定程度上能調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量 （圖7）。

圖7 中庭垂直綠化

2.2.3 墻面垂直綠化的一體化設(shè)計(jì)

對(duì)于建筑而言，構(gòu)件是建筑空間造型設(shè)計(jì)的重要部件，影響建筑的整體藝術(shù)形象，同時(shí)也是建筑內(nèi)部與外部空間進(jìn)行物質(zhì)、能量以及信息交換的重要媒介[5]。墻面立體綠化與建筑構(gòu)件一體化設(shè)計(jì)使構(gòu)件成為立體綠化的載體，最大程度地提高綠化面積，實(shí)現(xiàn)有限空間的生態(tài)效益最大化。二者的有機(jī)結(jié)合不僅充分發(fā)揮了構(gòu)件的物理性能，優(yōu)化建筑使用效果，同時(shí)又滿足了建筑藝術(shù)形象的要求。墻面立體綠化主要可以與墻面、構(gòu)架、陽(yáng)臺(tái)、窗臺(tái)、欄板、遮陽(yáng)、樓梯、坡道等結(jié)合進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中將建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、遮陽(yáng)構(gòu)件與立體綠化進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)（圖8）。根據(jù)計(jì)算機(jī)采光模擬軟件計(jì)算出的外墻水平和垂直方向的遮陽(yáng)構(gòu)件，在滿足遮陽(yáng)效果的同時(shí)，充分考慮建筑立面造型和構(gòu)圖要求，使之簡(jiǎn)潔、大氣并富有現(xiàn)代韻味。與此同時(shí)遮陽(yáng)構(gòu)件之間設(shè)計(jì)成容器型垂直綠化[6]，利用垂直滴灌中水系統(tǒng)為植物補(bǔ)充水分。立面造型、遮陽(yáng)構(gòu)件與垂直綠化容器三者結(jié)合，一體化設(shè)計(jì)使整體風(fēng)格協(xié)調(diào)呼應(yīng)，又不失變化與活力。垂直綠化與自遮陽(yáng)結(jié)合減少夏季太陽(yáng)輻射，起到降溫作用，同時(shí) 還可以降低南面城市干道的噪音污染，吸收二氧化碳，減少浮塵污染等。

圖8 南側(cè)外墻面垂直綠化

3 結(jié)語(yǔ)

建筑立體綠化的一體化設(shè)計(jì)，主張將立體綠化與建筑室內(nèi)外空間有機(jī)地結(jié)合，充分發(fā)揮立體綠化的景觀作用和生態(tài)作用，這為降低建筑能耗、改善建筑和城市生態(tài)環(huán)境提供了一條重要途徑。隨著城市化進(jìn)程加速，城市生態(tài)環(huán)境壓力增大，人們將更加關(guān)注建筑能耗與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，建筑立體綠化的一體化設(shè)計(jì)必將越來(lái)越受到人們的重視，并將在未來(lái)得到更好的發(fā)展。

[1]蔡麗敏，孫大明，王有為．淺議建筑垂直綠化[J]．城市環(huán)境與城市生態(tài)，2009(4):16-23.

[2]加拿大聯(lián)邦住房署.一體化設(shè)計(jì)引領(lǐng)更多生態(tài)建筑的問(wèn)世[J].建筑創(chuàng)作，2007（9）.

[3]李蒙，胡望社，楊悅，等.重慶地區(qū)雙層玻璃幕墻的夏季傳熱效能分析[J].建筑技術(shù)，2012(4).

[4]孫長(zhǎng)惠.立體綠化與建筑一體化設(shè)計(jì)結(jié)合方式初探[J]．華中建筑，2012（9）.

[5]李芳.節(jié)能構(gòu)件與建筑立面一體化設(shè)計(jì)研究[D].同濟(jì)大學(xué)，2007：4-5.

[6]胡望社,姜利勇,薛明,等.校園可持續(xù)建筑實(shí)踐——后勤工程學(xué)院綠色建筑示范樓設(shè)計(jì) [J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（1）.