談垂直綠化技術在建筑設計中的運用

張抗軍　徐偉煒

(1.江蘇省建筑設計研究院有限公司，江蘇 南京　210019；　2.東南大學土木學院，江蘇 南京　210000)

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談垂直綠化技術在建筑設計中的運用

張抗軍1徐偉煒2

(1.江蘇省建筑設計研究院有限公司，江蘇 南京210019；2.東南大學土木學院，江蘇 南京210000)

簡述了垂直綠化技術的發展現狀，介紹了標準模塊種植槽技術與不織布養液種植兩種可有效推廣的垂直綠化技術，并針對垂直綠化技術在運用中存在的問題，提出了具體的應對策略。

垂直綠化，建筑設計，種植技術

1　概念及發展現狀

近年來，隨著世界各國在城市現代化進程上的加快，全球生態環境進一步惡劣，建筑界在綠色建筑基礎上進一步提出了“生態補償設計”，此概念的提出是人類長期對地球生態環境破壞的一種“補償”方式。綠色建筑生態補償的重要方式之一是植物性補償設計。植物性補償設計有利于解決城市中出現的各種環境問題，對改善環境質量，恢復自然生態系統自身調節功能、保持系統的健康穩定有重要作用。本文討論的在建筑設計中運用垂直綠化也是生態補償設計中的一種。

垂直綠化目前常用的英文名稱為“Vertical planting”，此概念最初來源于對蘇聯文獻的翻譯。以往對垂直綠化的定義基本上都是以攀緣植物為中心來進行限定，在實際運用中垂直綠化與攀緣綠化、屋頂綠化、立體綠化等多個概念的定義界限模糊不清，垂直綠化概念的內涵本身也處于不斷變化中，本文對垂直綠化的研究范圍只針對建筑立面上的垂直綠化。綠化本身作為建筑的立面元素及其組成元素。在垂直綠化中所使用的植物也不僅僅局限于常用的攀緣類植物，喬木、灌木、花卉、草本植物等均可納入所用。在建筑設計中將綠色植物作為一種建筑材料和設計手法加以運用，從而可以有效地加強建筑和自然環境的聯系，緩減城市環境硬化程度逐步升高引發的各種問題。

垂直綠化的發展有悠久的歷史，西方古代可追溯到古巴比倫的空中花園，我國早在春秋時期修建蘇州城墻時，就采用了攀緣植物來綠化墻體。在國外，現在有不少先進的垂直綠化技術正在開發和運用。日本相繼開發完成的大量垂直綠化技術為其在建筑設計中的實施提供了重要的技術支撐，如株式會社的“垂直森林墻”、內山綠地建設株式會社的TU型攀緣網綠化施工法等。在德國建筑垂直綠化設計中，采用將建筑設計成階梯狀或金字塔狀，并綠化層層挑出露臺的方式，建筑宛如一面面綠色的屏風，形成了美麗的城市風景，同時也有效的調節了城市的小氣候。在國內，對于垂直綠化的研究相對較晚，但2010年上海世博會上大規模的運用了垂直綠化，這讓很多人直觀的體驗到了垂直綠化的魅力，對垂直綠化的概念也不再拘泥于傳統的爬墻植物綠化墻面的范疇。這也掀起了一股研究學習垂直綠化的小風潮。然而由于技術、造價等因素，近幾年，垂直綠化技術更多的是在室內設計中局部采用。

2　常用垂直綠化技術

現有的垂直綠化技術從種植基質可以分兩大類：種植槽種植技術，其他類型種植基質一體化種植技術。其中的種植槽種植技術是一種運用時間較長，種類多的種植方式。從種植槽與建筑的關系，可分為外掛式、與墻面一體澆筑式。從植物種植形態可分為攀緣類植物，其他非攀緣類植物。從種植方式可分為標準模塊式和自由種植式。除種植槽技術外，近年出現的新技術，如不織布養液種植，墻面一體化種植也在不少建筑上得到運用，綻放出它們的光彩。本文不贅述各種分類，主要介紹兩種有利于快速形成綠化效果、易于維護、保持綠化效果的種植技術：標準模塊種植槽種植技術，不織布養液種植技術。

2.1標準模塊種植槽技術

標準模塊種植槽由三部分組成：單元模塊、結構系統、灌溉系統。單元模塊按模數設計成需要的尺寸并種植綠化植物；結構系統用于固定單元模塊在建筑上；灌溉系統與結構系統一體化設計，負責為單元模塊提供必要的水分和養分。代表作品如上海世博會法國館(見圖1)。

1)單元模塊。單元模塊生產標準化，每個模塊都是相對獨立的種植單元，有利于隨時替換。單元模塊由種植基盤、生長基質、植物三部分組成。種植基盤根據設計生產為標準化、模數化易于拼裝組合的形狀，并且方便批量生長。當市場和技術達到一定的成熟度后，設計師可以采用市場上常用的尺寸規格組合設計，這可以有效地降低垂直綠化的成本。生長基質采用的土壤要求質量較輕、能緩慢釋放肥力并且能確保種植植物所需的養分，一般為人工改良土壤。種植植物種類需根據建筑朝向、地域氣候、設計效果來進行選擇。

2)結構系統。其可分為兩類：一種是結構系統完全被單元模塊形成的綠化面覆蓋，只起承重作用。另一種是結構系統與單元模塊共同形成綠化效果，相得益彰。如上海世博會法國館的垂直綠化。

3)灌溉系統。灌溉系統一般采用滴灌法對植物進行灌溉。灌溉系統由以下部分組成：水管、水泵、程序控制器、過濾器、施肥器、抗阻塞微灌溉滴管、電子閥。一般沿結構構件布置水管，也可將水管布置在結構構件中，水分通過水泵增壓輸送。這種智能灌溉系統會根據植物種類、生長階段、植物所處位置、氣候條件設定來調整水分和養分的供給。灌溉管的排口需注意不要直接接觸植物生長基質，以避免堵塞灌溉口，同時微灌技術的采用，也有利于灌溉技術的穩定運行。代表作品如圖2所示。

2.2不織布養液種植技術

不織布養液種植由法國植物學家派屈克·布朗克(Patrick Blanc)率先采用。該體系由植物、不織布地衣、PVC層、鐵框架組成。該技術具體實施步驟為：先做好墻面防水，在墻面或者距墻面一定距離設結構層，結構層一般為鋼構架，鋼構架外鋪設1 cm厚PVC板。這層PVC板有利于提高結構的穩固性，同時具有防水作用。PVC板外鋪設兩層各3 mm厚的無紡布，通過鉚釘加以固定。外層無紡布上割5 mm～10 mm的水平豁口，用于放置植物根部，種植密度約為30株/m2～60株/m2。植物所需的水分和養分通過埋藏在結構層里的管線自動噴淋，無紡布其高毛細管結構有利于均勻地將水分提供給植物。而養分則是通過機械泵將鹽分、礦物質等溶解在水中澆灌。該系統質量較輕，形成的整體綠化效果也很好，缺點是由于重力作用，水分和養分會較多分布在下部。且由于其結構特性，運用于較高建筑時，難以維持持久的綠化效果，不便養護管理。

3　建筑垂直綠化設計中存在的問題

1)垂直綠化設計水平不足、植物種類單一。現在建筑立面垂直綠化設計中多數簡單運用綠化技術手段，同時掌握垂直綠化設計和建筑設計技能的設計師極少，更不用說在建筑設計中有機的運用垂直綠化技術。多數設計師的做法仍停留在將垂直綠化當做附屬構件附著在建筑上，或者是僅僅將綠化模塊作為點綴或裝飾簡單安裝在建筑上。

2)難以持久穩定維持綠化效果。持久穩定的保持綠化效果包含兩點，一方面是養護植物，確保其正常生長，防止其枯萎死亡，另一方面是要控制植物生長形態，以達到設計的綠化效果。由于垂直綠化相對地面綠化存在著種植空間局限、生長基質有限、澆水施肥養護難、修枝理藤操作不便等一系列問題，所以其綠化效果的維持需要在設計階段便針對這些問題相應采取解決措施。

3)實施建設、維護成本高。垂直綠化與地面綠化有很大差別，其建設過程、構建材料、施工機械都有其特殊性，這種特殊性也決定了其設計實施難度較高，建設和養護成本相對地面綠化也高。

4)業主觀念亟待引導。所謂蘿卜白菜各有所愛，業主對建筑

風格的喜好各不相同，目前市場上垂直綠化作品少，好的垂直綠化作品更為稀少，大部分人對垂直綠化缺少直接的感性認識，這對建筑中垂直綠化的推廣運用也是不小的阻力。

4　建筑垂直綠化設計中存在問題的應對策略

1)加強政策扶持、推廣宣傳。建筑立面大量采用垂直綠化，有利于優化城市生態環境，改善居住環境質量。如果政府對建筑上采用垂直綠化采取有力的政策上的扶持；修改制定相應規范，如建筑上采用種植槽不計入容積率計算，并給予相應優惠等等實際運用上的推動；積極推廣樣板示范，將對建筑上采用垂直綠化產生直接有效的作用。

2)建筑設計與垂直綠化設計一體化考慮，為綠化提供承載空間。在建筑設計中實施垂直綠化關鍵是為綠化植物的生長提供適宜的生存環境和生長空間。也就是種植基質與建筑的有機結合，如種植槽技術，在設計時需為其提供承載位置、承載力，需考慮養護管道位置，維護管理空間，在建筑設計時與立面元素有機結合，可將其本身作為立面組成元素而非依附構件。

3)后期對綠化的養護管理、對綠化效果的控制作為設計的一部分存在。對綠化養護管理的重要性不言而喻，在設計階段需考慮好后期養護管理通道的維修供應空間；修枝理藤、更換植物的操作空間。在高度較低的建筑上，垂直綠化維護還相對簡便，但在高層建筑設計時，垂直綠化的設計必須在建筑設計時便預留出一定的操作空間。做法可類似于雙層表皮建筑，外層為綠化層，綠化層和外墻之間留出操作通道。

相對其他種類垂直綠化種類，單元模塊種植槽技術由一個個綠化單元組合的特點，決定了其綠化效果可控性最強，這一優勢可以運用到其他綠化技術上，通過可控模塊替換來最大化確保綠化效果。

4)結合地域選擇合適的綠化技術以控制成本。建筑師應積極學習先進的技術，但在實際運用中，更應注重結合地域條件、項目情況合理地選擇使用技術。使用本土植物更易保證持久的綠化效果，采用常規的垂直綠化技術同樣也能很好地實現垂直綠化效果。種植槽綠化技術其養護和管理技術已相對成熟，比較容易控制成本并確保綠化效果。設計師通過靈活的設計，可以將其與建筑很好的結合，展現出垂直綠化設計的魅力。

[1]郭蕊蓮，陳力.建筑立面綠化技術淺析[J].福建建筑,2010(5)：37-38.

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[3]丁山.建筑景觀細部創意[M].北京：機械工業出版社,2008.

[4]張小康.建筑立面垂直綠化設計策略研究[D].重慶：重慶大學建筑城規學院碩士學位論文，2011.

[5]輿水肇.建筑空間綠化手法[M].大連：大連理工出版社，2003.

On application of vertical planting technique in architectural design

Zhang Kangjun1Xu Weiwei2

(1.JiangsuArchitecturalDesignInstituteCo.,Ltd,Nanjing210019,China; 2.CivilEngineeringCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210000,China)

The paper indicates the development of the vertical planting technique, introduces the effective extension of the technique, including standard model planting groove technique and weaving nutrient liquid planting, and points out the application of the technique according to some problems in the technique.

vertical planting, architectural design, planting technique

1009-6825(2016)08-0223-02

2016-01-08

張抗軍(1978- )，女，工程師；徐偉煒(1979- )，男，副教授

TU985

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