垂直綠化種植容器的演變及發展

馮麗丹 金生英 徐斌

摘要：垂直綠化種植容器具有承載造景植物、連接支撐結構與灌溉系統的作用，是垂直綠化系統中最重要的組成部分。通過對壁掛式容器和模塊式容器中幾種代表性容器的分析闡述發現，BAU500種植容器建造成本低，容易變形；PV290種植容器節省了滴灌系統成本.植物容易更換；XRJ種植容器制作成本高，無蓄水功能，適合淺根性植物；DHL1種植容器安裝簡便，養護容易；VGM種植容器植物預培時間長，成本高；PPC120種植容器安裝簡便，后期植物更換較難；DLM2種植容器拼接靈活，安裝簡便，更換植物容易。在實際應用過程中，根據環境條件和系統設計要求選擇最合適的垂直綠化種植容器才是最重要的。

關健詞：垂直綠化：年帷黯器；演變；壁掛式容器；模塊式容器

中圖分類號：S688

文獻標志碼：A

垂直綠化是指利用植物材料沿建筑立面或其他構筑物表面攀援、固定、貼植、垂吊形成垂直面的綠化，具有占地面積少、綠量大、覆蓋速度快等優點[1]。垂直綠化在美化城市環境、提高城市綠量和發揮生態作用中具有不可忽視的作用[2]。因此，垂直綠化成為大城市解決城市建設與土地資源緊缺的矛盾的主要利器之一。

垂直綠化發展至今，已經突破了傳統技術僅依賴植物攀援特性形成立面綠化效果的限制，通常由精密的灌溉系統、支撐結構系統、種植容器、造景植物、栽培基質等組成[3]。這些技術互相依賴，共同組成了一個完整的垂直綠化系統。垂直綠化技術的發展與演變是垂直綠化系統各組成部分的更新換代，而其中種植容器的更新換代最頻繁。垂直綠化種植容器是垂直綠化技術中最重要的組成部分，是栽培基質、造景植物的重要載體，也是聯接支撐結構系統和灌溉系統的重要組成部分[4]。垂直綠化的景觀效果、養護難易程度和建造成本在很大程度上取決于種植容器的合理選擇，不同的環境條件和成本控制使得種植容器有所不同。設計者為了追求景觀效果優美、養護方便的垂直綠化，不斷設計和改良種植容器，進而促進了垂直綠化技術手段的發展。

本文從垂直綠化種植容器的演變歷程進行思考，通過對不同類型種植容器的分析，提取其演變的規律和共同的特征，使其對垂直綠化的發展有重要的實踐意義和應用價值。

1 垂直綠化技術的演變

在垂直綠化技術演變的過程中，歷史最悠久的垂直綠化可追溯到古巴比倫時期的“空中花園”，然而直到1978年，才首次有文章稱法國植物學家帕特里克·布朗（PatrickBlanc）為垂直花園的創始人，其代表作就是巴黎凱布朗利博物館垂直綠墻，該綠墻用種植毯的形式，使用1.5萬株植物構成極具藝術創造力的植物幕墻[5]。帕特里克·布朗開啟了垂直綠化的新紀元。然而這種垂直綠化早期的種植載體是一種植毯，雖然克服了植物生長對土壤基質的依賴，但這種技術使用的毛氈層在水肥作用下容易腐爛，綠墻使用年限短，后期維護困難，對建筑物也存在潛在的危險。因此，為使垂直綠化能在全世界不同緯度、不同環境下推廣應用，設計者對垂直綠化技術不斷更新，種植容器的更新換代最為明顯，其創新發展推動著垂直綠化技術的發展。

垂直綠化技術先后經歷了幾個重要的發展階段。

1）第一階段：將平面容器種植的植物成品“立”起來。該階段對容器內的土壤無要求，因此將水平種植的成品垂直后，由于培養植物的土壤有一定重量，會造成綠墻出現沉降，種植于最上部的植物會懸空，種植于最底部的植物受擠壓而死，整個綠墻無曲線造型可言，而且種植容器的固定也采用最原始的捆綁式。

2）第二階段：設計者把綠墻劃分為大小相同的單元格，避免了第一階段出現的受擠壓問題，此時真正意義上的第一代垂直綠化種植容器應運而生。但這種種植容器僅僅起到一個承載植物的作用，容易堵塞，無論是在排水和蓄水方面，還是在安全方面上，都存在明顯的隱患。

3）第三階段：將綠墻分割成長條形，綠墻功能多樣化，適用范圍廣，垂直綠化種植容器形式各異，排水和蓄水功能比較完善，垂直綠化種植容器的固定方式也變得更加多樣化。但隨著城市化進程的加快和人們對垂直綠化要求的提升，垂直綠化從室內走向室外，從低層建筑走向高層建筑，這對垂直綠化的安全、后期高層維護、灌溉和排水等提出了更高的要求。

4）第四階段：為適應新時期的需求，垂直綠化技術呈現出標準化、智能化和多樣化的特點，此時的垂直綠化種植容器不僅追求承載功能、蓄排水功能、安全功能，也要追求其藝術性。

2 垂直綠化種植容器的演變

垂直綠化種植容器常會因各系統設計有很大差異，造景植物的選擇、灌溉系統的設計、建筑類型的差異以及綠墻藝術造型的不同需求，都需要選擇合適的垂直綠化種植容器來完成相應的工程。一般來說，一個好的垂直綠化種植容器應當具備抗老化能力強，造景植物栽培成活率高，安裝簡便，后期養護容易以及成本相對較低的特征。

2.1 壁掛式容器

壁掛式垂直綠化是通過龍骨、鉚釘、掛鉤、螺桿等框架結構懸掛支撐花盆容器、板式容器、槽式容器或盒式容器來實現垂直綠化的一種方式。壁掛式垂直綠化種植容器產品較多，形式各異，有倒梯形、圓形、長方形、V形、盒形等，大多采用抗老化PP材料制作而成。這些產品具有易更換、易施工、壽命長、應用范圍廣的特點，是目前市場上種類最多、應用最多的容器。

2.1.1 BAU500種植容器

該種植容器屬于盆栽式的長方形容器（圖1），是垂直綠化種植容器中應用最早的產品，也是最早意義上的第一代垂直綠化種植容器，類似的產品應用在街道欄桿綠化、室內裝飾、室外展示墻上。該容器結構簡單，容器內無過濾裝置，容器規格為500mm×290mm×300mm，由于容器長500mm而無中間隔板，在使用過程中容易因種植基質的膨脹而變形。另外由于無過濾裝置容器底部漏水口容易堵塞，且容器需要配置精準的滴灌系統，后期維護較難，植物更換比較繁瑣，安全性不高，只能在一定高度范圍內使用。但該容器最大的優點就是建造成本低，其綠墻容易做藝術造型。

2.1.2 PV290種植容器

該種植容器屬于圓孔型花盆容器（圖2），容器規格為290mm×200mm×180mm，采用PP材料抗老化、抗紫外線。每個種植容器上設置了2個斜向上的種植槽，種植槽中安裝預先培育好的造景植物。該容器利用種植容器背面掛鉤安裝在鋼結構龍骨上，相鄰2個種植容器之間通過對應的軌道連接，安裝拆卸便捷，安全性高。該容器更換植物容易，植物成活率高，因為植物的栽培基質不與蓄水區的水直接接觸，避免了植物直接泡根的現象，后期養護簡便易行，最主要的是有蓄排水功能取代了傳統的滴灌系統，這為整個綠墻系統節省滴灌系統的成本。

2.1.3 XHJ種植容器

該種植容器屬于花盆式垂直綠化板（圖3），上下種植槽之間錯位排列，單元種植槽與建筑物平行，無蓄水功能。垂直綠化板是由玻璃鋼（FRP）材料制成的，耐腐蝕性強，可設計性好，適合一些特殊形狀造型的制作。玻璃鋼（FRP）材料制成的垂直綠化板無法批量生產，制作成本高。從圖3可以看出，產品表面不夠平整，氣泡較多，顏色灰暗，整體效果比PP材料的容器要差，而且該容器的種植槽空間狹小，只適合栽植淺根性的植物。

2.1.4 DLH1型種植容器

該垂直綠化種植容器（圖4）在吸取了以上3種垂直綠化種植容器劣勢基礎上，通過優化設計，使該容器實用性更強，適用范圍更廣。該容器由栽種植物的種植盆、種植盆底座、固定在墻上的安裝架以及裝于安裝架上的種植盆載體組成。安裝架用螺絲釘直接固定在建筑立面上，種植盆載體通過滑道式連接安裝在架上，種植盆通過卡扣固定在種植盆載體上，相鄰2個種植盆載體之間通過互通連接扣相連，上下層之間通過進出水接頭和水管連接。

該垂直綠化種植容器最大的優點就是通過滑道式可拆卸的安裝方式，摒棄了傳統的鋼架結構，既省材料又省人工，非專業人員也可安裝。安裝組合容易，操作簡單，整個裝置具有蓄水和排水的功能。獨特的種植盆底座設計，使種植盆通過底座吸水，避免了造景植物長期泡水，植物成活率高，減少了后期維護費用，最大限度地利用了水資源，節水效果顯著。

2.2 模塊式容器

模塊式垂直綠化種植容器有多種類型，但主體功能是一致的，具有高度的安全性，在高層建筑垂直綠化中應用較多。這類容器常因各系統設計在尺寸、樣式和材質上存在差異。VGM模塊和PPC120模塊均可用于高層建筑垂直綠化上，但這2種種植模塊的支撐結構和苗木培育方式是完全不同的。

2.2.1 VGM模塊

VGM模塊拆卸方便，固定便捷，每個箱體有4個不銹鋼加固掛件，并通過掛件錨定在不銹鋼壁柱上（圖5）。壁柱安裝無需深度穿透支撐墻，裝與卸均非常方便。該系統安全可靠，不銹鋼支架系統符合國際與國家標準，專為墻面系統設計，箱體、不銹鋼角栓、不銹鋼壁柱和防滑落定臂構成4道安全屏障。由于該系統需要配備滴箭式滴灌系統，而此模塊系統成本較高，而且植物要進行預培，從水平到傾斜再到豎直，周期較長。

2.2.2 PPC120模塊

PPC120模塊可拆卸，運輸和安裝比較方便。植物可提前裝盆預培，每個模塊可以種植9盆植物，而且植物的根部有足夠的基質，適合在高層種植，并且該裝置還配有標準化的精鋼安裝配件，設計合理（圖6）。植物種植盆可拆卸，也可更換，但在高層建筑中后期更換植物比較困難，這種弊端不僅僅是這種模塊的，也是高層垂直綠化中要解決的關鍵問題之一。在后期的垂直綠化種植容器開發設計中，解決植物更換問題是主要突破方向。

2.2.3 VGM模塊與PPC120模塊比較

單從景觀效果以及養護的難易程度來講，PPC120模塊更加實用，無論是前期的苗木培育，還是后期死亡苗木的更換都優于VGM模塊。但從支撐結構上來講，VGM模塊的支撐結構相對簡單、成本較低，而PPC120的支撐結構相對復雜、成本較高。因此不同的模塊式容器有各自獨特的優劣勢，模塊式垂直綠化種植容器的發展是一個從簡單到復雜、從高成本到低成本、從難維護到易維護的一個過程。

目前常見的垂直綠化模塊都有2個共性：其一，模塊規格大小基本都為500mm×500mm×100mm，這種單元模塊在建筑外立面上使用時不能按照建筑物設計的長寬準確植入，收邊較困難，植物圖案拼湊不夠靈活，因此模塊單元應該比500mm×500mm×100mm更小，這樣就能盡可能地避免以上情況；其二，模塊內部無隔層，模塊內的種植基質處在同一個模塊中，當這些模塊安裝到建筑立面后，模塊內的輕質基質經過淋水、水土流失、沉降和垂直面上的重力作用，整個模塊內的基質會集中在中下部，上部有可能會出現中空的現象。

因此針對以上這2種情況，對垂直綠化種植DLM2型模塊（圖7）進行改良設計，改良設計后的模塊主要包括箱體、種植杯和杯蓋，模塊規格為300mm×300mm×80mm，箱體與箱體之間可以靈活拼接，適用于不同類型的墻面。箱體的面板與側板之間通過卡扣連接，這樣在填裝基質的時候可以靈活操作；另外種植杯卡扣的設計不但可以防止植物高空墜落，還可以解決種植箱更換植物困難的問題。

3 結語

一個合適的垂直綠化種植容器，具有科技上適用、成本上合理、維護上簡便并可持續發展的特點，合理地選擇垂直綠化種植容器是垂直綠化技術中很重要的部分。無論選擇何種垂直綠化種植容器，首先安全和立面荷載能力要好，在此基礎上要求施工簡單、后期養護容易、表現效果好。目前關于垂直綠化種植容器的系統研究較少，而實際生產的種類卻很多。從以上列舉的幾個特殊案例中可以看出，不同的垂直綠化種植容器，其制作材料、結構和外形工藝有很大的差別，結構和材料的不同導致垂直綠化種植容器的應用范圍和功能表現也不同。在實際應用中，并不是之后創新的垂直綠化種植容器就是最好的，根據環境條件和系統設計要求選擇最合適的垂直綠化種植容器才是最重要的。

隨著科技的進步和材料的革新，垂直綠化技術形式不斷演變和發展，這必將帶動垂直綠化種植容器的創新發展。新型的發展趨勢要從項目運行的全周期考慮，從設計、開模、施工應用、維護和使用各階段來論證垂直綠化種植容器所實現的綜合效益。未來的垂直綠化種植容器有2大演變趨勢：1）垂直綠化種植容器多功能化及標準化，即垂直綠化種植容器都是集灌溉與安裝構件于一體，各個構件標準化，只要建筑立面荷載及防水達到要求就可以立即施工，而且非專業人員都可以安裝使用，因為所有構件的設計標準化和人性化，后期維護也簡便；2）垂直綠化走進千家萬戶就意味著需求的多元化，業主在選擇垂直綠化容器時因不同環境或不同功能需求，其選擇的垂直綠化種植容器差異較大，這就要求垂直綠化種植容器要向多元化發展.讓業主有所選擇。

參考文獻：

[1]王雁.我國城市綠化理念探索的回顧與發展趨勢[J].浙江林學院學報，2003，20（3）：315-321.

[2]唐瑭.廣受地區居住建筑垂直綠化技術應用研究[D].廣州：廣州大學，2017.

[3]范體鳳，馮志堅，朱錦心，等.廣州市垂直綠化新形式的應用調查[J].湖南林業科技，2016，43（5）：112-117

[4]譚建萍，李映萍，吳祖軍，等.垂直綠化種植容器[J].廣東園林，2017，37（4）：21-24

[5]PATRICK BLANC.The verticalgarden[M].New York：W.W.Norton，2008.