立體綠化在商業建筑中的應用研究

劉昌輝　吳國榮

摘要：為獲取上海地區商業建筑立體綠化的實施現狀和存在的問題。分析了立體綠化的定義、分類和效益。結合調研的兩座立體綠化商業建筑，分析兩棟建筑立體綠化的灌溉系統、綠化模塊、植物、鋪裝、土壤、屋頂綠化布局、設計特點等。通過分析得到：屋頂綠化形式簡單：屋頂綠化對社會開放性不高;垂直綠化面積太少;植物類型單一且沒有形成生態系統;后期維護力度不夠。在設計之初就要將立體思維貫徹其中;加大立體綠化相關技術的研究;政府應完善立體綠化相關法律法規。

關鍵詞：立體綠化應用現狀商業建筑效益

中圖分類號：TU985.11

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069 （2019） 06-0040-03

一、立體綠化的定義與分類

立體綠化是指以建筑物或構筑物為載體，以植物為主體營造的綠化形式[1]。

按照植物的承載方式和營建形式，立體綠化可分為屋頂綠化、垂直綠化、陽臺綠化、高架綠化、棚架綠化[2]。

二、立體綠化的作用

立體綠化作為城市的第二綠化形式，不僅不受土地面積不足的制約，而且具有以下幾種效益。

防風防塵、凈化空氣。立體綠化的植物對空氣中的粉塵有吸附、過濾的作用，因此立體綠化可有效地增加城市的綠化率，有效降低了城市的PM2.5，提高了城市的空氣質量。

緩解城市熱島效應，豐富物種多樣性。立體綠化可以大面積在城市中布置，植物的蒸騰作用可調節城市小氣候、緩解城市熱島效應。立體綠化提供了大量的綠化載體，如果對這些綠化載體進行合理設計，可以為鳥類、昆蟲等提供藏所，從而豐富物種的多樣性。

降低城市噪音，減少城市光污染。立體綠化的植物是天然的消音器，聲波傳到植物上時，一部分會被植物表面反射出去，另一部分會在植物的枝葉之間來回反射，最后不斷消減，從而降低城市噪音[3]。立體綠化中的垂直綠化可以減弱建筑立面的反射光線，從而減少城市光污染[4]。

節約能源。立體綠化覆蓋在建筑物的屋頂和外立面，植物的光合作用通過降低建筑物的溫度來間接降低室內溫度。因此可有效降低空調在夏天的運行狀況，從而降低空調的功耗[5]。

景觀效應。只要將立體綠化進行合理設計，就可以突出建筑的藝術性。配置四季顏色不同的植物，立體綠化可以營造出不同的城市景觀效果。

三、立體綠化在商業建筑中的應用現狀研究

（一）上海K11購物藝術中心

Kl1購物藝術中心是一幢商業綜合體，地下三層，地上六層。屋頂花園位于六層，垂直綠化位于中庭四周的環形建筑外立面上，垂直綠化采用的是模塊單元懸掛的形式。

1.垂直綠化模塊

垂直綠化系統實施方式通常先在建筑外立面架設鋼筋骨架，其次設置灌溉水管，然后將模塊單元懸掛在鋼筋骨架上，最后將在地面培養好的包含培養土的植物移植垂直到綠化模塊中，如圖1。

2.灌溉系統

Kll購物藝術中心的立體綠化分為垂直綠化和屋頂綠化。垂直綠化采用模塊單元懸掛鋼架的形式。每個垂直綠化模塊都有灌溉系統，在每個垂直綠化模塊頂部都有主輸水管，在主水管上連接若干分水管，每四個分水管連接到一個立體綠化模塊單元。水從立體綠化模塊頂部的輸水孔流入，通過重力作用逐級向下面的立體綠化模塊輸送水源。Kll購物藝術中心的灌溉系統是全自動的，由中央系統控制，如圖2、3。

3.植物的選擇

上海kll購物藝術中心立體綠化分為屋頂綠化和垂直綠化。考慮到植物的抗風性、安全性的等原因，Kll購物藝術中心垂直綠化部分采用的植物主要有垂盆草、梔子花等。梔子花和垂盆草都是耐寒、耐旱，不擇土壤的植物，在Kll購物藝術中心屋頂綠化中種植梔子花，正是因為它們的這些特性。

立體綠化植物的選擇不是固定的，要結合當地的氣候、經濟水平和建筑物結構等因素。但是立體綠化的植物選擇也都有一定的共性，比如說陽性喜光、抗倒伏性強、耐寒耐旱等特性。考慮到景觀效應，有時還可選擇四季常青的植物。從植物種類上選擇應以草類和花卉為主，可以適當種植灌木和喬木。常選用的植物有夾竹桃、天門冬、沿階草、佛甲草、合歡、紫薇等。考慮到植物的成活率和后期的維護成本，立體綠化采用的植物還應以本土植物為主。

4.屋頂綠化地面鋪裝

圖4中Kll購物藝術中心屋頂綠化分為三個部分，第一部分是左側部分，第二部分是中間的矩形區域，第三部分是右側部分。左側屋頂花園地面鋪裝共有兩種材質鋪裝，第一種鋪裝是碎石，第二種鋪裝是室外防腐木。中間矩形休閑區域的地面鋪裝為深棕色矩形防腐木鋪裝。右側屋頂花園的地面鋪裝可分為兩部分，第一部分是大面積的碎石鋪裝，第二部分是平臺抬升部分的防腐木鋪裝。

5.土壤配置

因為Kll垂直綠化模塊里有限的空間，所以就要求垂直綠化模塊里的土壤自重輕，穩定性強，透氣性好。考慮到一些極端的天氣，比如暴雨、狂風等，所以垂直綠化模塊還需具有防止土壤流失和抗風等功能。Kll購物藝術中心立體綠化在透氣性和防止土壤流失方面也有其自己的獨到之處。每個模塊的培養土都有單獨的布包裹著，如圖5a。在暴雨天氣，就不會出現培養土流失的情況。在透氣性方面，每個模塊單元都有若干個矩形的透氣窗口，如圖5b，以確保培養土良好的透氣性。

對于土壤的自重性、穩定性和透氣性三個方面，在進行立體綠化實施的時候可以向專業的土壤研究機構咨詢相關建議，并建議將土壤配置任務交給專業研究機構完成。當然除了從土壤配置方面來增強這三個方面的特性外，還可以通過對模塊單元進行設計，將外部影響因素降到最低程度。

（二）上海月星環球港屋頂花園

1.屋頂花園整體布局。上海月星環球港是由月星集團打造的，位于上海市普陀區中山北路，建筑物總高度248m，5層頂是屋頂花園。按照設計方式屋頂花園可分為兩部分，第一部分是集中式場地，第二部分是公共式場地。環球港的屋頂花園位于5層，屋頂花園的巧妙之處在于設計師通過自己的合理設計將通風、排煙、通電和增壓井等設施設置于5層屋頂的東西兩側，將5層的面積最大限度地留給屋頂花園。

2.設計特點。環球港屋頂綠化具體可分為兩個部分，第一部分是圖6的集中場地部分。第二部分是圖7的公共場地部分。屋頂花園大部分面積被停車場和天光棚所占據，還有一小部分面積是騎馬場。私密庭院在環球港6層，采用集中場地設計，位于整個屋頂花園的西南側。相對其他區域來說，這個場地比較封閉，不對外開放。此區域雖然也有空調管道和通風口，但是整體景觀條件比較好，內有木平臺、漫游步道及陽光草地供人休息等。同時結合建筑結構，將樓梯井部分做成服務房，提供餐飲服務。

3.植物選擇。環球港屋頂花園公共場地部分綠化率不如集中場地部分，僅天光蓬和停車場四周有綠化帶。屋頂花園種植的植物和植物習性如表1所示。從表中所列每種植物對應的習性，可以總結出屋頂綠化植物一些基本的共性。第一方面，因為屋頂綠化植物是種植在建筑物的屋頂，考慮到建筑物屋頂的承重性，所以屋頂綠化的土壤厚度不像地面土壤，屋頂綠化的土壤層厚度一般在40cm以內，所以屋頂綠化種植的植物需要對土壤要求不嚴格。第二方面，因為立體綠化植物是種植在建（構）筑物的屋頂或者外立面，后期維護的成本較大，所以立體綠化植物還需具有一定的抗旱、抗寒、耐高溫和抗病蟲害等特性。第三方面，考慮到一些極端天氣，比如說暴雨、狂風、洪澇等，所以立體綠化植物還應具有抗澇和抗倒伏的特性。第四方面，因為立體綠化建筑多建設于—二線城市，相對于三四線城市和鄉村地區，—二線城市土地資源較緊張、城市綠化率不高。除此之外，—二線城市機動車數量眾多，產業密集，所以—二線城市的一氧化碳、二氧化硫、鉛、碳微粒和其他雜質粉塵排放量相對較高。從凈化大氣和減少粉塵排放方面考慮，立體綠化建筑采用的植物還需具有吸收有害氣體和滯粉塵的能力。第五方面，考慮到上海地區亞熱帶季風氣候，年度氣溫范圍在一1℃-35℃，所以立體綠化植物還應有一定的耐高溫和耐寒的特性。

4.地面鋪裝。因為月星環球港在建設之初就考慮到商業和停車兼顧，所以在公共場地部分設計師專門設計了一種景觀鋪裝，尺寸是5mx5m，這樣既可以放置一個標準的餐飲坐亭，又可以作為一個標準停車場，在滿足餐飲需求的同時又可以提供200個停車位[6]。集中場地設計形式如圖8所示，在屋頂花園的西南側，是一個比較封閉的地區，雖然也有空調管道通風口等設施，但相對其他區域，此區域景觀條件較好[7]。此區域可分為三部分，第一部分是左側含有穹頂的“凸”形區域，第二部分是右側的矩形區域，第三部分則是整體下沉的天井區域。第一部分空間地面只鋪設了一條鵝卵石道路，其他大部分區域都是草地，草地上零星種植了一些小喬木。第二部分區域地面全部種植高毛草，高毛草上鋪設了一個形狀類似“6”字形的木制平臺。第三部分為天井區域，此區域鋪設了木制平臺，木制平臺以外是草地[8]。

四、上海市商業立體綠化建筑存在的問題和相關解決建議

（一）立體綠化發展過程中存在的相關問題

通過對以上兩個商業建筑立體綠化案例的調研和分析，筆者得出，上海市商業立體綠化建筑存在的若干問題。

1.屋頂綠化形式簡單。在Kll和環球港兩棟建筑中，屋頂綠化只是將傳統的地面綠化移植到屋頂，整體的設計手法單一，和傳統的地面庭院景觀沒有區別，豎向空間設計程度較低。

2.屋頂綠化對社會開放性不高。在環球港屋頂花園綠化中，有近1/3的區域不對外開放，而且這1/3的區域是屋頂花園中景觀效應較好的部分。在上海市的其他立體綠化建筑中同樣存在開放性不高的問題，像民立中學屋頂綠化、上海郵政博物館屋頂綠化和上海夢清館屋頂綠化等。

3.建筑物外立面垂直綠化面積較少，水土容易流失。在Kll購物藝術中心，僅在天井部分的1-6層的外立面設置了垂直綠化，垂直綠化面積在800m2左右，6層以上區域沒有進行外立面綠化。而環球港屋頂花園則沒有設置垂直綠化，只進行了屋頂綠化。

4.屋頂綠化植物沒有形成生態系統。環球港屋頂花園種植的植物種類較單一，大面積種植桂花、黃楊等植物。其他類型植物雖也有種植，但面積較小，且多是裝飾性植物。除此之外，上文所介紹到的兩棟建筑物的屋頂綠化都沒有形成生態系統，對鳥類、昆蟲等物種吸引力較差。在國外屋頂綠化建筑中，鳥類遷徙的排泄物中的種子可以增加植物種類，屋頂綠化在建成5-10年后，基本已經形成生態系統，

5.后期維護力度不夠，部分植物存在壞死情況。在Kll購物藝術中心中，部分立體綠化區域的植物因為光照和水分不足而壞死。

（二）商業立體綠化建筑設計的相關解決建議

1.針對屋頂綠化形式簡單這個問題，可采取以下兩種措施。（l）在立體綠化設計之初就要將立體思維貫徹其中，不能只設計垂直綠化或者屋頂綠化，應將垂直綠化、屋頂綠化、陽臺綠化等綠化形式都考慮其中。（2）在景觀效應方面，應豐富屋頂綠化水平面垂直方向的設計，增加空間的豐富性。

2.針對屋頂綠化對社會開放性不高這個問題，究其原因，還是因為立體綠化維護成本太高且沒有給開發商帶來商業價值。所以在立體綠化方案設計之初可將立體綠化與商業設施結合，增加開發商的積極性。

3.針對建筑物外立面垂直綠化面積少和水土易流失這兩個問題，可從立體綠化模塊設計、樹池設計和種植土篩選三方面解決。由于立體綠化的特殊條件，土壤層薄且容易流失，受外界影響較大。所以種植土應選擇自重性輕、穩定性強、透氣性好、保溫性強的土壤。針對立體綠化水土容易流失這個問題，還可通過改進垂直綠化模塊和樹池設計來解決。通常立體綠化的樹池可分為四層，第一層是培養土;第二層是排水層;第三層是紗布，具有防止水土流失、透氣、節水等作用;第四層是耐壓阻根透水通氣板，防止植物根刺穿建筑物和排水作用。在立體綠化建筑建成后，可采取模擬人工降雨來檢測建筑物的排水系統和水土流失情況。還可采用風洞試驗來檢驗立體綠化模塊的抗風性和安全性等。

4.針對屋頂綠化植物沒有形成生態系統這個問題，可采取以下兩種方法。（l）在配置植物時，應綜合氣候、植物習性、建筑物結構等因素，豐富植物的多樣性，使立體綠化建成后能盡快形成生態系統。（2）可根據植物各個季節的不同色相變化，合理配置了常綠樹與落葉樹的種類、數量和比例，使立體綠化景觀呈現出“四時之景不同而樂亦無窮也”的效果。

5.科研單位應加大垂直綠化栽培方式和施工技術的研究。在立體綠化建成后，建筑的運營者應確保基本的維護力度，保證整體的開放性，不應將本該開放的區域封閉起來。政府可成立立體綠化維護專項基金，對立體綠化后期維護提供資金支持。

6.國外早在30年以前就已經發展立體綠化，而且國外的立體綠化相關法律法規也很完善。從本世界初，我國各級政府也頒布了立體綠化相關法律法規，但多是鼓勵、建議性法規，而缺少強制性法規，而且沒有將立體綠化納入城市綠化指標和商業綠化基準率指標。所以在法律法規方面，我國政府相關部門應頒布和國外類似的立體綠化法規，這樣可以調動開發商的積極性，促進立體綠化的發展。除此之外，政府還應加強城市立體綠化的宣傳工作，強調立體綠化對改善居民生活環境的作用和意義[9]。

結論

立體綠化是解決一線城市綠地面積緊缺的有效辦法之一。立體綠化可以調節城市小氣候、減少城市熱島效應、降低建筑物室內溫度、提高城市景觀效果。發展城市立體綠化可以節約土地、防風防沙、保護建筑物外表等。本文通過多方位、多層面的思考與探索，力求讓立體綠化邁向新階段。.

參考文獻

[1]張哲臻高密度街區下立體綠化環境影響研究[D]天津大學.2016

[2]張寶鑫城市立體綠化[M]北京：中國林業出版社，2004： 10-11

[3]沙小虎與自然共融與綠色共存[D]天津大學，2007

[4]陳思禮光污染對環境與健康的影響[J]中國熱帶醫學，2007 （06）：1005-1009.

[5]孟濤垂直綠化對上海地區既有辦公建筑節能改造效果的實測研究[J]上海節能，2016 （05）：252255

[6]畢英君商業景觀設計初步探討——以上海月星環球港商業中心景觀設計為例[J]上海建設科技，2017 （02）：54-57

[7]孫昭陽古典園林美學層級結構模型[J]設計，2018 （20）：102-104

[8]孫田，祝遵凌南潯古鎮景觀特色分析與思考[J]設計，2018 （19）：70-72

[9]李曉霞綠色建筑設計在建筑設計中的應用思考[J]設計，2018 （17）：70-72