建筑外墻不同形式的垂直綠化對比分析

潘嘉捷

【摘要】建筑垂直綠化可擴大城市的綠化面積，降低建筑能耗，為建筑用戶提供更優質的環境。文章以建筑外墻垂直綠化為研究對象，以杭州市10個建筑為例，分析其采用的垂直綠化，并用結合杭州市建筑參數，分析影響垂直綠化節能效果的外墻形式，給出強化垂直綠化作用的建議。

【關鍵詞】建筑外墻;垂直綠化;葉面積指數

建筑垂直綠化是指通過貼直、垂吊或攀附等方式，在建筑垂直方向上配置植物材料，可提高建筑的美觀性與生態效益。目前建筑外墻所用的垂直綠化的種植技術較為多元，適用于垂直綠化的植物種類較多，不同形式的建筑外墻會影響植物生長及種植技術，外墻形式與植物、種植技術的匹配成為建筑外墻垂直綠化的重點。

1、建筑外墻不同形式的垂直綠化

文章以杭州市為例，將市內代表性垂直綠化建筑為研究對象，分析其采用的垂直綠化形式，明確建筑外墻垂直綠化常用的植物種類、采用的種植技術、植物的種植朝向，總結建筑外墻垂直綠化經驗。

1.1植物種類

杭州市建筑外墻垂直綠化常用的植物種類有四種：（1）喬木，如玉蘭、木棉等，但喬木的樹形和重量較大，垂直綠化種植時對土壤的要求較高，所以在垂直綠化中應用并不普遍;（2）灌木，如玫瑰、月季、杜鵑及梔子花等;（3）藤本植物，如爬山虎、藤蘿及薔薇等，這類植物在建筑垂直綠化中的應用最為普遍;（4）草本植物，如金錢蒲、美人蕉及三白草等，這類植物通常種植在土壤袋中，垂直放置于建筑外墻上，覆蓋建筑外表面，形成綠化面。

1.2種植技術

杭州市常用的建筑外墻垂直綠化種植技術有五種：（1）固定種植槽式，將植物種植容器和建筑外墻直接結合，在容器內種植植物;（2）骨架擺花式，在建筑外墻設置骨架結構，將植物種植容器放置在骨架結構上，在容器內種植植物;（3）布袋式，將無紡布縫制成植物種植袋，通過乳膠和封邊條將種植袋固定在建筑外墻上，在種植袋內放置培土袋，種植植物;（4）模塊式，將建筑外墻垂直綠化劃分為不同綠化模塊，固定在建筑外墻上，其尺寸控制在50cm×50cm內，重量控制在10-15kg內，在模塊內種植植物;（5）垂吊/附架/牽引式，在建筑外墻設置構件，利用藤蔓植物的吸附、纏繞作用，引導其在建筑外墻垂直生長。

1.3種植朝向

在調查的10個建筑中，有5棟建筑按照東立面和西立面方向種植垂直綠化植物;有3棟建筑按照北立面和西立面方向種植垂直綠化植物;有1棟建筑按照南立面、西立面和東立面方向種植垂直綠化植物;有1棟建筑按照西立面種植垂直綠化植物[1]。

2、建筑外墻不同形式的垂直綠化節能效果對比

為明確建筑外墻不同形式的垂直綠化對建筑能耗的影響，文章結合杭州市氣象參數，模擬各項建筑參數，進行仿真測試，探究影響垂直綠化的建筑外墻形式。

2.1建筑參數模擬

在分析建筑能耗時，需綜合考慮建筑外墻的數量、當地的氣候條件、建筑內暖通系統、建筑的朝向及建筑的類型等參數。就此，在本文的計算分析中，主要模擬如下參數：

第一，氣候參數，結合杭州市歷年氣象數據，如空氣濕度、溫度、風速及太陽輻射強度等，設定氣象數據。

第二，室內暖通系統參數，杭州市夏季溫度較高，建筑空調系統的應用較為頻繁，空調系統參數直接影響建筑能耗。本文根據建筑類型，分析其室內溫度范圍、空調分區、空調類型、系統新風量及水系統管路等參數。例如，住宅建筑的室溫在10℃-26℃內;按照每個房間配置一臺空調計算;空調系統為獨立空調機組;辦公建筑的室溫在10℃-26℃內;按照建筑配置的中央空調系統計算;空調系統為風機盤管+新風;人均新風量為30m?/r;水系統管路為兩管制。商業建筑和辦公建筑的參數大致相同，僅在室溫方面存在差異，其室溫在10℃-25℃內。

第三，垂直綠化熱工參數。按照一定值的100厚綠化層計算建筑外墻垂直綠化的熱工參數，選擇LAI 3、LAI 4、LAI 5葉面積指數進行等效計算，獲得綠化層的導熱系數。

在明確各項參數后，構建單個房間模型，根據不同建筑類型，設置不同尺寸。其中，住宅建筑的房間參數為6m×6m×6m;辦公建筑的房間參數為6m×6m×3.9m;商業建筑的房間參數為8m×8m×4.2m。將房間的天花板、地板及未垂直綠化的墻面設定為絕熱，組合不同建筑參數，計算此時垂直綠化的節能率。根據模擬結算結果，分析不同建筑類型、建筑朝向、葉面積指數、建筑外墻透明性等要素對垂直綠化節能效果的影響，得出最優的建筑外墻形式，強化垂直綠化的節能作用。

2.2節能效果分析

第一，建筑類型的影響。在不同類型的建筑中，住宅建筑垂直綠化的節能效果最佳，商業建筑次之，辦公建筑最低，出現差異的原因在于辦公建筑的內擾因素更多。

第二，建筑朝向的影響。在同樣的建筑參數下，建筑西面的垂直綠化節能效果最佳，東面次之，然后是南面，北面的節能效果最差。就此，在建筑外墻垂直綠化中，優先將垂直綠化布置在建筑西面，提升其節能效果。

第三，葉面積指數的影響。在同樣的建筑參數下，葉面積指數為LAI 5的建筑外墻垂直綠化節能效果最佳。可見，在建筑外墻垂直綠化中，需優選選擇葉面積指數高的植物。

第四，建筑外墻透明性的影響。在建筑外墻垂直綠化中，建筑外墻透明性對商業建筑和辦公建筑的影響較為顯著。模擬數據顯示，完全不透明的建筑外墻能耗遠低于透明度40%的建筑外墻。同時，對于商業建筑及辦公建筑來說，如果其采用部分透明的外墻，垂直綠化不僅不會發揮節能效果，還會阻礙建筑外墻的熱傳遞，加大建筑能耗。

第五，建筑垂直綠化數量的影響。在建筑外墻垂直綠化中，配置兩面垂直綠化墻的能耗遠低于一面垂直綠化墻。在兩面垂直綠化墻的方向選擇中，西南和西北朝向的垂直綠化墻節能效果更佳。

總的來說，建筑外墻的不同形式直接關系到垂直綠化的節能效果，和商業建筑及辦公建筑相比，住宅建筑更適用于采用垂直綠化技術。同時，為強化垂直綠化的節能效果，建設單位需進行如下設計：將垂直綠化墻設置在建筑的西南或西北方位，并盡量降低建筑外墻的透明性;在進行垂直綠化植物配置時，優先選擇葉面積指數大的植物[2]。

結論：

綜上所述，在垂直綠化中，建筑外墻不同參數會影響垂直綠化的節能效果，需受到建設單位重視。通過本文的分析，建筑類型、建筑朝向、葉面積指數、建筑外墻透明性及建筑外墻垂直綠化方向等因素，均會影響垂直綠化的節能效果，在建設建筑外墻垂直綠化時，需合理規劃上述參數，盡最大限度降低建筑能耗，提升建筑環保效益。

參考文獻：

[1]張雨，黃瀅.淺析南京市建筑外墻綠化在城市景觀設計中的應用[J].大眾文藝，2020（02）：144-145.

[2]聶璐.室內外墻柱面綠化對建筑室內熱環境穩定性的影響研究[J].科技通報，2018，34（12）：202-205+210.