城市高層建筑立體綠化設(shè)計(jì)策略研究

毛 銳

（廣州大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510006）

0 引言

近20年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化發(fā)展規(guī)模和速度不斷創(chuàng)歷史新高。隨著城市向高空發(fā)展，高層建筑林立，城市生態(tài)環(huán)境逐步惡化，城市環(huán)境污染已成為社會(huì)發(fā)展亟待解決的問(wèn)題。目前，我國(guó)城市建設(shè)已由提升發(fā)展速度轉(zhuǎn)為高質(zhì)量發(fā)展，基于城市綠化空間不足和其他生態(tài)問(wèn)題，城市建設(shè)越來(lái)越注重對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

1 城市高層空間的環(huán)境問(wèn)題

1.1 綠化減少形成視野荒漠

隨著城市勞動(dòng)方式逐漸向電子技術(shù)以及虛擬化方向發(fā)展，人們進(jìn)入高樓大廈，脫離地面辦公。身處高樓之中的人們，除了能欣賞到藍(lán)天白云以外，只能看到玻璃、鋼鐵以及混凝土建成的高樓大廈，無(wú)法享受到自然綠意帶來(lái)的舒適。長(zhǎng)期在空間局促且封閉的建筑中承受工作與生活壓力，無(wú)法在輕松的環(huán)境中得到釋放，長(zhǎng)此以往，抑郁癥將成為城市人的主要心理疾病。

1.2 高層空氣污染及噪聲問(wèn)題

隨著建筑高度的提升，城市平鋪式自然綠化無(wú)法顧及高層建筑，隨之而來(lái)的是噪聲和空氣污染問(wèn)題。在噪聲方面，聲波是以最短的距離且立體傳播的傳導(dǎo)，由于沒(méi)有樹(shù)木以及其他構(gòu)筑物的阻擋，高層接受的聲波比低層的略強(qiáng)，尤其是處于城市主干道的高層建筑，噪聲問(wèn)題更為突出。此外，較高的建筑由于沒(méi)有遮擋物，空氣流動(dòng)性較好，較為舒適，但與此同時(shí)城市風(fēng)沙、汽車(chē)尾氣和周邊產(chǎn)業(yè)區(qū)的工業(yè)廢氣也會(huì)隨著氣流升入高處，對(duì)身處高層建筑的人們健康有一定影響。

1.3 高層隔熱及眩光問(wèn)題

城市高層建筑物表面通常采用大面積的玻璃幕墻或金屬板等導(dǎo)熱性強(qiáng)的輕型裝置，因此，高層建筑的防眩光隔熱一直是建筑師關(guān)心的問(wèn)題。對(duì)于陽(yáng)光照射，高層建筑無(wú)法被其他物體遮擋，導(dǎo)致溫度較高，影響室內(nèi)制冷效果，增加能源消耗，為此，建筑師通常設(shè)計(jì)各種形式的折板進(jìn)行反射，又增加了建造成本。

2 城市高層建筑立體綠化優(yōu)勢(shì)

“立體綠化”的概念源于法國(guó)、德國(guó)、日本及新加坡等城市化發(fā)展較早且用地面積緊張的國(guó)家。立體綠化是指通過(guò)運(yùn)用建筑物的空間形體、附加構(gòu)筑物以及結(jié)構(gòu)，將適宜生長(zhǎng)的植物合理地栽植、依附或鋪貼其上的綠化手段。不同于傳統(tǒng)城市建設(shè)綠地，立體綠化利用建筑閑置的立面、頂面和平臺(tái)進(jìn)行綠化，可實(shí)現(xiàn)在有限的用地面積內(nèi)獲得綠化率的最大提升，成為目前城市高密度區(qū)域的主要綠化方式。同時(shí)，在獲取生態(tài)效益最大化、改善高空環(huán)境、維持生態(tài)系統(tǒng)平衡等方面起到重要作用。

2.1 生態(tài)節(jié)能效果顯著

城市建筑物作為一種箱體，受到陽(yáng)光的直接照射，其熱量被保留在建筑中。為了保障建筑的正常運(yùn)營(yíng)和人們的舒適度，必須消耗大量能源用于降低室內(nèi)溫度。通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)以及模型分析證明，有垂直綠化的外墻外表面溫度較裸露的外墻外表面溫度降低4℃左右，極端情況下溫度降低超過(guò)10℃。在有空調(diào)負(fù)荷且溫度恒定的建筑中，有垂直綠化的外墻內(nèi)表面溫度比無(wú)垂直綠化的外墻內(nèi)表面溫度低1～2℃。此外，有模擬結(jié)論顯示建筑物外墻設(shè)置垂直綠化，對(duì)于建筑物的隔熱降溫、節(jié)能減排和提高室內(nèi)舒適度等具有顯著效果。

2.2 減少光污染

由于植物的部分葉被具有小絨毛或褶皺等特性，因此表面較為毛糙，被葉子反射或透射的光線會(huì)變得相對(duì)柔和。對(duì)高層建筑的立面采用植物進(jìn)行布置，能有效削弱立面材料的陽(yáng)光反射。在城市空間中，將部分建筑物進(jìn)行有規(guī)律的垂直綠化，形成有節(jié)奏、有重點(diǎn)的明暗關(guān)系，使街區(qū)光環(huán)境的整體亮度更適宜。這不但有利于市民的身心健康，緩解司機(jī)的視覺(jué)疲勞，還有助于提高高層辦公樓內(nèi)工作人員的工作效率。

2.3 提高城市景觀效果

對(duì)高層建筑進(jìn)行立體綠化，能得到豐富的表現(xiàn)形式，既可以結(jié)合高層建筑立面形成單色或圖案式的綠化面，又可以結(jié)合窗洞、陽(yáng)臺(tái)以及外構(gòu)架形成高低錯(cuò)落的構(gòu)圖效果。植物的自然顏色及豐富的質(zhì)感，能使建筑幾何體的生硬、材料的質(zhì)感和色彩低飽和等缺點(diǎn)得到掩蓋，外形變得豐富多樣。此外，高層建筑立體綠化還可以直接作為設(shè)計(jì)元素參與建筑設(shè)計(jì)中，形成新的建筑風(fēng)格。在一些狹窄的街道環(huán)境中，缺少足夠的綠化用地，街道兩旁建筑較高，使街道產(chǎn)生嚴(yán)重的壓迫感，通過(guò)布置立體綠化，可以調(diào)整街道環(huán)境的空間感，緩和眾多建筑因?yàn)樾问健⒉牧喜煌纬傻幕靵y感，提高街道在視覺(jué)上的統(tǒng)一。

3 高層建筑立體綠化設(shè)計(jì)策略

3.1 屋頂綠化

對(duì)高層建筑進(jìn)行屋頂綠化設(shè)計(jì)，是國(guó)際上改善城市環(huán)境質(zhì)量、提高綠化率的主要手段。在上海市地方標(biāo)準(zhǔn)DB31/T 493—2010《屋頂綠化技術(shù)規(guī)范》（試行）中將屋頂綠化定義為：以建筑物、構(gòu)筑物為載體，以植物為主體進(jìn)行配置，不與自然土壤接壤的綠化方式，是多種屋頂種植方式的總稱。屋頂綠化面積大且空間利用率高，能防止屋頂雨水滲漏，并能在一定程度上緩解都市熱島效應(yīng)。目前，屋頂綠化可采用2種形式。

1）園林式 即將屋頂布置成小型園林，在建筑屋頂上布置各種小型花卉、山水，修建涼亭、茶室等建筑小品。

2）花壇式 主要是種植灌木、時(shí)令花草，并布置種植池。

屋頂綠化可充分利用高層建筑空間，將人們休閑、娛樂(lè)的場(chǎng)所轉(zhuǎn)移到天臺(tái)花園。屋頂綠化要根據(jù)地域進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)需要配合建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力布置植物，并輔以排水、節(jié)水系統(tǒng)。在南方，城市高溫多雨，因此適宜種植較高大的樹(shù)木，但建筑屋頂則需加固。此外，還要考慮如何儲(chǔ)存和排出雨水等問(wèn)題。北方地區(qū)風(fēng)沙較多又干旱少雨，因此適宜種植植株較低矮且耐旱的灌木。

3.2 建筑墻體綠化

立體綠化除了屋頂綠化以外，還有垂直墻體綠化方式，是一種通過(guò)采用藤蔓、草皮、苔蘚等附著能力強(qiáng)且自重較輕的植物來(lái)裝飾高層建筑墻面的綠化形式。墻體綠化是立體綠化中占地面積最小而綠化面積最大的形式，具體綠化方式有攀附式綠化、鋪貼式綠化以及構(gòu)架式綠化3種。

1）攀附式綠化 指攀附能力較好的藤蔓植物依靠建筑墻體進(jìn)行自然生長(zhǎng)蔓延的綠化方式，能使植物呈現(xiàn)較為自然的形態(tài)。其缺點(diǎn)是無(wú)法控制植物生長(zhǎng)方向，預(yù)想的綠化效果易出現(xiàn)偏差。在高層建筑綠化設(shè)計(jì)中，攀附式綠化受制于植物特性不能無(wú)限生長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)由樓層底部一直往上蔓延至整個(gè)大樓的效果。因此，攀附式綠化布置方式一般是從樓層平臺(tái)進(jìn)行局部自然蔓延。這種綠化方式適合與混凝土、石料等較為厚實(shí)且粗糙的材料進(jìn)行搭配，呈現(xiàn)不規(guī)則的自然效果。

2）鋪貼式綠化 通常采用模塊化的綠化墻體進(jìn)行鋪裝，一般呈幾何形，有較規(guī)則的邊界，與現(xiàn)代建筑風(fēng)格的高層建筑通過(guò)各種構(gòu)圖搭配，形成簡(jiǎn)約的外立面效果。

3）構(gòu)架式綠化 一般先將堅(jiān)固的金屬構(gòu)架或容器安裝于建筑立面上，然后在容器內(nèi)植入藤蔓植物或草本植物。其展現(xiàn)的形態(tài)相較于鋪貼式綠化方式更自然，也可根據(jù)建筑造型呈帶狀生長(zhǎng)。

高處的風(fēng)速較大，考慮到安全問(wèn)題，主要采用鋪貼式和構(gòu)架式2種綠化處理方式。

3.3 優(yōu)化建筑形體

通過(guò)留出局部平臺(tái)空間布置植物，這種方式能保證一定的安全性，也能使建筑立面不再單一化。常見(jiàn)的有建筑形體的交錯(cuò)、減少體塊以及挑出平臺(tái)等方式。根據(jù)平臺(tái)空間的大小和開(kāi)敞程度，平臺(tái)綠化空間可分為走廊綠化空間、露臺(tái)綠化空間、陽(yáng)臺(tái)綠化空間3類(lèi)。平臺(tái)綠化設(shè)計(jì)通過(guò)豎向立面的重復(fù)運(yùn)用可以達(dá)到立面豐富的立體綠化效果，既能通過(guò)綠色植物的蒸騰作用降低室內(nèi)溫度，又可以在視野所及之處營(yíng)造優(yōu)美的綠色自然環(huán)境。此外，通過(guò)留出部分架空層以及增加靈活曲線邊界的出挑平臺(tái)，可以使其整體形式既有現(xiàn)代化風(fēng)格，又體現(xiàn)出生態(tài)自然的風(fēng)格。平臺(tái)綠化空間的設(shè)計(jì)策略在于最大化地利用現(xiàn)有空間擴(kuò)大綠化面積，并結(jié)合步行環(huán)境打造適宜交往的公共空間。平臺(tái)綠化空間面積一般較大，上面沒(méi)有屋頂或有局部屋頂，空間開(kāi)敞、整體統(tǒng)一，往往是室內(nèi)室外的交匯點(diǎn)，常配合懸挑的大屋頂或建筑構(gòu)件格柵等，形成豐富的空間限定效果，是觀賞景觀和環(huán)境的良好空間。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)一線城市建筑與人口密度越來(lái)越大，綠化用地面積不斷被壓縮，單一平面綠化方式已經(jīng)無(wú)法滿足長(zhǎng)期生活在高樓之中的市民需求。高層建筑立體綠化作為近年來(lái)新的城市綠化概念，打破了城市平鋪式的綠化模式，充分利用建筑物形體、立面、坡面及屋頂作為城市綠化空間。這種綠化方式不僅緩解了城市綠化環(huán)境缺少的尷尬局面，也為建筑生態(tài)化、綠色化提供幫助，是城市環(huán)境優(yōu)化值得探索的新途徑。