建筑立體綠化的一體化設計探索——以后勤工程學院綠色建筑示范樓為例

李圓，胡望社，李蒙，王健琪

（后勤工程學院 國防建筑規(guī)劃與環(huán)境工程系，重慶 401311）

千百年來，我們一直將建筑作為人類改造自然、戰(zhàn)勝自然能力的根本體現。但在改造自然的同時，建筑對自然資源的消耗也是巨大的。我國每年建造約30億m2的新建筑，占世界上所有國家新建筑的40%～50%。隨著大量新建筑的產生，人們對建筑本身提出了更高的要求，建筑對環(huán)境的影響也引起了更多學者的關注[1]。綠色建筑正是在這樣的背景下發(fā)展起來的，越來越多的生態(tài)節(jié)能技術被運用到建筑中，立體綠化便是其中最積極有效的方法之一。

1 建筑立體綠化與一體化設計概述

1.1 建筑立體綠化

建筑立體綠化是一種全方位的空間綠化形式，與平面綠化相比較而言，立體綠化充分利用了建筑物和構筑物的內外空間，有利于建筑節(jié)能，提高了城市綠量，美化居住環(huán)境，并能在一定程度上改善城市生態(tài)環(huán)境。它不僅將綠色植被、景觀引入建筑，滿足了使用者希望在建筑中接觸自然的需求，同時還產生了一定的“增值效應”。其主要體現在以下幾個方面：

（1）保護建筑物維護結構，提高耐久性；

（2）緩解城市熱島效應，調節(jié)微氣候；

（3）過濾飄塵，吸收廢氣，提高空氣質；

（4）降低太陽輻射強度，調節(jié)室內溫度；

（5）緩沖聲波震動，減少噪聲污染。

建筑立體綠化形式多樣，可以與建筑環(huán)境、空間、構件等靈活組合，創(chuàng)造出豐富的藝術效果。它的引入對建筑外觀產生了顯著的影響。如何保持建筑技術和藝術之間的統(tǒng)一性已受到了越來越多建筑師的關注。

1.2 一體化設計

一體化設計沒有單一的明確定義，它表現的是一種獨特、刻意的生態(tài)建筑設計方式[2]。由于建筑是一個復雜的統(tǒng)一體，它所存在的文化特征和自我價值是由技術和美學兩方面同時體現的，一體化設計是實現建筑技術與藝術優(yōu)化結合的最佳途徑之一。建筑立體綠化的一體化設計就是在項目策劃之初，將立體綠化作為建筑的一個要素，刻意地納入到建筑設計之中，使建筑技術與建筑形式有機結合，謀求在項目建設的全過程中，統(tǒng)一設計、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一管理，并最終使立體綠化對建筑與環(huán)境產生增值效應。

后勤工程學院綠色建筑示范樓在建筑立體綠化一體化設計方面進行了一些有意義的探索，將立體綠化融入到了建筑整體設計之中，同時保持了建筑自身的完整性，使建筑與立體綠化有機的結合。

2 示范樓立體綠化的一體化設計

2.1 項目概況

后勤工程學院綠色建筑示范樓位于重慶市大學城后勤工程學院新校區(qū)西南角，背倚縉云山脈，場地周邊原生態(tài)植被較好（圖1）。該項目是一座集教學、辦公、接待等功能的綜合體建筑?？偨ㄖ娣e11609m2，建筑為地上5層，地下1層[3]。

圖1 總平面圖

該項目建筑按照美國綠色建筑LEED-NC2.2金獎標準和我國綠色建筑“三星級”認證標準進行設計和建造。目前，該項目已獲得國家“綠色建筑創(chuàng)新獎一等獎”（2013年），并通過國家“三星級”綠色建筑設計評價標識認證（2011年），被住建部評為國家首批“綠色建筑示范工程”（圖2、圖3）。

圖2 示范樓南立面

圖3 示范樓西北立面

2.2 建筑立體綠化的一體化設計

綠色建筑應該利用評價標準作為引導，將綠色技術整體應用，而不是作為孤立的技術點。因此，在項目前期立項時便引入了一體化的設計方法，對全專業(yè)技術進行整合，建立技術點之間、技術點與整體之間的聯系，以求保持綠色建筑的系統(tǒng)性、完整性，最大程度地發(fā)揮其“綠色”性能。立體綠化便是通過一體化設計與建筑環(huán)境、空間、構件結合，固化于整個建筑中，表現得合乎自然，成為示范樓項目綠色特質的外化。

根據立體綠化與建筑結合部位的不同，該項目將立體綠化的一體化設計分為三種方式。

2.2.1 建筑環(huán)境綠化的一體化設計

建筑與環(huán)境結合是建筑設計的必然要求。立體綠化與建筑空間環(huán)境的一體化設計也必然體現出建筑所處環(huán)境的特性。建筑設計應盡可能利用自然環(huán)境，或者模擬自然環(huán)境，最大程度地減少對自然景觀環(huán)境的改造，并努力恢復原生自然景觀環(huán)境。

立體綠化與建筑環(huán)境相結合的一體化設計方法可分為兩類。一類是將立體綠化與自然環(huán)境相互融合設計。這種方式可以認為建筑本身的人工形態(tài)被自然的景觀面貌 “隱藏”了起來，最大限度減少建筑的人工痕跡對自然生態(tài)環(huán)境的影響[4]。另一類則是基于特定建筑環(huán)境的適應性設計。為滿足建筑的空間、功能要求而不得不對建筑周邊自然景觀地形進行改造時，立體綠化便成為了人工環(huán)境與自然環(huán)境的緩沖體。這種適應性景觀地形雖為人工修筑，但卻使建筑環(huán)境多了幾分“清水出芙蓉，天然去雕飾”之美。

項目所在校園地處丘陵地帶，山清水秀，環(huán)境宜人。校園建設充分體現了“與山水相擁，與自然共生”的生態(tài)校園規(guī)劃理念。綠色建筑示范樓屬于校園生態(tài)圈中的一部分，綠化格局應與校園整體綠化格局相呼應。設計中對于場地西、北側原有丘陵地形予以保留，充分利用原生態(tài)的自然景觀。場地內以集中綠化為主，分散及零星綠地為輔。山體護坡采用斜坡綠化，結合退臺屋面綠化創(chuàng)造出豐富的空間層次和良好的景觀效果（圖4）。地下室采光利用斜坡綠化形式，在為地下空間創(chuàng)造了良好的采光通風條件減少了人工照明的同時，使建筑周邊環(huán)境的平面綠化變成了立體的綠化層面景觀（圖5）。這種一體化綠化設計既是景觀的需要，也是技術的要求。

圖4 周邊山體護坡綠化

圖5 滿足地下室采光要求的斜坡綠化

2.2.2 空間立體綠化的一體化設計

立體綠化與建筑空間環(huán)境相結合的一體化設計需要從前期立項研究階段開始，依托建筑功能要求設定立體綠化與建筑空間結合的雛形。這個雛形是在滿足功能要求、使用者心理需求與審美訴求的同時，將立體綠化作為空間設計的一個要素進行針對性的思考。其主要形式有屋頂花園、室內花園、中庭垂直綠化、首層架空花園和下沉花園等。

本項目采用屋頂花園與中庭垂直綠化的立體綠化形式。其中屋頂花園綠化面積占屋頂可綠化面積比例約為68.3%。設計中將北側公共用房設計成退臺式，對退臺屋面進行了一體化的綠化設計，使受風面劃分成了三個長度不同的區(qū)域，既縮小了建筑間接迎風面的高度，又加大了建筑的進深，由此形成階梯狀的屋頂花園與建筑周邊山體綠化融為一體（圖6）。 夏季時，屋面綠化可以遮擋太陽輻射，降低屋頂外表面平均輻射溫度以及室內溫度及其波動；冬季時，可減少室外冷空氣對屋面板外表面的侵襲，保溫作用明顯。充分體現了屋面綠化所起的保溫隔熱作用。

圖6 屋頂花園

建筑中庭垂直綠化將綠色植物引入建筑。該項目在中庭每層樓板邊緣設置花池，使建筑內部呈現出獨特的空間視覺效果，同時這些植物在一定程度上能調節(jié)室內空氣質量 （圖7）。

圖7 中庭垂直綠化

2.2.3 墻面垂直綠化的一體化設計

對于建筑而言，構件是建筑空間造型設計的重要部件，影響建筑的整體藝術形象，同時也是建筑內部與外部空間進行物質、能量以及信息交換的重要媒介[5]。墻面立體綠化與建筑構件一體化設計使構件成為立體綠化的載體，最大程度地提高綠化面積，實現有限空間的生態(tài)效益最大化。二者的有機結合不僅充分發(fā)揮了構件的物理性能，優(yōu)化建筑使用效果，同時又滿足了建筑藝術形象的要求。墻面立體綠化主要可以與墻面、構架、陽臺、窗臺、欄板、遮陽、樓梯、坡道等結合進行一體化設計。

該項目設計中將建筑圍護結構、遮陽構件與立體綠化進行一體化設計（圖8）。根據計算機采光模擬軟件計算出的外墻水平和垂直方向的遮陽構件，在滿足遮陽效果的同時，充分考慮建筑立面造型和構圖要求，使之簡潔、大氣并富有現代韻味。與此同時遮陽構件之間設計成容器型垂直綠化[6]，利用垂直滴灌中水系統(tǒng)為植物補充水分。立面造型、遮陽構件與垂直綠化容器三者結合，一體化設計使整體風格協調呼應，又不失變化與活力。垂直綠化與自遮陽結合減少夏季太陽輻射，起到降溫作用，同時 還可以降低南面城市干道的噪音污染，吸收二氧化碳，減少浮塵污染等。

圖8 南側外墻面垂直綠化

3 結語

建筑立體綠化的一體化設計，主張將立體綠化與建筑室內外空間有機地結合，充分發(fā)揮立體綠化的景觀作用和生態(tài)作用，這為降低建筑能耗、改善建筑和城市生態(tài)環(huán)境提供了一條重要途徑。隨著城市化進程加速，城市生態(tài)環(huán)境壓力增大，人們將更加關注建筑能耗與環(huán)境保護問題，建筑立體綠化的一體化設計必將越來越受到人們的重視，并將在未來得到更好的發(fā)展。

[1]蔡麗敏，孫大明，王有為．淺議建筑垂直綠化[J]．城市環(huán)境與城市生態(tài)，2009(4):16-23.

[2]加拿大聯邦住房署.一體化設計引領更多生態(tài)建筑的問世[J].建筑創(chuàng)作，2007（9）.

[3]李蒙，胡望社，楊悅，等.重慶地區(qū)雙層玻璃幕墻的夏季傳熱效能分析[J].建筑技術，2012(4).

[4]孫長惠.立體綠化與建筑一體化設計結合方式初探[J]．華中建筑，2012（9）.

[5]李芳.節(jié)能構件與建筑立面一體化設計研究[D].同濟大學，2007：4-5.

[6]胡望社,姜利勇,薛明,等.校園可持續(xù)建筑實踐——后勤工程學院綠色建筑示范樓設計 [J].后勤工程學院學報，2010（1）.