模塊式墻體綠化技術研究

汪統(tǒng)岳++聶琦++葉京璐

摘 要：該文從構造形式和基質材料的角度對比分析模塊式墻體綠化技術各種形式的優(yōu)缺點，總結了模塊式墻體綠化的設計要素和養(yǎng)護措施，并提出了建筑設計階段為后期綠化進行結構配套設計的構想。

關鍵詞：垂直綠化 模塊式 構造形式 基質材料 建筑配套設計

中圖分類號：TU985 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0022-02

隨著城市化的進程及生態(tài)城市建設的發(fā)展方向，城市綠化越來越受到關注。傳統(tǒng)的綠化手段受到土地面積的限制，城市綠化已經(jīng)延伸向立體的垂直綠化，如屋頂綠化、斜坡綠化、墻面綠化等，這樣的綠化方式既增加了綠化面積，美化環(huán)境，又取得了良好的景觀裝飾效果。

垂直綠化技術歷經(jīng)傳統(tǒng)墻面綠化、綠墻組合技術和生態(tài)植物墻三個階段，而墻面綠化作為最主要的方式，未來發(fā)展將會形成以墻體綠化為主、兼顧傳統(tǒng)的多形式局面。模塊式墻體綠化作為墻體綠化的新興發(fā)展方式，具有裝卸方便、景觀營造快速、適用面廣、應用前景廣闊等特點，同時也是本文主要研究的對象。

1 模塊式墻體綠化形式的定義和分類

1.1 模塊式墻體綠化的定義

模塊式墻體綠化是通過草木板、種植模塊、種植槽等容器垂直安裝在墻體結構或框架中的一種綠化形式。模塊式墻體綠化有很強的適應性，可供選擇的植物種類繁多，既適用于絕大多數(shù)建筑墻體，如住宅、辦公樓、學校、工廠、展覽館等，又可以適應大多數(shù)地區(qū)的氣候環(huán)境。模塊不僅選擇性強，還能根據(jù)具體項目對模塊的大小、形狀進行設計，以滿足其要求，通過模塊和植物的變化，可以搭配特定的圖案，形成獨具特色的立面景觀。模塊式墻體綠化是一體化的技術，由各小單元構成，從設計到施工要求多工種的通力合作。雖然它是植物栽培技術，但是批量化生產(chǎn)、模塊化安裝、預先培育植物的方式卻是工業(yè)化程度較高的，將給建筑工業(yè)化提供新的發(fā)展方向?；诋斍敖?jīng)濟、能源和環(huán)境問題，模塊式墻體綠化技術應用前景廣闊，但模塊式墻體綠化的構造形式、基質材料及其配套設施和后期維護等方面有待進一步提升，成本也亟待降低。

1.2 模塊式墻體綠化的分類

各種新型垂直綠化技術，本質是對容器構造、介質材料和結構體系的改善和發(fā)展。模塊式墻體綠化形式主要分容器模塊式和介質模塊式兩大類。容器模塊式重點對種植容器進行改進，介質模塊式重點對種植介質進行研究改進。該分類方式主要依據(jù)模塊式墻體綠化的種植構造和基質材料兩方面特點進行劃分，分析模塊式綠化構造和材料兩方面的優(yōu)缺點以及兩者相輔相成的關系。

（1）骨架模塊式：將植物種進預先放好種植介質的容器內(nèi)，然后一同掛在固定好的垂直骨架上，最后接上自動灌溉系統(tǒng)，提供植物生長所需要的水分和肥料。每個容器都可作為一個模塊，不銹鋼骨架起固定作用，以增加綠化的可視度。容器內(nèi)一般采用人工改良土壤基質，質量較輕，并能緩慢釋放肥力，為植物提供生長所需的養(yǎng)分。

（2）卡盆模塊式：將預先培育好植物的容器斜向或橫向插入固定面板，容器斜插入骨架可減小模塊厚度，提高植物所需土壤介質容量。使用固定性好且不易松散的輕質生長介質，同時采用滴灌方式進行灌溉。

（3）種植盒模塊：用固定性好且如海棉一樣輕的聚酯混合基質直接在盒內(nèi)培養(yǎng)植物，使植物有更大的生長空間；可預先栽培后按圖案要求拼裝組合；由滴頭、滴灌管路和控制系統(tǒng)組成的自動灌溉系統(tǒng)與結構框架結合，可將養(yǎng)分輸送到每個種植盒內(nèi)。

（4）種植袋模塊：將平面灌溉系統(tǒng)、種植袋復合在一層高強度防水膜上，形成一個平面種植系統(tǒng)。具體做法是在防水處理過的墻面上鋪設氈貼，然后固定無紡布布袋，在袋內(nèi)填充輕質生長基質以種植物。無紡布的厚度和結構類型應根據(jù)現(xiàn)場條件決定，過厚會導致基質層板結，過薄會導致基質層水土流失，都不利于植物生長。

（5）無土栽培式：先安裝金屬框架來支撐兩層聚酞胺毛氈，將毛氈毯作為生長基質以支持植物的根系布滿墻面。營養(yǎng)液由小管子構成的網(wǎng)絡灌溉給植物，過多的水分在墻底部收集起來從陰溝排走、過濾后重新進入毛細灌溉系統(tǒng)，植物的根布滿墻面生長，吸收循環(huán)水中的營養(yǎng)元素。無土栽培采用配制營養(yǎng)液灌溉，需要根據(jù)植物生長階段、氣候條件等因素合理調(diào)整配比，以滿足植物的生長需求。

鋪貼模塊式：將植物與生長基質組成的平面栽培系統(tǒng)直接鋪貼在做好處理的墻面上，或者采用客土噴播技術在垂直墻體表面形成種植系統(tǒng)，采用自動滴灌技術進行灌溉。目前在陡坡綠化上使用廣泛的客土噴播技術是通過團粒劑使客土形成團?；Y構，加筋纖維起到類似植物根莖的網(wǎng)絡加筋作用，從而造就一定厚度的耐雨水、耐風侵蝕、牢固透氣的多孔結構。同理，將植被護坡技術運用于垂直綠化，利用特制噴混機械將土壤、肥料、強吸水性樹脂、植物種子、粘合劑、保水劑等混合后加水噴射到巖面或建筑表面上，或者將有機基材（速效肥、保水劑、粘結劑、凝固劑、長效肥、有機質土）附著于金屬絲網(wǎng)架上，再噴播草籽實現(xiàn)植生基質的附著生長。也可預先在工廠中水平培育出標準的植物模塊，待植物根系與金屬網(wǎng)纏繞緊密后，在墻面直接鋪貼生長基質與植物組成的栽培平面系統(tǒng)或垂直安裝在墻體上，實現(xiàn)即時成景。

由于噴播基質中保水劑和粘合劑的用量需要根據(jù)當?shù)貧夂驐l件和環(huán)境特點做適當調(diào)整，過多的添加劑用量會影響植物根系的生長，添加劑用量不足則會影響基質的粘接性、耐久性等性能。噴播技術在邊坡綠化中應用的比較廣泛和成熟，但在墻面垂直綠化運用中還存在一些困難。噴播的草種應該是根系發(fā)達、生長速度快、耐寒耐貧瘠的多年生品種；寒冷地區(qū)還應考慮植物的抗凍性。

棕墊模塊式：對傳統(tǒng)介質模塊綠化的改良和“植物生長必有容器”的突破，是由棕墊或海綿和發(fā)泡膜等本身具有極強固定能力和保水能力的材料組成的生長介質模塊。在植物模塊生長好后，通過搭接或綁縛固定在墻體表面的骨架上，就可以形成特定的景觀效果。由于介質模塊較輕且沒有容器，則需要較多的鋼架固定。

2 模塊式墻體綠化的設計要素和養(yǎng)護措施

模塊式墻體綠化的設計要素主要包括灌溉系統(tǒng)設計、基質材料選擇、植物品種選擇、建筑朝向與高度考慮等因素，養(yǎng)護措施包含植物養(yǎng)護、灌溉系統(tǒng)和墻體維護等方面。

2.1 灌溉系統(tǒng)

精密的灌溉系統(tǒng)彌補了模塊式墻體綠化生長環(huán)境的限制，為植物的養(yǎng)護和管理提供了便利。目前常用的自動灌溉系統(tǒng)有噴灌和滴灌兩種方式。噴灌可在墻體立面上靈活架設管道，而不限制綠化的形式和面積，通過動力設施澆灌到任何位置的植物，澆灌速度快，但初次投資較大。滴灌可將噴頭直接插入生長基質中，通過動力設施控制水壓，直接對植物根部供水，節(jié)約用水，灌溉效果好，但對水質要求較高，易導致噴頭堵塞等問題。

2.2 種植基質

模塊式墻體綠化一般采用人工改良基質，從土壤密度、成本、保水性、透氣性、固定性等方面對土壤改良。將腐葉土、泥炭土、勃土、粉煤灰、木屑、珍珠巖、蛭石等輕質材料按比例混合，既能改善基質的透氣性，也能增加基質孔隙率和灌溉的滲透速度，具有較好的蓄水、排水作用。

2.3 植物品種

模塊式墻體綠化技術擴大了植物品種的選擇范圍，然而由水平面到垂直面生長的轉換，需要綜合考慮植物根須的纏繞性能、植物的習性（耐旱性、耐寒性、耐陰性、喜光性、生長周期、養(yǎng)護周期）以及生態(tài)環(huán)境條件、植物重量和體積、建筑環(huán)境風荷載、安全性等因素。在尊重建筑性質的基礎上，因地制宜地選擇植物品種，達到特定的裝飾效果。

2.4 建筑朝向與高度

模塊式墻體綠化技術受建筑朝向和高度的影響，需要考慮植物品種的習性和特征，合理地分配植物。南立面適宜喜陽的植物品種，以達到較好的遮陽效果，同時保護了建筑外墻；東西立面適宜采用當?shù)芈淙~植物，夏天遮陽降溫，冬天采光保暖；北立面適宜喜陰的植物品種，可拼成圖案效果，重點增加建筑的觀賞性。

由于種植高度和模塊自重的限制，不同高度的建筑應采用不同的墻體綠化方式。單層及多層建筑高度較低，其安裝、灌概、卸載和后期維護的問題較少，種植模塊的選擇靈活。高層建筑需要綜合考慮結構安全性、風壓、水壓、養(yǎng)護等問題，常用分段綠化的方法。一般是在陽臺、窗臺或墻面上安裝種植槽，裝配植物模塊來實現(xiàn)綠化效果。宜在建筑頂部放置灌概用的水箱，利用重力彌補灌溉水壓的不足。

2.5 養(yǎng)護措施

植物的養(yǎng)護包括灌溉、施肥、防病蟲害、修剪等方面，模塊的完整性也需要定期檢查，以防止種植基質材料的流失。灌溉系統(tǒng)的維護需要檢查發(fā)射器的堵塞狀況和供排水管尤其是連接處的滲漏狀況，定期清除灌溉渠內(nèi)的腐葉、泥沙等雜質。另外，墻體的維護需要定期檢查外墻面的物理破壞、綠化邊緣、防水膜的剝落和墻面的滲水情況，并及時予以修復。

3 模塊式墻體綠化的發(fā)展建議

模塊式墻體綠化是建筑、結構和植物設計的統(tǒng)一，同時也應實現(xiàn)建筑的整體美?，F(xiàn)有的綠化技術只是在原有建筑的基礎上進行綠化的改進措施，并非垂直綠化的真諦。目前設計上的一個誤區(qū)是著重關注后續(xù)模塊的結構和材料的性能，以結構設計和構圖設計為重，而忽略了植物生長特性、建筑配套設計的考慮。對此，本文提出將垂直綠化還原于建筑自身結構的設想，在建筑設計階段考慮建筑綠化所需要的建筑構件，如在建筑山墻上設計陽臺、在建筑外立面錯層設置凸出挑臺、筒體結構外立面上設置螺旋形挑臺等方式，在建筑結構設計的基礎上，利用水平構件高差錯位，實現(xiàn)水平綠化向垂直綠化效果的過渡，也避免了綠化構造、基質材料、耐久性、安全性等一系列后續(xù)問題。

參考文獻

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