模塊式墻體綠化技術(shù)研究

汪統(tǒng)岳++聶琦++葉京璐

摘 要：該文從構(gòu)造形式和基質(zhì)材料的角度對(duì)比分析模塊式墻體綠化技術(shù)各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)了模塊式墻體綠化的設(shè)計(jì)要素和養(yǎng)護(hù)措施，并提出了建筑設(shè)計(jì)階段為后期綠化進(jìn)行結(jié)構(gòu)配套設(shè)計(jì)的構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：垂直綠化 模塊式 構(gòu)造形式 基質(zhì)材料 建筑配套設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU985 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（a）-0022-02

隨著城市化的進(jìn)程及生態(tài)城市建設(shè)的發(fā)展方向，城市綠化越來(lái)越受到關(guān)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(shù)歷經(jīng)傳統(tǒng)墻面綠化、綠墻組合技術(shù)和生態(tài)植物墻三個(gè)階段，而墻面綠化作為最主要的方式，未來(lái)發(fā)展將會(huì)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(yíng)造快速、適用面廣、應(yīng)用前景廣闊等特點(diǎn)，同時(shí)也是本文主要研究的對(duì)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(guò)草木板、種植模塊、種植槽等容器垂直安裝在墻體結(jié)構(gòu)或框架中的一種綠化形式。模塊式墻體綠化有很強(qiáng)的適應(yīng)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(xué)校、工廠、展覽館等，又可以適應(yīng)大多數(shù)地區(qū)的氣候環(huán)境。模塊不僅選擇性強(qiáng)，還能根據(jù)具體項(xiàng)目對(duì)模塊的大小、形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足其要求，通過(guò)模塊和植物的變化，可以搭配特定的圖案，形成獨(dú)具特色的立面景觀。模塊式墻體綠化是一體化的技術(shù)，由各小單元構(gòu)成，從設(shè)計(jì)到施工要求多工種的通力合作。雖然它是植物栽培技術(shù)，但是批量化生產(chǎn)、模塊化安裝、預(yù)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。基于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境問(wèn)題，模塊式墻體綠化技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，但模塊式墻體綠化的構(gòu)造形式、基質(zhì)材料及其配套設(shè)施和后期維護(hù)等方面有待進(jìn)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(shù)，本質(zhì)是對(duì)容器構(gòu)造、介質(zhì)材料和結(jié)構(gòu)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(zhì)模塊式兩大類。容器模塊式重點(diǎn)對(duì)種植容器進(jìn)行改進(jìn)，介質(zhì)模塊式重點(diǎn)對(duì)種植介質(zhì)進(jìn)行研究改進(jìn)。該分類方式主要依據(jù)模塊式墻體綠化的種植構(gòu)造和基質(zhì)材料兩方面特點(diǎn)進(jìn)行劃分，分析模塊式綠化構(gòu)造和材料兩方面的優(yōu)缺點(diǎn)以及兩者相輔相成的關(guān)系。

（1）骨架模塊式：將植物種進(jìn)預(yù)先放好種植介質(zhì)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(dòng)灌溉系統(tǒng)，提供植物生長(zhǎng)所需要的水分和肥料。每個(gè)容器都可作為一個(gè)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(zhì)，質(zhì)量較輕，并能緩慢釋放肥力，為植物提供生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分。

（2）卡盆模塊式：將預(yù)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(zhì)容量。使用固定性好且不易松散的輕質(zhì)生長(zhǎng)介質(zhì)，同時(shí)采用滴灌方式進(jìn)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(zhì)直接在盒內(nèi)培養(yǎng)植物，使植物有更大的生長(zhǎng)空間；可預(yù)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(dòng)灌溉系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)框架結(jié)合，可將養(yǎng)分輸送到每個(gè)種植盒內(nèi)。

（4）種植袋模塊：將平面灌溉系統(tǒng)、種植袋復(fù)合在一層高強(qiáng)度防水膜上，形成一個(gè)平面種植系統(tǒng)。具體做法是在防水處理過(guò)的墻面上鋪設(shè)氈貼，然后固定無(wú)紡布布袋，在袋內(nèi)填充輕質(zhì)生長(zhǎng)基質(zhì)以種植物。無(wú)紡布的厚度和結(jié)構(gòu)類型應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件決定，過(guò)厚會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)層板結(jié)，過(guò)薄會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)層水土流失，都不利于植物生長(zhǎng)。

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

鋪貼模塊式：將植物與生長(zhǎng)基質(zhì)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(shù)在垂直墻體表面形成種植系統(tǒng)，采用自動(dòng)滴灌技術(shù)進(jìn)行灌溉。目前在陡坡綠化上使用廣泛的客土噴播技術(shù)是通過(guò)團(tuán)粒劑使客土形成團(tuán)?；Y(jié)構(gòu)，加筋纖維起到類似植物根莖的網(wǎng)絡(luò)加筋作用，從而造就一定厚度的耐雨水、耐風(fēng)侵蝕、牢固透氣的多孔結(jié)構(gòu)。同理，將植被護(hù)坡技術(shù)運(yùn)用于垂直綠化，利用特制噴混機(jī)械將土壤、肥料、強(qiáng)吸水性樹(shù)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(jī)基材（速效肥、保水劑、粘結(jié)劑、凝固劑、長(zhǎng)效肥、有機(jī)質(zhì)土）附著于金屬絲網(wǎng)架上，再噴播草籽實(shí)現(xiàn)植生基質(zhì)的附著生長(zhǎng)。也可預(yù)先在工廠中水平培育出標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)基質(zhì)與植物組成的栽培平面系統(tǒng)或垂直安裝在墻體上，實(shí)現(xiàn)即時(shí)成景。

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

棕墊模塊式：對(duì)傳統(tǒng)介質(zhì)模塊綠化的改良和“植物生長(zhǎng)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(qiáng)固定能力和保水能力的材料組成的生長(zhǎng)介質(zhì)模塊。在植物模塊生長(zhǎng)好后，通過(guò)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(zhì)模塊較輕且沒(méi)有容器，則需要較多的鋼架固定。

2 模塊式墻體綠化的設(shè)計(jì)要素和養(yǎng)護(hù)措施

模塊式墻體綠化的設(shè)計(jì)要素主要包括灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基質(zhì)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(hù)措施包含植物養(yǎng)護(hù)、灌溉系統(tǒng)和墻體維護(hù)等方面。

2.1 灌溉系統(tǒng)

精密的灌溉系統(tǒng)彌補(bǔ)了模塊式墻體綠化生長(zhǎng)環(huán)境的限制，為植物的養(yǎng)護(hù)和管理提供了便利。目前常用的自動(dòng)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(shè)管道，而不限制綠化的形式和面積，通過(guò)動(dòng)力設(shè)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(zhǎng)基質(zhì)中，通過(guò)動(dòng)力設(shè)施控制水壓，直接對(duì)植物根部供水，節(jié)約用水，灌溉效果好，但對(duì)水質(zhì)要求較高，易導(dǎo)致噴頭堵塞等問(wèn)題。

2.2 種植基質(zhì)

模塊式墻體綠化一般采用人工改良基質(zhì)，從土壤密度、成本、保水性、透氣性、固定性等方面對(duì)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(zhì)材料按比例混合，既能改善基質(zhì)的透氣性，也能增加基質(zhì)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(shù)擴(kuò)大了植物品種的選擇范圍，然而由水平面到垂直面生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換，需要綜合考慮植物根須的纏繞性能、植物的習(xí)性（耐旱性、耐寒性、耐陰性、喜光性、生長(zhǎng)周期、養(yǎng)護(hù)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(fēng)荷載、安全性等因素。在尊重建筑性質(zhì)的基礎(chǔ)上，因地制宜地選擇植物品種，達(dá)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(shù)受建筑朝向和高度的影響，需要考慮植物品種的習(xí)性和特征，合理地分配植物。南立面適宜喜陽(yáng)的植物品種，以達(dá)到較好的遮陽(yáng)效果，同時(shí)保護(hù)了建筑外墻；東西立面適宜采用當(dāng)?shù)芈淙~植物，夏天遮陽(yáng)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(diǎn)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(yīng)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(hù)的問(wèn)題較少，種植模塊的選擇靈活。高層建筑需要綜合考慮結(jié)構(gòu)安全性、風(fēng)壓、水壓、養(yǎng)護(hù)等問(wèn)題，常用分段綠化的方法。一般是在陽(yáng)臺(tái)、窗臺(tái)或墻面上安裝種植槽，裝配植物模塊來(lái)實(shí)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(bǔ)灌溉水壓的不足。

2.5 養(yǎng)護(hù)措施

植物的養(yǎng)護(hù)包括灌溉、施肥、防病蟲(chóng)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(zhì)材料的流失。灌溉系統(tǒng)的維護(hù)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(zhì)。另外，墻體的維護(hù)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(shí)予以修復(fù)。

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(jié)構(gòu)和植物設(shè)計(jì)的統(tǒng)一，同時(shí)也應(yīng)實(shí)現(xiàn)建筑的整體美。現(xiàn)有的綠化技術(shù)只是在原有建筑的基礎(chǔ)上進(jìn)行綠化的改進(jìn)措施，并非垂直綠化的真諦。目前設(shè)計(jì)上的一個(gè)誤區(qū)是著重關(guān)注后續(xù)模塊的結(jié)構(gòu)和材料的性能，以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)圖設(shè)計(jì)為重，而忽略了植物生長(zhǎng)特性、建筑配套設(shè)計(jì)的考慮。對(duì)此，本文提出將垂直綠化還原于建筑自身結(jié)構(gòu)的設(shè)想，在建筑設(shè)計(jì)階段考慮建筑綠化所需要的建筑構(gòu)件，如在建筑山墻上設(shè)計(jì)陽(yáng)臺(tái)、在建筑外立面錯(cuò)層設(shè)置凸出挑臺(tái)、筒體結(jié)構(gòu)外立面上設(shè)置螺旋形挑臺(tái)等方式，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用水平構(gòu)件高差錯(cuò)位，實(shí)現(xiàn)水平綠化向垂直綠化效果的過(guò)渡，也避免了綠化構(gòu)造、基質(zhì)材料、耐久性、安全性等一系列后續(xù)問(wèn)題。

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