構(gòu)建立體綠化研發(fā)及技術(shù)體系

文·圖 ◎ 吳錦華 劉芳伊

景觀設(shè)計(jì)＞LANDSCAPE DESIGN

構(gòu)建立體綠化研發(fā)及技術(shù)體系

文·圖 ◎ 吳錦華 劉芳伊

立體綠化是城市綠化發(fā)展的新趨勢(shì)，也是城市生態(tài)綠化的重要組成部分，能有效提高城市綠化率，改善城市生態(tài)環(huán)境。本文以筆者所在的南京萬(wàn)榮立體綠化工程有限公司的實(shí)踐出發(fā)，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的自主研發(fā)、企企聯(lián)盟、政校企合作等方式進(jìn)行立體綠化技術(shù)的研究和市場(chǎng)推廣，并應(yīng)用研究成果建設(shè)多個(gè)立體綠化項(xiàng)目，在實(shí)踐中總結(jié)提升并最終形成了地方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)于市場(chǎng)的立體綠化企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何構(gòu)建一套行之有效的立體綠化的研發(fā)及技術(shù)體系非常必要。

國(guó)內(nèi)外立體綠化的發(fā)展現(xiàn)狀

歐洲屋頂綠化起源于19世紀(jì)晚期的德國(guó)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展和實(shí)踐，從設(shè)計(jì)理念到材料技術(shù)，已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)相當(dāng)成熟的階段。早在20世紀(jì)末就立法強(qiáng)制推行屋頂綠化，對(duì)實(shí)施屋頂綠化的項(xiàng)目可申請(qǐng)享受減免費(fèi)用、政府補(bǔ)貼、低息或無(wú)息貸款等優(yōu)惠。如今，新建或改建項(xiàng)目申報(bào)規(guī)劃設(shè)計(jì)，都必須同時(shí)申請(qǐng)屋頂綠化設(shè)計(jì)，否則不予受理。德國(guó)每年完成屋頂綠化的總量約為500萬(wàn)平方米。

“花園城市”新加坡，整個(gè)城市里到處都是郁郁蔥蔥的各種植被，該城市的立體綠化讓所有建筑物都淹沒(méi)在一片綠色之中。美國(guó)的許多大城市里所有的空地幾乎全都被綠色的草皮覆蓋，大多數(shù)超級(jí)市場(chǎng)的護(hù)欄、建筑物墻上都植滿了綠木的花草加以修飾。

另外還有很多西方國(guó)家規(guī)定，城市里不允許建造磚墻、水泥墻，必須要營(yíng)造“生態(tài)墻”，其具體做法是沿墻面的走向等距離種植樹(shù)木，中間再配以攀緣類、藤本類的花草，也可用例如鐵網(wǎng)這樣既省工又省料又實(shí)用的形式來(lái)輔助，不僅可以達(dá)到垂直綠化的效果，還可以起到透景的額外作用。

北京的垂直綠化源于1983年建成的長(zhǎng)城飯店屋頂花園，并以2008年的北京奧運(yùn)會(huì)為契機(jī)，大部分能夠?qū)嵤┚G化工作的屋頂、立交橋、高架等立面均實(shí)現(xiàn)了綠化。北京市區(qū)可進(jìn)行綠化的屋頂面積約6 979萬(wàn)平方米，其中多層樓屋頂(18米以下)約占70%，高層樓約占30%。

上海是中國(guó)第一個(gè)以立法的形式要求規(guī)范建設(shè)屋頂綠化的地區(qū)。截到2014年底，全市累計(jì)建成屋頂綠化約195萬(wàn)平方米，而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，可綠化資源為3 000多萬(wàn)平方米，綠化潛力巨大。

南京在立體綠化推廣和應(yīng)用方面也做了嘗試，主要對(duì)主城區(qū)范圍內(nèi)公共建筑（含居民小區(qū)公共部位）上實(shí)施的立體綠化項(xiàng)目進(jìn)行項(xiàng)目扶持。城區(qū)內(nèi)綠化覆蓋率較低的重點(diǎn)區(qū)域立體綠化建設(shè)項(xiàng)目，給予優(yōu)先扶持。

立體綠化技術(shù)研發(fā)的理論基礎(chǔ)

1. 立足自身，開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究

2005年末，南京鼓樓區(qū)政府原禮堂頂改造成為屋頂花園的項(xiàng)目，為立體綠化技術(shù)的研發(fā)拉開(kāi)了序幕。此項(xiàng)目最大的難點(diǎn)是解決安全問(wèn)題。為解決這一難題，技術(shù)人員一方面遠(yuǎn)赴廣州、上海、北京等地進(jìn)行考察學(xué)習(xí)，一方面在南京本地的老建筑屋面和紫金山、棲霞山、幕府山等處尋找類似環(huán)境的自然生長(zhǎng)植物，并將收集來(lái)的各種材料和技術(shù)在自家園藝中心的3層樓頂和總公司的2層平臺(tái)進(jìn)行栽培試驗(yàn)。通過(guò)實(shí)地考察、野生品種收集、模仿自然栽培、學(xué)習(xí)他人經(jīng)驗(yàn)，并將取得的成果技術(shù)進(jìn)行二次研發(fā)。結(jié)合南京的氣候特點(diǎn)，項(xiàng)目組很快就摸索出一套“輕型屋面綠化技術(shù)”，并于2006年國(guó)慶利用長(zhǎng)假，順利完成1 000平米的大跨度政府禮堂頂?shù)奈蓓斁G化工程。

圖片說(shuō)明

1. 園藝中心3層樓頂?shù)哪M試驗(yàn)

2010年上海世博會(huì)的200多個(gè)場(chǎng)館中，85%都進(jìn)行了建筑特殊空間的立體綠化，如印度館、新西蘭館、沙特館、世博主題館等屋頂和墻體綠化。項(xiàng)目組多次前往現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)，并以此為契機(jī)成立“立體綠化研發(fā)中心”，針對(duì)植物選擇、基質(zhì)選擇、灌溉系統(tǒng)等技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)攻堅(jiān)克難，全面系統(tǒng)研究立體綠化技術(shù)。

2. 總公司2層平臺(tái)的模擬試驗(yàn)

2. 企企合作，將“引進(jìn)來(lái)”與“走出去”相結(jié)合

利用“引進(jìn)來(lái)”的模式能大大加快立體綠化的研發(fā)步伐。采取合作方式將世界最前沿的技術(shù)引入，結(jié)合自身的實(shí)際情況進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)利用，激發(fā)出技術(shù)創(chuàng)新的活力，突破技術(shù)壁壘，迅速培育出具有競(jìng)爭(zhēng)力的立體綠化核心技術(shù)。如2011年，萬(wàn)榮公司的技術(shù)人員利用去新加坡考察的機(jī)會(huì)，深入與新加坡的國(guó)際知名景觀資材公司接觸和溝通，引進(jìn)新加坡國(guó)際先進(jìn)的VPM立體綠化模塊技術(shù)，并加以實(shí)際運(yùn)用和改進(jìn)。

“走出去”是企業(yè)發(fā)展壯大后對(duì)外擴(kuò)張的必然選擇，結(jié)合自身特點(diǎn)我們選擇了技術(shù)輸出。運(yùn)用多年的研究成果和各地具有市場(chǎng)能力而缺少技術(shù)的企業(yè)合作，在獲取經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也使我們的科研成果得以推廣和改進(jìn)。如2012年，與湖北黃石花木公司簽訂了技術(shù)授權(quán)使用協(xié)議，通過(guò)項(xiàng)目跟蹤施工、理論知識(shí)培訓(xùn)等形式為該公司培養(yǎng)了3名技術(shù)人員，成功將立體綠化技術(shù)引入湖北。

3. 大跨度政府禮堂頂?shù)奈蓓斁G化效果

3. 開(kāi)放式科研，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研助長(zhǎng)

早在立體綠化研發(fā)初期，萬(wàn)榮公司就和南京林業(yè)大學(xué)、金陵科技學(xué)院等多所高校形成技術(shù)合作聯(lián)盟，充分發(fā)揮高校的人才、設(shè)備和信息優(yōu)勢(shì)，在立體綠化技術(shù)研究的過(guò)程中，獲得極大的助力。學(xué)校結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題及需求，提供基礎(chǔ)理論研究支撐；而企業(yè)再將學(xué)校的理論付諸行動(dòng)轉(zhuǎn)為實(shí)踐產(chǎn)品，加速企業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)的創(chuàng)新。同時(shí)，企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)基地又成為學(xué)校的教學(xué)和實(shí)踐基地。企業(yè)的技術(shù)骨干定期舉辦專業(yè)講座，推廣立體綠化專業(yè)知識(shí)，針對(duì)性培養(yǎng)適合企業(yè)需求的員工，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享、互惠互利、共同發(fā)展”的雙贏結(jié)果。

4. 企業(yè)的研發(fā)基地作為學(xué)校的教學(xué)和實(shí)踐基地以謀求雙贏

立體綠化技術(shù)體系的建立

1. 屋頂綠化

根據(jù)建筑屋頂?shù)某兄睾奢d、種植土壤厚度、布局形式、植物種類、維護(hù)水平等要素將屋頂綠化分為如下三種類型。

花園式屋頂綠化：在建筑屋面種植小喬木、灌木、地被、草坪等植物進(jìn)行造景，并適當(dāng)配置亭、廊架、汀步、水池等小品設(shè)施供人們休憩娛樂(lè)的屋頂綠化形式。屋頂預(yù)留荷載要求≥450千克/平方米，一般需要高投入的精細(xì)養(yǎng)護(hù)，才能保證長(zhǎng)久的景觀效果。該類型屋頂綠化需要較大屋面荷載，適用于與建筑同步設(shè)計(jì)和建設(shè)的屋頂綠化。

組合式屋頂綠化：建筑屋面荷載通?！?00千克/平方米，在屋頂承重墻、梁、柱部位或鋼筋加密部位進(jìn)行花壇、綠帶、小型景點(diǎn)等布置，大部分區(qū)域以草坪地被為主，局部配置小喬木和小灌木，輔以簡(jiǎn)單的汀步、休閑設(shè)施等供人們休閑的屋頂綠化形式。這種屋頂兼顧了使用功能和景觀效果，日常養(yǎng)護(hù)投入中等。一般適合于原有上人屋面綠化改造采用的綠化類型。

簡(jiǎn)單式屋頂綠化：建筑屋面荷載一般不能低于100千克/平方米，種植低矮地被和草坪，布置簡(jiǎn)單的維修和養(yǎng)護(hù)通道，以隔熱保溫、改善局部生態(tài)環(huán)境為目的的屋頂綠化形式。這類屋頂綠化以少維護(hù)和低維護(hù)為發(fā)展方向，適合于非上人屋面的綠化。

2. 垂面綠化

以自動(dòng)化墻體綠化系統(tǒng)為研究目標(biāo)，以不同類型的綠化模式選擇、基質(zhì)和植被的本土化（選和育）、穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動(dòng)水肥控制系統(tǒng)為研究?jī)?nèi)容，研究出了多種墻體綠化技術(shù)，包括VPM種植框植物墻綠化技術(shù)、室內(nèi)種植毯式植物墻綠化技術(shù)、改良型種植袋植物墻綠化技術(shù)、PE種植盒植物墻綠化技術(shù)等垂面綠化技術(shù)。這些技術(shù)將室內(nèi)墻面防水、自動(dòng)澆灌、室內(nèi)綠化、建筑節(jié)能相結(jié)合，在技術(shù)上形成一個(gè)完整系統(tǒng)。

攀爬型：攀援植物利用自身的勾刺、卷須、吸盤、氣生根等依附或懸掛于垂面，可自然攀爬，也可設(shè)置牽引繩、固定網(wǎng)、木格柵等輔助方式攀爬，是最節(jié)省、最低碳、最生態(tài)、最持久的墻面綠化方式，應(yīng)大力推廣。缺點(diǎn)是植物生長(zhǎng)速度慢，種植到成型時(shí)間長(zhǎng)。

容器（盆）組合型：在墻體或者斜面上設(shè)置固定結(jié)構(gòu)、固定規(guī)格的大小容器，并種植植物以及配套垂直澆灌系統(tǒng)。這種方式栽培的植物為原盆栽植，沒(méi)有緩苗期，植物建植成形速度快，且生長(zhǎng)旺盛；同時(shí)原盆種植便于更換，日常管理成本相對(duì)較低。

框體（模塊）裝配型：綠化墻由預(yù)制好的單元模塊，按一定要求拼裝組合，并設(shè)置灌溉系統(tǒng)。每一個(gè)預(yù)制種植塊可以是獨(dú)立的、自給自足的植物生長(zhǎng)單元，也可以互相聯(lián)系，形成有機(jī)整體。這種類型的優(yōu)點(diǎn)是單元植物模塊可以預(yù)培養(yǎng)，節(jié)約施工時(shí)間，裝配便捷。缺點(diǎn)是初裝成本較高，植物更換難度大。

種植毯（袋）型：將植物垂直固定在墻面綠化專用種植毯上，通過(guò)自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)植物需要自動(dòng)控制水肥供應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)重量輕，結(jié)構(gòu)厚度薄，植物組合自由。缺點(diǎn)是植物選擇范圍小，日常管理精度高。

5. 南京鼓樓區(qū)政府大院屋頂綠化全景圖

案例解析

1. 鼓樓區(qū)政府大院屋頂綠化工程

南京鼓樓區(qū)政府禮堂及辦公樓的屋頂綠化工程，分別在2005年、2008年以及2013年對(duì)鼓樓區(qū)政府的樓體屋面進(jìn)行了三期屋面綠化施工，總施工面積達(dá)2 800平方米，共7個(gè)樓面。其綠化類型有景觀型和生態(tài)型，較之前單調(diào)、枯燥的灰色屋頂,現(xiàn)在變成了清爽、靚麗的“綠色”屋面，一方面大量增加了鼓樓區(qū)政府的綠化面積，且在一定程度上降低了整個(gè)樓體的屋內(nèi)溫度。此項(xiàng)目采用的是公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生態(tài)屋頂綠化盒、生態(tài)屋面綠化墊和可移動(dòng)式生態(tài)屋面綠化模塊組成的屋面輕質(zhì)綠化系統(tǒng)，巧妙地將屋頂綠化與防水、隔熱相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)與節(jié)能的雙贏。

2. 常州武進(jìn)區(qū)鳳凰谷立體綠化工程

鳳凰谷是常州武進(jìn)區(qū)2010年城建的十大工程之一，項(xiàng)目建筑面積為4.8萬(wàn)平方米，整個(gè)建筑由影劇院（A區(qū)）、少年宮（B區(qū)）和展覽館（C區(qū)）三大部分組成。該立體綠化項(xiàng)目分為屋頂綠化和垂直綠化二大部分：屋頂部分面積為7 700平方米，由不同坡度的斜屋面，呈幾何狀拼接而成，屋面坡度分別在15～60度之間。垂直綠化部分，位于A區(qū)和C區(qū)的外墻，面積為800平方米，呈倒三角型，最大高度為32米，采用框體結(jié)構(gòu)種植，建成效果極佳。

6. 常州武進(jìn)宮鳳凰谷立體綠化工程效果展示

3. 南京水平方中庭綠化柱

南京水平方中庭的垂直綠化立柱高達(dá)32米、直徑2米，是南京第一家將立體綠化運(yùn)用于商業(yè)空間的范例。項(xiàng)目采用公司自主研發(fā)的室內(nèi)種植毯技術(shù)，先期在研發(fā)中心建植等直徑、高3米的立柱進(jìn)行試驗(yàn)，然后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和施工要點(diǎn)，確定項(xiàng)目的建造方案。此項(xiàng)目采用16種適合室內(nèi)生長(zhǎng)的半耐蔭植物，耗時(shí)15天完工，為水平方打造了一個(gè)四季常綠、植物豐富的生命之樹(shù)。

7. 南京火車站北廣場(chǎng)山體斷面的巨型垂直綠化墻

4. 南京火車站北廣場(chǎng)垂直綠化

南京火車站北廣場(chǎng)建設(shè)時(shí)，開(kāi)挖了原小紅山的山體，導(dǎo)致大面積的山體斷面覆蓋著混凝土層，給環(huán)境造成很大破壞，山體急需綠化恢復(fù)。此項(xiàng)目采用VPM（Vertical Planting Module）框體植物墻技術(shù)和種植毯技術(shù)對(duì)山體的混凝土層進(jìn)行垂直綠化恢復(fù)，在不對(duì)山體進(jìn)行大規(guī)模改動(dòng)的前提下，僅用2個(gè)月時(shí)間和15萬(wàn)株植物，將一塊面積達(dá)2 300平方米的巨型植物墻在北廣場(chǎng)開(kāi)通前提前展現(xiàn)給南京市民。這是迄今為止江蘇省面積最大的一面植物墻。

8. 南京水平方中庭的垂直綠化立柱

吳錦華 高級(jí)工程師，主要從事立體綠化應(yīng)用技術(shù)及園林花卉培育方面的研究工作。