表皮綠化在高層建筑中的應(yīng)用

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(長(zhǎng)安大學(xué) 陜西 西安 710064)

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表皮綠化在高層建筑中的應(yīng)用

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(長(zhǎng)安大學(xué) 陜西 西安 710064)

近些年，隨著可持續(xù)發(fā)展的概念越來越深入人心，無論發(fā)展中國(guó)家還是發(fā)達(dá)國(guó)家，都越來越重視實(shí)施節(jié)能、節(jié)材、降低碳排放的城市發(fā)展政策，綠色建筑技術(shù)也逐漸成為了建筑設(shè)計(jì)行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)之一。

隨著科技與材料的不斷推陳出新，直至今日，建筑師們?cè)絹碓街匾暯ㄖ砥し諊臓I(yíng)造，在眾多的概念性創(chuàng)新建筑和國(guó)際級(jí)建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，以綠色植物建筑表皮為代表的生態(tài)設(shè)計(jì)理念也開始占據(jù)一席之地。

高層建筑；建筑表皮；環(huán)境生態(tài)影響

隨著城市的擴(kuò)張、人口的膨脹，住宅、辦公樓越建越高，高層建筑節(jié)約了空間，但同時(shí)也帶來人與自然植物接觸少，不利于身心健康及城市熱島效應(yīng)增加等一系列問題。在高層建筑上增加園林綠化面積是解決這些問題的有效途徑之一，因?yàn)槌鞘型恋鼐窒扌约案邔咏ㄖ臻g的寸土寸金，無法進(jìn)行大面積的平面綠化，所以在高層建筑的外立面進(jìn)行綠化，以增加綠化面積已成為必然趨勢(shì)。但長(zhǎng)期以來有很多技術(shù)難題一直難以突破，例如結(jié)構(gòu)安全問題、種植施工問題、給排水問題、維護(hù)管理難等問題，都困擾著高層立體綠化的發(fā)展。

一、研究背景

(一)城市化進(jìn)程迅猛發(fā)展?，F(xiàn)在的中國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等各方面都處于一個(gè)高速發(fā)展的過程中，伴隨著城市化進(jìn)程越來越快，各大城市大興土木，導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)的綠化面積越來越小，生活環(huán)境越來越差。改革開放的二十年里，我國(guó)雖然在民生、醫(yī)療、健康、文化生活、教育等方面的成就有目共睹，但是也相應(yīng)地出現(xiàn)了許多現(xiàn)代化的、沒有新意的的城市建設(shè)。同歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的城市在社會(huì)治安、秩序、政治文化發(fā)展、拆除舊房、消除貧困、生活服務(wù)等方面長(zhǎng)足的進(jìn)步。

(二)高層建筑的大力發(fā)展。高層建筑的定義：高效使用城市用地面積，垂直方向上使用相同或者類似平面或形式，形成建筑體量?jī)?nèi)房間數(shù)量多、而建筑形象挺拔向上聳立是在大城市非常常見的建筑形式。考慮到現(xiàn)代城市人口密度的加大，城市規(guī)劃者們除去將城市向外部四周擴(kuò)建的手段后，必須將使用空間向垂直方向做文章。如今，非?？捎^的高層建筑正在興建著。而高層建筑的根本屬性是建筑整個(gè)立面面積總和大大超過了建筑本身的占地面積。

(三)建筑與城市環(huán)境之間的矛盾抗?fàn)帯？v觀各類媒體，由于建筑設(shè)計(jì)的不科學(xué)和未經(jīng)深入調(diào)研從而產(chǎn)生了與自然的沖突導(dǎo)致了生活環(huán)境和植被的損壞，這樣的新聞比比皆是。最根本的原因歸結(jié)于建筑和周邊環(huán)境產(chǎn)生了不和諧的矛盾，由于生活實(shí)用空間的愈加狹小，人與人之間的距離越來越擁擠，而建筑與周遭環(huán)境對(duì)于我們來說在正常工作、生活、日常學(xué)習(xí)上的需求是相當(dāng)關(guān)鍵的因素。從而我們可以說建筑與其周邊環(huán)境之間的和諧關(guān)系是我們能夠提高居住質(zhì)量的老百姓們真正關(guān)心的問題。

二、研究意義

(一)綠色植物表皮對(duì)城市及建筑本身產(chǎn)生的影響。1.綠色植物表皮在城市層面的影響：(1)減少城市熱島效應(yīng)；(2)改善空氣質(zhì)量；(3)碳封存；(4)美學(xué)吸引力；(5)為城市居民帶來心理影響；(6)提供生物多樣性，營(yíng)造自然動(dòng)物棲息地；(7)隔絕噪音。2.綠植建筑表皮在建筑層面的益處：(1)提高建筑能源效率；(2)內(nèi)部空氣質(zhì)量、過濾空氣、促進(jìn)氧化作用；(3)健康益處；(4)建筑外墻保護(hù)；(5)減少室內(nèi)噪音；(6)農(nóng)業(yè)益處。

三、建筑表皮綠化系統(tǒng)

建筑表皮綠化系統(tǒng)按照植被設(shè)置不同能夠劃分以下幾類：藤蔓式植物建筑表皮綠化、模塊式建筑表皮綠化以及附著式建筑表皮綠化。

(一)藤蔓式植物建筑表皮綠化。藤蔓植物在生長(zhǎng)時(shí)需要依附其他支撐物體以節(jié)省支撐組織所需的能量，進(jìn)而達(dá)到快速繁衍的目的。在進(jìn)行墻面綠化時(shí)可以利用這一特點(diǎn)，使其通過攀附墻體、纏繞線條網(wǎng)格等方式進(jìn)行生長(zhǎng)。利用藤蔓植物攀附生長(zhǎng)的特點(diǎn)對(duì)建筑進(jìn)行垂直綠化的方式被稱為建筑墻體綠化，這是墻體生態(tài)綠化系統(tǒng)的主要部分和重點(diǎn)。這種方式的綠化主要針對(duì)大面積實(shí)體外墻，利用藤蔓植物攀爬、吸附、纏繞等本能對(duì)建筑外立面墻體、屋架、露臺(tái)、窗等部位進(jìn)行綠化建設(shè)。利用藤蔓植物進(jìn)行墻面綠化簡(jiǎn)單易行，并且容易更換，可根據(jù)偏好每年替換不同的植物。

(二)模塊式建筑表皮綠化。模塊式綠色植物建筑表皮是在模塊化的構(gòu)件內(nèi)附著種植容器，在模塊內(nèi)種植植物再將其安裝至墻面以實(shí)現(xiàn)建筑垂直綠化的目標(biāo)。

(三)鋪貼式墻體綠化。鋪貼式墻面綠化方式是將植物生長(zhǎng)所需的基質(zhì)直接鋪貼在墻面上，然后在栽培基質(zhì)內(nèi)種植植物。這種綠化系統(tǒng)可以在工廠內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，由栽培基質(zhì)、植物和灌溉系統(tǒng)共同組成，并可以提前一至兩個(gè)月進(jìn)行植物培育。

四、綠植表皮的主要功能與設(shè)計(jì)目標(biāo)

(一)改善建筑立面熱性能。減少建筑耗能厚厚的植被層具有外墻隔熱和遮陽的功能，可防止冷、熱空氣通過建筑墻體與大氣產(chǎn)生交互，同時(shí)限制建筑外墻表面吸熱或通過玻璃窗傳遞熱量。因此，簡(jiǎn)而言之，綠植表皮在寒冷的季節(jié)可為建筑提供隔熱保障，在炎熱的季節(jié)則能為建筑遮擋陽光。綠植墻的蒸騰作用也能形成一小小的低溫空氣區(qū)，尤其是在綠植表皮和建筑外墻之間，但同樣在有些情況下也會(huì)產(chǎn)生于緊鄰建筑外墻的空間內(nèi)，這將進(jìn)一步在炎熱的氣候中輔助建筑外墻的傳遞熱量。

(二)在附近戶外區(qū)域形成溫和的微氣候。植物通過遮擋和蒸騰作用可以明顯降低其附近區(qū)域的溫度。如前面舉的例子日本福岡大廈項(xiàng)目。建筑水平方向和垂直方向厚重茂密的植被造就了該項(xiàng)目的特殊形態(tài)，而建筑在地理位置上與公園相鄰意味著該地區(qū)最主要的特色便是大量的綠地空間。該項(xiàng)目向大家展示了以較大規(guī)模為目標(biāo)的整體綠植墻，它不僅降低了溫度、改善了建筑周邊的微氣候環(huán)境，還通過緩解城市熱島效應(yīng)而改善了城市整體環(huán)境質(zhì)量。顯而易見的是，在大量的綠植墻和垂直植被面積以及園林的共同作用下，將會(huì)吸收更多的太陽熱量，釋放更多的氧氣，從而顯著增加環(huán)境方面的益處。

(三)改善室內(nèi)外空氣質(zhì)量。無論從整個(gè)城市角度還是某棟建筑范圍內(nèi)，植物在光合作用過程中都能夠釋放氧氣并吸收二氧化碳。植物葉片表層可以吸收大氣顆粒物，從而阻止它們進(jìn)入建筑系統(tǒng)中。這些顆粒物會(huì)在建筑內(nèi)大量積聚并產(chǎn)生再循環(huán)的副作用。

五、案例分析

保圣那集團(tuán)總部大樓：保圣那總部大樓位于東京市中心，高9層，占地面積20000平方米，是日本著名獵頭公司保圣那集團(tuán)的辦公大廈。保圣那集團(tuán)并沒有重新建造一棟新的寫字樓，而是對(duì)原有建筑進(jìn)行了改造，在建筑外墻和上層構(gòu)造中融入了新的設(shè)計(jì)。

綠植墻安裝在建筑的東側(cè)和南側(cè)立面，從二層到九層，朝向主街道的交叉路口。整個(gè)綠植墻幾乎覆蓋了這兩個(gè)受到陽光直射最多的立面近三分之二的面積。恰好這兩個(gè)立面的方向與交通主流向一致，公眾可見度最高，因此綠植墻的安裝也賦予了建筑強(qiáng)烈的品牌形象識(shí)別特性。

設(shè)計(jì)師采用了最先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在大廈內(nèi)培育植物和雙層綠化立面的目的。綠植墻不僅起到了遮擋陽光的作用，還會(huì)隨著季節(jié)的更替而產(chǎn)生變化，現(xiàn)已成為附近區(qū)域的重要地標(biāo)，充分展現(xiàn)了城市農(nóng)業(yè)的重要性以及當(dāng)?shù)毓藏暙I(xiàn)意識(shí)的增加。

六、結(jié)論

由于目前國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的建筑表皮綠化案例較少，大多數(shù)綠色植物的利用還停留在使用爬山虎、紫藤等攀緣類植物覆蓋建筑立面上。之所以國(guó)內(nèi)較國(guó)外的建筑立體綠化差距如此之大，是國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)內(nèi)缺乏系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)交流，環(huán)境保護(hù)及城市規(guī)劃等相關(guān)部門的決策者沒還未重視到垂直綠化給城市環(huán)境帶來的生態(tài)影響并予以政策和技術(shù)上的支持，導(dǎo)致現(xiàn)在城市立體綠化程度不及國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。

馬珂?zhèn)?1990.07-)，男，漢族，陜西西安人，在讀研究生，長(zhǎng)安大學(xué)，研究方向：建筑設(shè)計(jì)及理論。