垂直綠化種植容器的演變及發(fā)展

馮麗丹 金生英 徐斌

摘要：垂直綠化種植容器具有承載造景植物、連接支撐結(jié)構(gòu)與灌溉系統(tǒng)的作用，是垂直綠化系統(tǒng)中最重要的組成部分。通過對(duì)壁掛式容器和模塊式容器中幾種代表性容器的分析闡述發(fā)現(xiàn)，BAU500種植容器建造成本低，容易變形；PV290種植容器節(jié)省了滴灌系統(tǒng)成本.植物容易更換；XRJ種植容器制作成本高，無蓄水功能，適合淺根性植物；DHL1種植容器安裝簡便，養(yǎng)護(hù)容易；VGM種植容器植物預(yù)培時(shí)間長，成本高；PPC120種植容器安裝簡便，后期植物更換較難；DLM2種植容器拼接靈活，安裝簡便，更換植物容易。在實(shí)際應(yīng)用過程中，根據(jù)環(huán)境條件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求選擇最合適的垂直綠化種植容器才是最重要的。

關(guān)健詞：垂直綠化：年帷黯器；演變；壁掛式容器；模塊式容器

中圖分類號(hào)：S688

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

垂直綠化是指利用植物材料沿建筑立面或其他構(gòu)筑物表面攀援、固定、貼植、垂吊形成垂直面的綠化，具有占地面積少、綠量大、覆蓋速度快等優(yōu)點(diǎn)[1]。垂直綠化在美化城市環(huán)境、提高城市綠量和發(fā)揮生態(tài)作用中具有不可忽視的作用[2]。因此，垂直綠化成為大城市解決城市建設(shè)與土地資源緊缺的矛盾的主要利器之一。

垂直綠化發(fā)展至今，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)技術(shù)僅依賴植物攀援特性形成立面綠化效果的限制，通常由精密的灌溉系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、種植容器、造景植物、栽培基質(zhì)等組成[3]。這些技術(shù)互相依賴，共同組成了一個(gè)完整的垂直綠化系統(tǒng)。垂直綠化技術(shù)的發(fā)展與演變是垂直綠化系統(tǒng)各組成部分的更新?lián)Q代，而其中種植容器的更新?lián)Q代最頻繁。垂直綠化種植容器是垂直綠化技術(shù)中最重要的組成部分，是栽培基質(zhì)、造景植物的重要載體，也是聯(lián)接支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)的重要組成部分[4]。垂直綠化的景觀效果、養(yǎng)護(hù)難易程度和建造成本在很大程度上取決于種植容器的合理選擇，不同的環(huán)境條件和成本控制使得種植容器有所不同。設(shè)計(jì)者為了追求景觀效果優(yōu)美、養(yǎng)護(hù)方便的垂直綠化，不斷設(shè)計(jì)和改良種植容器，進(jìn)而促進(jìn)了垂直綠化技術(shù)手段的發(fā)展。

本文從垂直綠化種植容器的演變歷程進(jìn)行思考，通過對(duì)不同類型種植容器的分析，提取其演變的規(guī)律和共同的特征，使其對(duì)垂直綠化的發(fā)展有重要的實(shí)踐意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 垂直綠化技術(shù)的演變

在垂直綠化技術(shù)演變的過程中，歷史最悠久的垂直綠化可追溯到古巴比倫時(shí)期的“空中花園”，然而直到1978年，才首次有文章稱法國植物學(xué)家帕特里克·布朗（PatrickBlanc）為垂直花園的創(chuàng)始人，其代表作就是巴黎凱布朗利博物館垂直綠墻，該綠墻用種植毯的形式，使用1.5萬株植物構(gòu)成極具藝術(shù)創(chuàng)造力的植物幕墻[5]。帕特里克·布朗開啟了垂直綠化的新紀(jì)元。然而這種垂直綠化早期的種植載體是一種植毯，雖然克服了植物生長對(duì)土壤基質(zhì)的依賴，但這種技術(shù)使用的毛氈層在水肥作用下容易腐爛，綠墻使用年限短，后期維護(hù)困難，對(duì)建筑物也存在潛在的危險(xiǎn)。因此，為使垂直綠化能在全世界不同緯度、不同環(huán)境下推廣應(yīng)用，設(shè)計(jì)者對(duì)垂直綠化技術(shù)不斷更新，種植容器的更新?lián)Q代最為明顯，其創(chuàng)新發(fā)展推動(dòng)著垂直綠化技術(shù)的發(fā)展。

垂直綠化技術(shù)先后經(jīng)歷了幾個(gè)重要的發(fā)展階段。

1）第一階段：將平面容器種植的植物成品“立”起來。該階段對(duì)容器內(nèi)的土壤無要求，因此將水平種植的成品垂直后，由于培養(yǎng)植物的土壤有一定重量，會(huì)造成綠墻出現(xiàn)沉降，種植于最上部的植物會(huì)懸空，種植于最底部的植物受擠壓而死，整個(gè)綠墻無曲線造型可言，而且種植容器的固定也采用最原始的捆綁式。

2）第二階段：設(shè)計(jì)者把綠墻劃分為大小相同的單元格，避免了第一階段出現(xiàn)的受擠壓問題，此時(shí)真正意義上的第一代垂直綠化種植容器應(yīng)運(yùn)而生。但這種種植容器僅僅起到一個(gè)承載植物的作用，容易堵塞，無論是在排水和蓄水方面，還是在安全方面上，都存在明顯的隱患。

3）第三階段：將綠墻分割成長條形，綠墻功能多樣化，適用范圍廣，垂直綠化種植容器形式各異，排水和蓄水功能比較完善，垂直綠化種植容器的固定方式也變得更加多樣化。但隨著城市化進(jìn)程的加快和人們對(duì)垂直綠化要求的提升，垂直綠化從室內(nèi)走向室外，從低層建筑走向高層建筑，這對(duì)垂直綠化的安全、后期高層維護(hù)、灌溉和排水等提出了更高的要求。

4）第四階段：為適應(yīng)新時(shí)期的需求，垂直綠化技術(shù)呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)化、智能化和多樣化的特點(diǎn)，此時(shí)的垂直綠化種植容器不僅追求承載功能、蓄排水功能、安全功能，也要追求其藝術(shù)性。

2 垂直綠化種植容器的演變

垂直綠化種植容器常會(huì)因各系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大差異，造景植物的選擇、灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建筑類型的差異以及綠墻藝術(shù)造型的不同需求，都需要選擇合適的垂直綠化種植容器來完成相應(yīng)的工程。一般來說，一個(gè)好的垂直綠化種植容器應(yīng)當(dāng)具備抗老化能力強(qiáng)，造景植物栽培成活率高，安裝簡便，后期養(yǎng)護(hù)容易以及成本相對(duì)較低的特征。

2.1 壁掛式容器

壁掛式垂直綠化是通過龍骨、鉚釘、掛鉤、螺桿等框架結(jié)構(gòu)懸掛支撐花盆容器、板式容器、槽式容器或盒式容器來實(shí)現(xiàn)垂直綠化的一種方式。壁掛式垂直綠化種植容器產(chǎn)品較多，形式各異，有倒梯形、圓形、長方形、V形、盒形等，大多采用抗老化PP材料制作而成。這些產(chǎn)品具有易更換、易施工、壽命長、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，是目前市場上種類最多、應(yīng)用最多的容器。

2.1.1 BAU500種植容器

該種植容器屬于盆栽式的長方形容器（圖1），是垂直綠化種植容器中應(yīng)用最早的產(chǎn)品，也是最早意義上的第一代垂直綠化種植容器，類似的產(chǎn)品應(yīng)用在街道欄桿綠化、室內(nèi)裝飾、室外展示墻上。該容器結(jié)構(gòu)簡單，容器內(nèi)無過濾裝置，容器規(guī)格為500mm×290mm×300mm，由于容器長500mm而無中間隔板，在使用過程中容易因種植基質(zhì)的膨脹而變形。另外由于無過濾裝置容器底部漏水口容易堵塞，且容器需要配置精準(zhǔn)的滴灌系統(tǒng)，后期維護(hù)較難，植物更換比較繁瑣，安全性不高，只能在一定高度范圍內(nèi)使用。但該容器最大的優(yōu)點(diǎn)就是建造成本低，其綠墻容易做藝術(shù)造型。

2.1.2 PV290種植容器

該種植容器屬于圓孔型花盆容器（圖2），容器規(guī)格為290mm×200mm×180mm，采用PP材料抗老化、抗紫外線。每個(gè)種植容器上設(shè)置了2個(gè)斜向上的種植槽，種植槽中安裝預(yù)先培育好的造景植物。該容器利用種植容器背面掛鉤安裝在鋼結(jié)構(gòu)龍骨上，相鄰2個(gè)種植容器之間通過對(duì)應(yīng)的軌道連接，安裝拆卸便捷，安全性高。該容器更換植物容易，植物成活率高，因?yàn)橹参锏脑耘嗷|(zhì)不與蓄水區(qū)的水直接接觸，避免了植物直接泡根的現(xiàn)象，后期養(yǎng)護(hù)簡便易行，最主要的是有蓄排水功能取代了傳統(tǒng)的滴灌系統(tǒng)，這為整個(gè)綠墻系統(tǒng)節(jié)省滴灌系統(tǒng)的成本。

2.1.3 XHJ種植容器

該種植容器屬于花盆式垂直綠化板（圖3），上下種植槽之間錯(cuò)位排列，單元種植槽與建筑物平行，無蓄水功能。垂直綠化板是由玻璃鋼（FRP）材料制成的，耐腐蝕性強(qiáng)，可設(shè)計(jì)性好，適合一些特殊形狀造型的制作。玻璃鋼（FRP）材料制成的垂直綠化板無法批量生產(chǎn)，制作成本高。從圖3可以看出，產(chǎn)品表面不夠平整，氣泡較多，顏色灰暗，整體效果比PP材料的容器要差，而且該容器的種植槽空間狹小，只適合栽植淺根性的植物。

2.1.4 DLH1型種植容器

該垂直綠化種植容器（圖4）在吸取了以上3種垂直綠化種植容器劣勢基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，使該容器實(shí)用性更強(qiáng)，適用范圍更廣。該容器由栽種植物的種植盆、種植盆底座、固定在墻上的安裝架以及裝于安裝架上的種植盆載體組成。安裝架用螺絲釘直接固定在建筑立面上，種植盆載體通過滑道式連接安裝在架上，種植盆通過卡扣固定在種植盆載體上，相鄰2個(gè)種植盆載體之間通過互通連接扣相連，上下層之間通過進(jìn)出水接頭和水管連接。

該垂直綠化種植容器最大的優(yōu)點(diǎn)就是通過滑道式可拆卸的安裝方式，摒棄了傳統(tǒng)的鋼架結(jié)構(gòu)，既省材料又省人工，非專業(yè)人員也可安裝。安裝組合容易，操作簡單，整個(gè)裝置具有蓄水和排水的功能。獨(dú)特的種植盆底座設(shè)計(jì)，使種植盆通過底座吸水，避免了造景植物長期泡水，植物成活率高，減少了后期維護(hù)費(fèi)用，最大限度地利用了水資源，節(jié)水效果顯著。

2.2 模塊式容器

模塊式垂直綠化種植容器有多種類型，但主體功能是一致的，具有高度的安全性，在高層建筑垂直綠化中應(yīng)用較多。這類容器常因各系統(tǒng)設(shè)計(jì)在尺寸、樣式和材質(zhì)上存在差異。VGM模塊和PPC120模塊均可用于高層建筑垂直綠化上，但這2種種植模塊的支撐結(jié)構(gòu)和苗木培育方式是完全不同的。

2.2.1 VGM模塊

VGM模塊拆卸方便，固定便捷，每個(gè)箱體有4個(gè)不銹鋼加固掛件，并通過掛件錨定在不銹鋼壁柱上（圖5）。壁柱安裝無需深度穿透支撐墻，裝與卸均非常方便。該系統(tǒng)安全可靠，不銹鋼支架系統(tǒng)符合國際與國家標(biāo)準(zhǔn)，專為墻面系統(tǒng)設(shè)計(jì)，箱體、不銹鋼角栓、不銹鋼壁柱和防滑落定臂構(gòu)成4道安全屏障。由于該系統(tǒng)需要配備滴箭式滴灌系統(tǒng)，而此模塊系統(tǒng)成本較高，而且植物要進(jìn)行預(yù)培，從水平到傾斜再到豎直，周期較長。

2.2.2 PPC120模塊

PPC120模塊可拆卸，運(yùn)輸和安裝比較方便。植物可提前裝盆預(yù)培，每個(gè)模塊可以種植9盆植物，而且植物的根部有足夠的基質(zhì)，適合在高層種植，并且該裝置還配有標(biāo)準(zhǔn)化的精鋼安裝配件，設(shè)計(jì)合理（圖6）。植物種植盆可拆卸，也可更換，但在高層建筑中后期更換植物比較困難，這種弊端不僅僅是這種模塊的，也是高層垂直綠化中要解決的關(guān)鍵問題之一。在后期的垂直綠化種植容器開發(fā)設(shè)計(jì)中，解決植物更換問題是主要突破方向。

2.2.3 VGM模塊與PPC120模塊比較

單從景觀效果以及養(yǎng)護(hù)的難易程度來講，PPC120模塊更加實(shí)用，無論是前期的苗木培育，還是后期死亡苗木的更換都優(yōu)于VGM模塊。但從支撐結(jié)構(gòu)上來講，VGM模塊的支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、成本較低，而PPC120的支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、成本較高。因此不同的模塊式容器有各自獨(dú)特的優(yōu)劣勢，模塊式垂直綠化種植容器的發(fā)展是一個(gè)從簡單到復(fù)雜、從高成本到低成本、從難維護(hù)到易維護(hù)的一個(gè)過程。

目前常見的垂直綠化模塊都有2個(gè)共性：其一，模塊規(guī)格大小基本都為500mm×500mm×100mm，這種單元模塊在建筑外立面上使用時(shí)不能按照建筑物設(shè)計(jì)的長寬準(zhǔn)確植入，收邊較困難，植物圖案拼湊不夠靈活，因此模塊單元應(yīng)該比500mm×500mm×100mm更小，這樣就能盡可能地避免以上情況；其二，模塊內(nèi)部無隔層，模塊內(nèi)的種植基質(zhì)處在同一個(gè)模塊中，當(dāng)這些模塊安裝到建筑立面后，模塊內(nèi)的輕質(zhì)基質(zhì)經(jīng)過淋水、水土流失、沉降和垂直面上的重力作用，整個(gè)模塊內(nèi)的基質(zhì)會(huì)集中在中下部，上部有可能會(huì)出現(xiàn)中空的現(xiàn)象。

因此針對(duì)以上這2種情況，對(duì)垂直綠化種植DLM2型模塊（圖7）進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，改良設(shè)計(jì)后的模塊主要包括箱體、種植杯和杯蓋，模塊規(guī)格為300mm×300mm×80mm，箱體與箱體之間可以靈活拼接，適用于不同類型的墻面。箱體的面板與側(cè)板之間通過卡扣連接，這樣在填裝基質(zhì)的時(shí)候可以靈活操作；另外種植杯卡扣的設(shè)計(jì)不但可以防止植物高空墜落，還可以解決種植箱更換植物困難的問題。

3 結(jié)語

一個(gè)合適的垂直綠化種植容器，具有科技上適用、成本上合理、維護(hù)上簡便并可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)，合理地選擇垂直綠化種植容器是垂直綠化技術(shù)中很重要的部分。無論選擇何種垂直綠化種植容器，首先安全和立面荷載能力要好，在此基礎(chǔ)上要求施工簡單、后期養(yǎng)護(hù)容易、表現(xiàn)效果好。目前關(guān)于垂直綠化種植容器的系統(tǒng)研究較少，而實(shí)際生產(chǎn)的種類卻很多。從以上列舉的幾個(gè)特殊案例中可以看出，不同的垂直綠化種植容器，其制作材料、結(jié)構(gòu)和外形工藝有很大的差別，結(jié)構(gòu)和材料的不同導(dǎo)致垂直綠化種植容器的應(yīng)用范圍和功能表現(xiàn)也不同。在實(shí)際應(yīng)用中，并不是之后創(chuàng)新的垂直綠化種植容器就是最好的，根據(jù)環(huán)境條件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求選擇最合適的垂直綠化種植容器才是最重要的。

隨著科技的進(jìn)步和材料的革新，垂直綠化技術(shù)形式不斷演變和發(fā)展，這必將帶動(dòng)垂直綠化種植容器的創(chuàng)新發(fā)展。新型的發(fā)展趨勢要從項(xiàng)目運(yùn)行的全周期考慮，從設(shè)計(jì)、開模、施工應(yīng)用、維護(hù)和使用各階段來論證垂直綠化種植容器所實(shí)現(xiàn)的綜合效益。未來的垂直綠化種植容器有2大演變趨勢：1）垂直綠化種植容器多功能化及標(biāo)準(zhǔn)化，即垂直綠化種植容器都是集灌溉與安裝構(gòu)件于一體，各個(gè)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，只要建筑立面荷載及防水達(dá)到要求就可以立即施工，而且非專業(yè)人員都可以安裝使用，因?yàn)樗袠?gòu)件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和人性化，后期維護(hù)也簡便；2）垂直綠化走進(jìn)千家萬戶就意味著需求的多元化，業(yè)主在選擇垂直綠化容器時(shí)因不同環(huán)境或不同功能需求，其選擇的垂直綠化種植容器差異較大，這就要求垂直綠化種植容器要向多元化發(fā)展.讓業(yè)主有所選擇。

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