近40年德國立體綠化研究歷程及啟示

董楠楠 張昌夷

摘要：文章基于德語學術(shù)界的RSWB數(shù)據(jù)庫，使用內(nèi)容分析法和可視化分析的方法檢索德國自20世紀70年代以來的立體綠化相關(guān)研究文獻，并對照德國立體綠化行業(yè)發(fā)展狀況，從立體綠化研究的起源、技術(shù)和政策的成熟及綠色性能化的前沿發(fā)展趨勢等階段對德國近40年來關(guān)于立體綠化的研究重點進行了梳理，重點分析了德國立體綠化生態(tài)技術(shù)研究轉(zhuǎn)化為相應(yīng)政策法規(guī)的完善配套過程。在借鑒德國從綠色建筑性能到城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的交叉研究基礎(chǔ)上，文章著重從政策法規(guī)完備、性能化交叉研究和綜合性規(guī)劃管控3個角度歸納了對我國立體綠化技術(shù)研究與發(fā)展的參考經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：立體綠化，綠色基礎(chǔ)設(shè)施，RSWB數(shù)據(jù)庫，德國

德國是較早開展現(xiàn)代立體綠化研究和實踐的國家之一。從20世紀60年代開始，德國逐漸開始全面推廣現(xiàn)代屋頂綠化和垂直綠化技術(shù)[1]。同時德國高校和各類研究機構(gòu)長期致力于立體綠化的研究。限于語種的原因，其中主要以德語為主的研究文獻難以被國內(nèi)學術(shù)界知曉。本文重點檢索德語RSWB學術(shù)文獻庫中40年來發(fā)表的立體綠化相關(guān)文獻信息，嘗試梳理出德語立體綠化技術(shù)研究發(fā)展的基本歷程。

1 檢索對象、統(tǒng)計分析方法與結(jié)果

本文檢索使用的數(shù)據(jù)庫是德國RSWB數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫由德國弗勞恩霍夫（Fraunhofer）信息中心建設(shè)，是德國建筑、規(guī)劃和園林領(lǐng)域文獻發(fā)表最為廣泛的德語學術(shù)文獻數(shù)據(jù)庫。檢索使用“綠色屋頂”（Grundach）、“屋頂綠化”（Dachbegrunung）、“垂直綠化”（Fassadenbegrunung）等關(guān)鍵詞，共檢索1979-2017年385篇文獻。其中包括期刊論文、會議論文、學位論文、行業(yè)標準等各類相關(guān)文獻。

通過文獻管理軟件Endnote X7.對文獻按年代進行分類統(tǒng)計，導出各年代關(guān)鍵詞，在Excel中分析詞頻，再將文獻數(shù)據(jù)庫導入軟件VOSviewer.使用文本挖掘和聚類函數(shù)來分析關(guān)鍵詞，集成出一個可視化環(huán)境圖像，并利用該圖像定性分析研究趨勢。

通過選取出現(xiàn)超過5次的高頻詞進一步分析德國立體綠化研究重點，可以看出不同歷程階段中的研究趨勢。其中，“屋頂綠化”“垂直綠化”“德國”“生態(tài)學…‘綠地”“平屋頂”“綠色屋頂”等關(guān)鍵詞自1980年以來持續(xù)被關(guān)注：而“建筑師”“柏林”“城市生態(tài)”“綠化”“植被”“居住小區(qū)”“巴登符騰堡州”“規(guī)劃”“城市綠化”“幼兒園”“滲透”“雨水收集”集中出現(xiàn)在1990年以后。這些常出現(xiàn)的高頻詞可以集中反映出德國立體綠化持續(xù)關(guān)注的議題主要是城市生態(tài)、城市綠化：主要研究對象集中在平屋頂類型：主要研究的相關(guān)技術(shù)是植被選擇和雨水收集系統(tǒng)：主要研究文獻成果涉及地域是柏林和巴符州。

2 文獻內(nèi)容分析

本文用內(nèi)容分析法（Content Analysis）對文獻進行量化分析統(tǒng)計，結(jié)合文獻量以及德國立體綠化行業(yè)發(fā)展階段的時間線，將文獻數(shù)量變化總結(jié)歸納4個主要階段，如圖1.圖2所示，具體結(jié)合德國立體綠化的行業(yè)發(fā)展歷程分別為：1）初步創(chuàng)立期（1975-1990）；2）技術(shù)成熟期（1991-1997）；3）綠色建筑化時期（1998-2007）；4）綠色基礎(chǔ)設(shè)施時期（2008以來）。

2.1 初步創(chuàng)立期（1979-1990）的德國立體綠化研究：基于環(huán)境生態(tài)考慮的技術(shù)攻關(guān)

在1979-1990年，德國立體綠化的研究處于初級階段，主要關(guān)注的是立體綠化對生態(tài)、自然、環(huán)境保護的作用，從圖3可以看出各個研究領(lǐng)域體系相對較獨立，學科之間交叉較少。

這一研究狀態(tài)在很大程度上受到時代發(fā)展的影響。20世紀60年代起，環(huán)保運動令社會大眾開始重視身邊的環(huán)境問題，城市建設(shè)者也開始意識到立體綠化會對生態(tài)、環(huán)境的積極作用。當時研究的對象大多是居住環(huán)境中平屋頂?shù)牟萜壕G化[2]。這一時期柏林是研究先驅(qū)，這得益于1979-1987年的柏林國際建筑展覽（IBABerlin）.展覽期間，柏林在既有建筑改造中應(yīng)用了立體綠化技術(shù)。在“謹慎的城市更新（carefulurban renewal）”和“批判性的重建（critical re-construction）”主題下，生態(tài)建筑、新形式的生活和建筑物改造等開發(fā)模式被認為是現(xiàn)代城市發(fā)展的標準，進一步推動了立體綠化相關(guān)研究成果的發(fā)表[3]。

這時期立體綠化相關(guān)機構(gòu)的建立推動了該領(lǐng)域研究的迅速興起，其中最為著名的是1975年成立的德國景觀研究發(fā)展與建設(shè)學會（Forschungs-gesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau，簡稱FLL）。該學會是一個獨立的非營利組織，其旨在“通過推廣和傳播植物研究及其應(yīng)用來改善環(huán)境”。它在1981年成立小組編制《屋頂綠化規(guī)范》 （ Principles of Green Roofing）。1982年10月《屋頂綠化規(guī)范》出臺成為德國屋頂綠化的標準規(guī)范。1990年，F(xiàn)LL在積累了更多的經(jīng)驗后，推出了更加完善的《綠色屋頂?shù)脑O(shè)計、安裝以及后期養(yǎng)護指南》 （Guideline for the Planning，Con-struction and Maintenance of Green Roofing

GreenRoofing Guideline），并且迅速在國際范圍內(nèi)被認可[4]。

同時期，德國于1985年成立德國屋頂園林協(xié)會（Deutscher Dachgartner Verband，簡稱DDV），自20世紀80年代中期.DDV成為另一積極傳播生態(tài)屋頂綠化的理念推動屋頂綠化的研究與發(fā)表的機構(gòu)平臺。

2.2技術(shù)成熟期（1991-1997）的德國立體綠化研究：技術(shù)體系的完備與法規(guī)政策的成熟

1991-1997年，德國立體綠化的研究發(fā)表文獻日漸增多，各領(lǐng)域的交叉研究圍繞著屋頂綠化研究領(lǐng)域日趨豐富，形成了完備的技術(shù)與政策體系研究。該時期是屋頂綠化技術(shù)發(fā)展的成熟期，尤其是FLL推出的《屋頂綠化技術(shù)指南》標志著德國在植物配置、屋面構(gòu)造技術(shù)、工藝、材料、施工等方面技術(shù)領(lǐng)域的全面成熟。同年FLL協(xié)會中的“居住區(qū)植物與綠色空間”小組獨立出的部分團隊成員成立了德國綠色建筑專業(yè)協(xié)會（Fach-vereinigung Bauwerksbegrunung，簡稱FBB）， 目的是讓綠色建筑有盡可能多的受眾，并在建筑商、高校、城市官員、規(guī)劃者和決策者中起到協(xié)同作用，推動更多立體綠化技術(shù)的轉(zhuǎn)化。

這期間德國聯(lián)邦政府和各州政府相繼發(fā)布立體綠化相關(guān)的法律法規(guī)。其中包括聯(lián)邦建設(shè)法、聯(lián)邦自然保護法、環(huán)境影響評價法、污水費用法以及各地方法規(guī)等，促進和保障了立體綠化的實施。

該時期主要的研究盡管仍然集中在屋頂綠化的生態(tài)、環(huán)境保護作用，但相較于前10年，出現(xiàn)了更多新的關(guān)鍵詞（圖4）。例如在技術(shù)層面開始關(guān)注屋頂構(gòu)造新技術(shù)，同時對屋頂花園材料選擇、雨水管理、滲水能力開展了定量研究。這一時期結(jié)合德國新能源政策的實施，對屋頂花園的太陽能利用方面的研究開始加強。在社會經(jīng)濟視角方面，也出現(xiàn)了不少文獻探討屋頂多用途空間的設(shè)計與使用，文獻中開始發(fā)展為從“建設(shè)”轉(zhuǎn)向“使用”的關(guān)注，對屋頂綠化建造成果與效益的討論日漸增加。這些文獻對當時屋頂綠化政策法規(guī)的制定提供了充分的支持，并進一步轉(zhuǎn)化為城市“綠地規(guī)劃”“綠色規(guī)劃”“城市空置地規(guī)劃”“發(fā)展規(guī)劃”等生態(tài)規(guī)劃管控體系。

2.3 綠色建筑化時期（1998-2007）的德國立體綠化研究：綠色建筑效能為主導

1998-2007年，該時期是德國立體綠化發(fā)展內(nèi)涵化的一個時期，相應(yīng)的法規(guī)政策基本完備。其中最具有影響意義的是1998年聯(lián)邦建設(shè)法中明確了屋頂綠化作為生態(tài)補償措施和源頭控制手段，并將屋頂綠化規(guī)定為土地利用規(guī)劃中最基本的要求。同時在聯(lián)邦自然環(huán)境保護法、環(huán)境影響評價法及各地市相關(guān)法律和鼓勵政策中圍繞這一法規(guī)性的重大變化完善了配套規(guī)范與政策[5-6]。

這段時間立體綠化的研究文獻總體數(shù)量相比前一階段有所下降，但是在氣候應(yīng)對措施和環(huán)境績效研究方面的發(fā)展顯著。同時隨著德國綠色建筑體系的成熟，屋頂綠化已經(jīng)成為綠色建筑綜合系統(tǒng)的重要組成部分，涉及到節(jié)能減排、增加生物棲息地、提高生物多樣性等領(lǐng)域。

這一期間基于不同學科領(lǐng)域的交叉研究是重要趨勢，且研究范疇外延迅速擴展（圖5）。雨水管理研究是重點領(lǐng)域，其中包括雨水處理、滲透過濾、蓄水箱設(shè)計、雨水滯留、減輕雨洪災(zāi)害等。

2.4 綠色基礎(chǔ)設(shè)施時期（2008年以來）的德國立體綠化研究：應(yīng)對氣候變化的綠色基礎(chǔ)設(shè)施

2007年，德國成立了德國可持續(xù)性建筑委員會（Deutsche Gesellschaft fur Nachhaltiges Bauen，簡稱DGNB）。該機構(gòu)作為德國可持續(xù)性建筑領(lǐng)域中的集成技術(shù)支持平臺，德國以此為標志正式制定了全國性的綠色建筑評價體系，對可持續(xù)建筑性能中的立體綠化專項提出了相應(yīng)的指標要求。

類似于美國的LEED綠色建筑評估系統(tǒng).DGNB發(fā)展了一套以評價和優(yōu)化建筑物及城區(qū)的環(huán)保性、節(jié)能性、經(jīng)濟性和使用舒適性等為目標的評價系統(tǒng)。該評價系統(tǒng)分為6大核心要素，即環(huán)境質(zhì)量、經(jīng)濟質(zhì)量、社會及功能質(zhì)量、技術(shù)質(zhì)量、建設(shè)過程質(zhì)量和區(qū)位質(zhì)量[7]。根據(jù)這一評價體系，實施立體綠化對于環(huán)境質(zhì)量、經(jīng)濟質(zhì)量、社會及功能質(zhì)量項均有加分，從而鼓勵了可持續(xù)建筑中立體綠化的應(yīng)用。

在最近10年，德國立體綠化的研究出現(xiàn)了大幅增長，從文獻數(shù)量和關(guān)鍵詞廣泛度上都有體現(xiàn)（圖6）。各領(lǐng)域交叉更多，關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率也更平均。除了在屋頂綠化規(guī)劃政策的新形勢下探討研究外，在技術(shù)層面上的研究主要集中在太陽能與立體綠化的集成技術(shù)研究。出于近年來氣候變化成為全球議題的關(guān)注，德國對立體綠化的城市微環(huán)境氣候調(diào)節(jié)的效能開展了研究。在雨水管理方面，也呈現(xiàn)出跨專業(yè)的學術(shù)交叉趨勢，逐步被納入城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的新興研究范疇中。

3 啟示與借鑒

縱觀近40年來德國立體綠化的發(fā)展脈絡(luò)，不難看出德國對立體綠化生態(tài)技術(shù)的攻關(guān)逐步導入到了政策法規(guī)的完善配套之中，從而推動了21世紀以來立體綠化從綠色建筑單體的性能研究擴展到城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究。隨著我國城市中高密度的建成環(huán)境及全球氣候變化下的生態(tài)環(huán)境問題日益突出，近年來我國對立體綠化的實踐與研究逐漸開始重視[8].對照德國經(jīng)驗，可以在以下3方面進行參考借鑒。

3.1 政策法規(guī)完備作為全面機制保障

從20世紀80年代德國出臺屋頂綠化規(guī)范標準開始，其首先實現(xiàn)了技術(shù)規(guī)范統(tǒng)一：在此統(tǒng)一基礎(chǔ)上.90年代初期強調(diào)以地方性獎勵政策推廣屋頂綠化，重點進行財政補貼、稅收減免：1998年聯(lián)邦德國規(guī)定屋頂綠化作為土地利用規(guī)劃（F-PLAN）中的基本要求，將屋頂綠化強制性納入城市發(fā)展規(guī)劃，從而形成了從地方到國家完善的法規(guī)體系。在此過程中，各類非政府性的綠色環(huán)保和行業(yè)組織的介入也對政策推廣起到積極作用。

我國立體綠化政策法規(guī)體系的建設(shè)主要始于21世紀，主要有2006年國家質(zhì)檢總局推出的《綠色建筑評價標準》，2007年國家建設(shè)部推出的《種植屋面工程技術(shù)規(guī)范》等。在地方層面，上海、北京、深圳、西安、成都等城市已經(jīng)逐步從建議獎勵政策轉(zhuǎn)為強制性要求，其中包括技術(shù)標準、規(guī)范條例和發(fā)展規(guī)劃，并制定了綠地率折算、財政補貼等配套法規(guī)措施[9-10]。

總體來看，我國立體綠化政策現(xiàn)階段與德國初期政策狀態(tài)相似。后面需要進一步借鑒德國完善的立體綠化政策分類體系，建立從國家到地方、從環(huán)境保護到城市規(guī)劃等綜合完整的法規(guī)體系。

3.2 從單一學科轉(zhuǎn)向交叉學科的綜合性能研究

21世紀初，德國日益重視建筑物的綠色性能研究，其關(guān)注點從單一學科逐步轉(zhuǎn)向了多元學科交叉。隨著立體綠化技術(shù)與建筑綠色性能研究不斷同步，德國立體綠化性能指標可以充分耦合進城市環(huán)境的生態(tài)發(fā)展中，作為城市建成環(huán)境的生態(tài)補償部分。它和單體面積、構(gòu)造類型、規(guī)劃指標等都可以建立完整的關(guān)聯(lián)性。德國當前的立體綠化已經(jīng)是城市應(yīng)對氣候變化的綠色基礎(chǔ)設(shè)施組成部分之一，與社區(qū)綠地、雨水花園、人行道、行車道綠化構(gòu)成完整系統(tǒng)，從而得到更多交叉學科的技術(shù)研究關(guān)注。

我國立體綠化事業(yè)盡管起步較晚，但是隨著海綿城市、數(shù)字化研究技術(shù)的研究應(yīng)用，依托高校和專業(yè)機構(gòu)，針對不同氣候條件下的立體綠化熱性能、雨水處理性能、生態(tài)性能等性能化研究已經(jīng)成為新的熱點領(lǐng)域。我國立體綠化研究在綠色建筑技術(shù)、生態(tài)城市等領(lǐng)域之間的綜合研究有待進一步深化，亟需建立多專業(yè)跨學科的綜合性能理解和研究機制。

3.3 針對綠色性能的精細化管控技術(shù)體系

德國立體綠化規(guī)劃目前已經(jīng)成為德國城市發(fā)展規(guī)劃中的重要部分。從德國立體綠化發(fā)展的第3階段（1998年）開始，針對立體綠化綠色性能的管控技術(shù)成為德國生態(tài)性城市規(guī)劃體系中的強制性內(nèi)容。進入第4階段（2008年）以后，立體綠化的要素化管控及其機制逐步融入以性能評價為平臺的綠色基礎(chǔ)設(shè)施整體規(guī)劃體系中。立體綠化的精細化管控不僅是微觀技術(shù)手段轉(zhuǎn)化成宏觀調(diào)控管理的過程，同時也反映出德國城市空間管治體系中的科學化手段。在這些精細化管控技術(shù)中，多源數(shù)據(jù)庫及其監(jiān)測評估體系成為規(guī)劃決策的重要依據(jù)。

隨著數(shù)字化技術(shù)為代表的新技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，我國部分地區(qū)可以在時間和空間上實現(xiàn)對立體綠化狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)控。監(jiān)控過程中，可以結(jié)合所在地區(qū)的城市環(huán)境特點、立地條件、建筑類型等指標進行數(shù)據(jù)采集，評估所在地區(qū)立體綠化發(fā)展?jié)摿?，從而制定更加有針對性的政策法?guī)。為此，需要借鑒德國經(jīng)驗，建立好三維向度上的城市綠色空間數(shù)據(jù)庫，將二維化城市綠地地理信息與三維化的立體綠化地理信息同步關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對城市立體綠化生態(tài)和社會效能的評估與指標確定，確保立體綠化發(fā)揮生態(tài)和社會效能。

參考文獻

[1] KOHLER M，SCHMIDT M Verhundene Hof-， Fassaden-undDaChhegrunung[J].Landschaftsentwicklungund Umweltforschung，1997（105）：1-156。

[2] BARTFELDER F.KOHLER M Experunentelle Untersuchungenzur Funktion v（）n Fassadenhegninungen.A（1987）[M].Berlin：Berlin-Verlag，1987.

[3] KOHLER M，KEELEY M.The green roof tradition in Cermany：The example of Berlin[C]//Creen Roofs.ECologwal Design andConstruction.New York： Schiffer，2005： 108- 112

[4] KOHLER M.Ecologl（|al green r.ofs in Cermany[J] .Journal of theKorea Societv of Environmental Restoration Technology，2004，7（4）：8-16

[5]朱義，李莉，陳輝國內(nèi)外屋頂綠化政策激勵措施[J].同林，2011（8）：14-18.

[6]魏艷，趙慧恩.我國屋頂綠化建設(shè)的發(fā)展研究：以德國、北京為例對比分析[J].林業(yè)科學，2007（04）：95-101.

[7]張凱.德國建筑可持續(xù)評價DGNB體系[J].動感（生態(tài)城市與綠色建筑），2015（01）：42-45

[8]朱胤齊.我國立體綠化研究現(xiàn)狀分析[J].中國城市林業(yè)，2015，13（02）：27-29.

[9]孟曉東，王云才.從國外經(jīng)驗看我國立體綠化發(fā)展政策的問題和優(yōu)化方向[J].風景園林，2016（07）：105-112.

[10]梁琛，王云才.國內(nèi)主要建筑外立面墻體綠化技術(shù)比較[J]中國城市林業(yè)，2016，14（5）：45-49.