垂直綠化新技術(shù)在當代城市空間中的應(yīng)用

□□ 郭 翔 (福建省森泰然景觀工程有限公司，福建 福州 350026)

引言

隨著城市建設(shè)的逐漸完善，人們對于綠化面積的重視度越來越高，但城市土地資源緊張，難以滿足平面綠化空間建設(shè)。在這一背景下，城市綠化建設(shè)逐漸重視垂直綠地空間的開拓，傳統(tǒng)垂直綠化技術(shù)主要利用屋頂和陽臺進行綠化設(shè)計，而在垂直綠化新技術(shù)支持下高效擴展建筑立面綠地空間，有利于提高城市綠化水平，助力改善城市生態(tài)環(huán)境。因此，需對垂直綠化新技術(shù)的應(yīng)用展開研究，充分利用其技術(shù)優(yōu)勢擴展城市綠化空間。

1 垂直綠化新技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 提高城市綠化率

隨著我國越來越重視城市生態(tài)建設(shè)，花園城市建設(shè)成為城市綠地規(guī)劃的重要目標。如今城市用地面積緊張，被大量建筑覆蓋，很難留置空地用于城市綠化。我國城市綠化率距離發(fā)達國家綠化率40%仍存在較大距離。在此大背景下，應(yīng)用垂直綠化新技術(shù)積極發(fā)展垂直綠化空間十分關(guān)鍵，垂直綠化無需占用平面土地，可以借助于建筑立面和屋頂進行綠化，對提高城市綠化率有巨大幫助。如住宅樓長為15 m、高為20 m，住宅樓兩側(cè)立面可提供600 m2的綠化面積，通過不斷擴大建筑立面綠化面積，讓城市綠化率得到顯著提高，早日實現(xiàn)建設(shè)花園城市的重要目標。

1.2 減少噪聲污染

在城市運轉(zhuǎn)中每天會產(chǎn)生大量噪聲，當噪聲量>70 dB時，人會感覺不適。若人們長時間在噪聲環(huán)境中生活，會嚴重影響人們的聽覺功能，甚至導(dǎo)致人們神經(jīng)衰弱。通過建設(shè)垂直綠化空間，綠化植物能夠反射一部分聲波，同時植物葉子上存在特殊的絨毛和孔，能夠吸收噪聲，噪聲聲波穿過植物葉子，可以吸收或反射至少20%的聲波，并阻礙聲波傳播，從而讓噪聲量降低，有效減少噪聲污染[1]。在建筑立面設(shè)計綠化空間相當于在建筑上安裝隔聲材料，可提高建筑墻體隔聲性能，從而營造更加舒適的生活環(huán)境。

1.3 調(diào)節(jié)城市氣候

城市垂直綠地空間能夠有效調(diào)節(jié)氣候，減少輻射，尤其是太陽光輻射和氣溫。由于建筑多采用玻璃幕墻以及混凝土建設(shè)，白天經(jīng)過太陽照射會吸收大量熱量，造成城市溫室效應(yīng)和熱島效應(yīng)，降低居民生活的舒適度。通過建筑立面綠色植物對陽光反射、光合作用，可以減少建筑溫度變化，使得墻體保持相對恒定的溫度。一方面能夠降低室內(nèi)的溫差，從而減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗；另一方面能夠凈化空氣，改善城市空氣質(zhì)量。垂直綠化空間能充分發(fā)揮出植物對環(huán)境的改善作用，吸附并過濾空氣中的灰塵和粉塵，讓城市空氣得到優(yōu)化，提高居民生活質(zhì)量和舒適度。

1.4 減少城市光污染

通過城市垂直綠化空間的建設(shè)，能有效削弱光線的反射，調(diào)節(jié)反射光的強度。尤其是白天日照充足時，光線照射在建筑外立面玻璃上形成反射光，給人們眼睛造成刺激，導(dǎo)致人的視力受損，也會影響駕駛員視線，甚至引發(fā)事故，嚴重威脅城市公共安全。垂直綠化空間可使得建筑外墻玻璃被植物遮擋，葉片可以吸收或反射部分光線，讓城市光污染得到改善。

2 垂直綠化新技術(shù)及其應(yīng)用

2.1 草坪毯式綠化設(shè)計

草坪毯式綠化技術(shù)是利用粘合劑將生長基質(zhì)粘合在墻面，植物可以直接在墻面生長，具有較高密植效果。該設(shè)計不需要制作框架，生長基質(zhì)厚度可以達到8～10 cm，可以滿足植物生長需要，適用于大面積綠化[2]。該形式主要種植草本植物，如馬蹄金、垂盆草、黑麥草、麥冬以及天門冬等植物。通過將粘合劑、土壤、養(yǎng)料以及植物種子攪拌為泥漿，使用噴混機械技術(shù)進行種植。墻面將作為栽培面，實現(xiàn)大面積種植，如無窗戶墻面、柱體橋梁以及邊坡綠化中應(yīng)用。但該形式的綠化設(shè)計需在綠化面上端安裝灌溉裝置，灌溉用水自上而下流經(jīng)植物面，難以控制灌溉方向。如西班牙馬德里的CaixaForum博物館在建筑立面種植了15 000余株植物，視覺效果十分壯觀。使用金屬框架作為支撐結(jié)構(gòu)，框架內(nèi)安裝灌溉管線，灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)植物生長需要提供營養(yǎng)液。使用PVC作為隔離結(jié)構(gòu)，通過鉚釘固定牢固。PVC層可以分離植被和金屬框架，避免營養(yǎng)液腐蝕墻體和金屬結(jié)構(gòu)。PVC層也能解決根系穿刺問題，避免對金屬結(jié)構(gòu)造成破壞。栽植層使用毛氈，取代傳統(tǒng)栽培基質(zhì)。另配合水耕灌溉系統(tǒng)，滿足植物穩(wěn)定生長。

2.2 無紡布布袋式綠化設(shè)計

布袋式綠化形式是基于草坪式綠化演變而來，其以無紡布為載體。無紡布主要由聚丙烯纖維構(gòu)成，具有無毒透氣、質(zhì)量輕、顏色多樣的優(yōu)勢，性能接近于布料。在墻面上架設(shè)氈貼，在氈貼上固定無紡布布袋，用于種植綠化植物。這一綠化形式使用無紡布布袋替代龍骨架，鋪貼施工方便快捷，對鋪貼墻面基層材質(zhì)要求低，在石膏、混凝土以及玻璃幕墻等墻體上均可應(yīng)用，且可進行曲面墻體的建設(shè)。由于無需使用骨架，可建設(shè)為自然景觀，具有較高審美價值。即便發(fā)生種植布袋意外掉落，也不會造成嚴重的安全事故[3]。該形式需要在布袋上方安裝灌溉管道，營養(yǎng)液可以通過無紡布留下來，供給植物生長所需的養(yǎng)分。應(yīng)根據(jù)建筑立面的條件合理選擇無紡布布袋的結(jié)構(gòu)以及厚度，若無紡布布袋過厚重可能會造成基質(zhì)層出現(xiàn)層板結(jié)，對植物生長產(chǎn)生負面影響；如果基質(zhì)層過薄會造成較為嚴重的水土流失。因此，對灌溉系統(tǒng)應(yīng)合理控制，根據(jù)基質(zhì)層濕度設(shè)計灌溉形式，以滿足后期管理的需要。如上海世博園在印度館的屋頂上使用了無紡布布袋式綠化，使用竹子搭建穹形頂，未使用梁柱結(jié)構(gòu)，屋頂綠化須要滿足輕質(zhì)便利的要求。使用無紡布布袋式綠化直接將植物在屋頂上種植，綠化系統(tǒng)輕便，可以融入金屬曼陀羅花紋，形成良好的外觀效果。

2.3 模塊式綠化設(shè)計

模塊式綠化設(shè)計主要是預(yù)先培育植物模塊再安裝于墻面上，具有較高種植密度，通過綠化模塊的形成建筑外墻綠化效果，其主要結(jié)構(gòu)包括：

(1)卡盆式模塊。將容器插入面板中，和地面形成20°斜夾角，植物提前培育，直接安裝插入即可。該結(jié)構(gòu)形式通過斜插入方式減小固定面板的厚度，同時能夠增加容器內(nèi)的土壤含量，有利于保持水土，預(yù)防水土流失。模塊可以固定在支架上，便于調(diào)整綠化效果，隨時可取下容器卡盆，具有更高的穩(wěn)定性，也能根據(jù)季節(jié)變化更換植物。如上海市世博園中使用卡盆式模塊設(shè)計花墻，人工可進行卡盆容器的安裝和更換，花墻框架面積約2 m2，可放置30個種植容器，可根據(jù)需要隨時移動位置，根據(jù)季節(jié)更換植物種類。

(2)骨架式模塊。這種形式是讓植物平行于地面，具有較高觀賞價值，避免容器對綠化效果的影響。如上海市中泰照明辦公建筑采用該形式。借鑒百葉窗造型，通過植物容器將建筑立面分割為條狀，形成線形結(jié)構(gòu)，在玻璃幕墻中間種植綠色植物。玻璃上可倒映出植物的倒影，使得建筑立面觀賞性更強。通過在模塊內(nèi)安裝灌溉滴頭，土壤層添加凝固劑，以預(yù)防水土流失的問題。該結(jié)構(gòu)形式后期養(yǎng)護要求高，因而主要在多層建筑中應(yīng)用。

(3)種植盒模塊。使用多個容器組合，最大程度上縮小容器體積，種植盒中存在種植孔，為集約化種植模式。種植盒使用的培養(yǎng)基質(zhì)相對較強，穩(wěn)固性高。根據(jù)設(shè)計圖案提前進行養(yǎng)護種植，并懸掛在支架上，持久性強，主要應(yīng)用于高層建筑中大面積建筑立面上。一般情況下種植盒尺寸使用35 cm×35 cm×10 cm，每個模塊種植植物數(shù)量>10株，保證一定視覺覆蓋效果才能進行安裝。如上海世博園坡屋面使用了種植盒模塊綠化形式，在坡屋面上固定鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計方案和圖案要求，將不同植物種植在容器中，主要以景天類植物為主，使用鋼筋固定容器，保證了容器穩(wěn)定性。植物可以在各自容器中得到生長，不會出現(xiàn)水土流失和根系穿刺的問題。

(4)管道式模塊。不需要植物生長容器，使用混合粉末以及纖維外皮替代植物所需土壤，在鐵絲網(wǎng)上固定纖維外皮，形成方塊狀，灌溉管道穿過生長介質(zhì)，保留灌溉小孔，管道內(nèi)流通植物所需營養(yǎng)液，保證培養(yǎng)基質(zhì)處于濕潤狀態(tài)，滿足植物生長的環(huán)境[4]。滴灌系統(tǒng)利用管路、滴頭控制水分輸送，可自動化澆水施肥。但管道較多需要利用鋼架固定。植物在網(wǎng)格間生長，通過對植物的設(shè)計可以賦予管道式模塊多元化造型圖案，具有較高審美價值。

2.4 案例分析

以上海市世博園為例，在多個主題館中使用綠化墻設(shè)計，不僅發(fā)揮出展示植物的功能，更能有效美化環(huán)境，提高設(shè)計審美價值。如主題館建筑立面，建設(shè)了兩側(cè)長為180 m，寬為27 m的生態(tài)墻，建筑面積達到5 000 m2，已經(jīng)成為世界上最大的立面綠化墻。主題館對綠化墻的設(shè)計有效緩解了場館建筑方正的呆板，更符合世博會設(shè)計理念，提高建筑結(jié)構(gòu)的觀賞價值。該場館進行大規(guī)模綠化設(shè)計，設(shè)計難度較高，主要使用模塊化綠化設(shè)計形式。兩側(cè)外墻使用菱形鋼材網(wǎng)格構(gòu)成，植物縱橫交錯插入鋼結(jié)構(gòu)中，菱形網(wǎng)格對建筑立面進行劃分，形成有節(jié)奏感的構(gòu)圖形式，讓建筑立面呈現(xiàn)出動態(tài)化綠化，避免給參觀者造成壓迫感。在垂直方向上，并沒有整面墻都進行綠化，而是通過菱形鋼材劃分著重對墻體下半部分進行綠化，上半部分綠化面積依次減少，減輕正面墻帶來的壓迫感。通過漸變式綠化設(shè)計形成鮮明的層次感，再搭配不同植物種類，形成變化交替的景象，呈現(xiàn)出較高審美價值。在模塊式綠化結(jié)構(gòu)中，模塊容器和墻面保持30°傾角，方便于快速拼裝。使用紙質(zhì)材料作為容器，不會影響生長基質(zhì)硬結(jié)化，紙質(zhì)材料使用后可以填埋降解。主題館墻面使用玻璃幕墻，在墻面外側(cè)安裝灰色壓花鋼材作為框架，鋼架為菱形設(shè)計，充分保證綠化系統(tǒng)固定牢固，且便于后期養(yǎng)護管理。

3 結(jié)語

綜上所述，城市綠地空間應(yīng)用垂直綠化新技術(shù)可有效提高城市綠化率，改善噪聲污染，優(yōu)化城市氣候，減少城市光污染。在當代城市綠地空間中主要應(yīng)用草坪毯式綠化、無紡布布袋式綠化、模塊式綠化進行綠化空間的建設(shè)。通過科學(xué)運用垂直綠化新技術(shù)，讓城市綠化空間進一步擴大，實現(xiàn)了城市綠化從平面化向立體化發(fā)展，讓城市環(huán)境得到明顯改善，對于建設(shè)花園城市及可持續(xù)發(fā)展型社會具有重要作用。