基于“海綿城市”建設(shè)理念下立體綠化工程施工技術(shù)分析

馬國鑫 翟曉強(qiáng) 胡永亮 程寶康 王 鵬

在“海綿城市”的構(gòu)建中，立體綠化工程是一項(xiàng)重要的環(huán)境改善措施，得到業(yè)界的廣泛關(guān)注。立體綠化工程從多個維度將綠化引入城市，包括地表、地下和空中等，創(chuàng)造出更加豐富多樣的綠化空間，為城市注入了綠色和生機(jī)。立體綠化通過垂直綠化、空中綠化和地下空間綠化等多種綠化形式，不僅改善城市環(huán)境質(zhì)量，還可有效解決雨水管理、生態(tài)保護(hù)等問題，優(yōu)化了城市的生態(tài)系統(tǒng)。

1 “海綿城市”理念與立體綠化的關(guān)系

隨著城市發(fā)展速度不斷加快，城市的環(huán)境問題愈發(fā)明顯，如城市內(nèi)澇、水資源短缺、生態(tài)失衡等，引入“海綿城市”理念成為解決城市可持續(xù)發(fā)展難題的重要路徑。

立體綠化是“海綿城市”建設(shè)的關(guān)鍵措施之一?！昂＞d城市”強(qiáng)調(diào)城市要像海綿一樣，具備良好的吸水、存水和排水能力，以便應(yīng)對極端天氣和自然災(zāi)害。立體綠化作為一種多功能的城市綠化形式，恰恰滿足了“海綿城市”的要求。通過在立體空間設(shè)置綠化，可以增加城市的吸水面積，減少城市的地表徑流，改善城市的水文循環(huán)，降低洪澇風(fēng)險[1]。

立體綠化為城市提供了豐富的生態(tài)價值，如改善空氣質(zhì)量、降低噪聲和凈化環(huán)境等，是實(shí)現(xiàn)海綿城市的重要手段。此外，立體綠化還與“海綿城市”理念中的水資源管理有著密切的聯(lián)系。它可以通過雨水的收集和利用，最大化利用雨水資源，減輕城市排水系統(tǒng)的負(fù)荷。在“海綿城市”理念的指導(dǎo)下，立體綠化成為一種創(chuàng)新的雨水管理手段，通過綠化屋頂、垂直綠化和地下花園等形式，儲存、凈化并利用雨水，從而提高城市的自主水資源供應(yīng)能力。

2 立體綠化工程的前期準(zhǔn)備和設(shè)計

2.1 綠化植物的選擇和配置

在選擇綠化植物時，需要綜合考慮植物的生態(tài)性、適應(yīng)性和美觀度。首先，要選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的植物，確保它們能夠在特定環(huán)境下茁壯生長。其次，要注意植物的生態(tài)功能，如吸附顆粒物、凈化空氣、調(diào)節(jié)氣溫等。最后，應(yīng)考慮植物的生長速度和形態(tài)特點(diǎn)，保證綠化效果的持久性和美觀度。

在綠化植物的配置上，需要考慮植物的搭配和布置。一方面，要根據(jù)不同植物的生長習(xí)性和高度進(jìn)行合理搭配，避免植物之間的相互競爭和遮擋。另一方面，要根據(jù)立體綠化的形式，對綠化植物進(jìn)行合理的布置和排列。在配置時，要注意植物層次感和色彩的搭配，創(chuàng)造出豐富的景觀效果[2]。

同時，還需考慮植物的養(yǎng)護(hù)難度和成本，選擇易于管理和養(yǎng)護(hù)的品種，確保立體綠化工程的可持續(xù)性。在綠化植物的選擇和配置過程中，應(yīng)充分融入當(dāng)?shù)靥厣幕蜕鷳B(tài)特點(diǎn)，與城市風(fēng)貌有機(jī)融合，營造出宜居、美觀且具有生態(tài)功能的立體綠化空間。通過科學(xué)的選擇和合理的配置，可以為“海綿城市”建設(shè)注入活力，為城市居民創(chuàng)造健康的生活環(huán)境。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方案制定

在“海綿城市”建設(shè)理念的指導(dǎo)下，結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方案制定需要充分考慮城市環(huán)境、水資源管理和綠化效果等多方面因素，以實(shí)現(xiàn)立體綠化工程的可持續(xù)性和綜合效益。

2.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計是立體綠化工程的重要環(huán)節(jié)。設(shè)計人員需要根據(jù)具體的綠化形式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保綠化設(shè)施的穩(wěn)定和安全。墻體綠化的結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮支撐結(jié)構(gòu)、排水系統(tǒng)和植物生長空間等因素，垂直綠化屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮承重結(jié)構(gòu)、防水層和土壤層的配置等。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要充分運(yùn)用工程力學(xué)、建筑學(xué)和植物學(xué)等專業(yè)知識，確保立體綠化設(shè)施與建筑物相協(xié)調(diào)。

2.2.2 施工方案制定

制定科學(xué)合理的施工方案是保證立體綠化工程質(zhì)量的關(guān)鍵。首先，要根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，制定詳細(xì)的施工工序和流程，明確每個施工環(huán)節(jié)的具體操作步驟和技術(shù)要求。其次，要充分考慮現(xiàn)場施工條件，制定合理的施工順序和時間計劃，確保施工進(jìn)度和安全。最后，需要考慮植物的種植和養(yǎng)護(hù)，制定科學(xué)的種植方案和養(yǎng)護(hù)計劃，保證植物的健康生長和長期養(yǎng)護(hù)。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方案制定過程中，團(tuán)隊(duì)之間要密切合作，建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、園林設(shè)計師和施工人員等要相互配合、通力協(xié)調(diào)，確保立體綠化工程的順利實(shí)施。通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方案，才能實(shí)現(xiàn)立體綠化工程的美觀、安全和可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造宜人的綠化環(huán)境。

3 施工技術(shù)和方法

3.1 垂直綠化技術(shù)

垂直綠化技術(shù)是在垂直的建筑表面，如墻體、屋頂種植植物的一種綠化手段，旨在將城市的垂直空間轉(zhuǎn)化為生態(tài)綠化空間，增加城市的綠化覆蓋率，改善環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)“海綿城市”的建設(shè)目標(biāo)[3]。這種技術(shù)不僅豐富了城市景觀，還有助于降低氣溫、改善空氣質(zhì)量，為居民提供健康舒適的居住環(huán)境。

墻體綠化是垂直綠化的常見形式，是指在建筑物的外墻表面布置綠化，通過特殊的支撐結(jié)構(gòu)和技術(shù)手段，使植物能夠在垂直的墻面上生存。在施工過程中，首先需要評估建筑結(jié)構(gòu)，確定適合的墻體位置，驗(yàn)證負(fù)荷承受能力。其次，選擇適宜垂直環(huán)境的植物種類，并考慮植物的生長習(xí)性和養(yǎng)護(hù)難度。再次，安裝支撐結(jié)構(gòu)和灌溉系統(tǒng)，確保植物的穩(wěn)定生長和養(yǎng)分供應(yīng)。最后，進(jìn)行植物養(yǎng)護(hù)，定期修剪、施肥、防治病蟲害，保證植物的健康生長和整體效果。

屋頂綠化是將植物種植在建筑物屋頂上，形成綠色景觀空間。在屋頂綠化的實(shí)施中，需要注意屋頂?shù)某兄啬芰Γ_保屋頂能夠承載綠化設(shè)施和植物的重量，還要考慮防水措施，避免滲水漏水。屋頂綠化植物的選擇，需要考慮植物的生長高度、根系結(jié)構(gòu)和環(huán)境適應(yīng)能力[4]。此外，還需合理設(shè)計排水系統(tǒng)，避免過度積水對植物和屋頂造成影響。

以上海綠地世博花園為例，屋頂種植了各種耐旱植物，如多肉植物、草本植物等，這些植物能夠在屋頂環(huán)境中生存，并通過蒸騰作用調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度和濕度，形成一個自然的“空調(diào)”系統(tǒng)。草本植物生長茂盛，具有固定土壤、減少水土流失的作用。

3.2 空中綠化技術(shù)

空中綠化技術(shù)是一種創(chuàng)新的綠化手段，是指將綠化延伸至空中，通過在高層建筑、天橋、高架路等位置種植植物，創(chuàng)造出獨(dú)特的空中綠色景觀。該技術(shù)不僅可以增加城市綠化面積，還能夠降低城市溫度，為居民創(chuàng)造宜人的居住環(huán)境。

3.2.1 空中花園

首先，需要選擇合適的建筑物或場所，并進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，綜合考慮承重、風(fēng)向、采光等因素，確定花園的位置、面積和形狀。其次，選擇土壤，一般使用輕質(zhì)、排水性好的土壤，以減輕負(fù)荷，確保植物生長所需的營養(yǎng)和水分。再次，設(shè)計空中花園的景觀布局，設(shè)置花壇、草地、小徑和水景等元素，綜合考慮人流量、觀賞視角和休閑功能，合理布局景觀元素，營造宜人的環(huán)境氛圍。最后，根據(jù)設(shè)計方案進(jìn)行景觀設(shè)施施工，如休息座椅、涼亭、欄桿等，同時還需要進(jìn)行灌溉、排水、照明等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，確?；▓@的正常使用。

3.2.2 懸掛花園

首先，需要評估建筑結(jié)構(gòu)能否承受懸掛花園的重量，根據(jù)評估結(jié)果加固和改造結(jié)構(gòu)。其次，設(shè)計并安裝懸掛籃或懸掛架，用于放置植物的生長基質(zhì)和根系。懸掛籃要具備良好的排水性，防止水分積聚影響植物的生長。再次，懸掛花園的植物要具備較強(qiáng)的生存能力、抗風(fēng)能力、抗旱能力和適應(yīng)能力。將所選植物懸掛于籃子或架子上，根據(jù)設(shè)計要求合理布置，創(chuàng)造出美觀的立體綠化效果。最后，定期維護(hù)和更新植物，及時更換過大或衰老的植物。

3.3 地下空間綠化技術(shù)

3.3.1 地下花園

地下花園是在地下空間種植各類植物，打造類似地上花園的綠化景觀。在地下花園的設(shè)計中，光照、通風(fēng)和溫濕度是關(guān)鍵因素。由于地下光照有限，必須采用合理的照明系統(tǒng)來模擬自然光照，為植物光合作用提供足夠的光能。同時，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計也至關(guān)重要，必須保證地下空氣流通，維持適宜的氣候環(huán)境。對于溫濕度的控制，可采用智能化的溫濕度調(diào)控系統(tǒng)，確保植物生長環(huán)境的舒適性。在選擇植物種類時，應(yīng)當(dāng)考慮植物的適應(yīng)性和耐受性，選擇能夠在地下環(huán)境生長的植物，如地下莖、地下根系較為發(fā)達(dá)的植物，能夠適應(yīng)相對較差的光照和濕度[5]。

以某城市的地下商業(yè)中心項(xiàng)目為例，設(shè)計師采用地下空間綠化技術(shù)，打造了一個引人入勝的地下花園，以提供獨(dú)特的購物休閑體驗(yàn)。地下花園位于商業(yè)中心的地下二層，總面積約為1000 m2。由于地下環(huán)境的光照有限，設(shè)計師在地下花園的天花板上設(shè)置了發(fā)光二極管（Lighting Emitting Diode，LED）燈，可以根據(jù)不同植物的需求調(diào)節(jié)光照的顏色和強(qiáng)度。光照系統(tǒng)通過改變色溫和光照強(qiáng)度，模擬白天和黃昏的自然光照，為植物提供足夠的光能進(jìn)行光合作用。此外，為了保證地下空間空氣的流通性，設(shè)計團(tuán)隊(duì)設(shè)計了一個智能化通風(fēng)系統(tǒng)，通過地下花園的入口和出口引入新鮮空氣，并利用通風(fēng)管道將空氣循環(huán)出去，不僅保證了新鮮空氣的供應(yīng)，還避免了地下空氣的混濁問題。

3.3.2 綠化隧道

綠化隧道是將綠化引入城市的地下隧道中，使隧道內(nèi)部充滿生機(jī)。通過在隧道內(nèi)部引入綠化，如墻體綠化、懸掛花園等，可為通行者創(chuàng)造一個綠意盎然的環(huán)境。隧道內(nèi)的綠化不僅具有美化空間的作用，更具有生態(tài)價值。隧道綠化可以通過植物的光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣，從而達(dá)到凈化空氣，改善通行環(huán)境的目的。同時，植物的蒸騰作用也有助于提高隧道內(nèi)的濕度，創(chuàng)造出了更加舒適的環(huán)境。

4 水資源管理和植物養(yǎng)護(hù)措施

4.1 雨水收集與利用系統(tǒng)設(shè)計

在“海綿城市”建設(shè)理念下的立體綠化工程中，雨水收集與利用系統(tǒng)設(shè)計是至關(guān)重要的一環(huán)。該系統(tǒng)不僅可以最大限度地利用雨水資源，減輕城市排水系統(tǒng)的壓力，還能為綠化提供水源，促進(jìn)植物的健康生長。雨水收集與利用系統(tǒng)設(shè)計步驟如下：

1）雨水收集。在立體綠化工程中，可以通過設(shè)置雨水收集設(shè)施將雨水收集起來，如雨水收集槽、雨水花園等。雨水收集設(shè)施可以設(shè)置在不同的綠化空間中，如地表綠化、墻體綠化和屋頂綠化等，實(shí)現(xiàn)多角度、多層次的雨水收集。還可以利用城市道路的排水系統(tǒng)，將雨水引至收集設(shè)施中。

2）雨水處理。收集起來的雨水需要經(jīng)過處理才能被有效利用，可以采用雨水過濾和凈化等技術(shù)，去除雨水中的雜質(zhì)和污染物。例如，可以設(shè)置雨水過濾池、沉淀池等設(shè)施，使雨水經(jīng)過過濾、分離等處理后達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求。處理后的雨水可以用于綠化澆灌、補(bǔ)充景觀水體，甚至可以進(jìn)一步處理，作為城市非飲用水。

3）雨水儲存和分配。通過設(shè)置雨水儲存設(shè)施，例如地下儲水池、雨水桶等，將處理后的雨水儲存起來。儲存的雨水通過系統(tǒng)的管道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分配，供給綠化澆灌、景觀水體補(bǔ)充等。在系統(tǒng)設(shè)計時，需要合理規(guī)劃雨水的分配途徑和用水量，以確保雨水可以被有效利用。

4.2 灌溉系統(tǒng)優(yōu)化

有效的灌溉系統(tǒng)不僅能夠保障綠化植物的健康生長，還能最大限度節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的水資源管理。

一方面，灌溉系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮不同綠化區(qū)域需水量的差異。不同植物、不同綠化類型對水的需求不同，因此在設(shè)計灌溉系統(tǒng)時，需要合理劃分綠化區(qū)域，確定不同區(qū)域的需水量。可采用分區(qū)域、分階段的方式灌溉，根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整灌溉的頻率和水量，確保綠化區(qū)域得到適宜的水分供給。

另一方面，可以引入智能灌溉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。通過傳感器、控制器等設(shè)備監(jiān)測土壤濕度、氣象條件等信息，實(shí)時調(diào)整灌溉系統(tǒng)。智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需要精準(zhǔn)控制灌溉，避免過度灌溉或灌溉不足，提高水的利用效率。例如在干旱季節(jié)，智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)土壤濕度和氣象預(yù)報調(diào)整灌溉的時間和用水量，確保綠化植物的健康生長。

4.3 綠化養(yǎng)護(hù)

定期養(yǎng)護(hù)有助于植物的健康生長，養(yǎng)護(hù)措施包括澆水、修剪、施肥、除草和病蟲害防治等。澆水是植物養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)，要根據(jù)植物的需水量和氣候條件，合理安排澆水的頻次和水量。修剪可以保持植物形態(tài)的美觀，促進(jìn)分枝茂盛，避免過度生長。施肥是植物生長必不可少的養(yǎng)分來源，但要控制施肥量，避免過度施肥污染環(huán)境。定期除草有助于保持綠化的整潔，防止雜草影響綠化植物的生長。在病蟲害防治方面，要定期檢查植物的生長狀況，及時發(fā)現(xiàn)并處理病蟲害問題，可以采取生物防治方法，減少化學(xué)藥劑的使用。

綠化養(yǎng)護(hù)需要科學(xué)的管理和監(jiān)測手段，管理人員要建立定期養(yǎng)護(hù)計劃，明確各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)措施和養(yǎng)護(hù)頻次，確保綠化系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定?？茖W(xué)管理包括合理配置資源、定期進(jìn)行人員培訓(xùn)、明確人員分工和定期評估綠化效果。

通過建立健全的管理體系，可以有效提升綠化系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和效率。此外，還可以利用現(xiàn)代技術(shù)手段實(shí)時監(jiān)測綠化植物的生長情況。遙感技術(shù)可以通過衛(wèi)星或無人機(jī)獲取綠化區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，分析植被的生長情況和健康狀態(tài)；傳感器技術(shù)可以監(jiān)測土壤濕度、光照強(qiáng)度和溫度等環(huán)境參數(shù)，及時掌握綠化環(huán)境的變化。這些監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠幫助管理人員了解綠化系統(tǒng)的健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取精準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)措施，避免病蟲害的擴(kuò)散，保證綠化效果。

5 結(jié)語

基于“海綿城市”建設(shè)理念下的立體綠化工程施工技術(shù)有重要的實(shí)踐價值和發(fā)展?jié)摿ΑＴ诔鞘兄幸肓Ⅲw綠化，可以創(chuàng)造出更加生態(tài)友好且宜居的城市環(huán)境，有效應(yīng)對水資源短缺、環(huán)境污染等挑戰(zhàn)。立體綠化工程的實(shí)施不僅需要綜合考慮技術(shù)、設(shè)計和生態(tài)等多個方面的要素，還需要注意綠化的可持續(xù)性和長期運(yùn)維。在未來的發(fā)展中，需進(jìn)一步強(qiáng)化科研與實(shí)踐的聯(lián)系，探索新興技術(shù)手段，以提升立體綠化工程的效益和影響力。