谈垂直绿化技术在建筑设计中的运用

张抗军　徐伟炜

(1.江苏省建筑设计研究院有限公司，江苏 南京　210019；　2.东南大学土木学院，江苏 南京　210000)



谈垂直绿化技术在建筑设计中的运用

张抗军1徐伟炜2

(1.江苏省建筑设计研究院有限公司，江苏 南京210019；2.东南大学土木学院，江苏 南京210000)

简述了垂直绿化技术的发展现状，介绍了标准模块种植槽技术与不织布养液种植两种可有效推广的垂直绿化技术，并针对垂直绿化技术在运用中存在的问题，提出了具体的应对策略。

垂直绿化，建筑设计，种植技术

1　概念及发展现状

近年来，随着世界各国在城市现代化进程上的加快，全球生态环境进一步恶劣，建筑界在绿色建筑基础上进一步提出了“生态补偿设计”，此概念的提出是人类长期对地球生态环境破坏的一种“补偿”方式。绿色建筑生态补偿的重要方式之一是植物性补偿设计。植物性补偿设计有利于解决城市中出现的各种环境问题，对改善环境质量，恢复自然生态系统自身调节功能、保持系统的健康稳定有重要作用。本文讨论的在建筑设计中运用垂直绿化也是生态补偿设计中的一种。

垂直绿化目前常用的英文名称为“Vertical planting”，此概念最初来源于对苏联文献的翻译。以往对垂直绿化的定义基本上都是以攀缘植物为中心来进行限定，在实际运用中垂直绿化与攀缘绿化、屋顶绿化、立体绿化等多个概念的定义界限模糊不清，垂直绿化概念的内涵本身也处于不断变化中，本文对垂直绿化的研究范围只针对建筑立面上的垂直绿化。绿化本身作为建筑的立面元素及其组成元素。在垂直绿化中所使用的植物也不仅仅局限于常用的攀缘类植物，乔木、灌木、花卉、草本植物等均可纳入所用。在建筑设计中将绿色植物作为一种建筑材料和设计手法加以运用，从而可以有效地加强建筑和自然环境的联系，缓减城市环境硬化程度逐步升高引发的各种问题。

垂直绿化的发展有悠久的历史，西方古代可追溯到古巴比伦的空中花园，我国早在春秋时期修建苏州城墙时，就采用了攀缘植物来绿化墙体。在国外，现在有不少先进的垂直绿化技术正在开发和运用。日本相继开发完成的大量垂直绿化技术为其在建筑设计中的实施提供了重要的技术支撑，如株式会社的“垂直森林墙”、内山绿地建设株式会社的TU型攀缘网绿化施工法等。在德国建筑垂直绿化设计中，采用将建筑设计成阶梯状或金字塔状，并绿化层层挑出露台的方式，建筑宛如一面面绿色的屏风，形成了美丽的城市风景，同时也有效的调节了城市的小气候。在国内，对于垂直绿化的研究相对较晚，但2010年上海世博会上大规模的运用了垂直绿化，这让很多人直观的体验到了垂直绿化的魅力，对垂直绿化的概念也不再拘泥于传统的爬墙植物绿化墙面的范畴。这也掀起了一股研究学习垂直绿化的小风潮。然而由于技术、造价等因素，近几年，垂直绿化技术更多的是在室内设计中局部采用。

2　常用垂直绿化技术

现有的垂直绿化技术从种植基质可以分两大类：种植槽种植技术，其他类型种植基质一体化种植技术。其中的种植槽种植技术是一种运用时间较长，种类多的种植方式。从种植槽与建筑的关系，可分为外挂式、与墙面一体浇筑式。从植物种植形态可分为攀缘类植物，其他非攀缘类植物。从种植方式可分为标准模块式和自由种植式。除种植槽技术外，近年出现的新技术，如不织布养液种植，墙面一体化种植也在不少建筑上得到运用，绽放出它们的光彩。本文不赘述各种分类，主要介绍两种有利于快速形成绿化效果、易于维护、保持绿化效果的种植技术：标准模块种植槽种植技术，不织布养液种植技术。

2.1标准模块种植槽技术

标准模块种植槽由三部分组成：单元模块、结构系统、灌溉系统。单元模块按模数设计成需要的尺寸并种植绿化植物；结构系统用于固定单元模块在建筑上；灌溉系统与结构系统一体化设计，负责为单元模块提供必要的水分和养分。代表作品如上海世博会法国馆(见图1)。

1)单元模块。单元模块生产标准化，每个模块都是相对独立的种植单元，有利于随时替换。单元模块由种植基盘、生长基质、植物三部分组成。种植基盘根据设计生产为标准化、模数化易于拼装组合的形状，并且方便批量生长。当市场和技术达到一定的成熟度后，设计师可以采用市场上常用的尺寸规格组合设计，这可以有效地降低垂直绿化的成本。生长基质采用的土壤要求质量较轻、能缓慢释放肥力并且能确保种植植物所需的养分，一般为人工改良土壤。种植植物种类需根据建筑朝向、地域气候、设计效果来进行选择。

2)结构系统。其可分为两类：一种是结构系统完全被单元模块形成的绿化面覆盖，只起承重作用。另一种是结构系统与单元模块共同形成绿化效果，相得益彰。如上海世博会法国馆的垂直绿化。

3)灌溉系统。灌溉系统一般采用滴灌法对植物进行灌溉。灌溉系统由以下部分组成：水管、水泵、程序控制器、过滤器、施肥器、抗阻塞微灌溉滴管、电子阀。一般沿结构构件布置水管，也可将水管布置在结构构件中，水分通过水泵增压输送。这种智能灌溉系统会根据植物种类、生长阶段、植物所处位置、气候条件设定来调整水分和养分的供给。灌溉管的排口需注意不要直接接触植物生长基质，以避免堵塞灌溉口，同时微灌技术的采用，也有利于灌溉技术的稳定运行。代表作品如图2所示。

2.2不织布养液种植技术

不织布养液种植由法国植物学家派屈克·布朗克(Patrick Blanc)率先采用。该体系由植物、不织布地衣、PVC层、铁框架组成。该技术具体实施步骤为：先做好墙面防水，在墙面或者距墙面一定距离设结构层，结构层一般为钢构架，钢构架外铺设1 cm厚PVC板。这层PVC板有利于提高结构的稳固性，同时具有防水作用。PVC板外铺设两层各3 mm厚的无纺布，通过铆钉加以固定。外层无纺布上割5 mm～10 mm的水平豁口，用于放置植物根部，种植密度约为30株/m2～60株/m2。植物所需的水分和养分通过埋藏在结构层里的管线自动喷淋，无纺布其高毛细管结构有利于均匀地将水分提供给植物。而养分则是通过机械泵将盐分、矿物质等溶解在水中浇灌。该系统质量较轻，形成的整体绿化效果也很好，缺点是由于重力作用，水分和养分会较多分布在下部。且由于其结构特性，运用于较高建筑时，难以维持持久的绿化效果，不便养护管理。

3　建筑垂直绿化设计中存在的问题

1)垂直绿化设计水平不足、植物种类单一。现在建筑立面垂直绿化设计中多数简单运用绿化技术手段，同时掌握垂直绿化设计和建筑设计技能的设计师极少，更不用说在建筑设计中有机的运用垂直绿化技术。多数设计师的做法仍停留在将垂直绿化当做附属构件附着在建筑上，或者是仅仅将绿化模块作为点缀或装饰简单安装在建筑上。

2)难以持久稳定维持绿化效果。持久稳定的保持绿化效果包含两点，一方面是养护植物，确保其正常生长，防止其枯萎死亡，另一方面是要控制植物生长形态，以达到设计的绿化效果。由于垂直绿化相对地面绿化存在着种植空间局限、生长基质有限、浇水施肥养护难、修枝理藤操作不便等一系列问题，所以其绿化效果的维持需要在设计阶段便针对这些问题相应采取解决措施。

3)实施建设、维护成本高。垂直绿化与地面绿化有很大差别，其建设过程、构建材料、施工机械都有其特殊性，这种特殊性也决定了其设计实施难度较高，建设和养护成本相对地面绿化也高。

4)业主观念亟待引导。所谓萝卜白菜各有所爱，业主对建筑

风格的喜好各不相同，目前市场上垂直绿化作品少，好的垂直绿化作品更为稀少，大部分人对垂直绿化缺少直接的感性认识，这对建筑中垂直绿化的推广运用也是不小的阻力。

4　建筑垂直绿化设计中存在问题的应对策略

1)加强政策扶持、推广宣传。建筑立面大量采用垂直绿化，有利于优化城市生态环境，改善居住环境质量。如果政府对建筑上采用垂直绿化采取有力的政策上的扶持；修改制定相应规范，如建筑上采用种植槽不计入容积率计算，并给予相应优惠等等实际运用上的推动；积极推广样板示范，将对建筑上采用垂直绿化产生直接有效的作用。

2)建筑设计与垂直绿化设计一体化考虑，为绿化提供承载空间。在建筑设计中实施垂直绿化关键是为绿化植物的生长提供适宜的生存环境和生长空间。也就是种植基质与建筑的有机结合，如种植槽技术，在设计时需为其提供承载位置、承载力，需考虑养护管道位置，维护管理空间，在建筑设计时与立面元素有机结合，可将其本身作为立面组成元素而非依附构件。

3)后期对绿化的养护管理、对绿化效果的控制作为设计的一部分存在。对绿化养护管理的重要性不言而喻，在设计阶段需考虑好后期养护管理通道的维修供应空间；修枝理藤、更换植物的操作空间。在高度较低的建筑上，垂直绿化维护还相对简便，但在高层建筑设计时，垂直绿化的设计必须在建筑设计时便预留出一定的操作空间。做法可类似于双层表皮建筑，外层为绿化层，绿化层和外墙之间留出操作通道。

相对其他种类垂直绿化种类，单元模块种植槽技术由一个个绿化单元组合的特点，决定了其绿化效果可控性最强，这一优势可以运用到其他绿化技术上，通过可控模块替换来最大化确保绿化效果。

4)结合地域选择合适的绿化技术以控制成本。建筑师应积极学习先进的技术，但在实际运用中，更应注重结合地域条件、项目情况合理地选择使用技术。使用本土植物更易保证持久的绿化效果，采用常规的垂直绿化技术同样也能很好地实现垂直绿化效果。种植槽绿化技术其养护和管理技术已相对成熟，比较容易控制成本并确保绿化效果。设计师通过灵活的设计，可以将其与建筑很好的结合，展现出垂直绿化设计的魅力。

[1]郭蕊莲，陈力.建筑立面绿化技术浅析[J].福建建筑,2010(5)：37-38.

[2]夏云.生态与可持续建筑[M].北京：中国建筑工业出版社,2001.

[3]丁山.建筑景观细部创意[M].北京：机械工业出版社,2008.

[4]张小康.建筑立面垂直绿化设计策略研究[D].重庆：重庆大学建筑城规学院硕士学位论文，2011.

[5]舆水肇.建筑空间绿化手法[M].大连：大连理工出版社，2003.

On application of vertical planting technique in architectural design

Zhang Kangjun1Xu Weiwei2

(1.JiangsuArchitecturalDesignInstituteCo.,Ltd,Nanjing210019,China; 2.CivilEngineeringCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210000,China)

The paper indicates the development of the vertical planting technique, introduces the effective extension of the technique, including standard model planting groove technique and weaving nutrient liquid planting, and points out the application of the technique according to some problems in the technique.

vertical planting, architectural design, planting technique

1009-6825(2016)08-0223-02

2016-01-08

张抗军(1978- )，女，工程师；徐伟炜(1979- )，男，副教授

TU985

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