基于“节约型园林”理念的园林材料应用研究

牛 琳

(北京景观园林设计有限公司，北京 100029)

我国幅员辽阔、资源丰富，但由于人口众多，人均资源量相对不足，日益增长的人口与逐渐匮乏的资源之间的矛盾成为制约我国可持续发展的重要因素，尤其是近年来，随着人们对于物质生活文化要求的提升，各类型园林项目如雨后春笋般出现。

公园是人民休闲游憩的福祉工程，作为公园绿地的最基层描绘者，不少设计师存在着观念认知偏差，在园林建设中过分强调景观效果，却忽略了对生态效益的考量，出现一些违背自然规律的设计策略，比如片面追求大草坪，造成养护成本极高；为了见效快，反季节栽植，大规格苗木；过分追求铺装平面形态，采用昂贵材料刻意处理，因大量切割造成用材浪费；由于城市更新而产生的建筑废料、园林废弃物没有得到妥善处理，大部分被随意丢弃，不仅降低土地资源利用率，也对生态环境产生了不良影响。因此，要实现城市园林绿化的可持续发展，发展节约型园林势在必行。

节约型园林的研究和采取的技术措施，主要体现在节地、节土、节水、节能、节材、节力等几个方面，本文选取了园林绿化实现过程中的重要一项——园林材料，包括“竹钢”、胶筑透水石、有机覆盖物，结合笔者在2019年北京市世园会百果园项目的具体实践，分析其在实际应用中的适应性，总结阐述了这三类材料的性能优劣，以便在更多领域推广利用。

1 “竹钢”

1.1 “竹钢”性能概述

“竹钢”，全称“高性能竹基纤维复合材料”，其原料主要采用小径竹慈竹，该竹主产地在我国西南地区，竹材利用率高达90%以上。“竹钢”通过酚醛树脂均匀导入技术、纤维化竹束帘制备技术等多项技术加工而成，主要组成成分为88%的竹纤维，配以6%的酚醛树脂及6%的水分[1]。由于“竹钢”在制作过程中，没有破坏竹纤维的贯通性和完整性，保留了高密度和高匀质度，而且使用高强树脂黏合，因此可以做到强度更高、韧性更好、性能更稳定。鉴于其独特的物理性能，可实现大跨度的梁、柱、楼板结构，成为很好的结构用材，同时也因其均匀、自然的质感，非常适合应用于园林景观中的景观构筑物。

1.2 “竹钢”在2019北京世园会百果园的应用

百果园作为2019年北京世界园艺博览会中单体面积最大的展园，用地总面积约6.67 hm2。园内不仅有种类丰富、景色优美的果林景观，还向游人展示了体现果树园艺特色的艺术与生活，科技与文化，互动与体验。园中设计了多组供游人体验乐活生活、进行趣味科普的景观构筑物，如乐果展廊、彩虹果吧，以及具有休憩展示功能的景观廊架，如苹果门、紫藤廊架、葡萄漏斗架、创意果市廊架(见图1)，这些构筑物体量较大，廊架跨度较大，同时，为了响应世园会的办会理念，让全园的构筑物回归到一个最自然、最生态的状态，符合可持续发展理念的设计， 需要对资源和能源的使用效率、对健康的影响、对材料的选择等方面进行综合考虑，从而使其满足可持续发展原则的要求。经过考察，在有机质材料当中，百果园选用了“竹钢”这种绿色环保材料，其有以下几点优势：

1)“竹钢”的原材料是慈竹，慈竹生长周期短，可循环再生，且生产过程中没有废气废水以及其他污染物的排放，也不会对生态环境造成负担，可以从源头贯彻“节约型园林”理念。

3)“竹钢”达到E0级环保标准，防火级别为B1级，难燃级，有机材质的最高级别。

4)“竹钢”纤维含量(质量分数)高达73%，更有韧性，可以做成各种异型，更好的体现设计语言的表达。

5)“竹钢”经过28 h水煮循环实验，证实其耐水性非常好，在不经过防霉处理的情况下，可以达到二级的防霉标准，经过防霉处理后，可以达到更好的防霉效果，为部分构筑物与水环境结合的场景提供了可能性[2]。

6) 以“竹钢”作为结构构件不需要更多的借助于钢结构和混凝土，设计和观感更加纯粹而贴近自然，因而不需要再进行表面二次装饰外立面，这也是其他竹材所不具有的优势。

1.2.1 “竹钢”构筑——苹果门

苹果门位于花映春晖区主入口，入口主景为弧形廊架阵列与水景的组合，苹果门设计造型从苹果的纵剖面轮廓演化而来，色彩选用中国红，象征平安如意。凹陷处设置圆形浅水池，近观池中，倒影将双曲线弧形廊架扩展成环形。百果门形成的迎宾空间将游人引入园区(见图3)。该构筑物由56根主梁围合而成，主梁最大跨度28 m，最高8 m，底部又需长期与水体接触，若要将设计理念实现，非“竹钢”莫属。主梁与次梁通过角码连接，与混凝土基础通过预埋件固定，考虑到竹钢的易上色属性，以及主入口区的景观功能需求，全部构架喷涂红色调和漆，增强了苹果门的整体性和景观性，强化了设计意图。开园后，百果园入口苹果门成为了游客争相拍照留念的景点。

1.2.2 “竹钢”构筑——紫藤廊架

紫藤廊架(如图4所示)位于果香满夏区，紫藤廊架可为攀缘植物提供攀爬条件，炎炎夏日中可为游人提供纳凉场所。地面的不锈钢板雕刻了与园中种植的苹果、桃、李、梨、杏等果树相关的成语、诗词，融合于园路中，与廊架、座椅相呼应，使游人在轻松的休憩时刻，品味到我国历史悠久的果业文化精华。该廊架主体为一个固定尺寸的椭圆形结构以椭圆中心为基点，沿垂直方向以固定角度旋转排列开来，形成此起彼伏的视觉层次，单体廊架随着游人动线步移景异，变幻丰富。主梁单体最大跨度7 m，最高4 m，座椅通长35 m，表面由竹钢铺设完成，不仅隔热保温，也与廊架的材质高度统一，浑然一体。竹钢良好的加工性能使得廊架桁架拥有更多的细节，通过角钢、自攻钉便可快速稳定链接，施工简便快捷，大大缩短了工期。

与石材相比，“竹钢”的自重更轻，色泽自然，隔热保温；与金属材料相比，“竹钢”的强度和韧性更好，可实现更大的跨度和更加纤巧的结构体系；与木材相比，表面更加光洁平整，没有木材的虫蛀和结疤，原材料的再生周期短，且出材率更高。由此可见，“竹钢”的优良性能使其可作为低碳环保可持续的新型材料大范围推广应用到园林景观建设中。

2 胶筑透水石

海绵城市建设在我国得到了政府的高度重视，出台了《关于推进海绵城市建设的指导意见》[3]，意见中指出到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求(即将70%的降雨就地消纳和利用)，到2030年，这一指标将达到80%。海绵城市彻底摒弃了“快排式”传统的排水模式，在城市排涝过程中坚持“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针，而第一道程序“渗”的作用至关重要，尤其是城市建成区，大面积的硬质铺装，直接影响了海绵工程的作用效率。

2.1 透水铺装材料的选择

目前工程中应用的透水铺装面层包括透水砖、透水混凝土、露骨料透水混凝土、胶筑透水石。

一般透水砖的透水系数在500 mL/min左右，孔隙率大约为12%～15%，铺设透水砖时，一般会在砖块间留有缝隙，增强其透水能力，但这会导致整体结构稳定性不足，由于百果园所在地延庆地处山区，整体气候较为干冷，多数透水砖抗冻性较差，若后期无法得到持续妥善的养护，透水砖的景观效果往往无法实现设计目标。

透水混凝土是一种蜂窝状结构的混凝土，是由高强水泥、单级配碎石、专用增强剂和水经过机械搅拌成干硬性混凝土后，再通过在专门摊铺机械现场铺装而成的多孔混凝土，其具有透水透气、较高强度、非封闭性等特质，透水系数一般同样在500 mL/min左右，孔隙率在20%左右。露骨料透水混凝土是在透水混凝土的基础上结合“露骨料”工艺而形成的高级装饰型透水混凝土。透水混凝土和露骨料透水混凝土适用于公园绿地的人行道、观光车道，市政广场、商业区和居住区的休闲广场、人行道，但是小型展园对于景观精致度有较高的要求，透水混凝土和露骨料透水混凝土自然、粗粝的景观效果显然也不满足需求。

胶筑透水石，又名聚氨酯碎石透水材料，是目前新兴的一种环保型透水路面材料，相对于透水沥青其将胶黏剂由沥青替换为聚氨酯环氧胶[4]，集料可使用天然彩石、陶瓷颗粒、玻璃珠、彩砂等高级装饰性骨料黏结，因此其景观性较好。其透水系数可高达1 900 mL/min左右，孔隙率在30%左右，是所有透水路面中透水率最好的一种，能让雨水快速渗透，加强地表与空气的热量和水分交换，改善地表植物和土壤微生物的生存条件，调节生态平衡。百果园的园路及场地大部分都以弧线形收边，铺装分割走线有如行云流水一般，只有胶筑透水石路面能够创造出无与伦比的景观路面效果，其易于施工塑形(见图5)，不褪色、不磨损，后期维护成本低，同时由于其是利用天然尾矿石材，变废为宝，绿色环保，因此百果园的主要铺装材料选用了胶筑透水石。

2.2 结构做法的选择

根据土壤类型、地质构造、隐蔽工程情况，透水铺装做法主要分为三种类型：排水型透水路面、半保水型透水路面和全保水型透水路面。排水型透水路面指的是面层透水，但是垫层和基层不透水，雨水透过面层后，沿不透水基层顶面排出路基外，再排到雨水井，最终排到城市雨水管网，该类型主要适用于地下空间以上的地面(如地下车库等)。半保水型透水路面的面层和基层均透水，垫层不透水，雨水依次通过面层和基层，沿不透水垫层顶面排出路基外，这种类型也较依赖于城市排水系统，当城市排水系统不畅，或雨水超出了城市排水系统承载力时，并不能起到有效的作用。全保水型透水路面的面层、基层和垫层均使用透水材料，雨水可以渗入路基，储存于土壤的内部，相较于前两种做法，全保水型铺装强度较低，更适用于人行道和园林铺装等。

结构做法也与场地的土壤类型有关，表1列出了不同土壤类型的渗透系数，可以看出黏土和粉土的渗透系数较小，砂土的渗透系数较大，说明砂土的透水性要高于黏土和粉土，根据百果园场地的土壤检测报告显示，场地内大部分土质为砂质土，甚至掺杂有卵石、砾石，非常适宜建设全保水型路面。同时，考虑到世园会有展示期限这一特殊性，市政管网设施在闭展后会处于低维护状态，因此园区铺装采用可以自由下渗补给地下水的全保水型路面做法最佳。

表1 各类土质的渗透系数范围(摘自《公路排水设计规范》)

3 有机覆盖物在百果园中的应用

有机覆盖物是一种利用园林或林业废弃物，包括树皮、落叶、松球、椰糠等，经过回收、筛选、腐熟、浸泡、着色、晾干后的一种生态循环经济产品，可生物降解、可着色，不仅消除了园林垃圾的处理压力，为农业生产与城市绿地提供高效肥料，而且具有生态、美观、环保、经济等诸多优点。有机覆盖物以其独特的生态优势已经广泛应用于“节约型园林”中[5]。

3.1 有机覆盖物在百果园使用的必要性

尽管发达国家有机覆盖物已经成为一个完善的成熟产业，但目前在我国园林废弃物资源化理念并没有引起足够重视。由于园林废弃物体积大、难以压实，给收集运输带来了难题，同时，我国园林废弃物处理机械的质量和性能还有待提高。种种的限制因素造成我国的有机覆盖物行业与发达国家还有较大差距，因此，我们借由世园会的展示平台，以百果园进行有机覆盖物的应用示范，逐步改变人们的理念，让大家认识到园林废弃物在城市绿地生态循环中的重要作用，以期推广应用。

3.2 有机覆盖物在百果园使用的适宜性

在水资源紧缺的北京，草坪的养护需要消耗大量用水，因此有机覆盖物相较于传统草坪，具有不可忽视的减少绿化用水的优势，而这一特点，尤其适用于展园，保证在闭展后相对较低的养护力度下，土壤也保有一定的水分，维持植物生长。

有机覆盖物在百果园中有两种使用场景，一是作为道路铺装，百果园的三级路基本就是使用有机覆盖物铺设完成的。例如，位于果香满夏区的果园迷宫，是采用矮砧密植形式种植芭蕾苹果而建成的一座果园迷宫(见图6)，芭蕾苹果之间的甬道就是由有机覆盖物铺设而成的，既发挥了其生态效益，又营造出自然野趣的氛围。二是作为植被覆盖的代替铺设在树池及栽植稀疏地段，例如，位于嘉实冬藏区的艺术漏斗架的场地，也是由有机覆盖物铺设完成(见图7)。待葡萄成熟时，会爬满漏斗架，下方空间也不适宜栽植其他植物，为了达到与全园和谐统一的生态自然的效果，我们也摒弃了硬质铺装，选用有机覆盖物作为覆盖栽植稀疏地段的介质，柔化了大面积构筑物无可避免的生硬感，拉近与游人的距离。

4 结语

在资源逐渐衰竭的今天，我们设计师在建设人类家园时，需要考虑的建设原则不仅仅是“以人为本”，更重要的是遵循“可持续发展”理念。在园林技术手段快速发展的推动下，节约型园林不再是传统的控制成本、节水节能，而更多更广泛的扩展到城市资源的利用效率，整体视角下，从源头降低资源的消耗，实现资源的循环利用，才可建设更加稳定的生态环境，促进维护生态平衡，推进我国生态文明的可持续发展。