垂直绿化新技术在当代城市空间中的应用

□□ 郭 翔 (福建省森泰然景观工程有限公司，福建 福州 350026)

引言

随着城市建设的逐渐完善，人们对于绿化面积的重视度越来越高，但城市土地资源紧张，难以满足平面绿化空间建设。在这一背景下，城市绿化建设逐渐重视垂直绿地空间的开拓，传统垂直绿化技术主要利用屋顶和阳台进行绿化设计，而在垂直绿化新技术支持下高效扩展建筑立面绿地空间，有利于提高城市绿化水平，助力改善城市生态环境。因此，需对垂直绿化新技术的应用展开研究，充分利用其技术优势扩展城市绿化空间。

1 垂直绿化新技术的优势

1.1 提高城市绿化率

随着我国越来越重视城市生态建设，花园城市建设成为城市绿地规划的重要目标。如今城市用地面积紧张，被大量建筑覆盖，很难留置空地用于城市绿化。我国城市绿化率距离发达国家绿化率40%仍存在较大距离。在此大背景下，应用垂直绿化新技术积极发展垂直绿化空间十分关键，垂直绿化无需占用平面土地，可以借助于建筑立面和屋顶进行绿化，对提高城市绿化率有巨大帮助。如住宅楼长为15 m、高为20 m，住宅楼两侧立面可提供600 m2的绿化面积，通过不断扩大建筑立面绿化面积，让城市绿化率得到显著提高，早日实现建设花园城市的重要目标。

1.2 减少噪声污染

在城市运转中每天会产生大量噪声，当噪声量>70 dB时，人会感觉不适。若人们长时间在噪声环境中生活，会严重影响人们的听觉功能，甚至导致人们神经衰弱。通过建设垂直绿化空间，绿化植物能够反射一部分声波，同时植物叶子上存在特殊的绒毛和孔，能够吸收噪声，噪声声波穿过植物叶子，可以吸收或反射至少20%的声波，并阻碍声波传播，从而让噪声量降低，有效减少噪声污染[1]。在建筑立面设计绿化空间相当于在建筑上安装隔声材料，可提高建筑墙体隔声性能，从而营造更加舒适的生活环境。

1.3 调节城市气候

城市垂直绿地空间能够有效调节气候，减少辐射，尤其是太阳光辐射和气温。由于建筑多采用玻璃幕墙以及混凝土建设，白天经过太阳照射会吸收大量热量，造成城市温室效应和热岛效应，降低居民生活的舒适度。通过建筑立面绿色植物对阳光反射、光合作用，可以减少建筑温度变化，使得墙体保持相对恒定的温度。一方面能够降低室内的温差，从而减少空调系统的能耗；另一方面能够净化空气，改善城市空气质量。垂直绿化空间能充分发挥出植物对环境的改善作用，吸附并过滤空气中的灰尘和粉尘，让城市空气得到优化，提高居民生活质量和舒适度。

1.4 减少城市光污染

通过城市垂直绿化空间的建设，能有效削弱光线的反射，调节反射光的强度。尤其是白天日照充足时，光线照射在建筑外立面玻璃上形成反射光，给人们眼睛造成刺激，导致人的视力受损，也会影响驾驶员视线，甚至引发事故，严重威胁城市公共安全。垂直绿化空间可使得建筑外墙玻璃被植物遮挡，叶片可以吸收或反射部分光线，让城市光污染得到改善。

2 垂直绿化新技术及其应用

2.1 草坪毯式绿化设计

草坪毯式绿化技术是利用粘合剂将生长基质粘合在墙面，植物可以直接在墙面生长，具有较高密植效果。该设计不需要制作框架，生长基质厚度可以达到8～10 cm，可以满足植物生长需要，适用于大面积绿化[2]。该形式主要种植草本植物，如马蹄金、垂盆草、黑麦草、麦冬以及天门冬等植物。通过将粘合剂、土壤、养料以及植物种子搅拌为泥浆，使用喷混机械技术进行种植。墙面将作为栽培面，实现大面积种植，如无窗户墙面、柱体桥梁以及边坡绿化中应用。但该形式的绿化设计需在绿化面上端安装灌溉装置，灌溉用水自上而下流经植物面，难以控制灌溉方向。如西班牙马德里的CaixaForum博物馆在建筑立面种植了15 000余株植物，视觉效果十分壮观。使用金属框架作为支撑结构，框架内安装灌溉管线，灌溉系统可以根据植物生长需要提供营养液。使用PVC作为隔离结构，通过铆钉固定牢固。PVC层可以分离植被和金属框架，避免营养液腐蚀墙体和金属结构。PVC层也能解决根系穿刺问题，避免对金属结构造成破坏。栽植层使用毛毡，取代传统栽培基质。另配合水耕灌溉系统，满足植物稳定生长。

2.2 无纺布布袋式绿化设计

布袋式绿化形式是基于草坪式绿化演变而来，其以无纺布为载体。无纺布主要由聚丙烯纤维构成，具有无毒透气、质量轻、颜色多样的优势，性能接近于布料。在墙面上架设毡贴，在毡贴上固定无纺布布袋，用于种植绿化植物。这一绿化形式使用无纺布布袋替代龙骨架，铺贴施工方便快捷，对铺贴墙面基层材质要求低，在石膏、混凝土以及玻璃幕墙等墙体上均可应用，且可进行曲面墙体的建设。由于无需使用骨架，可建设为自然景观，具有较高审美价值。即便发生种植布袋意外掉落，也不会造成严重的安全事故[3]。该形式需要在布袋上方安装灌溉管道，营养液可以通过无纺布留下来，供给植物生长所需的养分。应根据建筑立面的条件合理选择无纺布布袋的结构以及厚度，若无纺布布袋过厚重可能会造成基质层出现层板结，对植物生长产生负面影响；如果基质层过薄会造成较为严重的水土流失。因此，对灌溉系统应合理控制，根据基质层湿度设计灌溉形式，以满足后期管理的需要。如上海世博园在印度馆的屋顶上使用了无纺布布袋式绿化，使用竹子搭建穹形顶，未使用梁柱结构，屋顶绿化须要满足轻质便利的要求。使用无纺布布袋式绿化直接将植物在屋顶上种植，绿化系统轻便，可以融入金属曼陀罗花纹，形成良好的外观效果。

2.3 模块式绿化设计

模块式绿化设计主要是预先培育植物模块再安装于墙面上，具有较高种植密度，通过绿化模块的形成建筑外墙绿化效果，其主要结构包括：

(1)卡盆式模块。将容器插入面板中，和地面形成20°斜夹角，植物提前培育，直接安装插入即可。该结构形式通过斜插入方式减小固定面板的厚度，同时能够增加容器内的土壤含量，有利于保持水土，预防水土流失。模块可以固定在支架上，便于调整绿化效果，随时可取下容器卡盆，具有更高的稳定性，也能根据季节变化更换植物。如上海市世博园中使用卡盆式模块设计花墙，人工可进行卡盆容器的安装和更换，花墙框架面积约2 m2，可放置30个种植容器，可根据需要随时移动位置，根据季节更换植物种类。

(2)骨架式模块。这种形式是让植物平行于地面，具有较高观赏价值，避免容器对绿化效果的影响。如上海市中泰照明办公建筑采用该形式。借鉴百叶窗造型，通过植物容器将建筑立面分割为条状，形成线形结构，在玻璃幕墙中间种植绿色植物。玻璃上可倒映出植物的倒影，使得建筑立面观赏性更强。通过在模块内安装灌溉滴头，土壤层添加凝固剂，以预防水土流失的问题。该结构形式后期养护要求高，因而主要在多层建筑中应用。

(3)种植盒模块。使用多个容器组合，最大程度上缩小容器体积，种植盒中存在种植孔，为集约化种植模式。种植盒使用的培养基质相对较强，稳固性高。根据设计图案提前进行养护种植，并悬挂在支架上，持久性强，主要应用于高层建筑中大面积建筑立面上。一般情况下种植盒尺寸使用35 cm×35 cm×10 cm，每个模块种植植物数量>10株，保证一定视觉覆盖效果才能进行安装。如上海世博园坡屋面使用了种植盒模块绿化形式，在坡屋面上固定钢结构，根据设计方案和图案要求，将不同植物种植在容器中，主要以景天类植物为主，使用钢筋固定容器，保证了容器稳定性。植物可以在各自容器中得到生长，不会出现水土流失和根系穿刺的问题。

(4)管道式模块。不需要植物生长容器，使用混合粉末以及纤维外皮替代植物所需土壤，在铁丝网上固定纤维外皮，形成方块状，灌溉管道穿过生长介质，保留灌溉小孔，管道内流通植物所需营养液，保证培养基质处于湿润状态，满足植物生长的环境[4]。滴灌系统利用管路、滴头控制水分输送，可自动化浇水施肥。但管道较多需要利用钢架固定。植物在网格间生长，通过对植物的设计可以赋予管道式模块多元化造型图案，具有较高审美价值。

2.4 案例分析

以上海市世博园为例，在多个主题馆中使用绿化墙设计，不仅发挥出展示植物的功能，更能有效美化环境，提高设计审美价值。如主题馆建筑立面，建设了两侧长为180 m，宽为27 m的生态墙，建筑面积达到5 000 m2，已经成为世界上最大的立面绿化墙。主题馆对绿化墙的设计有效缓解了场馆建筑方正的呆板，更符合世博会设计理念，提高建筑结构的观赏价值。该场馆进行大规模绿化设计，设计难度较高，主要使用模块化绿化设计形式。两侧外墙使用菱形钢材网格构成，植物纵横交错插入钢结构中，菱形网格对建筑立面进行划分，形成有节奏感的构图形式，让建筑立面呈现出动态化绿化，避免给参观者造成压迫感。在垂直方向上，并没有整面墙都进行绿化，而是通过菱形钢材划分着重对墙体下半部分进行绿化，上半部分绿化面积依次减少，减轻正面墙带来的压迫感。通过渐变式绿化设计形成鲜明的层次感，再搭配不同植物种类，形成变化交替的景象，呈现出较高审美价值。在模块式绿化结构中，模块容器和墙面保持30°倾角，方便于快速拼装。使用纸质材料作为容器，不会影响生长基质硬结化，纸质材料使用后可以填埋降解。主题馆墙面使用玻璃幕墙，在墙面外侧安装灰色压花钢材作为框架，钢架为菱形设计，充分保证绿化系统固定牢固，且便于后期养护管理。

3 结语

综上所述，城市绿地空间应用垂直绿化新技术可有效提高城市绿化率，改善噪声污染，优化城市气候，减少城市光污染。在当代城市绿地空间中主要应用草坪毯式绿化、无纺布布袋式绿化、模块式绿化进行绿化空间的建设。通过科学运用垂直绿化新技术，让城市绿化空间进一步扩大，实现了城市绿化从平面化向立体化发展，让城市环境得到明显改善，对于建设花园城市及可持续发展型社会具有重要作用。