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83 园林与花卉 上海农业科技 罗茂婵 等 城市垂直绿化设计与建造研究 2022 6 83 85 收稿日期 2022 06 06 城市垂直绿化设计与建造研究 罗茂婵 1 杨京锋 1 吴雯雯 2 1 南通市绿化造园开发有限公司 南通 226001 2 南通科技职业学院 南通 226007 随着我国城市化进程的深入推进 城市中的建 筑越来越多 且城市地区的地面基本为不透水的地 面或道路 这在一定程度上加大了城市绿化的建设 难度 而随着城市居民越来越注重绿色和清洁的环 境 垂直绿化因具有提高城市绿化覆盖率 增加绿 化面积的优势 成为了城市绿化的主要发展方向 垂直绿化又称立体绿化 是与地面垂直 在立体 空间中进行的一种绿化方式 该绿化方式充分利用 空间优势 采用具有攀援 缠绕 吸附和下垂等功 能的植物 沿着建筑或者其他结构的表面 攀附 固 定 贴植 垂吊 形成垂直面的绿化 从而提高环 境绿化率 增加环境绿化量 1 因此 垂直绿化是城 市绿化发展的必然趋势 未来将有越来越多的城市 实施垂直绿化 在此背景下 笔者拟在总结垂直绿 化的表现形式 发展及其优点的基础上 对城市垂 直绿化的主要构成和设计 施工 维护等方面的技 术要点进行介绍 以期给我国从事城市垂直绿化研 究和建设的相关人员提供参考和借鉴 进而促进垂 直绿化在城市绿化中的进一步推广应用 1 垂直绿化的表现形式和发展 1 1 垂直绿化的表现形式 垂直绿化又称垂直花园 以植物墙为主要表现 形式 包括各种植物或蔬菜墙面 一般分为牵引式 植物墙和支撑式景观墙两种 其中 牵引式植物墙 是将植物定植在地面 利用植物的攀援性能或利用 简单绳索等固定方式 引导植物长满整面墙壁或立 体空间 支撑式景观墙主要通过在垂直墙面或立体 空间中安装支撑结构 这种支撑结构通常由塑料容 器 土工布 砌块 苗床 框架槽 石笼 网格 蜂 窝 布袋 配套灌溉系统 栽培介质和植物组成 来 种植植物 达到绿化的效果 垂直绿化应用的植物 大多是能在墙壁本体结构上或沿着墙壁进行生长的 小草本植物 如常春藤 爬山虎 苔藓和地衣等 应 用其他植物则需要一些支撑或者固定结构 1 2 垂直绿化的发展 1 2 1 世界垂直绿化的发展 垂直绿化最早可追溯到公元前 600 年的巴比伦 空中花园 自此之后 垂直绿化得到了不断发展 多 种植物和技术也不断在垂直绿化中得到使用 例如 古罗马时期 人们在花园的棚架和别墅的墙上使用 了葡萄藤和攀缘的玫瑰树 20 世纪 20 年代 英美等 国将园林风景与植物栽培结合起来 使用了藤架 格 架结构和攀爬植物 1988 年 不锈钢电缆在绿色外 墙立面上开始使用 20 世纪 90 年代 电缆和钢丝绳 网系统及模块化网格板系统被设计与使用 1993 年 加州的环球影城步道首次大规模使用了新的网格面 板系统 1994 年 加拿大多伦多的建筑大厦 室内 生活墙 使用了生物过滤系统 截至目前 大概有 30 种以上的不同垂直绿化模块化系统得到了广泛使 用 2 1 2 2 我国城市垂直绿化的发展 我国城市垂直绿化起步较晚 1983 年 长城饭 店的屋顶花园是我国较早报道记载的垂直花园案例 随着我国城市化进程的深入推进 尤其是 2008 年我 国举办奥运会后 我国城市垂直绿化得到了快速发 展 在屋面 屋顶 立交桥 高架等立面均应用了 摘 要 垂直绿化是与地面垂直 在立体空间中进行的一种绿化方式 随着城市居民越来越注重绿色和 清洁的环境 垂直绿化成为了城市绿化的主要发展方向 现在总结垂直绿化的表现形式 发展及其优点的基 础上 对城市垂直绿化的主要构成和设计 施工 维护等方面的技术要点进行介绍 以期给我国从事城市垂 直绿化研究和建设的相关人员提供参考借鉴 关键词 垂直绿化 分类 优点 设计 维护 中图分类号 S731 2 84 垂直绿化 同时 随着我国垂直绿化相关文件规划 如 北京市屋顶绿化规范 上海市绿化条例 等 的发布 建筑师和园林景观研究设计人员数量的增 长 以及社会对城市垂直绿化关注度的增加 我国 城市垂直绿化的发展 研究水平和规范标准得到了 进一步提升 城市垂直绿化高质量作品案例数量也 在不断增加 3 但是 目前我国大部分城市对垂直绿 化的重视和应用仍不足 在城市垂直绿化专用植物 品种的育种与垂直绿化创新设计等方面也存在短板 2 城市垂直绿化的优点 研究表明 城市垂直绿化具有提升城市景观效 果 营造健康生活环境 生态效益显著 经济效益 潜力巨大等优点 4 5 2 1 提升城市景观效果 城市垂直绿化的主要目的即是提升城市景观效 果 提高城市美化水平 这是因为绿植能与城市建 筑形成鲜明的视觉对比 其作为普通墙壁的绿化装 饰进行应用 能优化高楼大厦的钢筋混凝土环境 再 加上其为城市建筑和街道提供了季节变换的效果 可以给予城市居民一种亲近大自然的感觉 从而提 高城市居民视觉上的景观效果和美化程度 2 2 营造健康生活环境 城市垂直绿化使用了大量植被 而植物景观有 助于城市居民缓解生活压力和恢复精力 从而提高 人体对疾病的抵抗力和康复率 同时 城市垂直绿 化有助于改善空气质量 降低了人们患病 如癌症 中风 抑郁 心脏和呼吸系统疾病等 风险 因此 城市应用垂直绿化有助于营造健康的生活环境 2 3 生态效益显著 2 3 1 节能效果明显 研究表明 城市垂直绿化可通过四种机制 植被 产生的阴影 植被提供的隔热 基质通过蒸发 蒸 腾作用进行蒸发冷却 对风的阻隔 为建筑进行降 温保温 达到被动节能的效果 例如 合适的绿墙 景观设计可以保护建筑免受冬季风和夏季太阳的影 响 从而可以节约多达 25 的取暖和制冷能耗成本 建筑的价值也会增加 10 15 植物墙可以降低建 筑物表面温度最高达 15 城市垂直绿化的节能效 果主要取决于绿植覆盖百分比 覆盖建筑表面的植 物叶片密度等 2 3 2 改善空气质量 研究及实践表明 城市垂直绿化使用的绿植 能 有效清除城市空气中的有害气体和颗粒污染物 尤 其是能显著降低城市汽车和工业等产生的有机化合 物污染 从而改善空气质量 2 3 3 降低城市热岛效应 广泛应用垂直绿化的城市 尤其是垂直绿化设 计应用合理的城市 大部分的太阳辐射可被植物浓 密的叶子拦截和吸收 从而大大降低城市热岛效应 2 4 经济效益潜力巨大 城市应用垂直绿化 可减少气候对建筑的影响 减少建筑因紫外线而老化或损坏 延长建筑的使用 寿命 降低建筑外墙涂料成本 减少建筑的能源消 耗 再加上大部分绿色植物本身也具备一定的经济 价值 故城市垂直绿化的经济效益潜力巨大 3 城市垂直绿化的主要构成 不同类型的城市垂直绿化的构成是不同的 其 主要构成包括以下几个方面 1 植物材料 应用 的植物种类需依据当地的气候条件 主要是太阳辐 射 光照时长 绿化的位置和大小 植物的特征特 性 植物的颜色 质地和生长习性 而定 例如 植 物应具有紧凑的株型 以便提供厚而密的覆盖效 果 植株较短的植物应具有浅纤维根系 且要求生命周 期长 根据绿化位置的不同 植物应能耐受充足的 阳光或充足的阴影 城市垂直绿化常用的植物有爬 山虎属 小绣球属 蓼属 忍冬属 铁线莲属 迎春 花 西番莲 蝴蝶兰属 芦笋属 蕨类 西红柿 辣 椒 黄瓜 豌豆 生菜等 2 种植基质 垂直绿化 上植物生长和固定的基质可以是有机物 如土壤 也可以是无机物 如岩棉等 更可以直接使用营养 液进行水培或雾培 3 灌溉系统 城市垂直绿化 一般使用滴灌 箭灌 喷灌等方式 也可以使用水 培或雾培的方式 4 防水屏障 为防止建筑的外 立面受潮或渗水 常采用工业的防水材料和防水方 式 5 结构支撑 城市垂直绿化的结构支撑大多 使用外部金属材料设计 且为有效支撑城市垂直绿 化 还需对建筑的结构荷载进行计算和设计 6 照 明 为促进植物的自然生长 城市垂直绿化需充足 的光照 一般由自然光源 太阳 或人工光源 如 金属卤化物灯 高压钠灯和 LED 灯 来提供 4 城市垂直绿化的设计 施工与维护 4 1 设 计 在城市垂直绿化工程实施之前 需进行充分的 规划和设计 应充分考虑当地的气候条件和垂直绿 化的实际需求 根据可利用的植物材料 植物具有 其特异性 不同的植物搭配能创造出不同的景观效 上海农业科技 SHANGHAI AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 2022 6 85 果 设计出相应的支撑结构 选用正确的植物品种 由于牵引式植物墙和支撑式景观墙的设计有所不同 6 现分别进行介绍 4 1 1 牵引式植物墙 牵引式植物墙一般由种植槽 牵引绳索 灌溉系 统和植物构成 其设计相对简单 再加上透光 透 气性好 可选用多年生 存活时间较长 易于养护 管理的绿化植物 例如 可将攀援植物直接种植在 地面土壤中 使其利用雨水进行生长形成植物墙 4 1 2 支撑式景观墙 支撑式景观墙的设计主要是考虑支撑结构和植 物选择 具体为 1 支撑结构 主要包括隔离和 防潮材料 栽培基质等 城市垂直绿化一般使用 PVC 等塑料板对墙壁和绿化植物进行隔离和防潮 PVC 隔离板与无纺布等配套使用 可保有一定湿 度 且水分分布较为均匀 植物直接定植在无纺布 上 这种方式不需要使用基质 且结构比较轻 总 体重量小于 30 kg m 2 城市垂直绿化还可以使用 成型可叠加的栽培盒 栽培盒里填充基质或无纺布 等材料 植物直接定植在栽培盒中 以串联或并联 方式形成植物墙 2 植物选择 支撑式景观墙的 外墙景观和内墙景观的植物选择区别较大 其中 外 墙景观主要考虑植物一年四季的景观效果 基于不 同植物的颜色 花期 纹理 图案和大小等特征 将 不同植物高密度地种植在一起 以达到最优的视觉 效果 且要求植物的生长位置正确 一般需提前设 计好外墙的蓝图和效果图 然后选用合适的植物 内 墙景观则重点考虑植物的耐阴性和对空气的过滤吸 附能力 一般优先选用有利于改善室内空气质量的 植物种类 4 2 施 工 为易于施工 且鉴于城市垂直绿化中花卉 草本 植物和蔬菜的种植方法不同 如使用花塔 花盆和 植物墙 7 在施工前 需根据设计 提前制作相应 的模块或栽培架 然后在施工时 配套安装相应的 自动或手动灌溉系统 灌溉系统的流量和强度以及 灌溉制度与太阳辐射值强度成正相关 一般外墙的 直接日照强度要大于 1 000 Lux 植物墙每天的耗 水量为 2 5 L m 2 并要在内墙植物中安装 LED 灯或普通日光灯 以进行补光 内墙的光照强度为 300 500 Lux 而大部分植物生长需光照强度超过 900 Lux 值得注意的是 为降低后期维护成本 在高层建筑的垂直绿化施工时 建议使用自动灌溉 系统 4 3 维 护 具体为 1 植物修剪更换 有些植物在生长多 年后会逐步老化 或因病虫害发生而长势不好 需 及时对植物进行修剪更换 同时 有些攀缘植物因 长势过旺 挡住了窗户或遮住了其他植物 甚至对 建筑产生了不利影响等 也需及时进行修剪更换 2 为促进植物自然生长 确保景观效果 需定期 预防性地喷洒一些病虫害防治药剂 3 对植物支 撑架和灌溉系统需进行定期养护 主要是检查其强 度 进行防锈加固 以及解决滴灌头堵塞 老化 破 损等问题 5 结 语 垂直绿化是我国城市发展过程中新出现的研究 领域 其涉及建筑 植物以及居民等多个主体 故 要根据不同城市的气候条件 文化和实际需求 开 发应用景观化程度高 建设和维护成本低的垂直绿 化 在未来 需主要对城市垂直绿化的隔热性能 耐 久性和维护便捷性 植物材料的育种与创新设计 建 筑结构和支撑结构 包括材料 尺寸 基材类型 组 成 以及两者与垂直绿化之间的耦合关系等 进行 进一步研究 以期促进城市垂直绿化的进一步推广 应用 参考文献 1 陈艺文 城市垂直绿化设计研究 D 青岛 青岛科技大学 2021 2 张永玉 模块化垂直绿化技术及应用 J 现代园艺 2022 45 5 76 78 3 王远 喆 城市垂直绿化的功能和影响以及我国发展现状 J 价值工程 2020 39 4 59 60 4 赵涛 姚东 王志杰 等 高原地区垂直绿化对建筑节能的 影响 J 甘肃科技纵横 2022 51 1 49 51 5 史洁 周雨彤 张玉洁 等 垂直人造绿植建筑表皮对室内 热环境影响测试研究 J 建筑科学 2022 38 2 160 170 6 史蒙蒙 垂直绿化在城市景观设计中的应用研究 J 建材 发展导向 2021 19 12 47 49 7 周建斌 装配式垂直绿化施工技术浅析 J 中国住宅设施 2021 11 95 96 上海农业科技 SHANGHAI AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 2022 6