幕墙垂直绿化的水培种植槽技术浅析.pdf
<p>46 HA 07/2018 费 莹 | Fei Ying 陈 星 | Chen Xing 幕墙垂直绿化的水培种植槽技术浅析 Hydroponics Planting Chute on Curtain Wall Greening 中图分类号 TU985.12 + 4 文献标识码 B 文章编号 1003-739X（2018）07-0046-03 收稿日期 2017-09-23 1 幕墙垂直绿化的生态意义及发展现状 建筑物垂直绿化是指利用不同的建筑物构造条件，选择绿化植物依附或铺贴于各种构造 结构上的绿化形式。应用较为广泛的有建筑墙面绿化、建筑坡面绿化、建筑屋顶绿化、及花 架、棚架、阳台、廊、柱等建筑设施上的绿化。幕墙垂直绿化属于建筑物墙面绿化。 随着可持续发展、生态建筑、绿色建筑理念的发扬，建筑物垂直绿化近年来应用广泛。根 据墙体温度测试实验，在苏州地区，室外气温40时，无绿化建筑外表面最高温度达到52 （砖红色外墙涂料），同样墙面有绿化覆盖时最高温度为28。对于西向西晒墙面，绿化覆盖 后降温效果尤为显著。建筑物垂直绿化可有效降低热传导，营造建筑环境冬暖夏凉，降低能 耗。而对于幕墙建筑，垂直绿化在阻隔热辐射、降低热传导上的作用更为显著，实验表明，覆有 垂直绿化的幕墙比常规幕墙在夏季减少空调负荷15.6%，冬季减少热损失10%，能耗比常规幕 墙降低40%左右。换言之，若将某建筑1000m 2 外墙覆以垂直绿化，年度节约电能可达1.44万 度，节能效益为1.01 万元，同时减少CO 2 排放量为13.26余吨。 综上，幕墙垂直绿化可以优化、拓展绿色空间，提高城市绿化面积，促进城市生态环境改 善；缓和建筑表面极端温度，延长建筑使用寿命并有效减少光污染；净化空气构建生态建筑， 促进节能减排；除尘防噪维持碳氧平衡，缓解温室效应，缓解城市热岛效应。 现代垂直绿化发展以德国为先驱。 “建筑物大面积植被化”技术与成果中，九成为德国专 利。 “花园城市”新加坡大力号召民众参与立体绿化，大量培育攀援植物垂直绿化。巴西的“绿 草墙”是模块化种植槽垂直绿化的雏形，在空心砖体内填充土壤及种植种子。 我国垂直绿化发展于20世纪80年代，以攀缘植物为主。在2008年上海世博会中，突出了垂 直绿化的应用，尤以上海世博会主题馆东立面及法国馆内庭立面为突出。法国馆内庭由法国景 观设计师打造垂直的“凡尔赛花园”，绿荫流动，葱翠满庭。至此开始，我国垂直绿化进入了新 时代。 2 幕墙垂直绿化的无组织种植与有组织种植 利用植物沿建筑物立面攀扶、固定、贴植、垂吊可形成建筑垂直绿化。在幕墙垂直绿化类 型上，按照种植形式来区分可分为无组织种植与有组织种植两种方式。 （1）无组织种植 幕墙垂直绿化的无组织种植可分为附壁式与牵引式两种方式，是传统建筑垂直绿化的常 用种植形式。其优点是能够运用植物的自由攀援打破墙面呆板的线条，活泼建筑物外立面形 态。缺点是无组织种植的攀援植物生长易遮挡建筑门窗或形成局部堆积、攀援方向不能明确控 制；攀援植物通常可生长高度为1015m，高层难以被覆盖；攀援植物绿化垂直墙面需要一定生 长时间，按照一年一层的生长速度，一般需要35年能有较好的绿化形态；攀缘植物长期附着 于外墙面，易对墙体造成腐蚀漏水；攀缘植物到了冬季叶子掉落仅剩枝干，对于建筑外立面美 观有所破坏。 摘 要 该文从幕墙垂直绿化的生态意义，阐述发 展幕墙垂直绿化的必要性。通过幕墙垂直绿化的 无组织种植与有组织种植，探讨发展种植槽垂直 绿化的培育方式的空间。该文通过土培、水培植 槽垂直绿化在植物类型选择、灌溉系统、后期维 护方面的比较，提出水培种植槽垂直绿化的优化 技术。 关键词 垂直绿化 种植槽 水培 Abstract In this paper we expound the necessity of vertical greening on curtain wall from the ecological significance. Then we contrast the difference of unorganized planting and organized planting, and discuss the prospects of the cultivation method of vertical greening of planting groove. Finally we put forward the optimization techniques of vertical greening in hydroponics planting through the comparison of plant type selection, irrigation system and maintenance. Keywords Curtain wall greening, Planting chute, Hydroponics 47 Design · T ec h n o l o gy 设计 · 技术 丨 （2）有组织种植 幕墙绿化的有组织种植可分为预留种植 槽与预制绿化板两种形式。预留种植槽技术 要点主要是骨架固定与预留花盆技术，分为 暴露式与隐藏式两种；预制绿化板技术要点 是将骨架与花盆演变成模块，按照客户要求 制定植物图案并种植养护，经过栽培后到施 工现场进行组装。幕墙绿化有组织种植的优 点是植物选择性广泛，易于施工，缺点是后期 养护技术不足，养护费用高昂。 3 种植槽垂直绿化的培育方式的选择 根据无组织种植与有组织种植两种幕墙 绿化方式的特点，结合绿化综合造价（表1）， 预留种植槽垂直绿化具有更大的发展空间。 预留种植槽垂直绿化的培育方式有土培 与水培两种。目前在建筑外墙面预种植槽培 育垂直绿化所采用的的培育方式以土培法居 多。选择建筑外墙面垂直绿化培育方式应从 三个方面考虑：植物类型选择；灌溉系统；后 期维护。 在植物类型选择上，出于建筑外环境维 护及室内环境光照考虑应选择枝叶不易脱落 并且枝叶不宜过大的植物，根据植物在建筑 物高度及朝向中所处的位置，综合光照条件、 湿度条件对植物进行选择；出于对建筑物外 立面美化考虑，应对植物有所搭配，使四季皆 有景观；出于对建筑环境优化方面考虑，可综 合建筑物所处地理位置，或选取可降低室内 温度的生长快、枝叶茂盛的植物。 在灌溉系统方面，目前以人工灌溉方式 居多。人工灌溉相对廉价，但是灌溉水量难以 把握，并且灌溉人员需要有植物养护知识。自 动灌溉方式也在探索中。对于土培植物垂直 绿化，自动灌溉方式局限较多。对于营养液渗 入土壤量较难控制，需要对温度、湿度有较准 确的把握。对于水培植物垂直绿化，自动灌溉 系统可将营养液与水分管道同步输入植物根 系，相比土培植物灌溉可以更为准确地把握 灌溉量。 在后期维护方面，预留种植槽墙体垂直 绿化要求植物在较小的空间内生存。为确保 植物生长，需对其进行必要的养护，维护包括 种植模块的维护、灌溉、排水。对于土培植物 垂直绿化而言，通常因植物养分的补给及排 水不充分而引起坏死。水培植物垂直绿化可 在种植槽内加设排水阀门，使得水与养分能 够定期循环，有助于植物的长期存活。 基于垂直绿化在植物类型选择、灌溉系 统及后期维护方面的特点，土培种植槽垂直 绿化有利于牢固植物根系，而水培种植槽垂 直绿化则有利于植物的灌溉及后期维护。 4 水培种植槽垂直绿化的培育方式 水培种植槽垂直绿化应综合考虑植物类 型选择、灌溉系统、后期维护，在设计前期将 此三方面进行一体化设计。 （1）植物类型选择 并不是所有的植物都适合水培，一般可用 于水培的植物主要是天南星科、百合科、龙舌 兰科、景天科、仙人掌科、鸭跖草科等。根据 植物生长特点及枝叶的可观赏性，球兰、常青 藤、绿萝、合果芋、花生都是水培植物较理想 的选择。这些植物易生长，枝不繁而叶茂，根 系生长有力，适于室外水培。喜阴植物尽量置 于建筑低层或无阳光直射的朝向，喜阳植物尽 量置于建筑高层或光照较好的朝向。 （2）灌溉系统 水培种植槽垂直绿化主要要解决土培种 植槽垂直绿化的灌溉困难。应将灌溉系统纳 入到种植槽一体化设计。在种植槽中引入两条 管道，一条入水管道，一条入营养液管道，管 道上下连通，管道底部设置水泵。利用水泵压 力定期灌溉，建筑上部的喜阳植物因水压较， 而浇灌量略小，建筑底部的喜阴植物因水压较 大而浇灌量较大，科学地达到了灌溉目的。 （3）后期维护 水培种植槽垂直绿化的后期维护主要考 虑温度、光线、营养液、换水、清洁五个方面。 水培植物适宜生长的温度在530之间， 与我国大部分地区的常时温度是基本吻合 的。光线问题应在植物类型选择配置时根据 植物习性选择其在建筑外墙面的合理位置。 水培种植槽垂直绿化相对于土培种植槽垂直 绿化在后期养护上更为合理的是营养液、换 水、清洁三者可以同步实施。通过在每层种植 槽安装阀门控制出水、入水，换水后通过细管 道输入营养液，换水的同时达到植物根系清 洁的目的。 基于上述，我们设计了一种便于拆卸的、 垂直绿化形式 植物材料成本 固定材料成本 综合成本 附壁式 210 - 10 牵引附壁式 210 510 1050 附架式 210 50300 100500 预制绿化板 815 5001000 5001000 预留种植槽 815 100200 100200 表1 不同形式垂直绿化造价（单位：元/m 2 ） 图1 单元式水培种植槽 图2 灌溉、换水系统 48 HA 07/2018 适宜于建筑外墙面垂直绿化的单元式水培种植槽（图1）。种植槽由单元式PVC槽体、一体化设计支架、入水管、营养液输送管、滤网等部分组 成。单元式PVC槽体长400mm，宽100mm，高150mm，上部开三个直径300mm圆形开口使植物枝叶可伸出槽体外生长，开口利于固定植物根 部，保存培育用营养液与水体不流失，保持环境整洁。种植槽底部为漏斗形，利于废水在出水阀开启时排出。种植槽漏斗部与上部之间配以铁丝 滤网，可以过滤植物污秽根系，在排水时一同排出，不堵塞入水及营养液输送，利于种植槽在植物换水时自动清洗。一体化设计支架将入水管固 定于PVC种植槽侧上方，在换水时对植物枝根部清洗，营养液输送管固定于滤网上，可保证营养液直接输送到植物根系，不至流失。PVC种植 槽与支架、入水管营养液输送管一体化设计，抽动式装配，易于植物集中培育后在支架上安装，更利于植物存活。PVC种植槽拆卸灵活，易于更 换，便于统一后期维护。 水培种植槽垂直绿化的灌溉、换水系统也应纳入一体化设计。入水、营养液输送、排水应分别设有管道及阀门，每层设置（图2）。分层入水 （营养液）、分层出水可保证每层植物都得到精准浇灌、营养液输送及清洁，也可保障种植槽的日常清洁。通常来说，水培植物每周进行一次换 水浇灌便可达到清洁、供氧的目的，使植物有效存活。对于灌溉换水后的排水，若加以收集处理，可达到水循环利用的目的。 综上所述，外墙垂直绿化对于城市的发展、绿地面积的紧缺是一种必要的应对手段。发展外墙垂直绿化，从景观可控、景观造价、景观可装 配等方面综合考量，种植槽垂直绿化具有广阔的发展空间。传统的土培种植槽垂直绿化在浇灌、维护上亟待技术更新，而水培种植槽垂直绿化 可在种植槽一体化设计中补足浇灌、维护方向的不足，对环境美化起到积极作用。 资料来源 ： 文中图表均为作者绘制。 参 考文 献 1 田朋朋，杨芳绒，刘恩亮，等. 建筑外墙垂直绿化应用研究以郑州市为例J. 中国名城，2017（10）：51-56. 2 陈建新. 垂直绿化墙的施工及养护管理探讨以上海闸北区绿化管理署办公楼绿化施工为例J. 中国园艺文摘，2017，33（7）：76-78. 3 许咤，赵梅红，王丽娜. 谈空中绿化对高层建筑环境的改善J. 山西建筑，2017，43（17）：183-184. 4 郝爱. 浅谈园林垂直绿化苗木植物的栽培与养护J. 南方农业，2017，11（15）：32-33. 5 赵勇. 上海市垂直绿化植物的养护管理阐述J. 现代园艺，2017（6）：158. 作者信息： 费 莹，苏州大学金螳螂建筑学院实验师 陈 星，苏州大学金螳螂建筑学院助理研究员（通讯作者），chenxing0812suda.edu.cn</p>
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