姜 鵬

1 概述

我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，各地由于緯度、地勢和地理條件不同，氣候差異懸殊，不同的氣候條件給建筑設(shè)計提出不同的要求。我國北方冬天寒冷、春天沙塵嚴(yán)重，這一時間段的自然條件不太適合綠色植物的生長。但是，室內(nèi)暖氣充足、溫度恒定，給綠色植物的生長提供穩(wěn)定的溫度條件;而植物通過光合作用和蒸騰作用產(chǎn)生的氧氣和水進(jìn)入室內(nèi)，又能凈化空氣。本課題著重針對氣候條件相對惡劣的地區(qū)而考慮的建筑外墻綠化設(shè)計。

溫室效應(yīng)(Greenhouse effect)，又稱“花房效應(yīng)”，是大氣保溫效應(yīng)的俗稱。大氣能使太陽短波輻射到達(dá)地面，但地表向外放出的長波熱輻射線卻被大氣吸收，這樣就使地表與低層大氣溫度增高，因其作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室，故名溫室效應(yīng)。目前在國內(nèi)外的相關(guān)設(shè)計和研究中，建筑外墻的綠化技術(shù)比較成熟，但是利用“溫室效應(yīng)”既美化室外環(huán)境，又凈化室內(nèi)空氣的構(gòu)想尚不多見。為此，在結(jié)構(gòu)上需要進(jìn)行一定的研究。主要探討在種植槽的基礎(chǔ)上，在建筑外墻或陽臺前面外加裝自動玻璃罩，利用玻璃罩自動升降的特點，在北方特有的氣候條件下，在室外低溫環(huán)境下的建筑外墻上創(chuàng)造一個“縱向的溫室”，從而能夠“美化室外環(huán)境、凈化室內(nèi)空氣，為人們的生活創(chuàng)造更好的綠色空間。”

2 建筑外墻綠化

建筑外墻綠化又稱為豎向綠化，是指利用攀援植物或其他垂直綠化技術(shù)方法對建筑物外墻壁或圍墻進(jìn)行綠化裝飾。此種豎向綠化內(nèi)容形式簡單，并且綠化地域限定在了墻面及墻垣，其特點主要是植物貼墻面生長或攀附于墻垣，或從建筑物頂與圍墻頂垂掛生長。垂直綠化可通過利用物體的表面，向建筑物等索取綠化空間以達(dá)到節(jié)約土地、增加綠化面積、提高生態(tài)質(zhì)量、美化生活環(huán)境的目的。建筑結(jié)合豎向綠化的形式有多種類型，不同的分類方式會導(dǎo)致不同的類型形態(tài)。本文主要是在擺放、種植槽式的處理方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計。

擺放、種植槽式綠化方式是指在建筑物墻體上設(shè)置適當(dāng)尺寸的種植槽或者通過構(gòu)件固定花盆或花箱種植植物，還可以結(jié)合立面設(shè)計，在陽臺周邊設(shè)置種植槽、花箱、花盆等。由于此種方式完全靠栽種容器來保證植物生長所需的水分和根系生長空間，因此至少要保證深度在45 cm以上，寬度在30 cm以上，并且橫向延伸較長的連續(xù)狀態(tài)。為了確保充足的水分，還應(yīng)盡可能設(shè)置澆水設(shè)施。此外，為能將多余的水分盡快排出，防止根系腐爛，保證植物的健康生長，一定的排水設(shè)置也是必要的。如在栽種容器的底部保持適當(dāng)?shù)钠露?、設(shè)置排水溝孔、在底部鋪上粗顆粒的石子都是可以采用的方法。

3 建筑外墻綠化的植物栽種類型

垂直綠化都選用攀援類和懸垂類植物，此類植物多屬于落葉類植物，冬季景觀效果差，給人以蕭條感。為了在冬季也能有一定的觀賞價值，應(yīng)該配合常綠植物種植。

北方城市可用于垂直綠化的攀援植物種類不是很豐富，既要考慮耐旱性又要考慮耐寒性。常見的有三葉地錦、五葉地錦、南蛇藤、獼猴桃、五味子、山養(yǎng)麥、蔦蘿、金銀花、觀賞南瓜、啤酒花、小葫蘆等。

根據(jù)生長環(huán)境、綠化方式和目的的不同，選擇適合的栽種品種。如用于防熱降溫，就應(yīng)選用生長快，枝葉茂盛的攀緣植物，如五葉地錦、三葉地錦等;如以防塵為主要目的，應(yīng)盡量選用葉面粗糙且生長繁密的植物，如獼猴桃等;如為了環(huán)保要求，就應(yīng)選用對空氣中的有害物質(zhì)有一定吸附作用的植物。城市垂直綠化中所用的材料大多是兼顧各種功能，多種垂直綠化材料有機結(jié)合種植。

垂直綠化還要注意建筑不同朝向?qū)χ参镞x擇的影響，北墻面應(yīng)選擇喜陰植物，如地錦，在北墻比西墻生長迅速，開花結(jié)果繁茂;西墻面綠化則應(yīng)選擇喜光、耐旱的植物，如爬山虎、牽?；ǜ鹛俚?。垂直綠化與屋頂綠化相比，離人們居住工作的場所更近，因此植物選擇上要注意不能選擇對人體有可能產(chǎn)生危害的植物。此外，不應(yīng)選用容易招引昆蟲的植物，以免病蟲害的發(fā)生對建筑內(nèi)部產(chǎn)生影響。

4 建筑外墻綠化要注意的技術(shù)問題

4.1 結(jié)構(gòu)說明

原墻體:本設(shè)計并不局限于一個特定的建筑，它適用于:住宅環(huán)境、機關(guān)單位以及城市的標(biāo)志性建筑的外墻立面;

外墻花壇:在外墻上以防水涂層為基礎(chǔ)，利用角鋼和膨脹螺栓固定三層花壇，種植綠色植物;

水噴淋系統(tǒng):為保證植物必須的水分，在花壇上部設(shè)置水噴淋系統(tǒng)，該系統(tǒng)由帶溫度、濕度監(jiān)控的自動控制系統(tǒng)組成;

排水系統(tǒng):為防止根系腐爛，將多余的水分排出，在花壇下部設(shè)置排水系統(tǒng)并連接至建筑底部;

外墻溫室:安裝弧形鋼架和太陽能玻璃，以此構(gòu)筑一個“縱向的溫室”(見圖1，圖2)。

4.2 低溫采暖分析

溫度降低時自動控制系統(tǒng)降下玻璃，既可阻擋寒風(fēng)侵襲又能防止暖氣浪費。室內(nèi)的暖氣和人體排出的二氧化碳通過通風(fēng)口進(jìn)入外墻溫室，給植物的光合作用提供了必要條件;暖空氣的上升，推動光合作用產(chǎn)生的氧氣和水分進(jìn)入室內(nèi)使空氣得以凈化。此外，利用室內(nèi)的暖氣和室外的陽光控制溫度，可以創(chuàng)造出適合植物生長的必要條件。進(jìn)一步美化室外環(huán)境、美化人類生存的空間。

4.3 高溫通風(fēng)分析

溫度上升時自動控制系統(tǒng)升起玻璃，既能讓室外的新鮮空氣進(jìn)入室內(nèi)，有利于人體的健康;又能給“溫室”里的植物降溫，有利于植物的生長。室外的自然風(fēng)進(jìn)入“溫室”經(jīng)過三層花壇過濾后帶著植物產(chǎn)生的氧氣進(jìn)入室內(nèi)供人體吸收。人體產(chǎn)生的二氧化碳通過排風(fēng)口進(jìn)入“溫室”又能讓植物進(jìn)行光合作用，生成氧氣。整個過程循環(huán)開來，就形成一個“自然的空調(diào)系統(tǒng)”，凈化空氣。

5 建筑外墻綠化需要注意的其他問題

5.1 建筑表面情況

建筑材料的選擇應(yīng)該考慮其表面的光滑程度是否利于植物攀爬。豎向綠化植物的生長方式大體可分為兩類:一類是依靠自身的器官直接附著于建筑表面;另一類必須借助支撐構(gòu)件才能攀爬生長。對于第一類植物，在選擇時要考慮建筑表面的粗糙程度。如粘土磚、混凝土面材、水刷石、毛面花崗巖和大理石、粗加工的各種石材、有孔金屬板、毛面瓷磚、較粗糙的噴涂飾面等。有觀察表明，植物根系和吸附器官對這些材料及其縫隙砂漿破壞較小。有些材料，如木板、木瓦等，若長期被植物覆蓋，處于潮濕環(huán)境中易于腐敗變形，應(yīng)該慎用。若必須采用，也需對其進(jìn)行特殊處理，如防腐劑處理、涂刷防腐涂料等，以延長其使用期。對于金屬表面也應(yīng)做好防銹處理，可對其進(jìn)行鍍面處理(鋅、鎳等)、刷防腐涂料或直接采用不易生銹的金屬材料。

對于采用不易攀爬的光滑表面材料的建筑進(jìn)行綠化可通過兩種方式，一種是在立面設(shè)置種植槽、花箱、花盆等;另一種方式是在建筑墻體上設(shè)置構(gòu)件，讓植物攀爬生長。此種方式在支架的選用和設(shè)計時要充分考慮與整體建筑風(fēng)格的統(tǒng)一，也可作為造型元素或賦予一定的使用功能，如可作為遮陽板、平臺或者受力構(gòu)件等，材料可選用硬質(zhì)的凸起物如金屬桿、細(xì)柱、金屬穿孔板等，也可是細(xì)金屬網(wǎng)、金屬絲等軟質(zhì)材料。選用金屬和木材時，同樣需要進(jìn)行防腐防銹處理。

5.2 結(jié)霜、結(jié)霧

由于北方早晚氣溫溫差大，容易在玻璃罩內(nèi)形成結(jié)霜、結(jié)霧狀態(tài)。因此，在玻璃罩框內(nèi)部應(yīng)設(shè)上下通風(fēng)口、排水孔，使室內(nèi)外產(chǎn)生空氣氣流循環(huán)的狀態(tài)把所產(chǎn)生的水蒸氣及時排除。窗框內(nèi)部可設(shè)除霜除霧試劑孔或選擇智能除污玻璃，使玻璃一年四季保持干凈清爽。

5.3 防風(fēng)

陽臺和窗臺所受的風(fēng)力大小與其所處的位置高低有關(guān)，一般來說樓層越高風(fēng)勢越大，其朝向和周圍建筑物的情況也會影響風(fēng)的大小。風(fēng)速過大時將會對植物的生長產(chǎn)生不良影響，特別是炎熱干燥的夏季風(fēng)，會迅速帶走土壤中的水分，并容易損傷植物根系，導(dǎo)致植物死亡。因此，高層建筑的陽臺和窗臺綠化應(yīng)該設(shè)置擋風(fēng)和遮陽構(gòu)件，保證植物的正常生長。

6 結(jié)語

本項目的研究成果，將提高城市的生活質(zhì)量。在發(fā)展的初期，其社會需求主要集中在市政建設(shè)、企業(yè)單位和高尚生活小區(qū)方面。而以此所引發(fā)的“立體空間生態(tài)環(huán)境”符合當(dāng)前低碳、環(huán)保的理念，對相關(guān)科技、經(jīng)濟的發(fā)展有著一定的影響。它提出一種對未來的生活環(huán)境的構(gòu)想:隨著各方面條件的成熟，當(dāng)城市的建筑都使用相關(guān)技術(shù)時，城市的綠化面積將成倍增長?！熬G化”就不再是地面上的概念，它應(yīng)該是一種綠色空間生態(tài)環(huán)境，并且這是一種不受氣候限制的綠色空間。因為它擁有獨立的、適合植物生長的氣候條件。

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