袁凌 / YUAN Ling

綠色建筑中的立體綠化
——國內(nèi)相關(guān)研究與應(yīng)用（上）

袁凌 / YUAN Ling

立體綠化作為一種設(shè)計理念與建筑技術(shù)，對于綠色建筑具有很多積極的意義。本文上半部分從綠色建筑的角度，對國內(nèi)近年的立體綠化相關(guān)研究進行了綜述，分析這一領(lǐng)域取得的進展和存在的不足，探討了未來相關(guān)研究工作的重點方向。本文的下半部分對我國綠色建筑中的立體綠化應(yīng)用典型案例進行研究，總結(jié)了其在應(yīng)用中的基本原則，并展望了未來理論與實踐相結(jié)合的發(fā)展趨勢。

立體綠化 綠色建筑 研究綜述 案例研究

1　概述

廣義的立體綠化泛指人居環(huán)境中的一切綠化，“立體”強調(diào)將綠化從平面拓展到空間。本文中的“立體綠化”特指依附于建筑物的綠化，包括位于屋頂、外墻面、陽臺、室內(nèi)等各種建筑部位的綠化，也稱“建筑立體綠化”或“建筑綠化”，以區(qū)別于普通的、地表園林綠化（以下簡稱普通綠化）。

大量研究表明（周鐵軍 等，2015；侯亞楠 等，2013），立體綠化對人居環(huán)境具有非常豐厚的生態(tài)效應(yīng)，筆者簡要歸納為9個方面：改善熱環(huán)境和節(jié)能、蓄滯雨水、固碳釋氧、凈化空氣、降低噪音、增加生物多樣性、都市農(nóng)業(yè)、促進人類健康、美學(xué)與文化價值。這些生態(tài)效應(yīng)全面契合了我國綠色建筑的宗旨，包括“最大限度地節(jié)約資源”、“保護環(huán)境”、“減少污染”、為人們提供“健康、適用和高效的使用空間”、“與自然和諧共生”等，因此我國《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》將立體綠化作為一項重要的技術(shù)予以肯定：采用適當(dāng)?shù)牧Ⅲw綠化可提升建筑物在節(jié)能、節(jié)水、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等部分的性能指標(biāo)，從而得到較高評分，2014版標(biāo)準(zhǔn)在“節(jié)地與室外環(huán)境”的4.2.15條、“創(chuàng)新”的11.2.8條（條文說明）部分明確對立體綠化進行鼓勵，采用適當(dāng)?shù)牧Ⅲw綠化即可直接得分，這些規(guī)定無疑會促進立體綠化在綠色建筑中的廣泛應(yīng)用。

另一方面，相對于其他綠色建筑技術(shù)，立體綠化可以更直觀地體現(xiàn)生態(tài)、綠色、環(huán)保等理念，具有較高的美學(xué)和文化價值；特別是在環(huán)境惡化、綠量不足的密集建設(shè)區(qū)，立體綠化能夠很好地滿足人類“親生物性”（biophiIia）的生理和心理需求。因此，立體綠化近年來發(fā)展非常迅速，已成為一種常見的設(shè)計手法和宣傳手段。

但是，從綠色建筑的角度來看，立體綠化的局限性也很明顯。相對于普通綠化，無論是實施與維護成本還是單位面積的綠量等方面，立體綠化都尚有一定差距；技術(shù)上也有不夠成熟的地方，還有很多項目因維護不當(dāng)反而成為建筑及城市的負(fù)擔(dān)。因此目前大多數(shù)情況下，立體綠化只能作為普通綠化的一種補充或補救措施。綠色建筑強調(diào)采用適宜的技術(shù)，獲得建筑全生命周期內(nèi)的最佳綜合效益，因此在綠色建筑中應(yīng)用立體綠化，其規(guī)劃、設(shè)計、建造和運行的過程，都應(yīng)該建立在科學(xué)研究基礎(chǔ)之上，才能使立體綠化結(jié)合具體項目的需要達到最佳的投入產(chǎn)出比，即付出最小的代價獲得最大的生態(tài)效益。

雖然我國立體綠化的相關(guān)研究已經(jīng)取得了一定進展，立體綠化在綠色建筑中的應(yīng)用也越來越廣泛和深入，但作為一線從業(yè)人員，筆者認(rèn)為存在研究和應(yīng)用脫節(jié)的情況，即大多數(shù)應(yīng)用特別是規(guī)劃設(shè)計，并沒有堅實地建立在科學(xué)研究的基礎(chǔ)之上，還停留在主要憑借設(shè)計師的經(jīng)驗和主觀判斷、以視覺效果為導(dǎo)向的初級階段。本文旨在全面考察當(dāng)前我國立體綠化相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，對比典型應(yīng)用案例中的實際進展和潛在需求，分析當(dāng)前研究和應(yīng)用（主要針對規(guī)劃設(shè)計）領(lǐng)域各自存在的不足，提出今后的重點努力方向，以期待二者逐漸形成緊密、良好的相互促進關(guān)系。

2　我國立體綠化相關(guān)研究綜述

2.1相關(guān)研究概覽

我國關(guān)于立體綠化的相關(guān)研究起步于1980年代，2000年以后進入快速增長階段（俞偉，關(guān)慶偉，2015）。本文借助中國知網(wǎng)（www. cnki.net）提供的期刊、會議和學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，對最近12年（2004～2015年）關(guān)于立體綠化的論文進行了檢索和統(tǒng)計，主要為篇名中包括“屋頂綠化”、“種植屋面”、“立體綠化”和“垂直綠化”的論文。

首先，從數(shù)量上看，“屋頂綠化”和“種植屋面”的相關(guān)研究起步較早，在2008年北京奧運會前后達到高峰；以“立體綠化”或“垂直綠化”為題目的研究在2010年上海世博會后達到高峰；這兩個時間節(jié)點之后的論文數(shù)量基本穩(wěn)定，但研究質(zhì)量逐漸提高（圖1）。這些特征一方面說明重大事件對立體綠化的發(fā)展具有促進作用，另一方面說明從平面的屋頂綠化逐漸向空間的立體綠化發(fā)展的趨勢。

其次，從學(xué)科分類來看，立體綠化的研究涉及多個學(xué)科，其中農(nóng)林科學(xué)與建筑科學(xué)占主要部分（圖2）。總體而言，農(nóng)林學(xué)科側(cè)重與植物相關(guān)的實驗與定量研究，包括立體綠化的植物篩選、生態(tài)效應(yīng)比較等；建筑學(xué)科則側(cè)重研究立體綠化對于建筑或城市環(huán)境產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)，技術(shù)上的合理性，以及規(guī)劃設(shè)計方法的探討等。

經(jīng)過進一步歸納整理，筆者認(rèn)為立體綠化的相關(guān)研究按照知識結(jié)構(gòu)可以分為3大類，分別是生態(tài)效應(yīng)（認(rèn)識論）、規(guī)劃設(shè)計（技術(shù)層面的方法論）和經(jīng)濟政策（社會經(jīng)濟層面的方法論），每一類又可細(xì)分為若干子類（圖3）。另外，各個學(xué)科對該領(lǐng)域的研究有很多交叉，既有目的和方法的不同，也有協(xié)同促進的趨勢。

圖1　立體綠化相關(guān)研究論文數(shù)量增長趨勢示意①（來源：根據(jù)中國知網(wǎng)檢索數(shù)據(jù)繪制而成）

圖2　立體綠化相關(guān)研究論文學(xué)科分類及數(shù)量比例示意（來源：根據(jù)中國知網(wǎng)檢索數(shù)據(jù)繪制而成）

2.2生態(tài)效應(yīng)研究

圖3　立體綠化研究的分類及其與相關(guān)學(xué)科關(guān)系示意

生態(tài)效應(yīng)研究是基礎(chǔ)性的研究，多采取實證、量化的研究方法，研究內(nèi)容包括熱環(huán)境與節(jié)能、雨水蓄滯、固碳釋氧和空氣凈化等9方面。通過文獻分類發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)學(xué)界對某些生態(tài)效應(yīng)的研究較為豐富，可以稱為“強研究”，如熱環(huán)境與節(jié)能、雨水蓄滯等；而某些方面的研究還很少，處于起步階段，可以稱為“弱研究”，比如生物多樣性、人類健康等（圖4）。

2.2.1熱環(huán)境與節(jié)能

由于植物的遮陽和蒸騰作用，以及基質(zhì)構(gòu)造層的隔熱作用，立體綠化可以作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)的一部分起到保溫隔熱的作用，從而改善建筑及城市熱環(huán)境、降低能耗，并且還能保護相關(guān)建筑構(gòu)件、延長其壽命。這方面的研究成果非常豐富，其中屋頂綠化方面的研究開展時間較早，尤其是氣候相對炎熱的西南與華南地區(qū)，研究與應(yīng)用都比較廣泛和深入（馮馳 等，2010）；垂直綠化方面啟動相對較晚，但近年來也開展迅速，取得了一些有價值的實驗數(shù)據(jù)（呂偉婭，陳吉，2012；黃任，2013）。

這方面的研究方法基本相同：先建立實物模型，采集不同條件下的（植物及構(gòu)造類型、氣象條件、時間等）種植及構(gòu)造層內(nèi)外表面溫濕度、熱通量等數(shù)據(jù)，然后進行數(shù)據(jù)整理，得到某種具體立體綠化構(gòu)造的降溫（及增濕）效果；或者建立能量平衡方程，計算其當(dāng)量熱阻（又稱等效熱阻）、當(dāng)量熱惰性指標(biāo)等熱工性能指標(biāo)；有的研究更進一步實測或模擬有無立體綠化或不同立體綠化情況下的全年能耗，推算節(jié)能效果（圖5）。

相關(guān)研究一致認(rèn)為立體綠化具有可觀的保溫、隔熱、增濕與節(jié)能效果。唐鳴放等（2007）的研究表明，100厚基質(zhì)層的植草屋面的隔熱等效熱阻為0.56 m2·K/W；姚俊紅（2013）對佛甲草輕型綠化屋頂?shù)难芯勘砻鳎渚G化層（50厚改良土壤，130高佛甲草）的隔熱效果相當(dāng)于35mm厚的擠塑聚苯保溫板，在西安地區(qū)，種植土層達到200mm作為保溫層可達到公共建筑的保溫節(jié)能要求。當(dāng)前的各種節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)借鑒了這些研究成果，對一些常見的種植屋面給出熱阻參考值，為日常節(jié)能計算提供支持。

當(dāng)然，相對于目前迅速發(fā)展的實際項目中規(guī)劃設(shè)計的要求，熱環(huán)境與節(jié)能方面的研究仍有很大的提升空間。首先，垂直綠化（包括攀爬式、綠墻式等多種類型）的相關(guān)研究略顯不足，節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)還未覆蓋這些類型的當(dāng)量熱阻值。其次，現(xiàn)有研究得到的相關(guān)熱工性能指標(biāo)，無論是屋頂綠化還是垂直綠化，仍然存在一定的局限性，推算出的節(jié)能效果不具備普適性。因為相對于普通保溫隔熱材料，植被圍護結(jié)構(gòu)是一種“活”的建筑元素（馮馳，2011），其熱工性能指標(biāo)受環(huán)境因子和植物自身情況影響很大，其保溫與隔熱機制也還未被完全研究清楚，目前的研究結(jié)論多為某一特定條件下的近似值或平均值，由于實際情況比較復(fù)雜，使得熱工計算的精度大打折扣，只能作為一種近似的參考。因此，未來需要深入研究常用植物的相關(guān)生態(tài)特性，系統(tǒng)分析氣象條件、土壤條件等因素與植被圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的關(guān)系，全面評估并量化各種散熱途徑所起的作用，完善能量平衡模型，建立更加精確的熱工計算方法，同時指導(dǎo)研發(fā)更高效的立體綠化圍護結(jié)構(gòu)體系。

2.2.2雨水蓄滯

在城市雨洪規(guī)劃與管理中，立體綠化（主要是屋頂綠化）可以看作是一種特殊的下墊面類型，對降雨具有一定的蓄滯機制，即能夠起到削減和凈化徑流的作用。這一方面的研究成果比較豐富，研究方法也基本類似，主要通過建立實物模型進行觀測，對比分析各種因子的實際效果與作用機制（圖6）。

雨水蓄滯領(lǐng)域的研究主要分為削減徑流和凈化徑流兩個方面。其中，削減徑流的機制相對簡單，研究成果也比較成熟。在降雨期間，植物層和基質(zhì)層都能夠?qū)邓M行一定的攔截和吸收，而且在不同的降雨條件下，具有不同的截流效果。大量觀測研究表明（孫挺 等，2012；陳小平 等，2015），中小雨條件下屋頂綠化的截流比例較高，大、暴雨及前期土壤濕潤條件下，截流效果有一定降低，但依然對大、暴雨具有延遲和延續(xù)產(chǎn)流時間、消減峰值徑流與總徑流的作用，從而緩解城市地表徑流壓力。降雨結(jié)束后，通過植物的蒸騰作用，以及基質(zhì)層中水分相對緩慢的蒸發(fā)，還可以起到調(diào)節(jié)大氣濕度的作用。

圖4　立體綠化研究分類中的生態(tài)效應(yīng)研究

對屋頂綠化的徑流削減能力產(chǎn)生影響的因子主要包括：基質(zhì)厚度、基質(zhì)組成、植被、屋頂坡度、前期干旱條件、降雨強度等。陳小平等（2015）對國內(nèi)外相關(guān)研究進行的綜述表明：基質(zhì)厚度是影響最大的（可控）因子，基質(zhì)厚度小于200mm時相關(guān)性非常明顯（比如基質(zhì)厚度為210mm的密集型屋頂綠化和100mm的粗放型屋頂綠化相比，截流效果提高了50%），基質(zhì)厚度超過250mm后相關(guān)性逐漸減弱?；|(zhì)組成方面，小粒徑顆粒物的含量越高，有機顆粒物的含量越高，截流能力越強。植被則主要在高溫多雨季節(jié)對截流效果有較大影響，一般而言，植被越高大、蒸騰能力越強，則截流能力越強。降雨前期的干旱條件也是非常重要的影響因子，國外相關(guān)研究表明旱季或前期基質(zhì)比較干燥時，截流效果能達到65%，而雨季或前期比較濕潤時截流率僅為26%～45%。

目前這方面的研究成果雖然比較豐富，但還沒有系統(tǒng)和深入地支持規(guī)劃設(shè)計實踐。一般而言，《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》（GB50400-2006）等雨水規(guī)劃設(shè)計規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)都會提供一個（對基質(zhì)厚度、植物種類等因子不作區(qū)分的）屋頂綠化的雨量和流量徑流系數(shù)，以帶入公式進行基本的雨水徑流計算。然而，這畢竟只是一種近似的計算方式，高質(zhì)量的綠色建筑需要更加詳細(xì)和精確的雨水規(guī)劃設(shè)計，這有賴于在研究人員的支持下對特定項目的徑流調(diào)控目標(biāo)、屋頂綠化構(gòu)造與植物類型、當(dāng)?shù)亟涤晏卣鞯纫蜃拥倪M一步分析，建立更加詳細(xì)和精確的模型，從而得到更加準(zhǔn)確的答案。

屋頂綠化對雨水徑流的凈化作用機制則相對比較復(fù)雜。一方面，植物層和基質(zhì)層對雨水進行過濾，將部分污染物質(zhì)攔截在系統(tǒng)中，隨后植物和基質(zhì)層中的微生物逐步吸收、降解所積累的污染物質(zhì)（陳小平 等，2015）。眾多實驗結(jié)果表明（王書敏 等，2011；王江海 等，2014；段丙政 等，2013），屋頂綠化能夠有效降低雨水中的酸度（使PH值上升1左右）、COD（ChemicaI Oxygen Demand，化學(xué)需氧量）、TSS（TotaI Suspended SoIid，總懸浮固體）濃度、TN（TotaI Nitrogen，總氮）濃度、NH4-N（NH4-Nitrogen，氨氮）濃度。但另一方面，同樣的研究還表明屋頂綠化可能會成為污染源，其主要原因為基質(zhì)中原有的污染物和養(yǎng)護過程中的殘肥等被雨水沖刷出來，導(dǎo)致TP（TotaI Phosphorus，總磷）、NO3-N（NO3-Nitrogen，硝酸根）這一類的污染物濃度升高。

圖5　立體綠化熱環(huán)境與節(jié)能研究技術(shù)路線　

圖6　立體綠化雨水蓄滯研究技術(shù)路線

由于作用機制相對復(fù)雜，污染物和影響因子的種類比較多，國內(nèi)相關(guān)研究尚處于起步階段，對某些污染物的凈化效果還存在不確定或不一致的觀測結(jié)果，所以有待更加全面的研究，需盡快出臺屋頂徑流水質(zhì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)清潔高效的構(gòu)造和運維體系，以更好地對規(guī)劃設(shè)計提供有效的支持。

此外，無論是在研究還是實踐工作中，我們都應(yīng)該清醒地認(rèn)識到立體綠化在雨水蓄滯方面的局限性，例如在強降雨及前期土壤濕潤的情況下非常有限的徑流削減作用，以及自身構(gòu)造和運維所可能造成的污染。所以，應(yīng)當(dāng)結(jié)合立體綠化與下凹式綠地、雨水收集/下滲裝置等地面雨水蓄滯措施，綜合規(guī)劃設(shè)計，研發(fā)均衡且性價比最高的雨水排蓄與利用系統(tǒng)，這也是今后研究和實踐工作的一個重點方向。

2.2.3固碳釋氧

近年全球社會在碳排放與碳匯相關(guān)議題上逐漸達成共識，我國學(xué)術(shù)界也在穩(wěn)步開展相關(guān)研究工作，其中，林業(yè)學(xué)科的學(xué)者對我國城市園林綠地的碳匯功能已經(jīng)做了很多開創(chuàng)性的研究（何華，2010；史琰，2013）。立體綠化方面主要包括對各種立體綠化植物及基質(zhì)的碳匯能力的實測研究，以及通過節(jié)能等途徑實現(xiàn)的減排效果、全生命周期碳匯/碳排放推算分析等方面（圖7）。

不同植物的固碳釋氧能力存在較大差異，不同外部條件下同種植物的固碳釋氧能力變化也較大。目前研究者已就常見的立體綠化植物進行了大量觀測，得到了很多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，探討了多種植物的固碳釋氧能力受環(huán)境因子影響的作用機制（楊學(xué)軍，2007；黎國健 等，2008），但尚未形成能夠指導(dǎo)規(guī)劃實踐的完整的理論和指標(biāo)體系，應(yīng)用到實踐中的碳匯測算還更多依賴簡化、近似的估算，準(zhǔn)確度比較有限。

現(xiàn)有研究表明，立體綠化的固碳釋氧能力受環(huán)境影響較大，特別是隨溫度、光照條件的變化而變化，而且還可能與某些其他生態(tài)效應(yīng)存在矛盾。比如，徐鵬等（2012）的研究表明：綠化植物對CO2的吸收速率受屋面溫度影響較大，溫度超過34℃時吸收速率快速減小。張迎輝等（2006）的研究表明，爬山虎的固碳釋氧能力隨著水分脅迫的增加而明顯減少，在土壤最大持水量為30%～35%時，不及土壤持水量為75%～80%時的一半。因此，在某種程度上，立體綠化系統(tǒng)的固碳釋氧能力與雨水蓄滯能力呈負(fù)相關(guān)。

圖7　立體綠化固碳釋氧研究技術(shù)路線示意

圖8　立體綠化空氣凈化研究技術(shù)路線

從近年的一些比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯?，特別是參照一些對城市綠地系統(tǒng)碳匯功能的研究來看，建筑立體綠化全生命周期的碳匯能力非常有限，甚至可能為負(fù)。史琰（2013）的研究表明，中國城市建成區(qū)植被碳吸收可抵消城市居民生活使用能源碳排放的2.5%。何華（2010）以深圳某小區(qū)為例，研究了華南地區(qū)居住區(qū)綠地全生命周期的碳收支情況，結(jié)論顯示，碳匯只有碳源的3.4%。即使比較樂觀的研究者，如陶婷婷等（2013）的研究認(rèn)為，各種形式的屋頂綠化全生命周期碳效益只有10%～20%，即采用屋頂綠化，僅依靠自身固碳，尚不能消化其建造和運維產(chǎn)生的碳排放的10%～20%。王德玲（2012）的測算則基本否定了屋頂綠化的固碳價值。通過以上研究成果發(fā)現(xiàn)，從全生命周期角度考量，如果立體綠化的設(shè)計或維護不當(dāng)，特別是“綠墻”等成本較高且不易維護的垂直綠化，那么其全生命周期碳匯可能為負(fù)，將成為城市和建筑的碳負(fù)擔(dān)。

此外，大量生態(tài)系統(tǒng)碳匯的研究顯示，土壤碳匯占植物生態(tài)系統(tǒng)碳匯的主要部分（70%以上），提高土壤碳匯必然導(dǎo)致土壤質(zhì)量的增加，這與建筑立體綠化基質(zhì)輕量化的大方向相左?？傊?，在設(shè)計實踐中不宜主觀夸大立體綠化的碳匯功能，要真正實現(xiàn)凈碳匯的立體綠化，還需進行大量基礎(chǔ)性的研究工作。

2.2.4空氣凈化

植物的凈化空氣效應(yīng)包括滯塵（PM10、PM2.5等）、吸收有害化學(xué)物質(zhì)如SO2、VOC（VoIatiIe Organic Compounds，揮發(fā)性有機化合物）、殺菌等。通過實測植物表面或內(nèi)部的上述物質(zhì)含量，或者對比有無植物情況下的空氣質(zhì)量，即可考察空氣凈化能力（圖8）。我國林業(yè)科學(xué)界和環(huán)境科學(xué)界對園林植物的空氣凈化能力研究取得了一些進展，特別是隨著近年來霧霾事件頻發(fā)引起全社會的關(guān)注，關(guān)于園林植物的滯塵效應(yīng)方面的研究數(shù)量激增。但這方面的專題研究還處于起步階段，主要側(cè)重于不同植物種類的基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)觀測與分析（孫淑萍，2011；呂東蓬，2011），能夠系統(tǒng)指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計實操的理論模型還未成形。

楊學(xué)軍（2007）的研究表明：植物的室內(nèi)空氣凈化作用明顯。室內(nèi)綠化能使室內(nèi)CO2濃度平均降低8.1%、室內(nèi)飄塵含量PM10平均降低61.6%。室外立體綠化的空氣凈化效果則相對有限：輕度污染情況下，某些園林綠化植物對周邊小環(huán)境具有一定的凈化作用，但重污染情況下植物的空氣凈化能力微弱。而且滯塵會影響植物的光合作用，即影響固碳釋氧的能力，對污染物的吸收也會影響植物自身的生長。此外，王國玉等（2014）的研究表明，園林綠地需要一定的尺度（建議寬度不低于30m）才能起到一定的削減PM2.5的作用，而且喬木對于PM2.5的吸附作用遠大于灌木和草本植物，這對于立體綠化來說顯然是難以實現(xiàn)的。

因此，筆者認(rèn)為，絕大多數(shù)立體綠化的空氣凈化能力比較有限，主要適用于室內(nèi)、局部小環(huán)境、輕污染等情況，而且不同條件下的機制與效應(yīng)還有待進一步研究。

2.2.5其他研究

立體綠化還具有降低噪音、保持或提升生物多樣性、都市農(nóng)業(yè)、促進人類身心健康、美學(xué)與文化價值等方面的生態(tài)效應(yīng)。筆者經(jīng)過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)很少有針對這些生態(tài)效應(yīng)的專題研究（圖4）。很多學(xué)者在闡述立體綠化生態(tài)效應(yīng)或建構(gòu)綜合評價體系時，大多引用國外的相關(guān)研究，或者參考森林、普通綠化的相關(guān)研究。

但這些生態(tài)效應(yīng)卻不可忽視，很難講它們與“強研究”中的生態(tài)效應(yīng)孰輕孰重，甚至有的價值遠遠超出想象。為了既不忽略也不夸大這些生態(tài)效應(yīng)，必須及時開展科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯浚罱K為應(yīng)用提供堅實、系統(tǒng)的指導(dǎo)。

2.3規(guī)劃設(shè)計研究

立體綠化規(guī)劃設(shè)計研究是技術(shù)層面的方法論研究。城市規(guī)劃、建筑設(shè)計與技術(shù)、風(fēng)景園林、土木與市政工程等各個學(xué)科都有涉及。筆者根據(jù)知識結(jié)構(gòu)，將這一領(lǐng)域的相關(guān)研究分為規(guī)劃方法、設(shè)計方法、構(gòu)造技術(shù)、植物配置、工程案例等5大類。

規(guī)劃方法類的研究主要是基于城市或街區(qū)等宏觀尺度探討立體綠化的規(guī)劃方法。目前國內(nèi)這方面的研究還相對較少，但是作為城市綠化系統(tǒng)的一部分，立體綠化在海綿城市/低沖擊影響開發(fā)（LID，Low Impact Design）、改善熱島效應(yīng)、生物生態(tài)系統(tǒng)等專項生態(tài)規(guī)劃中都是重要的技術(shù)手段，其規(guī)劃方法值得深入研究。我國一些城市已經(jīng)開展了立體綠化專項規(guī)劃及其相關(guān)研究，具有一定的參考價值（王延洋 等，2013；董靚 等，2014；韓林飛 等，2015）。

設(shè)計方法的研究主要是在建筑或園林的維度對立體綠化的設(shè)計方法進行探討。這方面的研究成果非常豐富，但大多深度有限、創(chuàng)新性不強，研究范式雷同：定義-分類-設(shè)計手法列舉-案例。這些研究對初學(xué)者有一定參考價值，對高質(zhì)量、創(chuàng)新性的設(shè)計則作用不大。

構(gòu)造技術(shù)、植物配置方面的研究數(shù)量也比較多，對實際工程有一定的參考價值。但是論文質(zhì)量參差不齊，應(yīng)用者必須具有一定經(jīng)驗，才能比較高效地從大量論文中獲取有價值的信息。

還有一類為純粹的工程介紹和案例研究。前者以某一工程實踐的總結(jié)為主，介紹規(guī)劃設(shè)計及施工、運營的經(jīng)驗，這類研究偏向于報喜不報憂，特別是設(shè)計師對自己設(shè)計或所欣賞的項目的介紹，往往從一個靜態(tài)的視角進行表現(xiàn)或者觀察，需要后續(xù)的研究者和應(yīng)用者謹(jǐn)慎消化；案例研究一般為對某一區(qū)域的立體綠化實施現(xiàn)狀的調(diào)研及評價，一般相對客觀，往往突出實際應(yīng)用中普遍存在的問題，引起后續(xù)研究和應(yīng)用者的重視。

總體而言，該部分研究數(shù)量較多，體現(xiàn)了我國立體綠化應(yīng)用的發(fā)展水平，為工程實踐提供了一定的學(xué)習(xí)和參考材料。但是與國外相關(guān)研究相比，還存在質(zhì)量上的差距，有待逐步提高。

2.4經(jīng)濟政策研究

立體綠化的經(jīng)濟政策研究是社會經(jīng)濟層面的方法論研究。筆者根據(jù)知識結(jié)構(gòu)將其分為成本與效益分析（經(jīng)濟分析）、政策與法規(guī)、運營管理3方面的研究。

目前經(jīng)濟分析方面的研究較多，大多數(shù)研究者認(rèn)為立體綠化效益顯著，投資回收期較短，甚至有的研究者樂觀地認(rèn)為只需要數(shù)年（宮永偉 等，2015；王丹 等，2015），但這與筆者的實踐認(rèn)知不符：事實上無論政府還是市場對此都非常謹(jǐn)慎，與這些研究者的樂觀形成較大反差，這一現(xiàn)象恰好說明相關(guān)研究中存在諸多問題：一是生態(tài)效應(yīng)方面的基礎(chǔ)研究不夠完善和準(zhǔn)確，無法提供系統(tǒng)且令常人信服的數(shù)據(jù)；二是多數(shù)生態(tài)效應(yīng)存在很強的外部性，以及某些價值較難量化甚至對其認(rèn)識還很不足（比如人類健康的價值、美學(xué)價值等），經(jīng)濟研究必須認(rèn)真分析并協(xié)同生態(tài)效應(yīng)研究總結(jié)出科學(xué)且令人信服的評估方法；三是運維成本普遍被低估，經(jīng)濟分析往往基于一些過度理想化或簡化的模型，而忽略了實際情況。多數(shù)研究者誤將立體綠化的運維看作一個靜態(tài)的、穩(wěn)定的過程，而目前現(xiàn)實中大多數(shù)屋頂綠化系統(tǒng)很難達到這樣的水平，由于技術(shù)不合理或初始投入不足，一年一小換，三年一大換，五年一大修，成為常態(tài)，不但造成運營成本被低估，而且生態(tài)效應(yīng)也被高估了。如果基于客觀的實際情況，采用全生命周期的方法進行評估，很多實際項目的投入產(chǎn)出比可能非常糟糕。因此，筆者認(rèn)為，目前階段經(jīng)濟分析方面的研究應(yīng)該認(rèn)真面對以上3個問題，繼續(xù)重復(fù)樂觀的預(yù)測早已沒有任何實際意義。

目前國內(nèi)政策與法規(guī)的研究，以介紹國外或發(fā)達地區(qū)的經(jīng)驗、結(jié)合我國現(xiàn)狀提出建議為主，研究者大多認(rèn)可專項立法、總體規(guī)劃、強制性與鼓勵性政策相結(jié)合的大方向（韓麗莉 等，2012；譚一凡，2015）。筆者認(rèn)為，一方面，政策與法規(guī)的研究應(yīng)建立在客觀、系統(tǒng)的生態(tài)效應(yīng)研究基礎(chǔ)之上，分析清楚生態(tài)效應(yīng)外部性的問題，即分清各主體的權(quán)利及分別享有的生態(tài)效應(yīng)；另一方面，應(yīng)根據(jù)社會發(fā)展的需要，參考發(fā)達地區(qū)的經(jīng)驗，同時理清開發(fā)、實施、審批、監(jiān)管等各方的權(quán)責(zé)，創(chuàng)造性地提出法理上的解決辦法、政策上的管控和激勵措施。比如，馮艷（2012）在對屋頂綠化相關(guān)法律問題的研究中，探討了我國屋頂平臺共有狀態(tài)下屋頂綠化發(fā)展的制度之路，并提出屋頂平臺專用綠化使用權(quán)，為解決困擾很多地方政府與社會的、集合住宅等產(chǎn)權(quán)共有或公有建筑的屋頂綠化的法理問題提供了一種很好的思路。

3　結(jié)語

隨著綠色建筑的進一步發(fā)展，必將對立體綠化的相關(guān)研究提出更系統(tǒng)、更高質(zhì)量的要求。

生態(tài)效應(yīng)方面的相關(guān)研究，目前取得了一定進展，但還有很大提升空間：（1）要結(jié)合當(dāng)前實際應(yīng)用的需求，提出兼顧準(zhǔn)確與實用的理論模型及指標(biāo)；（2）深入研究植物生態(tài)機理，不斷提高理論模型的系統(tǒng)性和精確性；（3）應(yīng)始終堅持系統(tǒng)、理性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠椒?，逐步加強全生命周期的研究；?）逐步開展空白領(lǐng)域的專項研究。

規(guī)劃設(shè)計方法的研究，普及了相關(guān)知識，有助于從業(yè)人員掌握基本的方法和技術(shù)，但是總體而言質(zhì)量尚待提高，特別是對生態(tài)效應(yīng)研究最新成果的應(yīng)用，以及設(shè)計理念的創(chuàng)新性、適用性等方面。

經(jīng)濟政策方面的研究，需要轉(zhuǎn)變研究范式，一切從實際情況出發(fā)，完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)研和整理，基于全生命周期的方法進行評價，為項目決策，以及法規(guī)、政策的制定提供客觀依據(jù)，從長遠角度引導(dǎo)立體綠化健康發(fā)展。

注釋

① 篇名中包含“屋頂綠化”、“立體綠化”和“垂直綠化”的論文歷年數(shù)量，其中“屋頂綠化”論文數(shù)量包括篇名中含“種植屋面”的論文。

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袁凌，清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司生態(tài)規(guī)劃與綠色建筑設(shè)計研究所

2016-06-21

VERTICAL GREENING IN THE GREEN BUILDINGS OF CHINA: LITERATURE REVIEW AND CASE STUDY （ I ）

As a design concept and architecturaI technique， verticaI greening has many positive impIications for the green buiIding. From the perspective of green buiIding， the first haIf of this paper provides an overview of the reIevant studies in China， as weII as the progress and Iimitations. Based on the study of typicaI cases， it summarizes the basic principIe about the appIication of verticaI greening in green buiIdings in the second part， and prospects the future deveIopment trend in this fieId.

VerticaI Greening， Green BuiIding， Literature Review， Case Study