金正杰 馬陽(yáng)

摘要：指出了隨著人們對(duì)于城市生態(tài)環(huán)境的關(guān)注越來(lái)越高，其對(duì)于城市生態(tài)景觀的需求也更加迫切，而在城市寸土寸金的空間里很難通過(guò)增加綠地面積來(lái)滿(mǎn)足景觀需求。以華東地區(qū)特殊生境條件下的生態(tài)綠墻建設(shè)為研究對(duì)象，對(duì)其的主要應(yīng)用形式及在應(yīng)用過(guò)程中所展現(xiàn)的主要問(wèn)題進(jìn)行了歸納和總結(jié)，并以上海世博會(huì)主題館的生態(tài)綠墻為案例，探索了在狹小城市空間里通過(guò)生態(tài)綠墻的栽培基質(zhì)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)等多項(xiàng)實(shí)際施工技術(shù)來(lái)增加城市景觀，以期為同行提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：華東地區(qū);生態(tài)綠墻;施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）01-0135-03

1 引言

隨著我國(guó)城市化步伐的逐漸加速，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口數(shù)量激增，進(jìn)而造成城市交通擁堵、空氣污染加劇、生態(tài)環(huán)境惡化等系列問(wèn)題，這也制約了我國(guó)城市的不斷發(fā)展。同時(shí)，由于城市空間不斷被開(kāi)發(fā)使用，用以建設(shè)綠地的土地已經(jīng)成為了稀缺資源。

生態(tài)綠墻的出現(xiàn)改變了這種困境，不但提高了城市綠化量，而且其占地面積小甚至可以不占用城市空間，并具有良好的景觀效果。通過(guò)與屋頂綠化這一新興技術(shù)的共同作用，達(dá)到了減少城市熱島效應(yīng)、改善城市生態(tài)環(huán)境，調(diào)節(jié)城市空氣的目的。改變了城市的外貌，使綠化城市的植物品種更加豐富，生態(tài)綠墻使目前高樓林立的硬性城市增加了陰柔之美，改善城市居民視覺(jué)疲勞，保護(hù)青少年視力。同時(shí)，墻面綠化也美化了建筑物的立面，是未來(lái)城市綠化發(fā)展的新趨勢(shì)。

2 華東地區(qū)生態(tài)綠墻的主要應(yīng)用形式

2.1 鋪貼式墻體綠化

該種墻體綠化技術(shù)就是直接在建筑物外面表面鋪設(shè)栽植基質(zhì)，從而在其墻體表面形成一個(gè)種植層。最為常見(jiàn)的就是ABS噴播技術(shù)，通過(guò)特制的噴播設(shè)備將栽植基質(zhì)、保水劑、粘合劑、種子、養(yǎng)料等直接噴灑在建筑物墻體表面，從而形成一個(gè)厚度達(dá)10 cm的種植層。另外，近年來(lái)開(kāi)始推廣的植生袋技術(shù)也是鋪貼式墻體綠化的重要組成部分。不需要重新搭設(shè)龐大的骨架等優(yōu)點(diǎn)，景觀效果好，施工方便綠化效果快，但是工程造價(jià)相對(duì)較高，并對(duì)防水膜的要求很高。

2.2 種植槽墻體綠化

種植槽墻體綠化在施工時(shí)，須先在建筑物外墻另行搭設(shè)承重結(jié)構(gòu)，并在其中安裝種好植物的種植槽和其他附屬設(shè)備。另一種做法就是直接在建筑物外墻上安裝和懸掛栽植盆，這類(lèi)綠墻適用于臨時(shí)墻面綠化或立柱式花壇造景。但由于綠墻的承重結(jié)構(gòu)直接通過(guò)膨脹螺栓固定在建筑物外墻上，極易在固定點(diǎn)引發(fā)墻體落水，從而危害建筑物本身的結(jié)構(gòu)安全。另外，由于滴灌系統(tǒng)不夠完善，灌溉時(shí)水分不均勻，容易沖走栽培介質(zhì)弄臟地面，滴管容易被介質(zhì)堵住失靈，造成植物干旱枯死。

2.3 模塊化墻體綠化

模塊化墻體綠化借鑒了種植槽墻體綠化的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了新的改革和試點(diǎn)。其不僅對(duì)栽植槽、栽植基質(zhì)、植物等進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，其還將結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，從而便于后期的養(yǎng)護(hù)管理。同時(shí)對(duì)栽植基質(zhì)的研究也有了新的進(jìn)展，其可以通過(guò)分子結(jié)構(gòu)暫時(shí)貯存部分水分，并在隨后的一段時(shí)間內(nèi)緩慢釋放，并保證不會(huì)造成水分溢流而沖走栽培介質(zhì)，使植物根部的濕度和透氣性均保持在最佳狀態(tài)。模塊式綠墻的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，施工速度快，植物更換方便，綠墻的植物壽命較長(zhǎng)，可以用于大面積高難度的墻面綠化，而且墻面綠化的景觀效果好，可以進(jìn)行大范圍推廣使用。

3 目前華東地區(qū)生態(tài)綠墻面臨的問(wèn)題

3.1 人為破壞較為嚴(yán)重

由于生態(tài)綠墻其造價(jià)普遍高于普通綠化，因此其一般被布置在人流較為集中的城市中心廣場(chǎng)、大型購(gòu)物中興等地，精美的造型會(huì)吸引大量的游客和市民前來(lái)合影留念。但是這種背靠背式的合影會(huì)對(duì)生態(tài)綠墻內(nèi)的植物損害，從而導(dǎo)致其長(zhǎng)勢(shì)不佳或經(jīng)常需要更換新的苗木。

3.2 后期養(yǎng)護(hù)不到位

生態(tài)綠墻中的植物僅靠栽植盆內(nèi)的基質(zhì)來(lái)吸收養(yǎng)分和水分，普遍抗性不佳，需要花費(fèi)大量的人力、物力對(duì)其進(jìn)行精心的養(yǎng)護(hù)。但由于養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)的限制，養(yǎng)護(hù)單位未能及時(shí)地對(duì)死株、缺株進(jìn)行及時(shí)的更換，使其失去了原本的景觀效果。生態(tài)綠墻在春夏兩季必須每周維護(hù)一次，而夏秋兩季更是要做到每天一次灌溉。

3.3 項(xiàng)目造價(jià)昂貴

由于生態(tài)綠墻是由栽植盆、栽植基質(zhì)、苗木、承重結(jié)構(gòu)、灌溉系統(tǒng)組成，其建設(shè)和維護(hù)成本普遍較高，不僅是設(shè)備安裝和苗木種植成本，如果再加上后期養(yǎng)護(hù)等其他費(fèi)用，生態(tài)綠墻的建設(shè)單價(jià)將會(huì)進(jìn)一步提升。高昂的造價(jià)嚴(yán)重地制約了生態(tài)綠墻在城市綠化中的應(yīng)用，目前僅被用作點(diǎn)綴型的裝飾，未曾大面積普及。

3.4 施工及養(yǎng)護(hù)作業(yè)安全系數(shù)低

普通的生態(tài)綠墻不論是在前期的建設(shè)施工，還是后期的養(yǎng)護(hù)管理，都需要人員在較高的空間位置進(jìn)行作業(yè)，而常見(jiàn)的生態(tài)綠墻都是依附于建筑物外墻面，其穩(wěn)定性和牢固度較低，容易在施工和后期養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)引起人員墜落、物品掉落等安全生產(chǎn)事故。

4 華東地區(qū)城市生態(tài)綠墻施工技術(shù)探究——以上海世博會(huì)主題館生態(tài)綠墻為例

4.1 上海世博會(huì)主題館生態(tài)綠墻簡(jiǎn)述

以上海世博會(huì)主題館植物綠墻為例，其單面長(zhǎng)近200 m，高約26 m，總面積可達(dá)5000 m²，是世界上已建的最大面積的植物綠墻（如圖1）。為滿(mǎn)足主題館展覽要求，其在施工設(shè)計(jì)時(shí)將種植系統(tǒng)、承重系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)都采用了整體模塊化設(shè)計(jì)，大大加快了施工進(jìn)度。該綠墻采用的金森女貞、紅葉石楠、六道木、亮葉忍冬及花葉絡(luò)石進(jìn)行景觀營(yíng)造，其采用自下而上逐步疏植的布局方式，充分體現(xiàn)出植物的過(guò)渡性和漸變美，其景觀效果比墻面滿(mǎn)栽植物的更出色。

4.2 上海世博會(huì)主題館生態(tài)綠墻專(zhuān)項(xiàng)施工技術(shù)

4.2.1 模塊系統(tǒng)施工技術(shù)

為提升生態(tài)綠墻的建設(shè)速度以及便于后期養(yǎng)護(hù)管理，采用模塊化組件，將原本形狀、大小各類(lèi)的各個(gè)組成部門(mén)按照模塊化設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加工。如將栽培容器按照一定模數(shù)組成模塊再和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)連接，從而使得后期更換苗木時(shí)只需將某一種植模塊直接替換為相同規(guī)格的種植模塊后即可完成換苗工作，不需要再次起挖及種植苗木，即方便施工，又減少了對(duì)現(xiàn)有場(chǎng)館的影響。由于采用共聚聚丙烯塑料做的種植容器以及新型的種植基質(zhì)，因此每個(gè)種植模塊的自重不足20 kg。另外，該綠墻的承重鋼架及自動(dòng)灌溉系統(tǒng)也采用模塊化施工工藝，一旦某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題只需對(duì)其進(jìn)行更換即可恢復(fù)其使用功能。

4.2.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)施工技術(shù)

該生態(tài)綠墻所采用的獨(dú)立鋼架結(jié)構(gòu)克服了立體綠化對(duì)于建筑物墻體強(qiáng)度的依賴(lài)性，其自身所具備的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足以支撐綠墻上的植物、栽培基質(zhì)、自動(dòng)灌溉系統(tǒng)等各類(lèi)設(shè)備的重量，同時(shí)十分便于拆裝。

由于主題館外墻采用的是現(xiàn)代感十足的鋼結(jié)構(gòu)外墻，而本綠墻的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)位于建筑外墻的內(nèi)部，在施工時(shí)并不會(huì)對(duì)外墻造成影響。該系統(tǒng)由基礎(chǔ)、承重柱、橫梁等組件組成，施工時(shí)先在建筑物外墻基部搭設(shè)一條寬約2m的基礎(chǔ)網(wǎng)架，隨后向上按1m的間隔設(shè)置承重柱，最后用橫梁將承重柱彼此相連，從而形成一個(gè)穩(wěn)定的整體。由于施工采用了BIM技術(shù)，各種預(yù)制件在加工工廠內(nèi)先期進(jìn)行了預(yù)拼裝，并對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了仔細(xì)的檢測(cè)，因此現(xiàn)場(chǎng)施工速度得到了大幅提升。

4.2.3 植物配景施工技術(shù)

上海世博會(huì)會(huì)期正值夏季，其室外溫度高、光照強(qiáng)并不定期會(huì)遭受臺(tái)風(fēng)的影響，這些條件對(duì)生態(tài)綠墻的植物選擇提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。建設(shè)方在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段就結(jié)合生態(tài)綠墻的實(shí)際情況擬定了生態(tài)綠墻景觀植物的選取標(biāo)準(zhǔn)。首先，為了適應(yīng)綠墻所特有的環(huán)保栽植盆其植物必須為淺根系的植物，同時(shí)具備強(qiáng)壯的側(cè)根以便能起到固定植物和吸收養(yǎng)分的作用。其次，該生態(tài)綠墻由于觀賞時(shí)間長(zhǎng)，故選取的植物以觀葉植物為主適當(dāng)搭配部分夏季開(kāi)花，其株型要求低矮整齊，葉片濃密厚重。最后，按照綠墻所在地氣候和環(huán)境條件，所選擇的植物還需具備耐濕熱、耐光照、抗風(fēng)及抗病蟲(chóng)害等能力。依據(jù)上述選擇標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)上海市區(qū)所種植的眾多觀葉植物進(jìn)行了篩選和試種，最終選取了六道木、紅葉石楠、金森女貞、花葉絡(luò)石及亮綠忍冬等5種植物作為造景素材。結(jié)果表明：上述這5種植物不僅具備了抗性強(qiáng)、易養(yǎng)護(hù)、景觀效果佳等優(yōu)勢(shì)，還能利用植物本身的色彩差異營(yíng)造出四季的季相變化，從而使綠墻始終處于動(dòng)感的變化之中。

在景觀布置時(shí)該綠墻的東立面在6～12 m范圍內(nèi)采用株高為30 cm紅葉石楠，而在12—17 m的范圍內(nèi)株高30 cm的亮葉忍冬，17 m以上采用株高25 cm的金森女貞和花葉絡(luò)石。其西側(cè)立面在6～12 m范圍內(nèi)采用株高35 cm的常綠大花六道木，在12～17 m的范圍內(nèi)采用株高30 cm的亮葉忍冬，17 m以上選用株高25cm的金森女貞和花葉絡(luò)石。

4.2.4 栽植基質(zhì)施工技術(shù)

鑒于主題館生態(tài)綠墻特殊的生境條件，在配置栽培基質(zhì)時(shí)必須滿(mǎn)足清潔無(wú)滴撒散落、抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)、植物根系適應(yīng)性強(qiáng)、自重輕、保水保肥能力強(qiáng)等要求。建設(shè)方經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)并結(jié)合所種植的苗木生長(zhǎng)習(xí)性，成功研制了多種基質(zhì)配方。在實(shí)際施工時(shí)，先將栽植基質(zhì)與苗木一起定植在環(huán)保栽植盆內(nèi)，再通過(guò)腳手架運(yùn)送至綠墻結(jié)構(gòu)層。

4.2.5 自動(dòng)灌溉系統(tǒng)施工技術(shù)

主題館生態(tài)綠墻是世博會(huì)的標(biāo)志性建筑，在世博會(huì)期間該綠墻的日常工作都必須在夜間休館的短短數(shù)小時(shí)內(nèi)完成，而世博會(huì)又在上海氣候最為炎熱的夏季。因此，綠墻的制動(dòng)灌溉系統(tǒng)成為了綠墻景觀效果的“保護(hù)神”。在實(shí)際施工中，建設(shè)方依據(jù)綠墻面積、種植苗木品種和墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等多種因素，制定了最為合理的設(shè)計(jì)方案，其所采用的管材即能保證擁有足夠的抗壓能力以滿(mǎn)足灌溉作業(yè)時(shí)液體的壓強(qiáng)，同時(shí)其還擁有較輕的自重和較強(qiáng)的延展彎曲能力以便管線(xiàn)加工和安裝。由于該生態(tài)綠墻所采用植物都屬于觀葉類(lèi)植物，普通的噴灌設(shè)備不僅容易造成植物枝葉的損傷，而且部分液體會(huì)隨風(fēng)向前來(lái)參觀的游客飄灑，為此建設(shè)方選取的給液精準(zhǔn)度高、液體適應(yīng)性強(qiáng)的滴灌模式為綠墻補(bǔ)給水分和養(yǎng)料。根據(jù)不同植物對(duì)于水分和養(yǎng)料的需求選擇不同出水量的滴頭，同時(shí)在種植槽背面還設(shè)置了滴箭用以補(bǔ)給栽培基質(zhì)中的水分。此做法不僅美觀大方，還具備了便于維護(hù)更換的特點(diǎn)。另外，為了實(shí)時(shí)掌握植物葉面及種植基質(zhì)中溫度、濕度及其他環(huán)境因子的數(shù)據(jù)，建設(shè)方還在綠墻內(nèi)設(shè)置多處感應(yīng)設(shè)備，如溫度計(jì)、濕度計(jì)、電解質(zhì)計(jì)等，能將各類(lèi)數(shù)據(jù)及時(shí)地傳送至中控設(shè)備，便于其及時(shí)開(kāi)展灌溉或施肥作業(yè)。

4.2.6 施工保護(hù)技術(shù)

由于本案例生態(tài)綠墻的整體高度達(dá)到了26 m，相當(dāng)于5層樓房的高度，為了確保在綠墻施工期間施工人員的安全及各類(lèi)施工材料的順利運(yùn)輸，制定專(zhuān)項(xiàng)腳手架施工方案及應(yīng)急預(yù)案，并于綠墻鋼結(jié)構(gòu)同步施工。該腳手架系統(tǒng)位于主題館外墻內(nèi)側(cè)，其管材的顏色與主題館的鋼結(jié)構(gòu)外墻相近，從外部很難發(fā)現(xiàn)腳手架的存在。施工時(shí)可利用該腳手架將模塊制作、鋼結(jié)構(gòu)制作安裝、栽培介質(zhì)及環(huán)保栽植盆苗木種植、養(yǎng)護(hù)灌溉系統(tǒng)安制等工序同步進(jìn)行，大大提高了施工進(jìn)程和施工安全性。

4.2.7 綠墻后期養(yǎng)護(hù)技術(shù)

上海世博會(huì)主題館的生態(tài)綠墻在建設(shè)完成后，利用預(yù)先設(shè)置的檢測(cè)儀器來(lái)全方位地掌控其生境中空氣和土壤中的溫度、濕度等數(shù)值變化，并根據(jù)相關(guān)數(shù)值的變化情況酌情進(jìn)行水分的補(bǔ)充、養(yǎng)料的供給以及病蟲(chóng)害的防治。由于本案例的生態(tài)綠墻已完成了自動(dòng)灌溉體系的制安工作，而后期養(yǎng)護(hù)工作中補(bǔ)水、補(bǔ)養(yǎng)、補(bǔ)藥等各項(xiàng)工作都可以利用該系統(tǒng)來(lái)完成，從而避免了人工養(yǎng)護(hù)帶來(lái)的安全隱患，同時(shí)大大提升了養(yǎng)護(hù)效果。另外，本案例養(yǎng)護(hù)人員還通過(guò)預(yù)先擬定的養(yǎng)護(hù)預(yù)案對(duì)綠墻實(shí)施修剪及植株替換等工作。

5 結(jié)語(yǔ)

上海世博會(huì)主題館的生態(tài)綠墻新技術(shù)的應(yīng)用，不僅很好地解決了目前華東地區(qū)生態(tài)綠墻發(fā)展所面臨的系列問(wèn)題，而且也為后續(xù)城市生態(tài)綠墻的研究指明了方向。

城市生態(tài)綠墻作為現(xiàn)代大都市改善城市生態(tài)環(huán)境提升城市景觀水平的重要手段，其占地面積小、景觀效果佳、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)成為了改善城市生態(tài)環(huán)境的重要選擇。上述的華東地區(qū)生態(tài)綠墻所面臨的問(wèn)題均可解決。在進(jìn)一步研究分析上海世博會(huì)主題館的生態(tài)綠墻后，相關(guān)的施工技術(shù)更新依然是今后亟待研究的課題。只有合適的系統(tǒng)才能以經(jīng)濟(jì)有效的方式，建造出具有長(zhǎng)遠(yuǎn)效果的綠墻。希望此研究可以為華東地區(qū)對(duì)綠墻行業(yè)有興趣的人士提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳小燕，上海市模塊式綠墻設(shè)計(jì)中的植物配置研究[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2016，3（4）.

[2]徐君健，王志楠，刁文妍.濟(jì)南市立體綠墻初探：以濟(jì)南森林公園科普館立體綠墻為例[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014 （23）：28～34.

[3]喬國(guó)棟，丁學(xué)軍，龐炳根，上海世博主題館生態(tài)墻垂直綠化[J].建設(shè)科技，2010 （19）：49～51.

[4]戴耕.綠色律動(dòng)——建筑垂直綠化在上海世博會(huì)場(chǎng)館設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].安徽建筑，2011 （2）：42—44.

[4]黃君，陸敏琦.生態(tài)綠墻的選材與營(yíng)建[J].園林，2010 （6）：52～55.