羅茂嬋 楊京鋒 吳雯雯

(1南通市綠化造園開發(fā)有限公司，南通 226001；2南通科技職業(yè)學(xué)院，南通 226007)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的深入推進(jìn)，城市中的建筑越來越多，且城市地區(qū)的地面基本為不透水的地面或道路，這在一定程度上加大了城市綠化的建設(shè)難度。而隨著城市居民越來越注重綠色和清潔的環(huán)境，垂直綠化因具有提高城市綠化覆蓋率、增加綠化面積的優(yōu)勢(shì)，成為了城市綠化的主要發(fā)展方向。

垂直綠化又稱立體綠化，是與地面垂直、在立體空間中進(jìn)行的一種綠化方式，該綠化方式充分利用空間優(yōu)勢(shì)，采用具有攀援、纏繞、吸附和下垂等功能的植物，沿著建筑或者其他結(jié)構(gòu)的表面，攀附、固定、貼植、垂吊，形成垂直面的綠化，從而提高環(huán)境綠化率，增加環(huán)境綠化量[1]。因此，垂直綠化是城市綠化發(fā)展的必然趨勢(shì)，未來將有越來越多的城市實(shí)施垂直綠化。在此背景下，筆者擬在總結(jié)垂直綠化的表現(xiàn)形式、發(fā)展及其優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)城市垂直綠化的主要構(gòu)成和設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等方面的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行介紹，以期給我國(guó)從事城市垂直綠化研究和建設(shè)的相關(guān)人員提供參考和借鑒，進(jìn)而促進(jìn)垂直綠化在城市綠化中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

1 垂直綠化的表現(xiàn)形式和發(fā)展

1.1 垂直綠化的表現(xiàn)形式

垂直綠化又稱垂直花園，以植物墻為主要表現(xiàn)形式（包括各種植物或蔬菜墻面），一般分為牽引式植物墻和支撐式景觀墻兩種。其中，牽引式植物墻是將植物定植在地面，利用植物的攀援性能或利用簡(jiǎn)單繩索等固定方式，引導(dǎo)植物長(zhǎng)滿整面墻壁或立體空間；支撐式景觀墻主要通過在垂直墻面或立體空間中安裝支撐結(jié)構(gòu)（這種支撐結(jié)構(gòu)通常由塑料容器、土工布、砌塊、苗床、框架槽、石籠、網(wǎng)格、蜂窩、布袋、配套灌溉系統(tǒng)、栽培介質(zhì)和植物組成）來種植植物，達(dá)到綠化的效果。垂直綠化應(yīng)用的植物大多是能在墻壁本體結(jié)構(gòu)上或沿著墻壁進(jìn)行生長(zhǎng)的小草本植物，如常春藤、爬山虎、苔蘚和地衣等，應(yīng)用其他植物則需要一些支撐或者固定結(jié)構(gòu)。

1.2 垂直綠化的發(fā)展

1.2.1 世界垂直綠化的發(fā)展

垂直綠化最早可追溯到公元前600年的巴比倫空中花園，自此之后，垂直綠化得到了不斷發(fā)展，多種植物和技術(shù)也不斷在垂直綠化中得到使用。例如，古羅馬時(shí)期，人們?cè)诨▓@的棚架和別墅的墻上使用了葡萄藤和攀緣的玫瑰樹；20世紀(jì)20年代，英美等國(guó)將園林風(fēng)景與植物栽培結(jié)合起來，使用了藤架、格架結(jié)構(gòu)和攀爬植物；1988年，不銹鋼電纜在綠色外墻立面上開始使用；20世紀(jì)90年代，電纜和鋼絲繩網(wǎng)系統(tǒng)及模塊化網(wǎng)格板系統(tǒng)被設(shè)計(jì)與使用；1993年，加州的環(huán)球影城步道首次大規(guī)模使用了新的網(wǎng)格面板系統(tǒng)；1994年，加拿大多倫多的建筑大廈（室內(nèi)生活墻）使用了生物過濾系統(tǒng)；截至目前，大概有30種以上的不同垂直綠化模塊化系統(tǒng)得到了廣泛使用[2]。

1.2.2 我國(guó)城市垂直綠化的發(fā)展

我國(guó)城市垂直綠化起步較晚，1983年，長(zhǎng)城飯店的屋頂花園是我國(guó)較早報(bào)道記載的垂直花園案例。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的深入推進(jìn)，尤其是2008年我國(guó)舉辦奧運(yùn)會(huì)后，我國(guó)城市垂直綠化得到了快速發(fā)展，在屋面、屋頂、立交橋、高架等立面均應(yīng)用了垂直綠化。同時(shí)，隨著我國(guó)垂直綠化相關(guān)文件規(guī)劃（如《北京市屋頂綠化規(guī)范》《上海市綠化條例》等）的發(fā)布，建筑師和園林景觀研究設(shè)計(jì)人員數(shù)量的增長(zhǎng)，以及社會(huì)對(duì)城市垂直綠化關(guān)注度的增加，我國(guó)城市垂直綠化的發(fā)展、研究水平和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)得到了進(jìn)一步提升，城市垂直綠化高質(zhì)量作品案例數(shù)量也在不斷增加[3]。但是，目前我國(guó)大部分城市對(duì)垂直綠化的重視和應(yīng)用仍不足，在城市垂直綠化專用植物品種的育種與垂直綠化創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面也存在短板。

2 城市垂直綠化的優(yōu)點(diǎn)

研究表明，城市垂直綠化具有提升城市景觀效果、營(yíng)造健康生活環(huán)境、生態(tài)效益顯著、經(jīng)濟(jì)效益潛力巨大等優(yōu)點(diǎn)[4-5]。

2.1 提升城市景觀效果

城市垂直綠化的主要目的即是提升城市景觀效果，提高城市美化水平。這是因?yàn)榫G植能與城市建筑形成鮮明的視覺對(duì)比，其作為普通墻壁的綠化裝飾進(jìn)行應(yīng)用，能優(yōu)化高樓大廈的鋼筋混凝土環(huán)境，再加上其為城市建筑和街道提供了季節(jié)變換的效果，可以給予城市居民一種親近大自然的感覺，從而提高城市居民視覺上的景觀效果和美化程度。

2.2 營(yíng)造健康生活環(huán)境

城市垂直綠化使用了大量植被，而植物景觀有助于城市居民緩解生活壓力和恢復(fù)精力，從而提高人體對(duì)疾病的抵抗力和康復(fù)率。同時(shí)，城市垂直綠化有助于改善空氣質(zhì)量，降低了人們患?。ㄈ绨┌Y、中風(fēng)、抑郁、心臟和呼吸系統(tǒng)疾病等）風(fēng)險(xiǎn)。因此，城市應(yīng)用垂直綠化有助于營(yíng)造健康的生活環(huán)境。

2.3 生態(tài)效益顯著

2.3.1 節(jié)能效果明顯

研究表明，城市垂直綠化可通過四種機(jī)制（植被產(chǎn)生的陰影、植被提供的隔熱、基質(zhì)通過蒸發(fā)-蒸騰作用進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，對(duì)風(fēng)的阻隔）為建筑進(jìn)行降溫保溫，達(dá)到被動(dòng)節(jié)能的效果。例如，合適的綠墻景觀設(shè)計(jì)可以保護(hù)建筑免受冬季風(fēng)和夏季太陽的影響，從而可以節(jié)約多達(dá)25%的取暖和制冷能耗成本，建筑的價(jià)值也會(huì)增加10%～15%；植物墻可以降低建筑物表面溫度最高達(dá)15 ℃。城市垂直綠化的節(jié)能效果主要取決于綠植覆蓋百分比、覆蓋建筑表面的植物葉片密度等。

2.3.2 改善空氣質(zhì)量

研究及實(shí)踐表明，城市垂直綠化使用的綠植，能有效清除城市空氣中的有害氣體和顆粒污染物（尤其是能顯著降低城市汽車和工業(yè)等產(chǎn)生的有機(jī)化合物污染），從而改善空氣質(zhì)量。

2.3.3 降低城市熱島效應(yīng)

廣泛應(yīng)用垂直綠化的城市，尤其是垂直綠化設(shè)計(jì)應(yīng)用合理的城市，大部分的太陽輻射可被植物濃密的葉子攔截和吸收，從而大大降低城市熱島效應(yīng)。

2.4 經(jīng)濟(jì)效益潛力巨大

城市應(yīng)用垂直綠化，可減少氣候?qū)ㄖ挠绊?，減少建筑因紫外線而老化或損壞，延長(zhǎng)建筑的使用壽命，降低建筑外墻涂料成本，減少建筑的能源消耗，再加上大部分綠色植物本身也具備一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，故城市垂直綠化的經(jīng)濟(jì)效益潛力巨大。

3 城市垂直綠化的主要構(gòu)成

不同類型的城市垂直綠化的構(gòu)成是不同的，其主要構(gòu)成包括以下幾個(gè)方面：（1）植物材料。應(yīng)用的植物種類需依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件（主要是太陽輻射、光照時(shí)長(zhǎng)）、綠化的位置和大小、植物的特征特性（植物的顏色、質(zhì)地和生長(zhǎng)習(xí)性）而定。例如，植物應(yīng)具有緊湊的株型，以便提供厚而密的覆蓋效果；植株較短的植物應(yīng)具有淺纖維根系，且要求生命周期長(zhǎng)；根據(jù)綠化位置的不同，植物應(yīng)能耐受充足的陽光或充足的陰影。城市垂直綠化常用的植物有爬山虎屬、小繡球?qū)?、蓼屬、忍冬屬、鐵線蓮屬、迎春花、西番蓮、蝴蝶蘭屬、蘆筍屬、蕨類、西紅柿、辣椒、黃瓜、豌豆、生菜等。（2）種植基質(zhì)。垂直綠化上植物生長(zhǎng)和固定的基質(zhì)可以是有機(jī)物（如土壤），也可以是無機(jī)物（如巖棉等），更可以直接使用營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行水培或霧培。（3）灌溉系統(tǒng)。城市垂直綠化一般使用滴灌、箭灌、噴灌等方式，也可以使用水培或霧培的方式。（4）防水屏障。為防止建筑的外立面受潮或滲水，常采用工業(yè)的防水材料和防水方式。（5）結(jié)構(gòu)支撐。城市垂直綠化的結(jié)構(gòu)支撐大多使用外部金屬材料設(shè)計(jì)，且為有效支撐城市垂直綠化，還需對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)荷載進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。（6）照明。為促進(jìn)植物的自然生長(zhǎng)，城市垂直綠化需充足的光照，一般由自然光源（太陽）或人工光源（如金屬鹵化物燈、高壓鈉燈和LED燈）來提供。

4 城市垂直綠化的設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)

4.1 設(shè) 計(jì)

在城市垂直綠化工程實(shí)施之前，需進(jìn)行充分的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和垂直綠化的實(shí)際需求，根據(jù)可利用的植物材料（植物具有其特異性，不同的植物搭配能創(chuàng)造出不同的景觀效果），設(shè)計(jì)出相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)，選用正確的植物品種。由于牽引式植物墻和支撐式景觀墻的設(shè)計(jì)有所不同[6]，現(xiàn)分別進(jìn)行介紹。

4.1.1 牽引式植物墻

牽引式植物墻一般由種植槽、牽引繩索、灌溉系統(tǒng)和植物構(gòu)成，其設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，再加上透光、透氣性好，可選用多年生、存活時(shí)間較長(zhǎng)、易于養(yǎng)護(hù)管理的綠化植物。例如，可將攀援植物直接種植在地面土壤中，使其利用雨水進(jìn)行生長(zhǎng)形成植物墻。

4.1.2 支撐式景觀墻

支撐式景觀墻的設(shè)計(jì)主要是考慮支撐結(jié)構(gòu)和植物選擇。具體為：（1）支撐結(jié)構(gòu)。主要包括隔離和防潮材料、栽培基質(zhì)等。城市垂直綠化一般使用PVC等塑料板對(duì)墻壁和綠化植物進(jìn)行隔離和防潮，PVC隔離板與無紡布等配套使用（可保有一定濕度，且水分分布較為均勻），植物直接定植在無紡布上，這種方式不需要使用基質(zhì)，且結(jié)構(gòu)比較輕（總體重量小于30 kg/m2）；城市垂直綠化還可以使用成型可疊加的栽培盒，栽培盒里填充基質(zhì)或無紡布等材料，植物直接定植在栽培盒中，以串聯(lián)或并聯(lián)方式形成植物墻。（2）植物選擇。支撐式景觀墻的外墻景觀和內(nèi)墻景觀的植物選擇區(qū)別較大。其中，外墻景觀主要考慮植物一年四季的景觀效果（基于不同植物的顏色、花期、紋理、圖案和大小等特征，將不同植物高密度地種植在一起，以達(dá)到最優(yōu)的視覺效果），且要求植物的生長(zhǎng)位置正確。一般需提前設(shè)計(jì)好外墻的藍(lán)圖和效果圖，然后選用合適的植物。內(nèi)墻景觀則重點(diǎn)考慮植物的耐陰性和對(duì)空氣的過濾吸附能力，一般優(yōu)先選用有利于改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的植物種類。

4.2 施 工

為易于施工，且鑒于城市垂直綠化中花卉、草本植物和蔬菜的種植方法不同（如使用花塔、花盆和植物墻）[7]，在施工前，需根據(jù)設(shè)計(jì)，提前制作相應(yīng)的模塊或栽培架，然后在施工時(shí)，配套安裝相應(yīng)的自動(dòng)或手動(dòng)灌溉系統(tǒng)（灌溉系統(tǒng)的流量和強(qiáng)度以及灌溉制度與太陽輻射值強(qiáng)度成正相關(guān)，一般外墻的直接日照強(qiáng)度要大于1 000 Lux，植物墻每天的耗水量為2～5 L/m2），并要在內(nèi)墻植物中安裝LED燈或普通日光燈，以進(jìn)行補(bǔ)光（內(nèi)墻的光照強(qiáng)度為300～500 Lux，而大部分植物生長(zhǎng)需光照強(qiáng)度超過900 Lux）。值得注意的是，為降低后期維護(hù)成本，在高層建筑的垂直綠化施工時(shí)，建議使用自動(dòng)灌溉系統(tǒng)。

4.3 維 護(hù)

具體為：（1）植物修剪更換。有些植物在生長(zhǎng)多年后會(huì)逐步老化，或因病蟲害發(fā)生而長(zhǎng)勢(shì)不好，需及時(shí)對(duì)植物進(jìn)行修剪更換；同時(shí)，有些攀緣植物因長(zhǎng)勢(shì)過旺，擋住了窗戶或遮住了其他植物，甚至對(duì)建筑產(chǎn)生了不利影響等，也需及時(shí)進(jìn)行修剪更換。（2）為促進(jìn)植物自然生長(zhǎng)，確保景觀效果，需定期預(yù)防性地噴灑一些病蟲害防治藥劑。（3）對(duì)植物支撐架和灌溉系統(tǒng)需進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)，主要是檢查其強(qiáng)度，進(jìn)行防銹加固，以及解決滴灌頭堵塞、老化、破損等問題。

5 結(jié) 語

垂直綠化是我國(guó)城市發(fā)展過程中新出現(xiàn)的研究領(lǐng)域，其涉及建筑、植物以及居民等多個(gè)主體，故要根據(jù)不同城市的氣候條件、文化和實(shí)際需求，開發(fā)應(yīng)用景觀化程度高、建設(shè)和維護(hù)成本低的垂直綠化。在未來，需主要對(duì)城市垂直綠化的隔熱性能、耐久性和維護(hù)便捷性，植物材料的育種與創(chuàng)新設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)（包括材料、尺寸、基材類型、組成）以及兩者與垂直綠化之間的耦合關(guān)系等，進(jìn)行進(jìn)一步研究，以期促進(jìn)城市垂直綠化的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。