高層建筑外立面綠化體系植物選取和栽培技術(shù)

于 素 英

(廣東省建筑科學(xué)研究院集團股份有限公司，廣東 廣州 510500)

高層建筑外立面綠化體系植物選取和栽培技術(shù)

于 素 英

(廣東省建筑科學(xué)研究院集團股份有限公司，廣東 廣州 510500)

針對已建立的某高層建筑外立面綠化體系，對綠化植物種類的選擇、栽培基質(zhì)的配制進行了詳細研究，結(jié)果表明該體系研究成果可以在高層建筑外立面綠化中廣泛推廣。

高層建筑，外立面，綠化，植物種類

隨著城市化的發(fā)展，人們不僅追求寬敞的建筑使用空間，也追求舒適綠化的建筑外部環(huán)境。但由于城市有限的土地資源，可以綠化的地塊很少，使得垂直綠化的必要性越發(fā)凸顯。高層建筑外立面綠化占地少，充分利用了空間，增強了綠化的立體效果。在不增加城市用地的情況下，最大限度地擴大城市綠化范圍、提高綠化覆蓋率。因此進行建筑物特別是高層建筑的外立面綠化研究，對于改善城市鋼筋混凝土的視覺美感，改善城市生態(tài)環(huán)境、節(jié)能降噪有極其重要意義。目前國內(nèi)高層建筑外立面的綠化大致分5種方式：附壁式、牽引附壁式、附架式、預(yù)制綠化墻式、建筑預(yù)留種植箱或種植槽式。但在實際應(yīng)用中這幾種形式還有很多問題需要解決，如建筑安全問題，種植施工問題，植物抗風(fēng)抗旱性能能否滿足實際需要的問題，植物的延伸生長問題，建筑的給排水問題，植物維護難問題等，這些問題都阻礙了高層立體綠化的發(fā)展。廣東省建筑科學(xué)研究院經(jīng)過多年實踐，研發(fā)了一套集設(shè)計、植物選型、栽培基質(zhì)配制、施工、養(yǎng)護等于一體的“懸掛爬網(wǎng)式”高層建筑外立面的綜合綠化體系。筆者僅針對廣東省建筑科學(xué)研究院研發(fā)的“懸掛爬網(wǎng)式”綠化體系，研究適用該體系的植物種類的選擇、栽培基質(zhì)的配制。

1 綠化植物種類的選擇

1.1 植物種類選擇的環(huán)境特點

高層建筑外立面綠化環(huán)境有其特殊的特點。第一，面積比較小，形狀不規(guī)則，都是豎向立面。第二，種植土必須人工配制，要求土層薄、質(zhì)量輕、持水量大、通氣排水性好、養(yǎng)分含量適中、性狀穩(wěn)定、環(huán)保等。第三，植物的生長環(huán)境比較惡劣，光照強度變化大、溫差大、風(fēng)力大，種植槽的承載力小。

高層建筑外立面特殊的綠化環(huán)境可以給植物生長提供充足的光照和相對長的光照時間，大大地促進植物的光合作用。而且，晝夜溫差大，有利于植物對營養(yǎng)物質(zhì)的積累。但風(fēng)力大、溫差變化大，對植物生長不利，植物易受干旱、凍害和日灼。因此，在選擇植物種類時，要考慮植物有更強的環(huán)境適應(yīng)性。

1.2 植物種類的選擇原則

1)抗逆強、觀賞價值高。根據(jù)建筑外立面的生態(tài)環(huán)境特點以及人們居住在室內(nèi)的舒適性，對植物應(yīng)選擇適應(yīng)性強、耐干旱、恢復(fù)能力強、抗風(fēng)、以能攀援生長、維護簡單、令人賞心悅目的多年生藤本植物為主。同時考慮建筑外立面具有較高的觀賞價值，植物種類的選擇兼顧種類的相對豐富性，形成多層次的植物群落和色彩。2)地域性、方向性。不同地域需選擇不同的植物種類。選擇地域性植物，將有可能達到一個更為持久的景觀綠化效果，同時也能降低綠化的經(jīng)濟成本。由于朝南和朝東的墻面光照較充足，而朝北和朝西的光照較少；故宜在東、西、北3個朝向種植常綠樹種，而在南向墻面種植落葉綠樹種，在冬季以利于南向墻面吸收較多的太陽輻射熱。3)選擇指標。在干旱2 d～5 d的條件下不死，7 d～10 d能恢復(fù)生長；葉片較小、在風(fēng)力3級～5級時能正常生長，被大風(fēng)吹掉的葉片和枝條能快速萌發(fā)生長；植物莖及藤捆綁在建筑支撐上能向上或向下攀爬生長；葉片、莖、藤觀賞性較好，能開花、結(jié)果的種類更好，病蟲害少，維護簡單。南方適用的常見植物主要有：大花老鴨嘴、使君子、珊瑚藤、炮仗花、白花油麻藤、美麗楨桐、紫藤、辟荔、金銀花、蒜香藤等。北方適用的常見植物主要有：迎春、凌霄、紫藤、常春藤、扶芳藤、藤本月季、山蕎麥、金銀花、絡(luò)石、木香、葡萄、獼猴桃、五味子等。

2 栽培基質(zhì)的配制

2.1 栽培基質(zhì)的研究現(xiàn)狀

目前，國外關(guān)于高層建筑外立面綠化栽培基質(zhì)的研究較多，應(yīng)用于外立面綠化栽培基質(zhì)通常分為三類，即自然土壤、改良土壤和栽培基質(zhì)。應(yīng)用比較多和方便的是栽培基質(zhì)，多為混合基質(zhì)。這是由于單一的無土栽培基質(zhì)大都無法達到理想化條件的要求，故在園藝栽培中，通常將幾種栽培基質(zhì)按一定比例組成混合基質(zhì)。綠化實踐中也都是以混配基質(zhì)為主。日本的人工輕量土栽培技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，應(yīng)用較多的無土栽培基質(zhì)為蛭石、珍珠巖、陶粒、煤渣、泥炭、椰糠、鋸木屑、稻殼灰、松鱗片、園林廢棄物等。德國采用腐殖質(zhì)、泥炭、泡沫木屑和有機肥料配合成混合基質(zhì)，按不同的配比容重為700 kg/m3～1 500 kg/m3。國內(nèi)市場上用于綠化植物生長的介質(zhì)材料中，自然土壤和改良土較為常見，但兩類都存在明顯的缺陷，因此出現(xiàn)了許多新型無土栽培基質(zhì)。無土栽培基質(zhì)具有質(zhì)輕環(huán)保、營養(yǎng)豐富、排水透氣性佳等優(yōu)點。其中，田園土混合珍珠巖、蛭石、泥炭等組成的混合材料，應(yīng)用較多，生產(chǎn)研究也表明混配基質(zhì)栽培效果更好。目前已形成了自然土壤法、人工輕量法和薄層人工輕量法等幾種綠化模式。

2.2 栽培基質(zhì)配制的環(huán)境特點

高層建筑外立面綠化基質(zhì)在固定植物的同時為植物的生長發(fā)育提供水肥等營養(yǎng)物質(zhì)，高層建筑外立面種植槽受安全、承重、排水、防水等條件的限制，種植槽深度和寬度較小，內(nèi)存的種植土量少，栽培基質(zhì)需滿足質(zhì)輕、持水量大、養(yǎng)分含量適中、通氣排水性好、性狀穩(wěn)定、環(huán)保等要求。

2.3 栽培基質(zhì)的配制原則

根據(jù)以上建筑外立面的生態(tài)環(huán)境特點，在保證綠化植物正常生長的前提下，減輕附加荷載，必須配置具有高營養(yǎng)成分且輕質(zhì)的基質(zhì)土。因此基質(zhì)土配制必須滿足以下要求：基質(zhì)較輕，腐殖質(zhì)含量高，植物所需元素豐富，基質(zhì)物理結(jié)構(gòu)較好，基質(zhì)干重不超過0.8 t，基質(zhì)的保水性好，通氣性較好。理想的基質(zhì)應(yīng)考慮基質(zhì)容重、電導(dǎo)率(EC)、pH值、排水性和持水性。理想的基質(zhì)容重應(yīng)該在0.1 g/cm3～1.0 g/cm3，最佳容重為0.6 g/cm3。為達到排水暢通的要求，要協(xié)調(diào)好基質(zhì)的排水性和持水性。而由于基質(zhì)的排水性和持水性與基質(zhì)的粒徑大小、大小孔隙度比有很大的關(guān)聯(lián)，故基質(zhì)粒徑不能過小，否則由于雨水和澆水的沖洗細小顆粒會阻塞排水層，影響排水。根據(jù)實踐應(yīng)用大小孔隙比在1∶(1.5～4)，或有30%～50%的持水孔隙和15%～20%的通氣孔隙，植物生長良好。不同植物所需要的基質(zhì)的最佳pH值不同，故基質(zhì)的pH值要根據(jù)所栽培的植物的習(xí)性進行調(diào)整，一般pH值在5.5～7.0能適宜大多數(shù)植物生長。因為高的陽離子交換量(CEC)和緩沖性能，基質(zhì)的保肥性好，利于植物生長。故電導(dǎo)率(EC)不能過高，一般不能超過3.5 ms/cm，同時建筑外立面綠化還要供人觀賞，基質(zhì)不能有令人難聞的氣味污染環(huán)境，不易招誘昆蟲和鳥，色彩要美觀。根據(jù)上述研究，我們選擇如下幾種配制方式供參考：1)泥炭土∶煤渣∶珍珠巖∶有機肥配比1∶1∶1∶0.5；2)泥炭土∶煤渣∶珍珠巖配比2∶1∶1；3)泥炭土∶園土∶珍珠巖∶有機肥配比2∶1∶2∶0.5。其中，泥炭土可以用椰糠、蘑菇渣、中藥渣、綠色廢棄物代替，有機肥包括腐熟的雞糞、豬糞、牛糞、馬糞，蚯蚓糞等代替。

3 工程示范

3.1 工程概況

廣東省建筑科學(xué)研究院新大樓位于廣州市天河區(qū)先烈東路121號，是一棟綜合辦公樓，地上12層，為了增加辦公環(huán)境的舒適度，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的理念，經(jīng)研究，在辦公樓的南面及西面外墻處各劃出部分墻面約412 m2進行立面綠化試驗。立面從2層地面標高5.6 m開始，至12層頂46.0 m為止，寬5.3 m。

3.2 植物的選取

廣州的氣候特點為夏季高溫高濕，臺風(fēng)較多，冬季則干旱，對植物的抗旱、耐熱性和抗風(fēng)是極大的考驗。為了提高樓面綠化的觀賞性，在植物品種的選擇上，綜合考慮了植物的花期、葉色等因素，保證一年四季有花、部分葉色隨季節(jié)變化。經(jīng)過多方比選，本大樓兩邊種植槽(從大樓3層開始，每2層安裝一排種植槽)由下而上，第一層種植使君子，第二層種植首冠藤，第三層種植金銀花，第四層種植炮仗花，每排花槽種植15株～20株。依此類推，每層種植槽種植的植物相互交替，從而達到理想的景觀觀賞效果。

3.3 栽培基質(zhì)

針對高層建筑外立面綠化光照強、溫差大、風(fēng)速高、水分散失快的特點，根據(jù)種植槽的承載力、植物生長特點等實際情況，選擇如下配制方式：蘑菇渣∶園土∶珍珠巖∶有機肥配比2∶1∶2∶0.5。

3.4 綠化效果

以兩年期看，效果明顯，綠化覆蓋率在80%以上。既可以遮擋太陽輻射，又可以通過外墻和窗洞吸收熱量，降低了室內(nèi)外溫度，減少空調(diào)能耗。

4 結(jié)語

通過對高層建筑外立面綠化植物種類的選擇、栽培基質(zhì)的配制等研究，形成了高層建筑外立面植物選取和栽培技術(shù)的綠化模式。其示范工程達到了良好的效果，改善了高層建筑物的生態(tài)環(huán)境，降低了高層建筑物的節(jié)能損耗，增加了城市綠化面積，提高了人的舒適度。該高層建筑外立面綠化模式具有造價低廉、植物維護保養(yǎng)容易、觀賞性好等優(yōu)勢。本項目研究成果可以在高層建筑外立面綠化中廣泛推廣。

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Research of high-rise building facade greening system of plant selection and cultivation technology

Yu Suying

(GuangdongProvincialAcademyofBuildingResearchGroupCo.,Ltd,Guangzhou510500，China)

Especially for an established high-rise building facade greening system, this article study on the choice of plant species, the preparation of growing media. Research results can be widely promoted in high-rise building facade greening.

high-rise buildings, facades, greening, plant species

2015-06-08

于素英(1966- )，女，高級工程師

1009-6825(2015)23-0188-02

TU985.1

A