國內(nèi)主要建筑外立面墻體綠化技術(shù)比較

梁琛 王云才

摘要：現(xiàn)今市場上墻體綠化技術(shù)種類繁多，尤其是世博會之后由于政策和輿論的導向，我國相關(guān)專利技術(shù)也如雨后春筍般大幅增加。文章從墻體綠化技術(shù)層面進行切入：首先，將我國相關(guān)技術(shù)發(fā)展進行梳理，指明現(xiàn)狀情況；其次，建立常規(guī)技術(shù)分類體系，并整合出墻體綠化技術(shù)對比需要考慮的評價因子；最后，通過分級比較，整理出不同類型墻體綠化的各自特點和優(yōu)劣勢，以供相關(guān)行業(yè)使用者參考。

關(guān)鍵詞：墻體綠化，技術(shù)，建筑外立面

1研究背景

1.1建筑外立面墻體綠化技術(shù)在我國的實踐

墻體綠化的思想在我國由來已久。早在春秋時期，就有夫差用藤本植物裝飾姑蘇城墻的記載。清朝開始，西方園林文化逐漸傳人中國，越來越多新形態(tài)的墻體綠化在國內(nèi)出現(xiàn)。民國時期出現(xiàn)了許多特色鮮明的墻體綠化。它們代表了一定時期中西文化的碰撞，也反映了人們對于建筑外立面墻體設(shè)計的新嘗試。

我國現(xiàn)代墻體綠化的發(fā)展始于20世紀80年代，比發(fā)達國家晚了60年左右，并且發(fā)展緩慢。2010年上海世博會期間，200多個場館中85%都進行了建筑特殊空間綠化。自此，墻體綠化受到全國各界更加廣泛的關(guān)注，相關(guān)法律政策和專利技術(shù)出現(xiàn)了較之前而言的井噴式增長（圖1）。然而這些專利技術(shù)中，占較大比例的仍然是植物栽培和種植機制方面的創(chuàng)新，相比之下結(jié)構(gòu)構(gòu)件方面的創(chuàng)新依然不足。各一線城市墻體綠化推進走在全國前列。“十二五”期間，上海市政府強力推廣并建設(shè)各種形式的立體綠化，預計在未來5年內(nèi)，將有50萬㎡的墻體綠化建設(shè)完成。

1.2建筑外立面墻體綠化發(fā)展的重要性

相比其他立體綠化而言，建筑外面的墻體綠化是最易被人所感知的。同時，它的生態(tài)效益會直接作用于降低建筑物表面和內(nèi)部的溫度，阻隔噪音和塵埃顆粒物，改善小氣候，凈化環(huán)境，降低相關(guān)能源消耗。雖然設(shè)置墻體綠化會增加建筑初期的投入和后期的維護費用，但是一旦投入使用，會帶給我們遠不止視覺上的綠化享受，更有難以估量的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。

關(guān)于墻體綠化效益的研究很多。早在20世紀80年代，日本就通過研究證實了建筑表面綠色植物的覆蓋有明顯的降溫作用。在上海、杭州等城市對垂直綠化的夏季溫濕效應研究中也發(fā)現(xiàn)。垂直綠化能降低室外墻壁的晝夜溫差變化從而保護建筑。陳自新測定垂直綠化植物凌霄、山蕎麥單位面積年吸收CO₂大于2000g，薔薇、金銀花、紫藤、五葉地錦吸收量在1000～2000g。劉光立測定木香能使其周圍100m3的空氣增濕1.35%，爬山虎和油麻藤分別增濕1.19%和0.54%。這些都是最常用于墻體綠化的植物素材。黃任通過實驗發(fā)現(xiàn)：爬山虎墻體綠化植物層底面處平行墻面的空氣流速最低，其次是藤蔓層表面，要較室外大環(huán)境的低約2m/s：墻面處的平均太陽輻照度要較距綠葉面1m處低約430W/㎡。

2國內(nèi)主要建筑外立面墻體綠化技術(shù)分類

根據(jù)《上海市垂直綠化技術(shù)規(guī)程（DBJ08-75-98）》，垂直綠化（vertical planting）是指“利用植物材料沿建筑物立面或其他構(gòu)筑物表面攀扶、固定、貼植、垂吊形成垂直面的綠化”。本文討論垂直綠化定義中前半部分所涵蓋的范疇，即建筑外立面墻體綠化。

根據(jù)常見墻體綠化種類及我國墻體綠化市場常規(guī)技術(shù)操作方法，從技術(shù)層面將建筑外立面墻體綠化進行分類，建立3個分類等級的體系（圖2）。其中，一級分類來源于國際市場對建筑外立面墻體綠化的普遍分類，green facades按照字面意思翻譯是“綠色墻體”，但筆者認為這樣翻譯并不準確，現(xiàn)有研究中并沒有給這個詞合適的翻譯定論。它通常被用于年份較早的文獻中對墻體綠化的表述，或概指早期常規(guī)形態(tài)的墻體綠化。living wall在眾多文獻中通常被翻譯為“生命墻”，它指的是后期新形態(tài)下的墻體綠化。

根據(jù)一級分類下的建筑外立面墻體綠化，得到二級分類下的4個子項。樹墻型和藤蔓型墻體綠化都屬于green facades的范疇，較為常規(guī)，更注重植物選擇和養(yǎng)護的技術(shù)。而不是墻體綠化結(jié)構(gòu)方面的技術(shù)。所以這2項是按照植物種類的不同進行區(qū)分的。相反，living wall下的栽植容器型和毛毯鋪貼型墻體綠化屬于較新型的墻體綠化，在技術(shù)方面更注重結(jié)構(gòu)上的改良。所以這2項根據(jù)結(jié)構(gòu)進行劃分更為合理。

建筑外立面墻體綠化技術(shù)的應用應嚴格遵循國家相關(guān)政策法規(guī)和相關(guān)地方性法規(guī)。在此前提下，如何全面有效地評價一個墻體綠化技術(shù)，是本節(jié)討論的重點。一個好的墻體綠化一定具有安全、美觀、穩(wěn)定、可持續(xù)的特點，但在應用過程中各有利弊，各種墻體綠化的優(yōu)劣見表1。

3國內(nèi)主要建筑外立面墻體綠化技術(shù)比較

3.1傳統(tǒng)型和新型墻體綠化技術(shù)比較

傳統(tǒng)的樹墻型墻體綠化是建筑外立面墻體綠化中形式最為簡單的一種。它是通過沿建筑物外墻種植樹來實現(xiàn)對建筑外立面的修飾。它的成景較為簡單，但需注意植物種植與建筑保持一定距離，以減少對建筑物本身的破壞。此技術(shù)應選擇耐修剪常綠植物，如法國冬青、海桐等。該項技術(shù)已成熟，應用率高。

新型的樹墻型墻體綠化技術(shù)，利用枝形優(yōu)美、柔韌性好的樹種如白蠟，通過人工形態(tài)營造，使植物沿建筑外立面生成更富有藝術(shù)創(chuàng)造力的造型。如以白墻為底。選用少葉分支點低枝形優(yōu)美的淺根小喬木，利用繩索引導和限制樹枝生長方向，使其最終成為與墻面平行的2D樹造型，遠看似一副自然生長在墻上的圖畫。

這2種墻體綠化具有許多相似特點。首先，它們的結(jié)構(gòu)組成都相對簡單：幾乎不使用支撐系統(tǒng)，都沒有灌溉和排水系統(tǒng)。也正因為這樣，后期人工養(yǎng)護成本較高，需要有專人定期修剪和澆灌。其次，它們都采用自然土壤或經(jīng)過人工改良的自然土壤作為生長基質(zhì)，較少使用完全人工的基質(zhì)。最后，這2種墻體綠化一旦完工就很難改動。重新改造費時費力。

兩者最大的區(qū)別在于，后者比前者成景時間更長，成景過程中耗費的人力成本更高，成景后更具藝術(shù)效果，適用于節(jié)點性景觀。從景觀效果上講，常規(guī)型往往成片種植，產(chǎn)生震撼感和秩序感，強調(diào)整體形態(tài)：新型往往孤植或植物間距離較大，以便枝干能夠充分伸展開，觀整體樹形，強調(diào)個體形態(tài)。前者的市場應用率遠高于后者。

3.2附壁型、牽引型、附架型墻體綠化技術(shù)比較

附壁型墻體綠化采用自身具有吸附器官的攀援植物，使其在墻上攀爬生長，蓋住墻體本身的樣貌。這種類型有自上而下生長的，也有自下而上生長的。以后者居多。

牽引型墻體綠化是在附壁型的基礎(chǔ)上，通過鐵絲網(wǎng)、繩索等材料對攀爬植物進行牽引形成的垂直綠化效果。

附架型墻體綠化是在牽引型基礎(chǔ)上，通過金屬構(gòu)架、木架等以及附屬構(gòu)件形成攀爬架平面，供植物攀爬以達到垂直綠化效果，攀爬架平面可根據(jù)設(shè)計所需調(diào)整外形形狀。根據(jù)是否可以上人（用于維修和日常養(yǎng)護），附架型墻體綠化又可以分為輕型結(jié)構(gòu)和中型結(jié)構(gòu)。輕型結(jié)構(gòu)采用的是輕鋼構(gòu)架，綠化結(jié)構(gòu)后方?jīng)]有檢修通道。重型結(jié)構(gòu)采用的是加強型輕鋼構(gòu)架，在綠化結(jié)構(gòu)后方設(shè)有可上人的檢修通道。

這3種墻體綠化類型均屬于藤蔓型墻體綠化，具有鮮明的共同特點和各自特色。它們基本選用自然土壤作為生長基質(zhì)，選用植物都具有攀援能力。其中，附壁型墻體綠化由于沒有外部設(shè)施輔助牽引，需要植物本身具有吸盤等攀援器官，如爬山虎等。從結(jié)構(gòu)角度講，三者都沒有灌溉和排水系統(tǒng)，基本靠雨水灌溉。結(jié)構(gòu)相對復雜的是附架型墻體綠化，它的支撐系統(tǒng)面積更大。支撐構(gòu)架分段綠化能夠迅速對建筑物外表進行大面積的綠化，施工工期短，見效快，但只能適用于風壓不高的建筑中，對于高度高、風壓大的高層建筑則不建議采用。三者技術(shù)水平都非常成熟，目前國內(nèi)市場應用率很大。

3.3固定種植槽型、骨架+花盆型、模塊型墻體綠化技術(shù)比較

三者均屬于栽植容器型墻體綠化。這3種墻體綠化技術(shù)各有千秋。

固定種植槽型與建筑的融合度最高，整體效果和諧不突兀，但由于種植槽本身與建筑結(jié)合在一起，故后期改造困難，景觀效果很難變化。“骨架+花盆型”后期改造簡單，但花盆和骨架外露，不能被植物完全遮擋，影響景觀效果。模塊型通過模塊組裝成景，形態(tài)多變，同時模塊與模塊間互不影響，可選植物種類更多，施工方便且成景時間短，即刻施工即刻成景，但模塊型墻體綠化前期投入成本高，且結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復雜，維修不方便。

固定種植槽型墻體綠化是在建筑設(shè)計時，將植物栽植容器與建筑外立面結(jié)合，做墻體綠化時不需要另外構(gòu)建其他結(jié)構(gòu)，只需覆土種植即可。但要防止植物生長對建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞，選擇與建筑表面兼容的植物種類很重要。應定期檢查及早發(fā)現(xiàn)潛在問題。

“骨架+花盆型”墻體綠化采用花盆作為栽植容器。在緊貼建筑墻面或離開墻面5～10cm搭建平行于墻面的可放置花器的骨架。利用骨架構(gòu)筑物承載花盆，并輔以滴灌或噴灌系統(tǒng)。骨架的結(jié)構(gòu)形態(tài)直接影響著最后成景的景觀形態(tài)。這些骨架有些與建筑固定在一起，有些不是，還有一些是活動的、可以拆卸。隨著技術(shù)的不斷改進，骨架的形態(tài)和花盆的形態(tài)，包括植物種類都變得更加豐富。

模塊型墻體綠化利用模塊化構(gòu)件來種植植物以實現(xiàn)墻面綠化。其建造工藝與骨架+花盆型類同，但改善之處是花盆變成了圓形、菱形、方塊形等幾何單體模塊。模塊本身體積較小，通過鑲嵌、捆綁等方式固定在金屬或木質(zhì)的支撐骨架上，從而形成一定圖案或造型。它還可以分為固定容器型和可拆卸容器型，可拆卸容器型根據(jù)模塊的特點又可以分為垂直墻面式、平行墻面式和傾斜式3種形式。南非巴利托市的山頂莊園便是固定容器型模塊式墻體綠化的代表。使用垂直墻面式做法的有日本愛知世博會生命墻、上海世界博覽會法國館、三亞園林局辦公樓等。上海世博會主題館墻面綠化總面積超過5000㎡，模塊采用可再生塑料，它可以透氣，還可以降解，約3個月后便與土壤、植物根系相融。

3.4布袋型、基質(zhì)型、水培型墻體綠化技術(shù)比較

三者均屬于毛毯鋪貼型墻體綠化。這3種墻體綠化是目前市場上常見墻體綠化技術(shù)中較前沿的種類。它們都從栽植容器角度尋找突破，分別采用口袋型布氈、基質(zhì)型植生毯、吸水氈布型植生毯固定植物。但也都有各自的缺點。布袋型在應用過程中結(jié)構(gòu)外露，布袋本身并不能被植物完全遮擋，影響景觀效果?；|(zhì)型和水培型本身重量大，價格昂貴且維修不方便。

布袋型墻體綠化利用優(yōu)質(zhì)無紡布經(jīng)過精密裁剪和加工做成單位面積的種植袋，每一單位面積的種植袋上縫制了數(shù)十個培土袋，用立體綠化專用乳膠把植物袋粘貼到要做立體綠化的墻上，等乳膠實干后，再輔以封邊條或角鐵加固，使植物袋和墻體牢牢固定在一起，最后將植物種植在各個培土袋里，創(chuàng)造性地解決了立體綠化施工中的植栽難題。這種墻體綠化將控制器、施肥器、過濾器以及其他組件組裝成滴灌系統(tǒng)，利用植物袋事前設(shè)計好的牽引線路以及水的重力自動澆灌，在立體綠化區(qū)域的底部安裝不銹鋼水槽接住植物袋中的余水并順勢排走，有效解決了立體綠化的澆灌和排水問題：采用立體綠化專用種植基質(zhì)，保濕、透氣、保肥，很好地解決了植物種植中所需的營養(yǎng)基質(zhì)問題：最后用鈦合金做好美化邊框。至此，一面精美的植物墻就誕生了。

基質(zhì)型墻體綠化指的是鋪貼毛毯基質(zhì)化，是對“植物必須有容器裝載”的突破。它沒有種植基盤，由于新研發(fā)的生長介質(zhì)本身具有極強保水能力和固定能力，是一種由植物生長混合粉末、椰子纖維外皮和發(fā)泡膜等組成的模塊。由于垂直綠化系統(tǒng)中生長介質(zhì)與結(jié)構(gòu)是密不可分的整體，它不但影響綠化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，還關(guān)系到植物的養(yǎng)護管理。因此，對生長介質(zhì)的研發(fā)，既要考慮對結(jié)構(gòu)體系的影響。又要考慮對墻體安全和植物養(yǎng)護的影響，使它們符合植物的生長要求和建筑設(shè)計要求。基質(zhì)種植毯型墻體綠化只要在植物生長好后。通過合理的搭接或綁縛固定在墻體表面的不銹鋼或木質(zhì)等骨架上，就可以形成各種形狀和景觀效果的綠化墻面。

水培型墻體綠化是拋棄土壤基質(zhì)，以吸水氈布用營養(yǎng)液使植物正常生長并固定在垂直外墻上的技術(shù)。水培型墻體綠化主要由3部分組成：金屬框架，PVC層和毛氈層，分別用于結(jié)構(gòu)支撐，結(jié)構(gòu)隔離和生命種植。每一個單體墻面種植通常以巖生植物和附生植物為主。種類多達幾百多種。種植密度大約30～60株/㎡，形成疏密有度、障透有序、高低錯落的立體植物群落環(huán)境。

4小結(jié)和討論

墻體綠化景觀需求量的擴大是其技術(shù)發(fā)展的強大推動力。目前市場上常見墻體綠化技術(shù)萬變不離其宗。在具體應用過程中，應根據(jù)墻面現(xiàn)狀、周邊環(huán)境、景觀需求、成本預算進行綜合考量，同時應仔細預算后期維護成本，最后篩選出合適的墻體綠化技術(shù)種類進行施工。

一個好的墻體綠化應該具有安全、美觀、穩(wěn)定、可持續(xù)的特點。但并不是每一種墻體綠化在這4項考量下都是滿分的，它們各有千秋。

從安全性角度講，考量荷載影響和對建筑墻面的傷害。其中，那些與建筑直接接觸的墻體綠化，一旦植物長成就會在建筑墻面上留下痕跡，很難完全清理，如附壁型墻體綠化若采用爬山虎沿墻攀巖，就會在墻面留下爬山虎的吸盤，后期改造若要在不傷害墻面的情況下完全清理掉這些吸盤幾乎是不可能的，同時爬山虎本身會分泌某些具有腐蝕作用的酸性物質(zhì)腐蝕墻體。另外也有一些攀援植物如薜荔等的枝條上會長出許多根，這些根一有縫隙就鉆，深入縫隙后易引起墻壁堅固水泥表面的剝落。而一些本身荷載較大的墻體綠化，如水培型墻體綠化，在應用過程中一定要考慮到建筑墻面本身可承載的重量和順時風壓對荷載的影響。若超出墻面可承載范圍，后果可想而知。

從美觀角度考慮，樹墻型和藤蔓型墻體綠化景觀效果充滿震撼感，而栽植容器型和毛毯鋪貼型墻體綠化景觀效果豐富且充滿變化美，使用者可根據(jù)景觀需求進行選擇，并不一定最新的技術(shù)就是最合適的技術(shù)。

論墻體綠化的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，都是從景觀成景后期進行考量的。因為只有穩(wěn)定的同時可持續(xù)的景觀，才能滿足墻體綠化建設(shè)的初衷，即在水平綠化面積不足的情況下向垂直方向借空間。如果墻體綠化不能穩(wěn)定、持續(xù)，那就只是曇花一現(xiàn)，所有的生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益都無法實現(xiàn)。因此綜合考慮垂直綠化的安全性、美觀性、穩(wěn)定性和可持續(xù)性特點，國內(nèi)目前主要建筑外立面墻體綠化技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢成為技術(shù)推廣和制約垂直綠化設(shè)計的關(guān)鍵。

垂直綠化是今后景觀綠化發(fā)展的一個重要門類。而其中的墻體綠化將會以更豐富的形式和更優(yōu)化的技術(shù)出現(xiàn)在城市的各處?，F(xiàn)階段，我國墻體綠化技術(shù)如文中所述，各種類各有優(yōu)劣。那么如何取優(yōu)補劣使一項技術(shù)更加完善，如何開發(fā)新的墻體綠化技術(shù)彌補上述已有技術(shù)的不足，是今后相關(guān)研發(fā)人員工作的方向。這也預示了我國墻體綠化技術(shù)發(fā)展從起步到成熟，仍有很長的路要走。