立體綠化在國(guó)內(nèi)城市中的應(yīng)用研究

李智茂

(浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院、旅游與健康學(xué)院，浙江 杭州 311300)

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市人口迅速擴(kuò)張。城市中傳統(tǒng)的平面綠地不斷地被巨大的鋼筋建筑所侵蝕。生態(tài)用地不足、熱島效應(yīng)、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重。在此背景下，提升城市綠量是當(dāng)下最需要解決的問(wèn)題，立體綠化的出現(xiàn)可以有效地解決城市中綠地面積不足的問(wèn)題。

2 立體綠化的效益

2.1 美化城市

通過(guò)對(duì)植物造型可以有機(jī)的與建筑相結(jié)合，形成組合優(yōu)勢(shì)，有效地軟化、隱藏建筑的硬質(zhì)邊角，也增加了綠化的立體感和層次感。立體綠化還能用于隱藏城市中的不雅區(qū)域，如廁所、垃圾站等。

2.2 緩解城市用地緊張

立體綠化主要包括屋頂花園、陽(yáng)臺(tái)綠化、墻面綠化和高架橋綠化。這些綠化形式占地面積小、收益大，一般僅占用構(gòu)筑物周邊土地。

2.3 改善生態(tài)環(huán)境

植物具有吸收污染氣體、降塵的作用，可以有效地改善城市環(huán)境。同時(shí)植物通過(guò)蒸騰拉力作用吸收空氣中的熱量可以有效地緩解城市中的熱島效應(yīng)。

2.4 降低建筑能耗

植物可以有效地緩解夏季高溫天氣狀況下對(duì)構(gòu)筑物的輻射影響。通過(guò)葉面反射、蒸騰作用、吸收熱量達(dá)到降低太陽(yáng)輻射的效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析表明，立體綠化對(duì)建筑有明顯的降溫效果，屋頂草坪綠化可節(jié)約空調(diào)耗電量約31.4%，屋頂灌木綠化可節(jié)約34.4%，立體綠化可節(jié)約40.4%[1]。

3 國(guó)內(nèi)外立體綠化發(fā)展歷程

立體綠化最早出現(xiàn)在原始的農(nóng)業(yè)社會(huì)。已知考據(jù)主要包括世界七大奇跡之一的巴比倫“空中花園”，公元前17世紀(jì)希臘克利特島的迷宮迷陣。這一時(shí)期對(duì)于立體綠化的關(guān)注還只是處于生產(chǎn)和美觀性階段，經(jīng)過(guò)數(shù)千年的演變和發(fā)展開(kāi)始向技術(shù)和生態(tài)方面轉(zhuǎn)變。近幾十年來(lái)，國(guó)外對(duì)立體綠化在政策、技術(shù)以及生態(tài)效益方面的研究逐漸完善，尤其以德國(guó)、日本、新加坡發(fā)展最為完善，擁有完整的理論技術(shù)。并且將立體綠化作為重要的技術(shù)手段用于解決城市化進(jìn)程中出現(xiàn)問(wèn)題。

在歐洲，立體綠化發(fā)展最早的是德國(guó)，也是技術(shù)最成熟的國(guó)家。20世紀(jì)80年代是德國(guó)立體綠化的啟動(dòng)期。在1980年墻體綠化作為城市計(jì)劃在德國(guó)柏林開(kāi)始實(shí)施，同時(shí)建筑法律規(guī)范中都明確有關(guān)于立體綠化的相關(guān)要求，地方上推廣環(huán)保立法也是強(qiáng)有力的支撐。1991～1997年從國(guó)家到地方相繼頒布相關(guān)法律法規(guī)，以保障立體綠化的準(zhǔn)確執(zhí)行。1998年頒布的聯(lián)邦建設(shè)法案中明確提出將屋頂綠化作為生態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒?。將屋頂綠化強(qiáng)制納入城市發(fā)展規(guī)劃，規(guī)定屋頂綠化為土地利用規(guī)劃中的最基本要求。早期受到時(shí)代的影響，環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)的興起，研究的內(nèi)容主要是在生態(tài)平衡和環(huán)境保護(hù)方面的研究，研究對(duì)象集中在屋頂綠化上面。1991年以后發(fā)展迅猛在材料選擇、施工工藝、生態(tài)效益方面的研究逐漸增多?，F(xiàn)如今研究已經(jīng)拓展到節(jié)約能源、雨水管理、生物多樣性等多領(lǐng)域各學(xué)科交叉并行。2008年以來(lái)，德國(guó)成立了德國(guó)可持續(xù)性建筑委員會(huì) (Deutsche Gesellschaft fur Nachhaltiges Bauen, 簡(jiǎn)稱(chēng)DGNB)。DGNB發(fā)展出了一套以評(píng)價(jià)和優(yōu)化建筑物及城區(qū)的環(huán)保性、節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性和使用舒適性等為目標(biāo)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)——DGNB建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)系統(tǒng)[2]。通過(guò)評(píng)價(jià)分析體系，肯定了立體綠化在環(huán)境質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)平衡方面的作用，進(jìn)而鼓勵(lì)了立體綠化在建設(shè)中的實(shí)施。

日本在立體綠化方面起步較晚，但受限于人多地少的因素影響在立體綠化方面的發(fā)展較為重視，現(xiàn)已走入世界前列。1991年政府頒布了城市綠化法案，法案中規(guī)定建筑建設(shè)前需要提供與建筑相對(duì)應(yīng)的屋頂綠化設(shè)計(jì)，否則不予批準(zhǔn)。到1992年出臺(tái)的“都市建筑物綠化計(jì)劃指南”中又提出了更加明確、具體的規(guī)定。2004年12月, 日本國(guó)土交通省頒布并實(shí)施了景觀法、綠化區(qū)域設(shè)定、綠化率規(guī)劃、綠化設(shè)施指導(dǎo)意見(jiàn)以及綠化率計(jì)算法等, 屋頂綠化被正式認(rèn)可, 有關(guān)屋頂綠化的稅收制度改革也已實(shí)施[3]。日本政府通過(guò)一系列政策條例和綠化率計(jì)算方法等來(lái)不斷提升立體綠化建設(shè)的重要性，并通過(guò)嚴(yán)厲懲罰和財(cái)政補(bǔ)助措施來(lái)進(jìn)行監(jiān)督。在嚴(yán)厲的獎(jiǎng)懲措施下，日本城市的立體綠化面積發(fā)展迅速。

我國(guó)悠久的歷史文化中也記錄了許多有關(guān)立體綠化的例子。如：春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期吳王夫差命人在太湖邊高900 m的姑蘇臺(tái)上種植了薛荔，后蜀皇帝在成都的城垣上大量種植芙蓉等。20世紀(jì)80年代立體綠化在我國(guó)真正意義上開(kāi)始發(fā)展。全國(guó)各地發(fā)展不均，僅在上海、廣州等發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展較快。綠化類(lèi)型主要包括屋頂綠化、棚架綠化以及沿墻面種植攀援植物等。2010年世博會(huì)以后，立體綠化形式逐漸增多，建設(shè)體量逐漸加大。相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)立體綠化存在著發(fā)展水平較低、立體綠化增長(zhǎng)數(shù)量較慢的問(wèn)題。

4 立體綠化在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用案例

4.1 上海西岸傳媒港項(xiàng)目——“五維導(dǎo)控技術(shù)體系”

上海西岸傳媒港項(xiàng)目是我國(guó)經(jīng)典的立體綠化項(xiàng)目之一，是徐匯濱江地區(qū)重要的先導(dǎo)項(xiàng)目。園區(qū)控規(guī)綠地率為10%，通過(guò)基于“第二地面”層等概念拓寬立體綠化工程措施、形成體系化的技術(shù)解決方案, 最終使綠地率超過(guò)30%[4](圖1)。

圖1 上海西岸傳媒港鳥(niǎo)瞰圖

上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院以系統(tǒng)性與針對(duì)性為核心，發(fā)揮各個(gè)研究所體系化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、生態(tài)、植物、后期養(yǎng)護(hù)以及土壤五大專(zhuān)業(yè)門(mén)類(lèi)為內(nèi)容構(gòu)建了“五維導(dǎo)控技術(shù)體系”。首先，全區(qū)業(yè)主較多，各業(yè)主需求目標(biāo)有所差異。為保障綠化工程效果達(dá)到既定的開(kāi)發(fā)目標(biāo)，西岸傳媒港綠化工程分別從設(shè)計(jì)與技術(shù)同時(shí)入手編制了景觀設(shè)計(jì)導(dǎo)則和綠化工程技術(shù)導(dǎo)則。工程環(huán)節(jié)以工程技術(shù)準(zhǔn)則為準(zhǔn)，保障綠化的景觀效果。其次，在季相景觀塑造上也有考慮，觀花植物以粉色、紅色和紫色系為主來(lái)營(yíng)造商業(yè)空間熱烈、喜慶的氛圍。色葉植物則主要以金色與紅色來(lái)形成季相景觀。園區(qū)以“百年綠化”為遠(yuǎn)期目標(biāo)制定長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，在設(shè)計(jì)時(shí)就從土壤、植物防風(fēng)、間距、植物修剪以及種植池結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了技術(shù)導(dǎo)控，將目標(biāo)計(jì)劃落到實(shí)處。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，屋頂綠化需要土層大于等于1.5 m處才能滿(mǎn)足喬木的生長(zhǎng)。為了滿(mǎn)足植物的長(zhǎng)勢(shì)，避免未來(lái)不良的景觀效果。西岸傳媒港綠化工程制定了等寬式、拓寬式和貫通式3種切實(shí)可行的種植池形式設(shè)計(jì)。

園區(qū)內(nèi)高樓林立，空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。在設(shè)計(jì)之前先對(duì)場(chǎng)地的微氣候環(huán)境進(jìn)行分析。通過(guò)分析全年光環(huán)境輻射信息得出各空間所適宜種植的植物以及植物種植形式，對(duì)設(shè)計(jì)的科學(xué)性有了較強(qiáng)的提升。園區(qū)緊鄰黃浦江，瞬時(shí)風(fēng)力較大，出于安全影響的考慮分析了場(chǎng)地的風(fēng)環(huán)境，對(duì)風(fēng)力大的區(qū)域配套了穩(wěn)固設(shè)施，增加了喬木的穩(wěn)定性。

西岸傳媒港綠化工程首次創(chuàng)建了“五維導(dǎo)控技術(shù)體系”，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、生態(tài)、植物、后期養(yǎng)護(hù)以及土壤五大專(zhuān)業(yè)門(mén)類(lèi)入手，結(jié)合理論依據(jù)(場(chǎng)地微氣候環(huán)境分析)和長(zhǎng)期管理，系統(tǒng)的解決了立體綠化全生命周期的技術(shù)問(wèn)題。

4.2 上海市委黨校項(xiàng)目——經(jīng)濟(jì)合理的立體綠化設(shè)計(jì)

2010年上海世博會(huì)成功舉辦，很多場(chǎng)館都運(yùn)用有立體綠化特別是綠墻模式。相比于傳統(tǒng)的攀爬鋼絲網(wǎng)的模式，綠墻模式擁有建造方便、見(jiàn)效快、植物種類(lèi)多、后期便于養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。隨后綠墻模式在國(guó)內(nèi)受到很高的關(guān)注，在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用于立體綠化中，但綠墻的建設(shè)中也存在許多問(wèn)題。上海市委黨校項(xiàng)目在吸取上海世博會(huì)綠墻建設(shè)養(yǎng)護(hù)方面經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在各方面做了一些有益的改進(jìn)。

上海市委黨校項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初就將綠色建筑、節(jié)能減排作為目標(biāo)，通過(guò)運(yùn)用屋頂花園、模塊化綠墻和攀爬鋼絲網(wǎng)等立體綠化形式來(lái)達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的效果。項(xiàng)目主要包括教學(xué)樓和學(xué)院樓，在建筑東立面運(yùn)用總面積大約為430 m2的模塊化綠墻模式。根據(jù)總結(jié)上海世博會(huì)期間綠墻建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，做了一些設(shè)計(jì)上的改進(jìn)。如：①以往綠墻的建設(shè)單單只考慮景觀效果，在營(yíng)造景觀效果中大量運(yùn)用多種植物種類(lèi)進(jìn)行搭配，并未考慮優(yōu)勢(shì)植物對(duì)劣勢(shì)植物的影響。景觀效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離初期的設(shè)計(jì)預(yù)想。并且給今后的使用和養(yǎng)護(hù)留下諸多不便。②學(xué)習(xí)世博會(huì)主題館立體綠化在穩(wěn)定性和安全因素方面的考慮，并進(jìn)行了一些改良設(shè)計(jì)。運(yùn)用主材的自重以及環(huán)境因素的影響穩(wěn)定在鋼結(jié)構(gòu)槽中。同時(shí)，橫向采用鋼板連接兩側(cè)卡槽,避免花盆滿(mǎn)載后長(zhǎng)期中間滿(mǎn)載受力容易折斷的情況發(fā)生[5]。相比于掛鉤式大大提高了穩(wěn)定性。同時(shí)，將卡槽設(shè)計(jì)的寬度大于花盆的長(zhǎng)度30 mm，以避免工程誤差和熱漲冷縮對(duì)于卡槽的影響，也便于安裝。③在種植介質(zhì)土壤中摻入50%的椰絲可以有效地改善土壤的透氣性和保水性，椰絲具有成本低廉、質(zhì)量較輕、可以有效減小自重方便施工的特點(diǎn)。

上海市委黨校綠化工程建成數(shù)年以來(lái)運(yùn)行效果良好，其建設(shè)過(guò)程中考慮的問(wèn)題與探索在華東其他地區(qū)項(xiàng)目中得到一定的推廣，發(fā)揮了較好的示范作用。

4.3 中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院改擴(kuò)建工程——“花園醫(yī)院”概念的詮釋

中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院項(xiàng)目采用的立體綠化形式,主要以屋頂花園和陽(yáng)臺(tái)綠化為主。首先，設(shè)計(jì)師借鑒新加坡邱德拔醫(yī)院的綠色概念，使綠色從建筑中生長(zhǎng)出來(lái)，詮釋了“花園醫(yī)院”的概念。其次，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)就將綠化考慮其中，使立體綠化由以往的被動(dòng)式填入，變?yōu)橹鲃?dòng)式的設(shè)計(jì)，更好地使立體綠化與建筑相融合。設(shè)計(jì)師巧妙地運(yùn)用不規(guī)則蝶形輪廓，增大了建筑外立面面積和陽(yáng)臺(tái)空間擴(kuò)大了立體綠化面積。并且大膽引入“一床一窗”的設(shè)計(jì)理念，使每個(gè)病床都有一扇可以獨(dú)立控制的外窗，結(jié)合窗外的立體綠化給患者帶來(lái)置身于花園中的感受。另外，建筑外立面的景觀墻布滿(mǎn)了使用滴灌過(guò)濾系統(tǒng)的氣生植物，形成室外衛(wèi)生間的私密屏風(fēng)。室外，淺水溪流植物為生態(tài)池塘提供了主要的水循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)[6](圖2)。

圖2 中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院鳥(niǎo)瞰圖

中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院改造工程從以人為本的角度出發(fā)，在設(shè)計(jì)中引入“花園醫(yī)院”的概念，運(yùn)用“一床一窗”的設(shè)計(jì)理念，營(yíng)造生機(jī)勃勃的氛圍，更好地照顧到患者的心里。這種設(shè)計(jì)理念是未來(lái)醫(yī)院立體綠化設(shè)計(jì)中重要的發(fā)展方向。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 完善的法規(guī)體系與援助性政策

立體綠化的有效實(shí)施離不開(kāi)完善的法律體系與援助性政策互補(bǔ)作為保障。從國(guó)外發(fā)展過(guò)程中可以看出，國(guó)外的法規(guī)政策具有強(qiáng)制性、自上而下以及目標(biāo)明確等特點(diǎn)。在初期通過(guò)強(qiáng)硬的政策可以在短時(shí)間內(nèi)迅速增長(zhǎng)大面積的立體綠化。但企業(yè)和個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)加大了投入又短時(shí)間內(nèi)看不到綠化效益，進(jìn)而拒絕立體綠化的建設(shè)。政府又通過(guò)出臺(tái)援助性政策，包括綠化材料援助、直接或間接財(cái)政補(bǔ)貼以及開(kāi)展競(jìng)賽、體驗(yàn)等方式鼓勵(lì)公眾參與立體綠化建設(shè)，加深對(duì)立體綠化功能的認(rèn)識(shí)。

5.2 合理協(xié)調(diào)建筑設(shè)計(jì)與立體綠化

“新加坡的人行天橋在建造之初就與橋身結(jié)合同時(shí)配建了綠化種植系統(tǒng)以及灌溉養(yǎng)護(hù)的管線(xiàn)”[7]。日本和德國(guó)也有相同的法律法規(guī)：建筑建設(shè)前需要提供與建筑相對(duì)應(yīng)的屋頂綠化設(shè)計(jì)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，立體綠化設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)是同步進(jìn)行的，雙方從項(xiàng)目之初就開(kāi)始保持良好的溝通，使立體綠化的建設(shè)與建筑本身相融合，避免立體綠化成為建筑的“附屬品”。

5.3 追求生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)性綜合效益

追求生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)性綜合效益是立體綠化未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。立體綠化行業(yè)要向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，集生產(chǎn)、建設(shè)、營(yíng)銷(xiāo)一體化的產(chǎn)業(yè)服務(wù)，達(dá)到提高效率、保障質(zhì)量的目的。同時(shí)注重提升立體綠化的綜合效益，從前期的材料選擇到后期的養(yǎng)護(hù)管理都要始終貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念，如注重清潔可循環(huán)材料的使用，避免高污染建材的設(shè)計(jì)。在植物方面盡量選用當(dāng)?shù)卦参铮瑴p少后期的養(yǎng)護(hù)成本。同時(shí)也可以結(jié)合“屋頂菜園”等理念，在滿(mǎn)足生態(tài)景觀效益的同時(shí)獲得一定程度的經(jīng)濟(jì)效益。