垂直綠化技術(shù)中有關(guān)植物模紋應(yīng)用初探

黃 玉 李琰君 熊大慶 （西安理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院 陜西西安 710054）

植物模紋圖案在園林綠化中具有獨(dú)特的藝術(shù)魅力，而將地面園林模紋圖案應(yīng)用于建筑立面的墻體外表并不多見，其原因在于垂直綠化作為一個特殊產(chǎn)業(yè)還存在著與地面種植完全不同的復(fù)雜性、技術(shù)性和系統(tǒng)性問題，需要借助框架支撐、環(huán)境設(shè)施、植物容器以及灌溉系統(tǒng)來得以實現(xiàn)。現(xiàn)代新型垂直綠化景觀可以增加城市的綠量以及建筑主體的藝術(shù)效果，能起到改善人居生態(tài)環(huán)境的作用。美國現(xiàn)代哲學(xué)家路易斯·芒福德說過：“城市是一種特殊的構(gòu)造，這種構(gòu)造致密而緊湊，專門用來流傳人類文明的成果。”新型垂直綠化如果能將植物花卉模紋圖案運(yùn)用到建筑外墻，對有限的綠地園林景觀進(jìn)行縱向空間補(bǔ)償，也利于城市生態(tài)發(fā)展和凸顯文化風(fēng)貌。要實現(xiàn)這一構(gòu)想需要專業(yè)人士也包括其它行業(yè)人士共同來進(jìn)行跨學(xué)科性的研究與設(shè)計，從而形成較大范圍的城市建筑群落的墻體模紋景觀。

一、城市的垂直綠化

1.垂直綠化的概念及現(xiàn)狀

城市垂直綠化是指運(yùn)用人工技術(shù)沿著建筑的墻面建造綠化種植的形式，這種豎向空間的綠化相對于地面綠化要更為復(fù)雜，要求科學(xué)性、技術(shù)性和系統(tǒng)性很強(qiáng)。目前墻體垂直綠化的形式主要包括兩種，一是采用攀爬和垂吊的藤本植物依附于建筑外墻，靠植物的自然生長而形成的貼附綠化，這是傳統(tǒng)的方式；二是采用人工建造，使用一些輔助機(jī)構(gòu)、框架和容器掛件來形成植物幕墻，對建筑本身影響不大。西方發(fā)達(dá)國家在設(shè)計和運(yùn)用方面具有領(lǐng)先地位，如：法國帕特里克·布蘭克的垂直的“城市熱帶叢林”（見圖1），采用貼附形式，將金屬框架、PVC板材和使植物扎根固定的合成纖維毛氈墊等材料貼附在建筑立面墻上營造景觀，形成曲線圖案。楊經(jīng)文的新加坡EDITT TOWER見（圖2），采用建筑生態(tài)共生塔的方式，利用跳臺和空中平臺營造出大大小小、由里外伸的綠色植物，與城市環(huán)境形成跨縱向空間的垂直綠化體系。

我國目前垂直綠化技術(shù)未能得較大推廣，其原因是大多建筑墻面應(yīng)用較多的是石材、瓷磚貼面和玻璃幕墻，表面光滑不適合傳統(tǒng)攀緣植物的攀援生長，而且生長速度較慢、植物種類單一，不能快速形成厚重的景觀。因此，承載綠化的構(gòu)架產(chǎn)品在設(shè)計與建筑主體相適應(yīng)的技術(shù)支撐至關(guān)重要，如果形成產(chǎn)業(yè)化、預(yù)制化和標(biāo)準(zhǔn)化組件，便于拼裝組合將有利推進(jìn)和帶動垂直綠化的普及與發(fā)展，提高城市生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展。

圖1 巴黎阿爾薩斯大街Fig.1 Paris Alsace Avenue

圖2 新加坡EDITT TOWERFig.2 Singapore EDITT TOWER

2.新型垂直綠化的創(chuàng)新設(shè)計

2010年上海世博會主題館外墻采用了模塊箱垂直綠化系統(tǒng)，在機(jī)構(gòu)、設(shè)備、架構(gòu)等方面進(jìn)行了突出的創(chuàng)新與展示，由此帶來的未來啟示即闡明技術(shù)的實現(xiàn)方法和科學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計是垂直綠化研究的主要目標(biāo)，在適應(yīng)性和建筑墻面的綠化中架起一座實驗藝術(shù)的橋梁，因此，架構(gòu)、容器、介質(zhì)、植物、灌溉等系統(tǒng)的開發(fā)與研究是實現(xiàn)未來垂直綠化的一個方向。

首先，考慮支撐框架是以獨(dú)立幕墻的形式豎立在建筑墻體的前面，由主體支撐方形鋼柱和水平放置的U型鋼組成見圖3。通過連接件和螺栓的組合固定，裝、拆方便。框架墻與建筑墻相隔一定距離，在鋼柱后面有連接建筑外墻的固定拉桿，起加固穩(wěn)定的作用。其次，解決種植箱的造型，以單元模塊方式組裝在幕墻框架上，預(yù)先種植所需的植物，也可進(jìn)行更換，并且模塊化箱體以16×16、32×32的點陣排列組合，形成點陣植物花草圖案（見圖4）。種植基質(zhì)選用無機(jī)有機(jī)混合系人工輕質(zhì)土壤，透氣滲水好，肥效持久，易于維護(hù)。同時，設(shè)計灌溉系統(tǒng)在垂直綠化中起到調(diào)節(jié)植物生長和保濕作用，增加自動灌溉系統(tǒng)，以滴灌和噴灑兩種不同方式給植物供水，給水量由一個溫度與濕度感應(yīng)器控制，還可利用雨水回灌技術(shù)解決節(jié)能作用（見圖5）。這種科學(xué)的灌溉方法不但減少人力，也可起節(jié)水作用。

模塊式垂直綠化系統(tǒng)的容器造型與支撐結(jié)構(gòu)都是框架結(jié)構(gòu)，可以直接安裝在立面墻體，不會對墻體產(chǎn)生破壞；植物可提前培養(yǎng)好直接安裝，能夠快速形成景觀；每一個模塊都可以單獨(dú)拆卸、替換，植物的種類可隨著季節(jié)的變化而更換，有利于垂直綠化模紋圖案組合與裝飾設(shè)計（見圖6）。

圖3 框架結(jié)構(gòu)及節(jié)點Fig.3 Structure and node of steel frame

圖4 單元種植箱組合Fig.4 Unit planting box combination

圖5 灌溉系統(tǒng)Fig.5 Irrigation system

圖6 安裝效果Fig.6 Installation effect

二、植物模紋在垂直綠化中的運(yùn)用

1.植物模紋的概念

植物模紋源自與園林景觀設(shè)計中的模紋花壇，“模”為模型，“紋”為紋樣、圖案，模紋意為運(yùn)用紋樣塑造的模型。植物模紋的概念可以歸納為不同植物的質(zhì)感、形態(tài)和色彩組合構(gòu)成比較豐富的圖案和文字，是植物排列的一種藝術(shù)形式。如果將植物模紋圖案運(yùn)用到建筑的垂直立面空間中，能夠達(dá)到不同于平面的空間視覺效果，增加觀賞性和層次感。

2.模紋圖案的構(gòu)圖方式

垂直綠化中模紋的圖案可根據(jù)建筑墻體的功能、建筑整體外型和色彩等要素，利用模塊式垂直綠化的植物點陣組合形式來進(jìn)行構(gòu)圖設(shè)計（見圖7），所采取的方式可分為點構(gòu)圖、線構(gòu)圖和面構(gòu)圖。

圖7 模塊式植物的點陣組合Fig.7 Lattice combination of modular plant

點構(gòu)圖可以美化建筑小面積的窗間墻和窗下墻，吸引人的視線形成構(gòu)圖的視覺中心，用植物點綴后的建筑會顯得生動，活潑。線構(gòu)圖是植物在建筑上組合成綠化帶，具有很強(qiáng)的引導(dǎo)性，加強(qiáng)建筑墻面的流動感，形成有變化與節(jié)奏的韻律，能夠傳達(dá)清馨動感的視覺效果。面構(gòu)圖是在非功用的建筑墻面空間進(jìn)行植物圖形設(shè)計，能發(fā)揮出圖形創(chuàng)意的空間想象力，可選擇具象或抽象圖形的設(shè)計，根據(jù)需要可以實現(xiàn)季節(jié)性綠化、暫時性綠化或廣告性綠化（見圖8），能夠展現(xiàn)出較高的審美價值。但模塊式綠化也存在不足，由于模塊組合以點陣產(chǎn)生方式如同馬賽克式的效果比較生硬，而遠(yuǎn)看效果才會顯得柔和。

圖8植物模紋的圖案設(shè)計Fig.8 Pattern design of plant model

三、植物模紋產(chǎn)生的城市生態(tài)效應(yīng)

1.美化城市建筑空間

植物模紋作為城市中的景觀綠化，具有很好的觀賞性。現(xiàn)代城市一座座高聳入云的方盒子式建筑，形態(tài)單一、生硬冰冷。運(yùn)用植物自然的生長、豐富的質(zhì)感和艷麗的色彩將建筑進(jìn)行有機(jī)的包裝和裝飾，不僅可以柔化建筑的輪廓和單一的色彩，還能夠緩解人們的視覺審美疲勞和城市噪音。例如在公共建筑中（見圖9）用植物和花卉給建筑外墻穿上綠衣，將建筑主體原有生硬的輪廓融入到自然的景色之中，為環(huán)境營造出生態(tài)空間的人性化因素，在一定程度上改變了周遭環(huán)境的情感性質(zhì)。在住宅建筑中（見圖10）運(yùn)用同一色調(diào)的綠色使得建筑物整體整潔、清爽，深淺色的搭配豐富了建筑的層次，以山體變形為素材設(shè)計出的模紋圖案，具有田園郊外的意境，把綠色自然引入城市能夠改善城市生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造優(yōu)美、舒適的城市生態(tài)共享空間。

圖9公共建筑垂直綠化效果對比Fig.9 Effect comparison on the vertical greening of public building

圖10住宅建筑垂直綠化效果對比Fig.10 Effect comparison on the vertical greening of residential building

2.改善城市空氣質(zhì)量

城市空氣中彌漫著大量的灰塵，植物本身對塵土有很強(qiáng)的吸附和過濾作用，有些植物的葉片有絨毛或凹凸的脈紋，能夠吸附空氣中的氧化氮和懸浮粒子，減少空氣污染。同時植物還可以吸收城市空間中的二氧化碳，并將它轉(zhuǎn)化為氧氣，據(jù)統(tǒng)計，每公頃綠地能產(chǎn)生600kg氧氣，吸收900kg二氧化碳，墻面綠化植物多為闊葉植物，它的光合作用能力遠(yuǎn)大于草類植物。一定程度能改善城市空氣質(zhì)量，為城市居民提供良好與舒適的生活環(huán)境。

3.展現(xiàn)城市文化風(fēng)貌

園林藝術(shù)可以使人精神愉悅、心靈平靜，還能夠抒寫不同城市的文化特色和精神內(nèi)涵。例如蘇州園林中將傳統(tǒng)文化中道家的“天人合一”的思想融入造園，體現(xiàn)中國山水花鳥的情趣和詩畫意蘊(yùn)，折射出中國文化中取法自然而又超越自然的深邃意境；西安大雁塔廣場、曲江遺址公園等景觀融合盛唐的歷史文化元素來體現(xiàn)千年古城的魅力。而打造垂直綠化的景觀特色、增加城市整體的生態(tài)綠量，也是充分展現(xiàn)一個城市的價值觀和生態(tài)理念，加上不同風(fēng)格的模紋圖案還可傳遞一個城市的文化信息。在生態(tài)學(xué)方面，針對不同區(qū)域、地理環(huán)境、水土氣候選擇適合于本地生長的植物，將民俗風(fēng)情、傳統(tǒng)文化、歷史記憶等融合在模紋圖案的設(shè)計之中，也可衍生出垂直模紋的商業(yè)化發(fā)展和生態(tài)可持續(xù)性效益。

結(jié)論

基于垂直綠化機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新研究，運(yùn)用模塊方式進(jìn)行植物組合為模紋圖案的設(shè)計和實現(xiàn)將為未來的城市建設(shè)與改造提供一個良好的技術(shù)支撐，對城市建筑景觀的多元化、綠墻化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，同時，從模紋設(shè)計手法的角度說明模塊式垂直綠化的實用價值和社會意義。在城市建筑墻面上增加植物模紋圖案的設(shè)計與運(yùn)用，能夠使生活在市區(qū)里的人從視覺上和心理上獲得滿足，而且植物與花卉上墻也對城市環(huán)境、文化風(fēng)貌帶來生態(tài)文化意識的轉(zhuǎn)變，是我國園林景觀發(fā)展的一個新方向，為建筑藝術(shù)和園林藝術(shù)的有機(jī)融合提供一個廣闊的思路。