組合移動式墻面綠化及其生態效益研究

尹萬云等

摘 要：本文介紹了墻體綠化技術，并從三種墻體綠化探討其對建筑環境的生態影響，包括攀援式墻面綠化、鋪貼式墻面綠化和組合移動式墻面綠化，分析了有、無墻面垂直綠化建筑的室外溫度對比和室內噪聲對比，分析結果表明了綠化對溫度和噪聲降低都有一定的幫助，量化了三者生態效應的差異，為今后墻體綠化推廣提供依據。

關鍵詞：墻體綠化；組合移動式；生態效益

Abstract： This article describes the technology of wall greening and explores its ecological impact on the building from three green walls， including climbing style wall greening， paving and modular style. analyzed outdoor temperature with and without wall greening and indoor noise， The analysis results showed that wall greening can reduce the temperature and noise， quantified the difference between the three ecological effects， and provide the basis for future promotion of wall greening.

Key words： Wall greening； Removable； Ecological benefits

廣泛的墻面綠化是指在于水平面垂直或接近垂直的各種建筑物內墻面、外墻面或其他的與地面垂直的墻面上進行的綠化[1]。

隨著屋頂綠化越來越多被用于改善城市環境，墻體綠化也日益受到人們的關注。建筑墻體綠化同屋頂綠化一樣在增加綠化面積、緩解熱島效應、減輕暴雨沖擊，涵養水土、凈化空氣、降低噪聲、延長建筑外圍結構壽命、提升景觀效果等多方面都有著顯著的作用。建筑墻體綠化具有更好的觀賞性，有效地增加了城市的綠化率，緩解視覺疲勞和心理緊張；在夏季顯著降低建筑表面溫度，更好地起到過濾和凈化空氣的作用，同時還可減弱城市的直達噪聲。

本文主要從三種墻體綠化探討其對建筑環境的生態影響。包括攀援式墻面綠化、鋪貼式墻面綠化和組合移動式墻面綠化。

1.墻體綠化種類

1.1 傳統墻體綠化

傳統墻體綠化主要是應用爬山虎、絡石、常春藤、凌宵等具有吸盤或氣生根的藤本植物，沿墻面攀爬。此類攀援植物不需要使用支架和牽引材料，栽培、養護管理簡單粗放[2]。它是依靠植物特有的吸附能力而攀援綠化。這類植物具有氣生根與吸盤，可分泌沾液或具吸力而附著于物體之上而攀援，大多數攀援能力強，是進行墻面綠化的好材料。實施傳統墻體綠化的建筑物表面要求具有一定的粗糙度，一般為居民樓、企事業單位樓壁面。

1.2 新型墻體綠化

新型墻體綠化擺脫垂直綠化只能靠攀援植物的思維，通過骨架、綠化模塊將植物與建筑有效的連接起來。例如日本的組合面板式的建筑墻面綠化，采用綠化嵌板和金屬帶網眼的綠化模式，法國的Patrick Blanc 發明了一套垂直綠化系統，采用無紡布代替種植槽，無紡布里布置毛細管，通過自動澆灌系統供給水與營養[3]。

隨著科學技術的發展，市場上有了各種各樣的新型種植構件，綠化模塊由種植構件、介質土和植物三部分組成，植物生長必須具備養分.水和空氣三要素。作為容器的種植構件，需滿足植物生長的必備條件，固定植物的根系，蓄水、排水和空氣循環以及和建筑之間的懸掛固定等要求。模塊化墻體綠化通常先緊貼墻面搭建平行于墻面的骨架，再將事先綠化好的模塊嵌入骨架空格中，輔以滴管或噴灌系統。骨架可以貼墻設置，也可以離開一定的距離。鋪貼設置的骨架，一般會在墻面再做一層防水，防止種植基質的潮氣和灌溉的水分進入到墻體中，對墻體產牛破壞[4]。因為骨架須固定在墻體上，在固定點處容易產生滯水隱患，固定點處應防水著重處理；骨架也選用耐銹蝕的材料。模塊的形狀、植物及圖案通常在苗圃預先培育，再運往現場進行安裝。植物選擇范圍比較廣，地面或山崖植物均可選用。滴灌設備要防止被堵，否則容易導致植物缺水死亡。

1.2.1 綠化構件

綠化構件材料宜選用環保并能重復使用的防紫外線腐化的共聚聚丙烯或者不銹鋼、鋁板材料，采用塑料質輕，但在耐久性上較不銹鋼和鋁板要差，而且開模制作，成本較高。不銹鋼和鋁板相對質量重，但有點在于制作簡單。考慮到植物生長和種植要求，在設計上應該采用矩形或者菱形結構，并且分為兩層，便于制作和操作。為了方便施工時安裝和拆卸，長寬一般不超過50cm，重量控制在10～15kg。結構穩定、安裝牢固，須經過結構工程師按綠化模塊的重量和風載大小進行嚴格計算[5]。

1.2.2 介質土

栽培介質應該具備保水性強、透水性穩定，質輕、耐久性等基本性質[6]。常用的栽培基質主要人工改良土和輕量化基質兩大類。人工改良土一般由田園土、排水材料、輕質骨料和肥料混合而成；輕量化基質是采用非金屬礦物質，根據土壤性狀和植物生理特點配制的“人造土”。

介質土遇雨水不松散、運輸與施工方便，在頂層使用不會產生揚塵與水土流失、不會淤堵排水系統、并且在房頂具有良好的隔熱效應，可以有效保護頂層原有防水層，并且省水、省肥料。運用在立體綠化中，可以隨意切割造型，也可以隨意地拆遷、移動，極大地縮短施工周期，避免施工中的二次污染。

可以進一步實驗研究對比有機基質合理的營養配比、獨特的保水保肥能力。

1.2.3 植物的選擇

綠化植物材料的選擇，必須考慮不同習性的植物對環境條件的不同需要，應根據不同種類植物本身特有的習性，選擇與創造滿足其生長的條件[7]。垂直綠化常用的植物材料有攀援植物、蔓性灌木、一年生或多年生花卉等，隨著新技術的研究應用，越來越多的植物品種被應用到垂直綠化中[2]。

植物的選擇不應局限在美觀性，還可以往植物本身的生態效應入手，包括降噪、除塵、降溫上研究，將其生態效應與施工成本量化，制定出相關的標準。

1.2.4 澆灌方式

選用自動控制澆灌方式，結合雨量傳感器，可有效降低水電資源的浪費。此外，灌溉系統可與施肥和殺蟲滅菌養護措施相結合。

1.2.5 病蟲害防治

為保證植物正常生長，對主要病蟲害應及時進行防治。在防治方法上要因地、因樹、因蟲制宜，采用人工防治、物理機械防治、生物防治、化學防治等各種有效方法。在化學防治時，要根據不同病蟲對癥下藥。噴布藥劑應均勻周到，應選用對天敵較安全，對環境污染輕的農藥，既控制住主要病蟲的危害，又注意保護天敵和環境。

1.3 現實意義

墻面綠化在生態、社會、經濟上發揮著重要的作用。

（1）生態效益

墻面綠化能有效增加綠化面積，提高空間利用率，減緩水土流失；降低建筑物表面溫度，增加空氣濕度，緩解城市熱島效應；降低噪聲污染，凈化空氣。

（2）社會效益

綠化能創造出良好的視覺效果，有助于提升城市形象。

（3）經濟效益

保護建筑結構，減少空調使用率，節約能源；延長建筑屋頂壽命；使建筑高層增值。

2.生態效益研究

2.1 三種形式墻體綠化

2.1.1 攀援式墻體綠化

吸附類植物在自身的節上，能長出許多分泌粘液的吸盤，分泌膠狀物的附生根，吸附在其他物體上攀附生長。建筑墻體一般為磚、石，有些是面磚或較為光滑的石材幕墻，這類植物一般均可吸附，墻體越粗糙，對于攀附越有利[4]。沿墻角四周可以種植爬山虎.常春藤、凌霄、金銀花、扶芳藤、地錦類等攀爬類植物，其中使用最多的是爬山虎。

攀附類植物總體對墻體不會產生結構性破壞，但有些植物會給墻體留下粘液分泌物.冬天落葉后會很明顯，很難去除，但并不影響美觀。它的優點是造價低廉，后期維護費用少。

2.1.2 鋪貼式墻體綠化

鋪貼式墻面綠化是將水肥澆灌系統、墻體種植層、墻體防水層復合形成一個墻面種植系統，厚度一般在10cm-15cm左右，在現場直接將該系統固定在墻面上，并且固定點采用特殊的防水緊固件處理。

2.1.3 組合移動式墻體綠化

垂直綠化中的模塊是立面設計的基本單元，整個綠化面可以就由這樣的模塊單元組合拼接而成，模塊性狀和大小可以依據植物種類調節，并根據植物顏色任意搭配，形成文字或者精美的圖案，創造出良好的視覺效果。實際工程中，可將多個綠化模塊進行組合，并固定于屋頂或墻面上。多塊模塊組合后，其給水滴灌管可互相之間通過軟管連接，實現一體化的給水澆灌；排水管也可通過軟管連接進行一體化排水，形成種植載體、種植基質與植物一體化的綠化模塊。

模塊化墻體綠化通常先緊貼墻面搭建平行于墻面的骨架，再將事先綠化好的模塊嵌入骨架空格中，輔以滴灌或噴灌系統。

2.2 試驗地概況、試驗材料和研究方法

試驗地選在科學會堂墻面、鼓樓黨校綠化墻面和組合移動式綠化示范墻面。科學會堂采用爬山虎作為綠化材料，鼓樓黨校綠化采用佛甲草鋪貼，示范采用模塊式綠化。

2.2.1 隔熱性能

2.2.1.1 科學會堂

綠化墻面最低40.9°C，無綠化墻面溫度最高達到43.8°C，降低溫度3°C左右。圖中直線L1、L2分別取在綠化墻面、無綠化墻面。兩條線上的溫度如下圖。

可以明顯的看出攀援式垂直綠化對降低外墻的溫度有一定作用。前者比后者低1°C左右。

下午6點進行第二次測量。

隨著氣溫的降低，墻面溫度出現下降。最低溫度為37.7°C，最高為42.5°C。對比L1和L2可以看出綠化墻面比無綠化墻面降溫2°C。效果優于12點時的測量值，隨著溫度下降，綠化墻面比無綠化墻面的散熱要快。這主要靠植物的蒸騰作用加快墻面的散熱，帶走部分熱量。

2.2.1.2 鼓樓

由熱成像圖可以清楚的看出，地面溫度最高達到42.9°C，最低溫度出現在綠化墻面，為27.8°C。 圖中直線L1、L2、L3分別取在綠化墻面、無綠化墻面和地面。三條線上的溫度如下圖。

L1的溫度范圍在28.7-30.7°C，平均溫度為 L2的溫度范圍在31.7-32.3°C，L3的溫度范圍在39.3-41.5°C。綠化墻面的溫度比無綠化墻面溫度低了3°C。

2.2.1.3 組合移動墻

由熱成像圖可以清楚的看出，最低溫度出現在綠化墻面，為27.6C。 圖中直線L1、L2分別取在綠化墻面、無綠化墻面。三條線上的溫度如下圖，

L1的溫度范圍在27.6-28.7°C， L2的溫度范圍在32.4-32.9°C，綠化墻面的溫度比無綠化墻面溫度低了5°C左右。

2.2.2 降噪性能

噪聲是一種環境污染，通常指一切頻率混雜、呆板、凌亂，對人們的生活、工作、學習和健康有妨礙的聲音。亦即凡人們所不需要，令人厭煩的聲音，通稱噪聲。噪聲是生活中產生的令人不快的聲音，它干擾人們正常的工作、睡眠和娛樂，甚至會影響人們的心理和生理健康。在人口稠密，交通擁擠，工礦企業發展快的城鎮，汽車、火車、飛機等交通工具發達，機器的轟鳴和人們的喧鬧等，都發出種種噪音，噪聲對人類的危害越來越嚴重。因此，噪聲作為一種公害，已引起人們普遍重視。

在噪聲控制的研究過程中，尤其是在環境噪聲控制技術的研究中，植物減弱噪聲的功能因其經濟實用性和美觀生態性而受到各國研究者的關注。

上圖表明，攀援式降噪效果在1dB左右。

2.2.2.3 組合移動式

上圖表明，組合移動式降噪效果在1.5dB左右。

2.2.3心理調查

對上述3個監測點周邊的居民進行了問卷調查，測點1為攀援式、測點2為鋪貼式、測點3為組合移動式，運用模糊語言的隸屬度原則探討墻面綠化對由交通噪聲引起的心理煩惱度的影響，問卷調查時將煩惱程度分為五個等級，分別為“非常煩惱”、“煩惱”、“有點煩惱”、“不大煩惱”和“毫不煩惱”。具體調查結果見表：

由表可以看出，綠化對減輕居民心理煩惱有一定的幫助。居民更多從美觀和耐久性出發對不同形式綠化進行評定。三種綠化模塊中組合移動式垂直綠化更受歡迎。

3.結論

（1）對比分析有、無墻體垂直綠化建筑的室外溫度，攀援式垂直綠化降溫1°C，鋪貼式降溫3°C，模塊式降溫5°C。

（2）對比分析有、無墻體垂直綠化建筑的室內噪聲，攀援式垂直綠化降噪0.7°C，鋪貼式降噪1°C，模塊式降噪1.5°C。

（3）對比三種形式的墻面綠化，組合移動式墻面綠化更有益于身心健康。

參考文獻

[1] 付俊慧.北京墻面綠化新模式初探[D].北京：北京林業大學，2011

[2] 史曉松、鈕科彥.屋頂花園與垂直綠化[M].北京：化學工業出版社，2011

[3] Patrick Blanc， The Vertical Garden. W.W.Norton & Company， Inc， 2008.

[4] 李海英、白玉星.建筑墻體綠化技術[A]. 第七屆國際綠色建筑與建筑節能大會論文集[C].北京：119-123.

[5] 劉學祥. 綠化模塊在垂直綠化中的綜合作用[J].上海農業科技， 2010：111-114.

[6] [日]財團法人.屋頂、墻面綠化技術指南[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2004.

[7] 王仙民.立體綠化[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2010