國內主要建筑外立面墻體綠化技術比較

梁琛 王云才

摘要：現今市場上墻體綠化技術種類繁多，尤其是世博會之后由于政策和輿論的導向，我國相關專利技術也如雨后春筍般大幅增加。文章從墻體綠化技術層面進行切入：首先，將我國相關技術發展進行梳理，指明現狀情況；其次，建立常規技術分類體系，并整合出墻體綠化技術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劣勢，以供相關行業使用者參考。

關鍵詞：墻體綠化，技術，建筑外立面

1研究背景

1.1建筑外立面墻體綠化技術在我國的實踐

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，越來越多新形態的墻體綠化在國內出現。民國時期出現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計的新嘗試。

我國現代墻體綠化的發展始于20世紀80年代，比發達國家晚了60年左右，并且發展緩慢。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注，相關法律政策和專利技術出現了較之前而言的井噴式增長（圖1）。然而這些專利技術中，占較大比例的仍然是植物栽培和種植機制方面的創新，相比之下結構構件方面的創新依然不足。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各種形式的立體綠化，預計在未來5年內，將有50萬㎡的墻體綠化建設完成。

1.2建筑外立面墻體綠化發展的重要性

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，它的生態效益會直接作用于降低建筑物表面和內部的溫度，阻隔噪音和塵埃顆粒物，改善小氣候，凈化環境，降低相關能源消耗。雖然設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，更有難以估量的經濟效益、社會效益和生態效益。

關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現。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。黃任通過實驗發現：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國內主要建筑外立面墻體綠化技術分類

根據《上海市垂直綠化技術規程（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。

根據常見墻體綠化種類及我國墻體綠化市場常規技術操作方法，從技術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，或概指早期常規形態的墻體綠化。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下的墻體綠化。

根據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，更注重植物選擇和養護的技術。而不是墻體綠化結構方面的技術。所以這2項是按照植物種類的不同進行區分的。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，在技術方面更注重結構上的改良。所以這2項根據結構進行劃分更為合理。

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

3國內主要建筑外立面墻體綠化技術比較

3.1傳統型和新型墻體綠化技術比較

傳統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。此技術應選擇耐修剪常綠植物，如法國冬青、海桐等。該項技術已成熟，應用率高。

新型的樹墻型墻體綠化技術，利用枝形優美、柔韌性好的樹種如白蠟，通過人工形態營造，使植物沿建筑外立面生成更富有藝術創造力的造型。如以白墻為底。選用少葉分支點低枝形優美的淺根小喬木，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，它們的結構組成都相對簡單：幾乎不使用支撐系統，都沒有灌溉和排水系統。也正因為這樣，后期人工養護成本較高，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過人工改良的自然土壤作為生長基質，較少使用完全人工的基質。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，成景后更具藝術效果，適用于節點性景觀。從景觀效果上講，常規型往往成片種植，產生震撼感和秩序感，強調整體形態：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，強調個體形態。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上，通過鐵絲網、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上，通過金屬構架、木架等以及附屬構件形成攀爬架平面，供植物攀爬以達到垂直綠化效果，攀爬架平面可根據設計所需調整外形形狀。根據是否可以上人（用于維修和日常養護），附架型墻體綠化又可以分為輕型結構和中型結構。輕型結構采用的是輕鋼構架，綠化結構后方沒有檢修通道。重型結構采用的是加強型輕鋼構架，在綠化結構后方設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，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。從結構角度講，三者都沒有灌溉和排水系統，基本靠雨水灌溉。結構相對復雜的是附架型墻體綠化，它的支撐系統面積更大。支撐構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。三者技術水平都非常成熟，目前國內市場應用率很大。

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，且結構系統復雜，維修不方便。

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

“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。利用骨架構筑物承載花盆，并輔以滴灌或噴灌系統。骨架的結構形態直接影響著最后成景的景觀形態。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。隨著技術的不斷改進，骨架的形態和花盆的形態，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件來種植植物以實現墻面綠化。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、基質型、水培型墻體綠化技術比較

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構外露，布袋本身并不能被植物完全遮擋，影響景觀效果。基質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質無紡布經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，利用植物袋事前設計好的牽引線路以及水的重力自動澆灌，在立體綠化區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，保濕、透氣、保肥，很好地解決了植物種植中所需的營養基質問題：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。

基質型墻體綠化指的是鋪貼毛毯基質化，是對“植物必須有容器裝載”的突破。它沒有種植基盤，由于新研發的生長介質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、椰子纖維外皮和發泡膜等組成的模塊。由于垂直綠化系統中生長介質與結構是密不可分的整體，它不但影響綠化系統的結構體系，還關系到植物的養護管理。因此，對生長介質的研發，既要考慮對結構體系的影響。又要考慮對墻體安全和植物養護的影響，使它們符合植物的生長要求和建筑設計要求。基質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，以吸水氈布用營養液使植物正常生長并固定在垂直外墻上的技術。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，分別用于結構支撐，結構隔離和生命種植。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境。

4小結和討論

墻體綠化景觀需求量的擴大是其技術發展的強大推動力。目前市場上常見墻體綠化技術萬變不離其宗。在具體應用過程中，應根據墻面現狀、周邊環境、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種類進行施工。

一個好的墻體綠化應該具有安全、美觀、穩定、可持續的特點。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，使用者可根據景觀需求進行選擇，并不一定最新的技術就是最合適的技術。

論墻體綠化的穩定性和可持續性，都是從景觀成景后期進行考量的。因為只有穩定的同時可持續的景觀，才能滿足墻體綠化建設的初衷，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定、持續，那就只是曇花一現，所有的生態、經濟、社會效益都無法實現。因此綜合考慮垂直綠化的安全性、美觀性、穩定性和可持續性特點，國內目前主要建筑外立面墻體綠化技術的優勢和劣勢成為技術推廣和制約垂直綠化設計的關鍵。

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