表皮綠化在高層建筑中的應用

馬珂偉

(長安大學 陜西 西安 710064)

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表皮綠化在高層建筑中的應用

馬珂偉

(長安大學 陜西 西安 710064)

近些年，隨著可持續發展的概念越來越深入人心，無論發展中國家還是發達國家，都越來越重視實施節能、節材、降低碳排放的城市發展政策，綠色建筑技術也逐漸成為了建筑設計行業內的熱點之一。

隨著科技與材料的不斷推陳出新，直至今日，建筑師們越來越重視建筑表皮氛圍的營造，在眾多的概念性創新建筑和國際級建筑設計競賽中，以綠色植物建筑表皮為代表的生態設計理念也開始占據一席之地。

高層建筑；建筑表皮；環境生態影響

隨著城市的擴張、人口的膨脹，住宅、辦公樓越建越高，高層建筑節約了空間，但同時也帶來人與自然植物接觸少，不利于身心健康及城市熱島效應增加等一系列問題。在高層建筑上增加園林綠化面積是解決這些問題的有效途徑之一，因為城市土地局限性及高層建筑空間的寸土寸金，無法進行大面積的平面綠化，所以在高層建筑的外立面進行綠化，以增加綠化面積已成為必然趨勢。但長期以來有很多技術難題一直難以突破，例如結構安全問題、種植施工問題、給排水問題、維護管理難等問題，都困擾著高層立體綠化的發展。

一、研究背景

(一)城市化進程迅猛發展。現在的中國經濟、社會等各方面都處于一個高速發展的過程中，伴隨著城市化進程越來越快，各大城市大興土木，導致市區內的綠化面積越來越小，生活環境越來越差。改革開放的二十年里，我國雖然在民生、醫療、健康、文化生活、教育等方面的成就有目共睹，但是也相應地出現了許多現代化的、沒有新意的的城市建設。同歐洲發達國家相比，我國的城市在社會治安、秩序、政治文化發展、拆除舊房、消除貧困、生活服務等方面長足的進步。

(二)高層建筑的大力發展。高層建筑的定義：高效使用城市用地面積，垂直方向上使用相同或者類似平面或形式，形成建筑體量內房間數量多、而建筑形象挺拔向上聳立是在大城市非常常見的建筑形式。考慮到現代城市人口密度的加大，城市規劃者們除去將城市向外部四周擴建的手段后，必須將使用空間向垂直方向做文章。如今，非常可觀的高層建筑正在興建著。而高層建筑的根本屬性是建筑整個立面面積總和大大超過了建筑本身的占地面積。

(三)建筑與城市環境之間的矛盾抗爭。縱觀各類媒體，由于建筑設計的不科學和未經深入調研從而產生了與自然的沖突導致了生活環境和植被的損壞，這樣的新聞比比皆是。最根本的原因歸結于建筑和周邊環境產生了不和諧的矛盾，由于生活實用空間的愈加狹小，人與人之間的距離越來越擁擠，而建筑與周遭環境對于我們來說在正常工作、生活、日常學習上的需求是相當關鍵的因素。從而我們可以說建筑與其周邊環境之間的和諧關系是我們能夠提高居住質量的老百姓們真正關心的問題。

二、研究意義

(一)綠色植物表皮對城市及建筑本身產生的影響。1.綠色植物表皮在城市層面的影響：(1)減少城市熱島效應；(2)改善空氣質量；(3)碳封存；(4)美學吸引力；(5)為城市居民帶來心理影響；(6)提供生物多樣性，營造自然動物棲息地；(7)隔絕噪音。2.綠植建筑表皮在建筑層面的益處：(1)提高建筑能源效率；(2)內部空氣質量、過濾空氣、促進氧化作用；(3)健康益處；(4)建筑外墻保護；(5)減少室內噪音；(6)農業益處。

三、建筑表皮綠化系統

建筑表皮綠化系統按照植被設置不同能夠劃分以下幾類：藤蔓式植物建筑表皮綠化、模塊式建筑表皮綠化以及附著式建筑表皮綠化。

(一)藤蔓式植物建筑表皮綠化。藤蔓植物在生長時需要依附其他支撐物體以節省支撐組織所需的能量，進而達到快速繁衍的目的。在進行墻面綠化時可以利用這一特點，使其通過攀附墻體、纏繞線條網格等方式進行生長。利用藤蔓植物攀附生長的特點對建筑進行垂直綠化的方式被稱為建筑墻體綠化，這是墻體生態綠化系統的主要部分和重點。這種方式的綠化主要針對大面積實體外墻，利用藤蔓植物攀爬、吸附、纏繞等本能對建筑外立面墻體、屋架、露臺、窗等部位進行綠化建設。利用藤蔓植物進行墻面綠化簡單易行，并且容易更換，可根據偏好每年替換不同的植物。

(二)模塊式建筑表皮綠化。模塊式綠色植物建筑表皮是在模塊化的構件內附著種植容器，在模塊內種植植物再將其安裝至墻面以實現建筑垂直綠化的目標。

(三)鋪貼式墻體綠化。鋪貼式墻面綠化方式是將植物生長所需的基質直接鋪貼在墻面上，然后在栽培基質內種植植物。這種綠化系統可以在工廠內進行標準化生產，由栽培基質、植物和灌溉系統共同組成，并可以提前一至兩個月進行植物培育。

四、綠植表皮的主要功能與設計目標

(一)改善建筑立面熱性能。減少建筑耗能厚厚的植被層具有外墻隔熱和遮陽的功能，可防止冷、熱空氣通過建筑墻體與大氣產生交互，同時限制建筑外墻表面吸熱或通過玻璃窗傳遞熱量。因此，簡而言之，綠植表皮在寒冷的季節可為建筑提供隔熱保障，在炎熱的季節則能為建筑遮擋陽光。綠植墻的蒸騰作用也能形成一小小的低溫空氣區，尤其是在綠植表皮和建筑外墻之間，但同樣在有些情況下也會產生于緊鄰建筑外墻的空間內，這將進一步在炎熱的氣候中輔助建筑外墻的傳遞熱量。

(二)在附近戶外區域形成溫和的微氣候。植物通過遮擋和蒸騰作用可以明顯降低其附近區域的溫度。如前面舉的例子日本福岡大廈項目。建筑水平方向和垂直方向厚重茂密的植被造就了該項目的特殊形態，而建筑在地理位置上與公園相鄰意味著該地區最主要的特色便是大量的綠地空間。該項目向大家展示了以較大規模為目標的整體綠植墻，它不僅降低了溫度、改善了建筑周邊的微氣候環境，還通過緩解城市熱島效應而改善了城市整體環境質量。顯而易見的是，在大量的綠植墻和垂直植被面積以及園林的共同作用下，將會吸收更多的太陽熱量，釋放更多的氧氣，從而顯著增加環境方面的益處。

(三)改善室內外空氣質量。無論從整個城市角度還是某棟建筑范圍內，植物在光合作用過程中都能夠釋放氧氣并吸收二氧化碳。植物葉片表層可以吸收大氣顆粒物，從而阻止它們進入建筑系統中。這些顆粒物會在建筑內大量積聚并產生再循環的副作用。

五、案例分析

保圣那集團總部大樓：保圣那總部大樓位于東京市中心，高9層，占地面積20000平方米，是日本著名獵頭公司保圣那集團的辦公大廈。保圣那集團并沒有重新建造一棟新的寫字樓，而是對原有建筑進行了改造，在建筑外墻和上層構造中融入了新的設計。

綠植墻安裝在建筑的東側和南側立面，從二層到九層，朝向主街道的交叉路口。整個綠植墻幾乎覆蓋了這兩個受到陽光直射最多的立面近三分之二的面積。恰好這兩個立面的方向與交通主流向一致，公眾可見度最高，因此綠植墻的安裝也賦予了建筑強烈的品牌形象識別特性。

設計師采用了最先進的農業技術實現了在大廈內培育植物和雙層綠化立面的目的。綠植墻不僅起到了遮擋陽光的作用，還會隨著季節的更替而產生變化，現已成為附近區域的重要地標，充分展現了城市農業的重要性以及當地公共貢獻意識的增加。

六、結論

由于目前國內優秀的建筑表皮綠化案例較少，大多數綠色植物的利用還停留在使用爬山虎、紫藤等攀緣類植物覆蓋建筑立面上。之所以國內較國外的建筑立體綠化差距如此之大，是國內建筑行業內缺乏系統的標準和技術交流，環境保護及城市規劃等相關部門的決策者沒還未重視到垂直綠化給城市環境帶來的生態影響并予以政策和技術上的支持，導致現在城市立體綠化程度不及國外發達國家。

馬珂偉(1990.07-)，男，漢族，陜西西安人，在讀研究生，長安大學，研究方向：建筑設計及理論。