墻體綠化方式技術創新*

趙瑞剛，吳多信，謝彬彬

（內江師范學院建筑工程學院，四川 內江 641199）

隨著城鎮化進程不斷加快，生態環境維持和城市生活環境改善成為城市發展的首要任務，城市綠化也憑借其可有效改善城市空氣、調節微氣候、緩解城市“熱島效應”、降低噪聲污染、改善“千城一面”窘境等優勢成為保障城市生態安全的主要措施和城市現代化建設的重要標志［1］。城市綠化方式也隨著城市建設進程不斷改變，從二維平面綠化到三維立體綠化，綠化面積逐步增加，不同地域植物種類的差異也有助于改變“千城一面”的城市發展帶來的窘境。隨著城市綠化發展，垂直綠化成為城市綠化的主流，墻體立體綠化方式首當其沖。對此，從墻體綠化方式及技術創新入手，闡述現有墻體綠化方式工藝技術、技術特點和優劣勢，本文從建筑自身結構特點出發，利用墻體不受結構承載力限制的優勢，將傳統墻體砌塊變為有機填充墻砌塊，為有機建筑發展提供思路。

1 墻體綠化形式

墻體綠化分類主要有藤蔓式、模塊式（固定式、課拆卸式）、鋪貼式（氈布墻體綠化、水培式墻體綠化、種植毯式墻體綠化）、種植槽種植式、布袋式墻體綠化、板槽式墻體綠化等［2-6］。

1）蔓藤式（攀爬或垂吊式）綠化方式主要在粗糙或有利于植物攀爬的墻面、隔斷或擋土墻架設龍骨支架、鋼絲網等輔助植物攀爬構造，借助植物的生長特性從而達到綠化墻體的目的。可使用的植物包括爬山虎、紫藤、常春藤、凌霄、絡石及爬行衛茅等攀爬能力強的植物。蔓藤式（攀爬或垂吊式）綠化方式適應面廣、綠化效果較佳、景觀時間持續較長，但在墻面需要安裝附加構件輔助植物生長，形成整體墻面綠化需要較長時間，冬季落葉影響觀賞，植物根部對建筑基礎會造成一定影響。

2）模塊式綠化方式是將種植容器固定在墻面上的綠化方式，模塊式綠化方式可分為固定式和可拆卸式2種。固定式安裝后不再拆卸，因此具有一定的局限性，但在短時間內形成一定景觀效果；可拆卸式批量流水生產便于更換植物，但是需要制作特定固定結構骨架，工藝復雜，成本高。

3）鋪貼式綠化方式是將植物種植在與建筑主體相連的介質層上，具有一定的荷載承受能力，包括氈布墻體綠化、水培式墻體綠化、種植毯式墻體綠化3種形式。主要優勢在于植物種類選擇性較大，綠化面積可調，綠化圖案靈活多變。

4）種植槽種植式是利用固定于墻體上的龍骨將種植槽固定在墻面，并安裝灌溉系統。該形式常選擇馬齒筧科、景天科、蕨類等常綠植物進行種植。

5）布袋式墻面綠化是將植物種植在裝有植物生長基材的布袋固定在軟性植物生長載體上，適用于室內或室外景墻、低矮墻體或臨時性植物裝飾等，布袋式需要在袋內鋪設。室外可種植黃金榕、變葉木、彩葉草等；室內墻面可選用白掌、紅掌、綠蘿、萬年青等植物。

6）板槽式墻面綠化是將植物種植在墻面裝有填充輕質種植材料的V形板槽內，并在槽內安裝灌溉系統，或將規格相同的盆栽脫盆放置槽內的綠化形式。常選用蕨類、彩葉植物、炮仗竹等開花植物。

2 墻體綠化存在的問題

1）種植植物群落認識不足 我國墻體綠化雖然種類繁多，但實際應用尚有不足，大多數城市綠化工作仍處于初步階段，有待進一步推廣。對于生態學的應用層次不深，對垂直群落發育的生物過程和生態過程認識不夠，缺乏科學布置。

2）綠化方式應用受阻 在墻體綠化方式推廣過程中，人們往往由于擔心房屋結構受植物根系破壞、室內陰暗潮濕、夏天蚊蟲太多、維護成本高等原因對墻體綠化不關注。

3）種植種類選擇空間不大 在墻體綠化中攀爬植物通常是首選，在課題研究中也集中于植物的選擇搭配，而施工技術創新往往被忽視，從而限制了墻體綠化中種植植物種類的選擇。

4）后期養護管理力度不夠 對植物生長缺乏維護，從而導致植物失去原有的設計效果，甚至死亡。

5）使用維護成本高 綠化造價高、墻體綠化穩定性和持久性較差等阻礙墻體綠化的發展和應用進程。

3 綠化技術創新

針對墻體綠化發展過程中存在的問題，結合建筑結構體系發展現狀，本文從墻體綠化方式及技術創新入手，基于建筑自身結構特點，利用墻體不受結構承載力限制的優勢，將傳統墻體砌塊變為有機填充墻砌塊，為有機建筑的發展提供思路。

本文基于內填充農作物秸稈的粉煤灰砌塊的優良特性［7］，結合相應的連接工藝，用新型內填充農作物秸稈的粉煤灰砌塊替代傳統墻體砌塊，生產綠色環保、節能降耗的有機填充墻墻體砌塊，砌體的使用將會是綠化措施一種新的創新與突破，其打破了常規的立體綠化，使建筑物能夠長出植物，成為會呼吸的建筑，同時實現建筑整體的三維立體綠化，從而提高建筑綠化率，降低能耗，緩解城市熱島效應，改善城市生活環境，同時對未來緊縮的城市形態提供更多的綠色空間，使城市生活更舒適。

本文提出采用尺寸為600mm×600mm×200mm（長×寬×厚）的內填充農作物秸稈的粉煤灰砌塊作為植物種植載體，將內填充的農作物秸稈加工處理成植物培養基，在不改變優良特性的同時又能提供植物生長所需要的養分，內填充農作物秸稈空間尺寸為400mm×400mm×120mm（長×寬×厚），填充空間下部呈V字形，向內下延伸15°。采用SBS耐根穿刺防水卷材作為根組防水材料，解決植物根系對砌塊的破壞以及由于潮濕帶來的水分滲透對內墻面造成發霉等影響。利用以蜈蚣繩為主要導水材料形成灌溉網，作為種植植物的水分輸送系統。

4 施工技術

該墻體綠化方式主要以填充墻粉煤灰砌塊為主要載體形成墻體立體綠化，其施工工藝可分為2種技術路線：①以傳統填充墻砌筑工藝為主導配有灌溉網系統施工技術；②在建筑結構中的填充墻洞口安裝相應砌塊尺寸的槽鋼豎梃網格，并在槽鋼豎梃預留螺栓孔，便于砌塊后期安裝。在砌塊上下連接縫中架設利用蜈蚣繩導水管形成墻體綠化種植灌溉系統。

4.1 傳統砌筑工藝

傳統砌筑工藝是選用內填充農作物秸稈粉煤灰砌塊作為填充墻砌塊，采用砂漿砌筑工藝砌筑填充墻。砌塊外側裝鋼絲或纖維網格用于固定內填充植物生長基，墻體內側鋪設直徑40mmPVC給水管道，管道內部貫穿蜈蚣繩導水纖維，給水管道通過砌塊內側預留孔進入植物培養基內部，滿足植物成長需求。每塊填充墻外部安裝1個集水箱，集水箱與建筑雨水集水箱相連，集中為墻體綠化植物提供水源。填充墻內側選用泡沫保溫材料進行鋪面，使用防水砂漿抹面。

該工藝施工速度慢，但給水管道方便安裝，成本低，不足之處在于砌塊為一次性固定，后期無法進行相應更換，同時給水系統維護困難，這就對給水系統的PVC管道質量提出更高要求。由于給水管道在室內，因此對砂漿的防水性能要求較高，還要考慮室內墻面的防水隔潮。

4.2 槽鋼豎梃螺栓連接工藝

槽鋼豎梃螺栓連接工藝同樣選用內填充農作物秸稈粉煤灰砌塊作為填充墻砌塊，砌塊內部填充物采用鋼絲或纖維網格固定，防止時間長后脫落。預先在填充墻洞口利用三角鋼焊接制作而成的符合砌塊尺寸大小的豎梃網格，砌塊在生產過程中經過設計預留螺栓孔，在現場使用螺栓將砌塊與豎梃相連固定。砌塊之間固定后由于三角鋼的構造原因，砌塊之間會產生縫隙，這樣就可利用縫隙作為給排水管道路徑。因此，選用相應尺寸的PVC給排水管，內部貫穿蜈蚣繩導水纖維將給水管道架設在墻體外側，排水管道從砌塊上部的預留孔進入植物培養基內部，每一填充墻配有集水箱收集儲存雨水，滿足植物生長所需水分，給水系統隨砌塊安裝依次從下至上同步進行，方便管道架設。填充墻內側選用泡沫保溫材料進行鋪面，使用防水砂漿抹面。

該工藝在結構上對槽鋼豎梃承載力要求高，由于要使用槽鋼豎梃作為砌塊的安裝骨架，所以施工成本高。但其安裝方便，施工速度快，并且給水系統在墻體外側，對室內影響相對較小，相比較砌筑工藝來說對室內的防水隔潮要求較低，給排水管道便于維護。同時砌塊由螺栓連接，因此在使用過程中可對其進行更換。

5 優勢分析

通過對內填充農作物秸稈的粉煤灰砌塊保溫墻體熱工性能進行試驗研究，試驗結果表明：內填充玉米秸稈粉料的粉煤灰砌塊保溫墻體的傳熱系數相比較于普通粉煤灰空心砌塊墻體減小55．8%，與加氣混凝土砌塊墻體的傳熱系數相近，前者0．988 W／（m2·K），后者0．985W／（m2·K），能大幅提高墻體的保溫性能，達到自保溫要求。

劉艷峰等［8］在夏季連晴高溫期間對有無垂直綠化墻體的內外表面溫度進行連續測試，通過分析得出：墻體垂直綠化能夠明顯降低墻體外表面的溫度峰值，并能有效緩解西北地區“西曬”現象；同時對室內空氣溫度有“削峰填谷”作用，避免室內空氣溫度大幅變化，能夠改善夏季室內熱環境，從而達到建筑節能目的。

通過上述研究成果可得出使用內填充農作物秸稈粉煤灰砌塊作為墻體綠化的種植載體，以此形成的墻體綠化對室內外溫度具有明顯的良好影響，并能增加建筑的保溫性能。

內填充農作物秸稈粉煤灰砌塊利用農作物秸稈作為植物生長基，利用粉煤灰作為填充墻主要材料，既可提高建筑綠化面積，實現三維立體綠化，又可增加農作物秸稈和粉煤灰的利用率，解決農村農作物秸稈問題及火力電廠粉煤灰的處理問題，實現轉廢為寶，擴大生態環境的改善效果。

6 結語

本文對墻體綠化方式進行研究，同時提出新型墻體綠化方式，并對墻體綠化的施工工藝、優缺點及使用效果進行闡述，分析該綠化方式的優勢所在，同時由于時間和經費有限，文中所提的諸多問題有待進一步解決，如：本文以由粉煤灰空心砌塊孔洞內填充經防腐處理后的玉米秸稈填充材料按照摻配比例為玉米秸稈∶石膏∶水＝1∶2．5∶2．5 制作的內填充玉米秸稈粉料的粉煤灰砌塊為技術參考。首先，本文所提出的內填充農作物秸稈粉煤灰砌塊需進行科學試驗驗證其力學性能、保溫性能及對植物生長過程的影響；其次，農作物秸稈轉化為種植植物培養基目前缺乏技術支持，加工技術需深入研究解決；三是槽鋼豎梃網架的承載力需要試驗進行驗證能否滿足墻體的要求；四是新型墻體綠化方式在應用中的實際效果需要試驗數據進行統計分析，方能為該方式的推廣提供參考。