模塊化綠墻在城市建筑上的應用研究

張園 于競 陳禹娜 李懋 宛立

摘 要：城市快速發(fā)展導致的綠化面積急劇下降問題。文章從綠墻模塊的材料、結(jié)構(gòu)與工藝，綜述了目前國內(nèi)外對于模塊化綠墻的應用與研究概況，分析了不同工藝的特點及適用性。針對當前的環(huán)境形勢，指出模塊化綠墻對雨水利用的可行性。

關(guān)鍵詞：模塊化墻體；垂直綠化；綠墻工藝；植物墻

中圖分類號：TU985.12 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）18-0037-02

Abstract： Based on the problem of the sharp decline of green area caused by the rapid development of city， this paper summarizes the application and research situation of modular green wall at home and abroad in terms of the material， structure and technology of the green wall module， and analyzes the characteristics and applicability of different technologies. According to the current environment and situation， the feasibility of using the modular green wall to rain water is pointed out.

Keywords： modular wall； vertical greening； green wall technology； plant wall

隨著城市化步伐的進一步加快，城市綠化用地也變得緊張起來。人們對健康環(huán)境及建筑綠化視覺的要求日趨強烈，建筑墻體的垂直綠化模式就此應運而生。因模塊化綠墻具有完整的系統(tǒng)性、成景迅速、容易裝卸、可流水線生產(chǎn)等優(yōu)點，在城市建筑綠化方面具有廣泛的發(fā)展前景。模塊化綠墻將收集的雨水用于墻體植物的水分補給，不僅可以解決植物的澆灌問題，還能減輕城市管網(wǎng)排洪澇的壓力。

1 墻體模塊式綠化

模塊式綠化是在建筑垂直面上進行綠化的一種方式，是植物、培養(yǎng)基、生長介質(zhì)和灌溉系統(tǒng)的有機結(jié)合，利用預先培育好的植物模塊，根據(jù)具體要求通過綁、扎、扣等方式，安裝在建筑墻體骨架上。這些模塊可由塑料、高分子聚乙烯、高強度聚丙烯、彈力聚苯乙烯塑料、合成纖維、混凝土等制成，可預先定制模塊中的植物圖案，在模塊中培養(yǎng)完成后，再安裝到建筑墻體。

2 模塊化綠墻的材料與結(jié)構(gòu)

模塊化綠墻是城市建筑與植物設計的有機結(jié)合，實現(xiàn)建筑墻體的整體結(jié)構(gòu)美。自2010年上海世博會之后，出現(xiàn)的很多墻體綠化項目，大多都是臨時性的，基本出現(xiàn)在世博會、展覽會等場合。模塊化綠墻由于可以重復使用，安裝更換方便，而且模塊在生產(chǎn)前就可以考慮好模塊的材料、構(gòu)造、基質(zhì)、種植方式等，因此模塊式墻體綠化可以得到長久性發(fā)展。模塊化綠墻并非完全模仿地被環(huán)境，而是在其基礎上進行的改良與創(chuàng)新，由于墻體模塊的類型、植物選擇、種植技術(shù)和工藝形式存在差異，所以植物垂直種植的條件比地面種植要更加細致與精準，由于植物墻的生存環(huán)境具有可控性，所以墻體模塊對于植物栽培的適用性更好。模塊化綠墻在城市綠化中的權(quán)重逐步上升，由于地域、國家、文化及技術(shù)的不同，植物墻模塊已經(jīng)發(fā)展出多種工藝，下面介紹一些國際及國內(nèi)的模塊式墻體綠化工藝。

2.1 基質(zhì)模塊化植物墻

植物墻的載體結(jié)構(gòu)有很多種，但基質(zhì)模塊化的植物墻是目前行業(yè)里最扎實的一種。基質(zhì)模塊擺脫了植物營養(yǎng)土的種植方式，由通過高溫殺菌后再用生物粘合的有機物制成，避免了植物基質(zhì)流失所導致景觀效果差和植物生長受限的情況。基質(zhì)通過自身的緩釋效果為植物提供生長所需的養(yǎng)分，使植物的生長更加茂盛。模塊結(jié)構(gòu)采用輕鋼固定，這種結(jié)構(gòu)具有安全、簡便的特點，也便于植物模塊的安裝與拆卸。國外的基質(zhì)模塊大多趨于現(xiàn)場栽培與等待生景，模塊內(nèi)的植物品種依據(jù)設計好的景觀進行栽培，因要給植物的生長預留空間，所以多數(shù)不采用及時生景的模式造景；而國內(nèi)基質(zhì)模塊化的技術(shù)相對成熟，采用預先定制培育的技術(shù)較多，施工時采用及時生景的模式。

（1）棕墊類基質(zhì)模塊。模塊內(nèi)的種植基質(zhì)是礦物質(zhì)、毛氈或其他纖維的混合物，模塊壽命一般為10年左右[1]。優(yōu)點是該模塊是獨立安裝的，采用全自動灌溉的垂直綠化系統(tǒng)，實現(xiàn)全程計算機管理，模塊可以方便的移動替換和維護修理。其缺點是植物在種植基質(zhì)預培時，內(nèi)襯容器會因根系分布或遇水膨脹等原因，變形而無法安置到種植模塊中[2]。SGK種植綠化模塊以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主板，選用柔性防水涂料，以EPS聚苯乙烯泡沫為載體。淋水浸潤及生長完好狀態(tài)下自重不大于10kg/模塊，但其維修成本較高。ANS種植模塊（見圖1）是歐洲地區(qū)國家常用的垂直綠化模塊，該系統(tǒng)模塊采用由聚乙烯和聚丙乙烯混合制作而成，且每個單元模塊內(nèi)部都有一層防水透氣薄膜[3]。

（2）結(jié)構(gòu)類基質(zhì)模塊。種植基質(zhì)為天然泥炭土和外殼組成，模塊壽命為10-15年，模塊維護成本較低。穩(wěn)定性好，高層建筑及經(jīng)常發(fā)生地震的地區(qū)的也同樣適合安裝。G-SKY模塊系統(tǒng)（見圖2）在北美國家最早開始發(fā)展。此系統(tǒng)單體模塊由耐腐蝕抗沖擊的聚丙烯板框、常規(guī)種植基質(zhì)和不易燃燒耐腐蝕的無紡布三部分組成，該模塊系統(tǒng)常被用于建筑立墻。G-Sky種植模塊使用較靈活，適用性較強，維修費用很低，可用于多種氣候區(qū)。ELT墻體模塊（見圖3）是高分子聚乙烯材料制成，包含了種植基質(zhì)、種植面板以及植物三部分。一個完整的種植模塊重約0.7千克。每個種植面板上有10個種植單元，每個單元被設置在一個傾斜30度角，深度為18厘米的面板，種植單元的底部也有槽口用以排水和通風。并且該綠化模塊可以改善空氣微循環(huán)，適用性很強，價格低廉，技術(shù)先進，便于推廣。

2.2 水培式植物墻

水培式植物墻，又叫法式植物墻，該模塊采用了滴灌和造景的植物毯做法。如水草基質(zhì)培養(yǎng)式模塊，在極大程度上降低了植物綠墻垂直綠化的造價，也因為是水草模塊，所以建議多用于室內(nèi)，對水的需求相對于植物種植盒要多，在整體的綠化上更貼近自然，更環(huán)保，基本為無土模式，不用擔心水土流失，工藝上不能現(xiàn)場加工，需要預先加工，做好后現(xiàn)場直接安裝，適用于商場、辦公場所、學校等面積較大的室內(nèi)空間，提升空間環(huán)境質(zhì)量，增加室內(nèi)空氣質(zhì)量和濕度。

2.3 盒式植物墻

盒式植物墻使用特定的植物墻器皿來營造植物生長環(huán)境，也被稱為盆組，形式多樣。盒式植物墻模仿了植物地被的栽培環(huán)境，是有一定蓄排水能力的植物墻模式，植物依然遵循背地性、向光性等植物生理學的一些原則。其特點是可以自動引流，從上部即可對植物進行層層灌溉，植物更換方便，但模塊結(jié)構(gòu)較厚且PVC材質(zhì)易老化。

3 模塊化綠墻的應用案例

美國賓夕法尼亞州推出的最大“綠墻”（G-SKY模塊），就像是一個過濾器，每年可以吸收15500磅的灰塵和毒素。大量游客為綠色墻體提供的二氧化碳有助于植物代謝。走廊兩側(cè)設計是彎曲形的，綠墻一共有4072m2面積，墻體上種植了4.7萬棵蕨類植物。綠墻的滴線灌溉和傳感器是遠程操作的，來保證植物的質(zhì)量和壽命。韓國首爾的Ann Demeulemeester 零售商店采用了ANSystem系統(tǒng)模塊綠化技術(shù)，讓覆蓋著綠色植物的700m2墻體起到了生態(tài)環(huán)保的墻面裝飾作用。印度莫臥兒花園中的植物墻、巴黎凱布朗利博物館、倫敦雅典娜酒店、意大利米蘭的“垂直森林”等案例都運用了ELT綠化模塊，并且該模塊化綠墻有著改善空氣微循環(huán)的作用。

4 模塊化綠墻的特點

白色外墻面對光的反射系數(shù)為69%～80%，鏡面玻璃及光面瓷磚的反射系數(shù)為82%～90%，而植物對光的反射系數(shù)非常低，因此由植物裝飾的墻面就會降低光污染；當一個城市墻體綠化覆蓋率達到20%，基本可以消除熱島效應；綠色植物枝葉能削弱聲波的傳播能量，減弱噪聲分唄的20%～30%[4]，削弱噪聲污染，綠色葉面還可以吸收大量的灰塵和毒素。

5 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市高層建筑鱗次櫛比，導致城市綠化面積急劇下降。因此建筑的垂直綠化開始受到人們的關(guān)注，尤其是在黨的十九大提出，國家發(fā)展要求建設生態(tài)文明城市后，給城市建筑的綠化帶來了新機遇。模塊化綠墻對我國生態(tài)文明建設和城市綠化可持續(xù)發(fā)展具有很重要的價值，在不久的將來，其必將成為一項新興的綠化產(chǎn)業(yè)。

參考文獻：

[1]李海英.模塊式墻體綠化技術(shù)[J].華中建筑，2015，33（03）：54-58.

[2]譚建萍，李映萍，吳祖軍，等.垂直綠化種植容器[J].廣東園林，2015，37（04）：21-24.

[3]賀曉波.垂直綠化技術(shù)演變研究及植物幕墻設計實踐[D].浙江農(nóng)林大學，2013.

[4]張姝姝.屋頂花園的環(huán)境改善效應研究及改良設計[D].南京林業(yè)大學，2008.