近40年德國立體綠化研究歷程及啟示

董楠楠 張昌夷

摘要：文章基于德語學術界的RSWB數據庫，使用內容分析法和可視化分析的方法檢索德國自20世紀70年代以來的立體綠化相關研究文獻，并對照德國立體綠化行業發展狀況，從立體綠化研究的起源、技術和政策的成熟及綠色性能化的前沿發展趨勢等階段對德國近40年來關于立體綠化的研究重點進行了梳理，重點分析了德國立體綠化生態技術研究轉化為相應政策法規的完善配套過程。在借鑒德國從綠色建筑性能到城市綠色基礎設施的交叉研究基礎上，文章著重從政策法規完備、性能化交叉研究和綜合性規劃管控3個角度歸納了對我國立體綠化技術研究與發展的參考經驗。

關鍵詞：立體綠化，綠色基礎設施，RSWB數據庫，德國

德國是較早開展現代立體綠化研究和實踐的國家之一。從20世紀60年代開始，德國逐漸開始全面推廣現代屋頂綠化和垂直綠化技術[1]。同時德國高校和各類研究機構長期致力于立體綠化的研究。限于語種的原因，其中主要以德語為主的研究文獻難以被國內學術界知曉。本文重點檢索德語RSWB學術文獻庫中40年來發表的立體綠化相關文獻信息，嘗試梳理出德語立體綠化技術研究發展的基本歷程。

1 檢索對象、統計分析方法與結果

本文檢索使用的數據庫是德國RSWB數據庫，該數據庫由德國弗勞恩霍夫（Fraunhofer）信息中心建設，是德國建筑、規劃和園林領域文獻發表最為廣泛的德語學術文獻數據庫。檢索使用“綠色屋頂”（Grundach）、“屋頂綠化”（Dachbegrunung）、“垂直綠化”（Fassadenbegrunung）等關鍵詞，共檢索1979-2017年385篇文獻。其中包括期刊論文、會議論文、學位論文、行業標準等各類相關文獻。

通過文獻管理軟件Endnote X7.對文獻按年代進行分類統計，導出各年代關鍵詞，在Excel中分析詞頻，再將文獻數據庫導入軟件VOSviewer.使用文本挖掘和聚類函數來分析關鍵詞，集成出一個可視化環境圖像，并利用該圖像定性分析研究趨勢。

通過選取出現超過5次的高頻詞進一步分析德國立體綠化研究重點，可以看出不同歷程階段中的研究趨勢。其中，“屋頂綠化”“垂直綠化”“德國”“生態學…‘綠地”“平屋頂”“綠色屋頂”等關鍵詞自1980年以來持續被關注：而“建筑師”“柏林”“城市生態”“綠化”“植被”“居住小區”“巴登符騰堡州”“規劃”“城市綠化”“幼兒園”“滲透”“雨水收集”集中出現在1990年以后。這些常出現的高頻詞可以集中反映出德國立體綠化持續關注的議題主要是城市生態、城市綠化：主要研究對象集中在平屋頂類型：主要研究的相關技術是植被選擇和雨水收集系統：主要研究文獻成果涉及地域是柏林和巴符州。

2 文獻內容分析

本文用內容分析法（Content Analysis）對文獻進行量化分析統計，結合文獻量以及德國立體綠化行業發展階段的時間線，將文獻數量變化總結歸納4個主要階段，如圖1.圖2所示，具體結合德國立體綠化的行業發展歷程分別為：1）初步創立期（1975-1990）；2）技術成熟期（1991-1997）；3）綠色建筑化時期（1998-2007）；4）綠色基礎設施時期（2008以來）。

2.1 初步創立期（1979-1990）的德國立體綠化研究：基于環境生態考慮的技術攻關

在1979-1990年，德國立體綠化的研究處于初級階段，主要關注的是立體綠化對生態、自然、環境保護的作用，從圖3可以看出各個研究領域體系相對較獨立，學科之間交叉較少。

這一研究狀態在很大程度上受到時代發展的影響。20世紀60年代起，環保運動令社會大眾開始重視身邊的環境問題，城市建設者也開始意識到立體綠化會對生態、環境的積極作用。當時研究的對象大多是居住環境中平屋頂的草坪綠化[2]。這一時期柏林是研究先驅，這得益于1979-1987年的柏林國際建筑展覽（IBABerlin）.展覽期間，柏林在既有建筑改造中應用了立體綠化技術。在“謹慎的城市更新（carefulurban renewal）”和“批判性的重建（critical re-construction）”主題下，生態建筑、新形式的生活和建筑物改造等開發模式被認為是現代城市發展的標準，進一步推動了立體綠化相關研究成果的發表[3]。

這時期立體綠化相關機構的建立推動了該領域研究的迅速興起，其中最為著名的是1975年成立的德國景觀研究發展與建設學會（Forschungs-gesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau，簡稱FLL）。該學會是一個獨立的非營利組織，其旨在“通過推廣和傳播植物研究及其應用來改善環境”。它在1981年成立小組編制《屋頂綠化規范》 （ Principles of Green Roofing）。1982年10月《屋頂綠化規范》出臺成為德國屋頂綠化的標準規范。1990年，FLL在積累了更多的經驗后，推出了更加完善的《綠色屋頂的設計、安裝以及后期養護指南》 （Guideline for the Planning，Con-struction and Maintenance of Green Roofing

GreenRoofing Guideline），并且迅速在國際范圍內被認可[4]。

同時期，德國于1985年成立德國屋頂園林協會（Deutscher Dachgartner Verband，簡稱DDV），自20世紀80年代中期.DDV成為另一積極傳播生態屋頂綠化的理念推動屋頂綠化的研究與發表的機構平臺。

2.2技術成熟期（1991-1997）的德國立體綠化研究：技術體系的完備與法規政策的成熟

1991-1997年，德國立體綠化的研究發表文獻日漸增多，各領域的交叉研究圍繞著屋頂綠化研究領域日趨豐富，形成了完備的技術與政策體系研究。該時期是屋頂綠化技術發展的成熟期，尤其是FLL推出的《屋頂綠化技術指南》標志著德國在植物配置、屋面構造技術、工藝、材料、施工等方面技術領域的全面成熟。同年FLL協會中的“居住區植物與綠色空間”小組獨立出的部分團隊成員成立了德國綠色建筑專業協會（Fach-vereinigung Bauwerksbegrunung，簡稱FBB）， 目的是讓綠色建筑有盡可能多的受眾，并在建筑商、高校、城市官員、規劃者和決策者中起到協同作用，推動更多立體綠化技術的轉化。

這期間德國聯邦政府和各州政府相繼發布立體綠化相關的法律法規。其中包括聯邦建設法、聯邦自然保護法、環境影響評價法、污水費用法以及各地方法規等，促進和保障了立體綠化的實施。

該時期主要的研究盡管仍然集中在屋頂綠化的生態、環境保護作用，但相較于前10年，出現了更多新的關鍵詞（圖4）。例如在技術層面開始關注屋頂構造新技術，同時對屋頂花園材料選擇、雨水管理、滲水能力開展了定量研究。這一時期結合德國新能源政策的實施，對屋頂花園的太陽能利用方面的研究開始加強。在社會經濟視角方面，也出現了不少文獻探討屋頂多用途空間的設計與使用，文獻中開始發展為從“建設”轉向“使用”的關注，對屋頂綠化建造成果與效益的討論日漸增加。這些文獻對當時屋頂綠化政策法規的制定提供了充分的支持，并進一步轉化為城市“綠地規劃”“綠色規劃”“城市空置地規劃”“發展規劃”等生態規劃管控體系。

2.3 綠色建筑化時期（1998-2007）的德國立體綠化研究：綠色建筑效能為主導

1998-2007年，該時期是德國立體綠化發展內涵化的一個時期，相應的法規政策基本完備。其中最具有影響意義的是1998年聯邦建設法中明確了屋頂綠化作為生態補償措施和源頭控制手段，并將屋頂綠化規定為土地利用規劃中最基本的要求。同時在聯邦自然環境保護法、環境影響評價法及各地市相關法律和鼓勵政策中圍繞這一法規性的重大變化完善了配套規范與政策[5-6]。

這段時間立體綠化的研究文獻總體數量相比前一階段有所下降，但是在氣候應對措施和環境績效研究方面的發展顯著。同時隨著德國綠色建筑體系的成熟，屋頂綠化已經成為綠色建筑綜合系統的重要組成部分，涉及到節能減排、增加生物棲息地、提高生物多樣性等領域。

這一期間基于不同學科領域的交叉研究是重要趨勢，且研究范疇外延迅速擴展（圖5）。雨水管理研究是重點領域，其中包括雨水處理、滲透過濾、蓄水箱設計、雨水滯留、減輕雨洪災害等。

2.4 綠色基礎設施時期（2008年以來）的德國立體綠化研究：應對氣候變化的綠色基礎設施

2007年，德國成立了德國可持續性建筑委員會（Deutsche Gesellschaft fur Nachhaltiges Bauen，簡稱DGNB）。該機構作為德國可持續性建筑領域中的集成技術支持平臺，德國以此為標志正式制定了全國性的綠色建筑評價體系，對可持續建筑性能中的立體綠化專項提出了相應的指標要求。

類似于美國的LEED綠色建筑評估系統.DGNB發展了一套以評價和優化建筑物及城區的環保性、節能性、經濟性和使用舒適性等為目標的評價系統。該評價系統分為6大核心要素，即環境質量、經濟質量、社會及功能質量、技術質量、建設過程質量和區位質量[7]。根據這一評價體系，實施立體綠化對于環境質量、經濟質量、社會及功能質量項均有加分，從而鼓勵了可持續建筑中立體綠化的應用。

在最近10年，德國立體綠化的研究出現了大幅增長，從文獻數量和關鍵詞廣泛度上都有體現（圖6）。各領域交叉更多，關鍵詞出現的頻率也更平均。除了在屋頂綠化規劃政策的新形勢下探討研究外，在技術層面上的研究主要集中在太陽能與立體綠化的集成技術研究。出于近年來氣候變化成為全球議題的關注，德國對立體綠化的城市微環境氣候調節的效能開展了研究。在雨水管理方面，也呈現出跨專業的學術交叉趨勢，逐步被納入城市綠色基礎設施的新興研究范疇中。

3 啟示與借鑒

縱觀近40年來德國立體綠化的發展脈絡，不難看出德國對立體綠化生態技術的攻關逐步導入到了政策法規的完善配套之中，從而推動了21世紀以來立體綠化從綠色建筑單體的性能研究擴展到城市綠色基礎設施研究。隨著我國城市中高密度的建成環境及全球氣候變化下的生態環境問題日益突出，近年來我國對立體綠化的實踐與研究逐漸開始重視[8].對照德國經驗，可以在以下3方面進行參考借鑒。

3.1 政策法規完備作為全面機制保障

從20世紀80年代德國出臺屋頂綠化規范標準開始，其首先實現了技術規范統一：在此統一基礎上.90年代初期強調以地方性獎勵政策推廣屋頂綠化，重點進行財政補貼、稅收減免：1998年聯邦德國規定屋頂綠化作為土地利用規劃（F-PLAN）中的基本要求，將屋頂綠化強制性納入城市發展規劃，從而形成了從地方到國家完善的法規體系。在此過程中，各類非政府性的綠色環保和行業組織的介入也對政策推廣起到積極作用。

我國立體綠化政策法規體系的建設主要始于21世紀，主要有2006年國家質檢總局推出的《綠色建筑評價標準》，2007年國家建設部推出的《種植屋面工程技術規范》等。在地方層面，上海、北京、深圳、西安、成都等城市已經逐步從建議獎勵政策轉為強制性要求，其中包括技術標準、規范條例和發展規劃，并制定了綠地率折算、財政補貼等配套法規措施[9-10]。

總體來看，我國立體綠化政策現階段與德國初期政策狀態相似。后面需要進一步借鑒德國完善的立體綠化政策分類體系，建立從國家到地方、從環境保護到城市規劃等綜合完整的法規體系。

3.2 從單一學科轉向交叉學科的綜合性能研究

21世紀初，德國日益重視建筑物的綠色性能研究，其關注點從單一學科逐步轉向了多元學科交叉。隨著立體綠化技術與建筑綠色性能研究不斷同步，德國立體綠化性能指標可以充分耦合進城市環境的生態發展中，作為城市建成環境的生態補償部分。它和單體面積、構造類型、規劃指標等都可以建立完整的關聯性。德國當前的立體綠化已經是城市應對氣候變化的綠色基礎設施組成部分之一，與社區綠地、雨水花園、人行道、行車道綠化構成完整系統，從而得到更多交叉學科的技術研究關注。

我國立體綠化事業盡管起步較晚，但是隨著海綿城市、數字化研究技術的研究應用，依托高校和專業機構，針對不同氣候條件下的立體綠化熱性能、雨水處理性能、生態性能等性能化研究已經成為新的熱點領域。我國立體綠化研究在綠色建筑技術、生態城市等領域之間的綜合研究有待進一步深化，亟需建立多專業跨學科的綜合性能理解和研究機制。

3.3 針對綠色性能的精細化管控技術體系

德國立體綠化規劃目前已經成為德國城市發展規劃中的重要部分。從德國立體綠化發展的第3階段（1998年）開始，針對立體綠化綠色性能的管控技術成為德國生態性城市規劃體系中的強制性內容。進入第4階段（2008年）以后，立體綠化的要素化管控及其機制逐步融入以性能評價為平臺的綠色基礎設施整體規劃體系中。立體綠化的精細化管控不僅是微觀技術手段轉化成宏觀調控管理的過程，同時也反映出德國城市空間管治體系中的科學化手段。在這些精細化管控技術中，多源數據庫及其監測評估體系成為規劃決策的重要依據。

隨著數字化技術為代表的新技術在城市規劃中的應用，我國部分地區可以在時間和空間上實現對立體綠化狀態的動態監控。監控過程中，可以結合所在地區的城市環境特點、立地條件、建筑類型等指標進行數據采集，評估所在地區立體綠化發展潛力，從而制定更加有針對性的政策法規。為此，需要借鑒德國經驗，建立好三維向度上的城市綠色空間數據庫，將二維化城市綠地地理信息與三維化的立體綠化地理信息同步關聯，實現對城市立體綠化生態和社會效能的評估與指標確定，確保立體綠化發揮生態和社會效能。

參考文獻

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