46 HA 07/2018 費   瑩  |  Fei Ying 陳   星  |  Chen Xing 幕墻垂直綠化的水培種植槽技術淺析 Hydroponics Planting Chute on Curtain Wall Greening 中圖分類號   TU985.12 + 4        文獻標識碼   B          文章編號   1003-739X（2018）07-0046-03          收稿日期   2017-09-23 1  幕墻垂直綠化的生態(tài)意義及發(fā)展現(xiàn)狀 建筑物垂直綠化是指利用不同的建筑物構造條件，選擇綠化植物依附或鋪貼于各種構造 結構上的綠化形式。應用較為廣泛的有建筑墻面綠化、建筑坡面綠化、建筑屋頂綠化、及花 架、棚架、陽臺、廊、柱等建筑設施上的綠化。幕墻垂直綠化屬于建筑物墻面綠化。 隨著可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)建筑、綠色建筑理念的發(fā)揚，建筑物垂直綠化近年來應用廣泛。根 據(jù)墻體溫度測試實驗，在蘇州地區(qū)，室外氣溫40時，無綠化建筑外表面最高溫度達到52 （磚紅色外墻涂料），同樣墻面有綠化覆蓋時最高溫度為28。對于西向西曬墻面，綠化覆蓋 后降溫效果尤為顯著。建筑物垂直綠化可有效降低熱傳導，營造建筑環(huán)境冬暖夏涼，降低能 耗。而對于幕墻建筑，垂直綠化在阻隔熱輻射、降低熱傳導上的作用更為顯著，實驗表明，覆有 垂直綠化的幕墻比常規(guī)幕墻在夏季減少空調(diào)負荷15.6%，冬季減少熱損失10%，能耗比常規(guī)幕 墻降低40%左右。換言之，若將某建筑1000m 2 外墻覆以垂直綠化，年度節(jié)約電能可達1.44萬 度，節(jié)能效益為1.01 萬元，同時減少CO 2 排放量為13.26余噸。 綜上，幕墻垂直綠化可以優(yōu)化、拓展綠色空間，提高城市綠化面積，促進城市生態(tài)環(huán)境改 善；緩和建筑表面極端溫度，延長建筑使用壽命并有效減少光污染；凈化空氣構建生態(tài)建筑， 促進節(jié)能減排；除塵防噪維持碳氧平衡，緩解溫室效應，緩解城市熱島效應。 現(xiàn)代垂直綠化發(fā)展以德國為先驅。 “建筑物大面積植被化”技術與成果中，九成為德國專 利。 “花園城市”新加坡大力號召民眾參與立體綠化，大量培育攀援植物垂直綠化。巴西的“綠 草墻”是模塊化種植槽垂直綠化的雛形，在空心磚體內(nèi)填充土壤及種植種子。 我國垂直綠化發(fā)展于20世紀80年代，以攀緣植物為主。在2008年上海世博會中，突出了垂 直綠化的應用，尤以上海世博會主題館東立面及法國館內(nèi)庭立面為突出。法國館內(nèi)庭由法國景 觀設計師打造垂直的“凡爾賽花園”，綠蔭流動，蔥翠滿庭。至此開始，我國垂直綠化進入了新 時代。 2  幕墻垂直綠化的無組織種植與有組織種植 利用植物沿建筑物立面攀扶、固定、貼植、垂吊可形成建筑垂直綠化。在幕墻垂直綠化類 型上，按照種植形式來區(qū)分可分為無組織種植與有組織種植兩種方式。 （1）無組織種植 幕墻垂直綠化的無組織種植可分為附壁式與牽引式兩種方式，是傳統(tǒng)建筑垂直綠化的常 用種植形式。其優(yōu)點是能夠運用植物的自由攀援打破墻面呆板的線條，活潑建筑物外立面形 態(tài)。缺點是無組織種植的攀援植物生長易遮擋建筑門窗或形成局部堆積、攀援方向不能明確控 制；攀援植物通?？缮L高度為1015m，高層難以被覆蓋；攀援植物綠化垂直墻面需要一定生 長時間，按照一年一層的生長速度，一般需要35年能有較好的綠化形態(tài)；攀緣植物長期附著 于外墻面，易對墻體造成腐蝕漏水；攀緣植物到了冬季葉子掉落僅剩枝干，對于建筑外立面美 觀有所破壞。 摘   要  該文從幕墻垂直綠化的生態(tài)意義，闡述發(fā) 展幕墻垂直綠化的必要性。通過幕墻垂直綠化的 無組織種植與有組織種植，探討發(fā)展種植槽垂直 綠化的培育方式的空間。該文通過土培、水培植 槽垂直綠化在植物類型選擇、灌溉系統(tǒng)、后期維 護方面的比較，提出水培種植槽垂直綠化的優(yōu)化 技術。 關鍵詞  垂直綠化  種植槽  水培 Abstract  In this paper we expound the  necessity of vertical greening on curtain  wall from the ecological significance. Then  we contrast the difference of unorganized  planting and organized planting, and discuss  the prospects of the cultivation method of  vertical greening of planting groove. Finally  we put forward the optimization techniques  of vertical greening in hydroponics  planting through the comparison of plant  type selection, irrigation system and  maintenance. Keywords  Curtain wall greening, Planting  chute, Hydroponics  47 Design T ec h n o l o gy 設計 技術 丨  （2）有組織種植 幕墻綠化的有組織種植可分為預留種植 槽與預制綠化板兩種形式。預留種植槽技術 要點主要是骨架固定與預留花盆技術，分為 暴露式與隱藏式兩種；預制綠化板技術要點 是將骨架與花盆演變成模塊，按照客戶要求 制定植物圖案并種植養(yǎng)護，經(jīng)過栽培后到施 工現(xiàn)場進行組裝。幕墻綠化有組織種植的優(yōu) 點是植物選擇性廣泛，易于施工，缺點是后期 養(yǎng)護技術不足，養(yǎng)護費用高昂。 3  種植槽垂直綠化的培育方式的選擇 根據(jù)無組織種植與有組織種植兩種幕墻 綠化方式的特點，結合綠化綜合造價（表1）， 預留種植槽垂直綠化具有更大的發(fā)展空間。 預留種植槽垂直綠化的培育方式有土培 與水培兩種。目前在建筑外墻面預種植槽培 育垂直綠化所采用的的培育方式以土培法居 多。選擇建筑外墻面垂直綠化培育方式應從 三個方面考慮：植物類型選擇；灌溉系統(tǒng)；后 期維護。 在植物類型選擇上，出于建筑外環(huán)境維 護及室內(nèi)環(huán)境光照考慮應選擇枝葉不易脫落 并且枝葉不宜過大的植物，根據(jù)植物在建筑 物高度及朝向中所處的位置，綜合光照條件、 濕度條件對植物進行選擇；出于對建筑物外 立面美化考慮，應對植物有所搭配，使四季皆 有景觀；出于對建筑環(huán)境優(yōu)化方面考慮，可綜 合建筑物所處地理位置，或選取可降低室內(nèi) 溫度的生長快、枝葉茂盛的植物。 在灌溉系統(tǒng)方面，目前以人工灌溉方式 居多。人工灌溉相對廉價，但是灌溉水量難以 把握，并且灌溉人員需要有植物養(yǎng)護知識。自 動灌溉方式也在探索中。對于土培植物垂直 綠化，自動灌溉方式局限較多。對于營養(yǎng)液滲 入土壤量較難控制，需要對溫度、濕度有較準 確的把握。對于水培植物垂直綠化，自動灌溉 系統(tǒng)可將營養(yǎng)液與水分管道同步輸入植物根 系，相比土培植物灌溉可以更為準確地把握 灌溉量。 在后期維護方面，預留種植槽墻體垂直 綠化要求植物在較小的空間內(nèi)生存。為確保 植物生長，需對其進行必要的養(yǎng)護，維護包括 種植模塊的維護、灌溉、排水。對于土培植物 垂直綠化而言，通常因植物養(yǎng)分的補給及排 水不充分而引起壞死。水培植物垂直綠化可 在種植槽內(nèi)加設排水閥門，使得水與養(yǎng)分能 夠定期循環(huán)，有助于植物的長期存活。 基于垂直綠化在植物類型選擇、灌溉系 統(tǒng)及后期維護方面的特點，土培種植槽垂直 綠化有利于牢固植物根系，而水培種植槽垂 直綠化則有利于植物的灌溉及后期維護。 4  水培種植槽垂直綠化的培育方式 水培種植槽垂直綠化應綜合考慮植物類 型選擇、灌溉系統(tǒng)、后期維護，在設計前期將 此三方面進行一體化設計。 （1）植物類型選擇 并不是所有的植物都適合水培，一般可用 于水培的植物主要是天南星科、百合科、龍舌 蘭科、景天科、仙人掌科、鴨跖草科等。根據(jù) 植物生長特點及枝葉的可觀賞性，球蘭、常青 藤、綠蘿、合果芋、花生都是水培植物較理想 的選擇。這些植物易生長，枝不繁而葉茂，根 系生長有力，適于室外水培。喜陰植物盡量置 于建筑低層或無陽光直射的朝向，喜陽植物盡 量置于建筑高層或光照較好的朝向。 （2）灌溉系統(tǒng) 水培種植槽垂直綠化主要要解決土培種 植槽垂直綠化的灌溉困難。應將灌溉系統(tǒng)納 入到種植槽一體化設計。在種植槽中引入兩條 管道，一條入水管道，一條入營養(yǎng)液管道，管 道上下連通，管道底部設置水泵。利用水泵壓 力定期灌溉，建筑上部的喜陽植物因水壓較， 而澆灌量略小，建筑底部的喜陰植物因水壓較 大而澆灌量較大，科學地達到了灌溉目的。 （3）后期維護 水培種植槽垂直綠化的后期維護主要考 慮溫度、光線、營養(yǎng)液、換水、清潔五個方面。 水培植物適宜生長的溫度在530之間， 與我國大部分地區(qū)的常時溫度是基本吻合 的。光線問題應在植物類型選擇配置時根據(jù) 植物習性選擇其在建筑外墻面的合理位置。 水培種植槽垂直綠化相對于土培種植槽垂直 綠化在后期養(yǎng)護上更為合理的是營養(yǎng)液、換 水、清潔三者可以同步實施。通過在每層種植 槽安裝閥門控制出水、入水，換水后通過細管 道輸入營養(yǎng)液，換水的同時達到植物根系清 潔的目的。 基于上述，我們設計了一種便于拆卸的、 垂直綠化形式 植物材料成本 固定材料成本 綜合成本 附壁式 210 - 10 牽引附壁式 210 510 1050 附架式 210 50300 100500 預制綠化板 815 5001000 5001000 預留種植槽 815 100200 100200 表1 不同形式垂直綠化造價（單位：元/m 2 ） 圖1   單元式水培種植槽 圖2   灌溉、換水系統(tǒng) 48 HA 07/2018 適宜于建筑外墻面垂直綠化的單元式水培種植槽（圖1）。種植槽由單元式PVC槽體、一體化設計支架、入水管、營養(yǎng)液輸送管、濾網(wǎng)等部分組 成。單元式PVC槽體長400mm，寬100mm，高150mm，上部開三個直徑300mm圓形開口使植物枝葉可伸出槽體外生長，開口利于固定植物根 部，保存培育用營養(yǎng)液與水體不流失，保持環(huán)境整潔。種植槽底部為漏斗形，利于廢水在出水閥開啟時排出。種植槽漏斗部與上部之間配以鐵絲 濾網(wǎng)，可以過濾植物污穢根系，在排水時一同排出，不堵塞入水及營養(yǎng)液輸送，利于種植槽在植物換水時自動清洗。一體化設計支架將入水管固 定于PVC種植槽側上方，在換水時對植物枝根部清洗，營養(yǎng)液輸送管固定于濾網(wǎng)上，可保證營養(yǎng)液直接輸送到植物根系，不至流失。PVC種植 槽與支架、入水管營養(yǎng)液輸送管一體化設計，抽動式裝配，易于植物集中培育后在支架上安裝，更利于植物存活。PVC種植槽拆卸靈活，易于更 換，便于統(tǒng)一后期維護。 水培種植槽垂直綠化的灌溉、換水系統(tǒng)也應納入一體化設計。入水、營養(yǎng)液輸送、排水應分別設有管道及閥門，每層設置（圖2）。分層入水 （營養(yǎng)液）、分層出水可保證每層植物都得到精準澆灌、營養(yǎng)液輸送及清潔，也可保障種植槽的日常清潔。通常來說，水培植物每周進行一次換 水澆灌便可達到清潔、供氧的目的，使植物有效存活。對于灌溉換水后的排水，若加以收集處理，可達到水循環(huán)利用的目的。 綜上所述，外墻垂直綠化對于城市的發(fā)展、綠地面積的緊缺是一種必要的應對手段。發(fā)展外墻垂直綠化，從景觀可控、景觀造價、景觀可裝 配等方面綜合考量，種植槽垂直綠化具有廣闊的發(fā)展空間。傳統(tǒng)的土培種植槽垂直綠化在澆灌、維護上亟待技術更新，而水培種植槽垂直綠化 可在種植槽一體化設計中補足澆灌、維護方向的不足，對環(huán)境美化起到積極作用。                                                                                                資料來源 ： 文中圖表均為作者繪制。 參 考文 獻 1 田朋朋，楊芳絨，劉恩亮，等. 建筑外墻垂直綠化應用研究以鄭州市為例J. 中國名城，2017（10）：51-56.  2 陳建新. 垂直綠化墻的施工及養(yǎng)護管理探討以上海閘北區(qū)綠化管理署辦公樓綠化施工為例J. 中國園藝文摘，2017，33（7）：76-78.  3 許咤，趙梅紅，王麗娜. 談空中綠化對高層建筑環(huán)境的改善J. 山西建筑，2017，43（17）：183-184.  4 郝愛. 淺談園林垂直綠化苗木植物的栽培與養(yǎng)護J. 南方農(nóng)業(yè)，2017，11（15）：32-33.  5 趙勇. 上海市垂直綠化植物的養(yǎng)護管理闡述J. 現(xiàn)代園藝，2017（6）：158.  作者信息： 費    瑩，蘇州大學金螳螂建筑學院實驗師 陳    星，蘇州大學金螳螂建筑學院助理研究員（通訊作者），chenxing0812suda.edu.cn