建筑外墙绿化隔热系统之发展趋势

张华立 李光范

(海南大学土木建筑学院，海南海口 570228)

随着我国人民生活水平的提高，建筑面积的大幅增加，能耗剧增，建筑能耗已经成为能源消耗的一个重要组成部分。据统计，目前建筑能耗占我国能源总消费的30%，如果不严格控制，每年将以1%的速度增长，建筑节能刻不容缓。

建筑外墙绿化隔热一般来讲采用反射热能、遮阳、绿化间隙通风及被动蒸发等方式来实现隔热降低建筑能耗。通过植物遮阳和隔热，不仅可以增加绿化面积、美化景观、消耗二氧化碳，而且植物还可以在水分蒸发过程中，降低周围环境温度。外墙绿化不仅可以有效地遮挡日晒阳光，调节微气候，节省建筑的空调能耗，还可以净化空气，吸收二氧化碳，提供更为舒适的人居环境。海南岛具有得天独厚的自然和气候条件，四季常青，日照时间长，气候炎热，空调使用频繁，墙体绿化隔热节能的效果更佳。

发达国家建筑物的立体绿化的推广实施已有十几年，对墙体绿化隔热与节能的实际应用做了大量研究和实验。墙体绿化隔热在发达国家归纳起来主要分为三种:第一种为墙体附着式即墙体绿化系统直接附着在建筑外墙面的绿化模式。所用填充材料种类较多，一般采用防水膜、纤维基质和植物营养盒等复合而成的材料。技术及材料若达不到高要求，植物根系及水的渗入会对墙体有一定损伤，并且不能保证冬季建筑外墙的美观。例如伦敦最高的植物墙在Athenaeum酒店，种植了12 000棵荨麻科植物，使用了超强防水层、强度高的植物毯材料及先进的施工标准来降低植物根系及水的渗入对墙体的破坏。第二种是与墙体分离的外框架绿化(框架材料一般为钢材)供植物攀爬或者生长。外挂轻钢框架，里面放置模块化的植物培养盒，预埋给水排水设施或采用微灌系统为植物提供水和营养液，这种墙体绿化维护成本较高。例如世博会主题馆的世界最大的5 000 m2生态绿墙，采用了每2年～5年换一次的可降解的植物盒和可防治病虫害植物营养液。上海世博会法国馆高达20多米、环绕整个场馆的植物绿化系统也属于这种绿化模式。第三种为攀爬式和种植台式，攀爬式即为沿建筑外墙种植爬山虎、常春藤等攀爬类植物，攀爬式墙体绿化优点是造价低廉，适合大面积普及，缺点则为铺绿用时长，很难四季常绿，更换困难，并且存在着植物高度的限制，只适用于低矮建筑物墙体;种植台式则解决了植物高度不够的问题，即在外墙采用每隔几层设置长条形植物生长台，例如圣地亚哥市的Chilean Consorcio大楼外墙的垂直绿化。

我国建筑物外墙绿化隔热虽起步较晚，但其作为有效降低夏季室内温度的手段和城市绿化的重要组成部分，必将成为城市低能耗及绿化建设发展的方向。我国墙体绿化的材料选用、技术和施工工艺离发达国家有一定距离。目前我国对第一种墙体附着式的防水性能和第二种墙体分离式外框架绿化中伸出建筑主体的构筑、木架、金属丝网等辅助植物攀援模式研究不足。现有第三种攀爬式墙体绿化也大多是植物直接在墙体上攀爬，这样一来对于墙体有一定的破坏作用。许多爬山虎的吸盘和墙面附着的青苔会分泌植物酸，对石灰粉刷的碱性墙面腐蚀性很强，并且由于大面积遮阴及植物的蒸腾作用，加剧了垂直绿化后的墙面的积水现象和潮湿程度，促进水泥砂浆的老化速度，使砖砌体长时间处于受潮状态，给墙体的检修和保养带来不便，若墙体产生裂缝，植物的根系(或根状茎)还会向里生长等。

需要改进的几个方面如下:

1)国内对于墙体附着模式的植物根系及水的渗入对墙体的损伤研究不足。应充分考虑保持外墙的完整性，把植物的根系和水与建筑外墙分开，例如墙体分离式中的轻质钢架与外墙的应用距离可采用英国项目目前使用的6 ft左右的距离。

2)与墙体分离的外框架绿化结构的重量及厚度缺乏控制和研究。我国外框架绿化结构普遍重量偏重，厚度较厚，应尽量优化培养盒及构架的重量和厚度，降低成本，提高安全性，采用轻质的植物盒基质和根系发达的浅根性植物。例如英国构架分离式实践中采用的是0.5 ft厚的培养盒，包括其结构构件厚度总共不超过1 ft即2.54 cm。

3)对不同气候条件下的植物种类的采用及材料的使用缺乏研究。我国地域广，气候分区之间的气候变化显著，因此应规范不同气候分区下的植被种类、轻质植物盒材料的配置和外置构架轻质材料的选用，例如热带海洋性气候下应采用耐高温腌渍环境下的建材。例如结构框架可选用耐腐蚀不锈钢，缆绳材料可选用耐紫外线、耐腐蚀、耐磨损的大力玛纤维缆绳或者剑麻制成的白棕绳或者包塑钢丝网。

4)建筑西立面由于太阳角度低应采用垂直遮阳，植物绿化中则应采用覆盖法，导致开窗通风极为不便。对于构架分离式中的整体绿化存在着通风不足，形式单一等问题。应基于二维垂直绿化，研究三维多层次垂直绿化来增加通风及间接采光。此外一般来讲建筑设计师在设计的时候更关注外表皮的美观性和实施方案的灵活性来满足不同的建筑外观设计效果，因此研究通过控制绿化单元不同的阵列方式和覆盖率对日照进行有目的的过滤也极为重要。

据胡永红专家介绍“上海垂直绿化的成本在每平方米800元～1 000元人民币，欧洲的成本是每平方米800欧元～1 000欧元，而日本的成本则是每平方米10 000日元左右。”预计随着技术的进一步成熟以及规模化的推广，垂直绿化的用料成本将有较大幅度的降低，“市区每平方米垂直绿化的费用可以控制在300元～500元人民币。”因此我国建筑外墙绿化隔热技术研究意义重大，造价的降低将提高大量现有建筑及待建建筑的墙体绿化的普及率，不仅具有巨大经济效益，而且将对我国的生态环保及建筑节能做出重要贡献。

［1］李 娟.建筑物绿化隔热与节能［J］.暖通空调HV＆AC，2002(32):3-22.

［2］张乔松，杨伟儿.攀援植物与攀援绿化［J］.广州园林，1994(3):3-5.

［3］韩冬青.基于空间效益的城市三维网络模型初探［J］.建筑师，2004(111):4-10.

［4］苏雪痕.植物造景［M］.北京:中国林业出版社，1994.

［5］赖尔聪.观赏植物景观设计与应用［M］.北京:中国建筑工业出版社，2002.

［6］http://www.wall21.cn/information_889_details_1769.aspx.

［7］http://www.news365.com.cn/tt/201005/t20100521_2712224_1.htm.