室内植物墙空气净化效果的研究

王珂

图01 室内植物墙剖面结构图

1 概述

室内空气质量（Indoor Air Quality） 的概念是20世纪70年代后期在一些西方国家出现的。由于人们80%以上的时间在室内度过，室内空气质量对人类健康有着重要影响。室内空气污染物主要来源于家具、装饰装修乃至室外大气污染。尤其对于大气污染愈发严重的我国，如何解决室内空气污染的问题已经成为研究热点。

植物墙（Green Wall）[1-6]是一种脱离土壤、与建筑融为一体的立体绿化形式，也是一种节能环保的建筑绿化形式。室内植物幕墙，是指将室内墙面全部或部分种植、覆盖绿色植物；由支撑防水系统、灌溉系统、栽培容器、植物等共同构成的轻质栽培系统。不仅可以满足人们对自然界的绿色视觉需求，而且可以净化室内空气、降温增湿，陶冶生活情操。室内植物墙不仅属于园林绿化的一种形式，也属于室内装修范畴，既可以节约室内空间获得较大的绿化面积，又可以提高室内空气质量，因而越来越受到人们的青睐。

众所周知，植物本身可以吸收有害气体，同时其叶面茸毛还可以吸附、截留PM2.5等可吸入颗粒物，但单棵植物效率较低。植物墙由于其高密度的植物排列，可以高效去除空气污染物，对于空气污染物有着高效净化作用。目前对于室内植物墙的空气的净化效果研究较少，定量的评价其空气污染物治理能力是推动其普及和发展的重要依据。所以，室内植物墙的实施方式以净化效果成为了我们研究的重点[7]。

2 室内植物幕墙的组成

室内空气净化植物墙主要包含背板、种植容器、基质、植物、灌溉系统等几部分，下面我们将分别对各部分的实现要点以及注意事项进行介绍（图01）。

室内墙体绿化防水是关键，其背板的选择必须具有防水性，室内植物幕墙一般选用pvc板配合金属龙骨作为背板，同时要考虑所在位置墙体的牢固程度，非砖砌墙体不宜用于固定金属龙骨，可通过其他方式实现背板纵向固定。

图02 室内植物墙的背板制作方法

图03 室内植物墙种植毯的固定

图04 会议室室内植物墙

图05 接待大厅室内植物墙

栽培容器是植物幕墙的核心部件，它可以是植物纤维或合成纤维做成的种植袋，也可以是各种高强度有机材料制成的可拼装的种植盆。墙体绿化种植容器一般包括种植箱、种植盆、种植毯等，由于室内空间较为有限，应尽量选择种植毯的方式，以节省室内墙体绿化占地面积，同时降低对墙体承重的要求。

种植基质必须具有良好的吸水性以及保水性，考虑到背板受力，应选择轻质基质，同时由于一般室内采用循环水灌溉的方式，应该尽量选择无渣、不污染水源的种植基质。由于水流过大，容易破坏植物根系，一般选择顶端滴灌的方式，然而滴灌容易堵塞滴头，水中悬浮颗粒物的处理是重中之重。

在植物选择方面，尽量选择覆盖力强、根系浅， 以须根为主的植物， 这样植物的根系与介质结合快而紧密。还应选择观赏性佳的植物， 以观叶为主， 叶片要求厚重而且紧密， 株型低矮整齐， 四季观赏效果好的最佳。选择综合抗性强， 耐湿热、耐旱、耐强光或耐荫，同时又能耐寒、病虫害少的植物品种。一般常用的室内垂直绿化的植物有凤尾竹、绿萝、鸟巢蕨等。避免在室内使用释放有害花粉的植物。

植物墙的艺术效果是通过植物的排布图案体现的，只有出众的图案才能表现出一个作品的不凡，而良好的图案不仅需要艺术修养，还需要对植物习性有充分了解，同时应考虑到地域环境以及业主对于装饰性的特殊要求。

在灌溉、补光系统方面，不仅需要能够有效的按时对植物墙进行灌溉，还应考虑到噪音、光污染的问题，尽可能将浇灌时间、补光时间安排在无人时段。

3 室内植物墙的工程实践

中国建筑工程总公司技术中心根据上文所述室内植物墙基本构造进行了大量的工程实践（图02），以紧邻墙面焊接的钢架作为植物墙的支撑，在钢架上铺设防水背板，并将种植袋、灌溉管路固定于背板之上（图03）。

采用集水槽循环水的形式进行蓄水并自动灌溉，选取色温为4 000k的光源对光线较差位置的植物墙进行补光，以维持植物生长的基本光照度（约500lux）。

在室内植物墙正常运转和植物的存活的前提下，为了实现室内空气净化效果，根据美国宇航局研究结论[8-9]我们选取了凤尾竹、虎皮兰、绿萝、吊兰、龟背竹（图04-06）等多种释放氧气、吸收有害物质的室内健康植物作为墙体绿化的主要植物品种，对几个室内墙面进行了室内墙体绿化施工。

图06 办工室室内植物墙

图07 可移动室内空气净化植物墙

图08 室内湿度的对比图（纵坐标单位为相对湿度，横坐标为时间）

图09 室内温度的对比图（纵坐标单位为摄氏度，横坐标为时间）

表01 室内空气污染物去除检测结果

为了促进室内空气的微循环，在植物墙下方循环水池上安装了静音风扇，方向平行于墙面，这样不仅有利于植物叶面与空气的交换，也有利于加大有效接触面积，提高植物对污染气体的吸收效率。

4 室内空气污染物治理检测

为了定量检测室内植物墙对于不同有害空气污染物的净化效果，我们制作了可移动空气净化植物墙，上方为1m2面积大小的植物墙，植物选用30%金边吊兰、30%绿萝、30%袖珍椰子以及10%龟背竹，下方为循环水池（图07）。

根据国家标准《室内空气质量标准》GB/T18883-2002中相关的检测规定，对室内植物墙的空气污染物去除效果进行了检测，检测方法如下：

（1）试验在密闭的容积为30m3的测试舱中进行，将1m2植物墙放在测试舱内。

（2）将污染物释放源一次性投入测试舱内，开启风扇使释放源与舱内空气混合均匀，关闭风扇，采样检测舱内污染物浓度为初始浓度。

（3）开启植物墙下方静音风扇，促进舱内气体流动，使植物墙正常运行，4h、6h后分别采样并测定舱内污染气体浓度。

我们利用植物墙分别对PM2.5、PM10、甲醛、苯、甲苯、TVOC（总挥发性有机物）等有害气体进行了净化实验检测。采用大气采样仪进行气体采样，检测仪器分别为：微电脑激光粉尘仪、分光光度计、气相色谱仪等（表01）。

检测结果表明室内空气净化植物墙在生态建筑节能系统里表现良好，可以起到净化空气、节能双重效果。经检测，生态墙对室内甲醛、PM2.5的去除率分别达到90%、80%。

在150m2房间内制作了8m2植物墙，植物选用30%袖珍椰子、20%吊兰、30%龟背竹以及20%巴西美人，利用湿度仪检测已安装与未安装植物墙房间24h内湿度变化情况，并进行了对比[10]。

图08为该建筑室内相对湿度实测图[11]，蓝色为安装了植物墙的房间，红色为对比组无植物墙房间，图09为该建筑室内温度实测图，红色为安装了植物墙的房间，蓝色为对比组无植物墙房间。由以上实验数据可以看出植物墙对建筑物内的温湿度调节作用十分明显，植物墙可使室内温度降低3-5℃，湿度提高10-20%，可以减少夏季空调使用率，起到低碳节能的目的。

5 总结

综上所述，我们对室内植物墙构造及其空气净化效果进行了深入研究，在保证植物正常存活的前提下，通过植物的选择、空气微循环的促进等手段提高植物墙的空气净化效果。对不同空气污染物进行了净化效果检测，结果表明室内空气净化植物墙可以有效降低室内各种有害空气污染物浓度。在我国空气污染愈发严重的今天，本研究将为我国室内植物幕墙产业的推广提供了有力的依据。

[1]董科儿.浅析城市空间的立体绿化[J].美与时代,2007,(1):86-88.

[2]谢浩.建筑垂直绿化的设计探析[J].景观规划.2012,(11):125-126.

[3]陈勇苗.垂直绿化生态墙的施工技术[J].建筑施工.2012,(11):78-79

[4]张营,江益超.浅谈中外城市立体绿化[J].上海商业.2009,(12):59-61.

[5]薛菊.浅谈工业建筑的绿化设计[J].工业建筑.2007,(1): 43-46.

[6]王力国,常延聚.城市地段空间生态设计影响要素探析[A]//中国城市规划学会.2011城市发展与规划大会论文集,2011:34-36.

[7]王珂.室内空气净化植物墙与空气治理[A].毛志兵.中国建筑2012年技术交流会优秀论文集.北京:中国建筑工业出版社,2012:48-52.

[8]Wolverton B C.How to Grow Fresh Air[M].New York: Penguin Books,1996.

[9]Wolverton BC, et al. A study of interior landscape plants for indoor air pollution abatement: an interim report[J]. NASA. July,1989.

[10]江素霞.（AEP）生态建筑节能系统[J].建筑艺术,2012, (11):124-125.

[11]江素霞.生态建筑节能系统研究[J].建筑电气,2014,(5):32-37.