表皮绿化在高层建筑中的应用

马珂伟

(长安大学 陕西 西安 710064)



表皮绿化在高层建筑中的应用

马珂伟

(长安大学 陕西 西安 710064)

近些年，随着可持续发展的概念越来越深入人心，无论发展中国家还是发达国家，都越来越重视实施节能、节材、降低碳排放的城市发展政策，绿色建筑技术也逐渐成为了建筑设计行业内的热点之一。

随着科技与材料的不断推陈出新，直至今日，建筑师们越来越重视建筑表皮氛围的营造，在众多的概念性创新建筑和国际级建筑设计竞赛中，以绿色植物建筑表皮为代表的生态设计理念也开始占据一席之地。

高层建筑；建筑表皮；环境生态影响

随着城市的扩张、人口的膨胀，住宅、办公楼越建越高，高层建筑节约了空间，但同时也带来人与自然植物接触少，不利于身心健康及城市热岛效应增加等一系列问题。在高层建筑上增加园林绿化面积是解决这些问题的有效途径之一，因为城市土地局限性及高层建筑空间的寸土寸金，无法进行大面积的平面绿化，所以在高层建筑的外立面进行绿化，以增加绿化面积已成为必然趋势。但长期以来有很多技术难题一直难以突破，例如结构安全问题、种植施工问题、给排水问题、维护管理难等问题，都困扰着高层立体绿化的发展。

一、研究背景

(一)城市化进程迅猛发展。现在的中国经济、社会等各方面都处于一个高速发展的过程中，伴随着城市化进程越来越快，各大城市大兴土木，导致市区内的绿化面积越来越小，生活环境越来越差。改革开放的二十年里，我国虽然在民生、医疗、健康、文化生活、教育等方面的成就有目共睹，但是也相应地出现了许多现代化的、没有新意的的城市建设。同欧洲发达国家相比，我国的城市在社会治安、秩序、政治文化发展、拆除旧房、消除贫困、生活服务等方面长足的进步。

(二)高层建筑的大力发展。高层建筑的定义：高效使用城市用地面积，垂直方向上使用相同或者类似平面或形式，形成建筑体量内房间数量多、而建筑形象挺拔向上耸立是在大城市非常常见的建筑形式。考虑到现代城市人口密度的加大，城市规划者们除去将城市向外部四周扩建的手段后，必须将使用空间向垂直方向做文章。如今，非常可观的高层建筑正在兴建着。而高层建筑的根本属性是建筑整个立面面积总和大大超过了建筑本身的占地面积。

(三)建筑与城市环境之间的矛盾抗争。纵观各类媒体，由于建筑设计的不科学和未经深入调研从而产生了与自然的冲突导致了生活环境和植被的损坏，这样的新闻比比皆是。最根本的原因归结于建筑和周边环境产生了不和谐的矛盾，由于生活实用空间的愈加狭小，人与人之间的距离越来越拥挤，而建筑与周遭环境对于我们来说在正常工作、生活、日常学习上的需求是相当关键的因素。从而我们可以说建筑与其周边环境之间的和谐关系是我们能够提高居住质量的老百姓们真正关心的问题。

二、研究意义

(一)绿色植物表皮对城市及建筑本身产生的影响。1.绿色植物表皮在城市层面的影响：(1)减少城市热岛效应；(2)改善空气质量；(3)碳封存；(4)美学吸引力；(5)为城市居民带来心理影响；(6)提供生物多样性，营造自然动物栖息地；(7)隔绝噪音。2.绿植建筑表皮在建筑层面的益处：(1)提高建筑能源效率；(2)内部空气质量、过滤空气、促进氧化作用；(3)健康益处；(4)建筑外墙保护；(5)减少室内噪音；(6)农业益处。

三、建筑表皮绿化系统

建筑表皮绿化系统按照植被设置不同能够划分以下几类：藤蔓式植物建筑表皮绿化、模块式建筑表皮绿化以及附着式建筑表皮绿化。

(一)藤蔓式植物建筑表皮绿化。藤蔓植物在生长时需要依附其他支撑物体以节省支撑组织所需的能量，进而达到快速繁衍的目的。在进行墙面绿化时可以利用这一特点，使其通过攀附墙体、缠绕线条网格等方式进行生长。利用藤蔓植物攀附生长的特点对建筑进行垂直绿化的方式被称为建筑墙体绿化，这是墙体生态绿化系统的主要部分和重点。这种方式的绿化主要针对大面积实体外墙，利用藤蔓植物攀爬、吸附、缠绕等本能对建筑外立面墙体、屋架、露台、窗等部位进行绿化建设。利用藤蔓植物进行墙面绿化简单易行，并且容易更换，可根据偏好每年替换不同的植物。

(二)模块式建筑表皮绿化。模块式绿色植物建筑表皮是在模块化的构件内附着种植容器，在模块内种植植物再将其安装至墙面以实现建筑垂直绿化的目标。

(三)铺贴式墙体绿化。铺贴式墙面绿化方式是将植物生长所需的基质直接铺贴在墙面上，然后在栽培基质内种植植物。这种绿化系统可以在工厂内进行标准化生产，由栽培基质、植物和灌溉系统共同组成，并可以提前一至两个月进行植物培育。

四、绿植表皮的主要功能与设计目标

(一)改善建筑立面热性能。减少建筑耗能厚厚的植被层具有外墙隔热和遮阳的功能，可防止冷、热空气通过建筑墙体与大气产生交互，同时限制建筑外墙表面吸热或通过玻璃窗传递热量。因此，简而言之，绿植表皮在寒冷的季节可为建筑提供隔热保障，在炎热的季节则能为建筑遮挡阳光。绿植墙的蒸腾作用也能形成一小小的低温空气区，尤其是在绿植表皮和建筑外墙之间，但同样在有些情况下也会产生于紧邻建筑外墙的空间内，这将进一步在炎热的气候中辅助建筑外墙的传递热量。

(二)在附近户外区域形成温和的微气候。植物通过遮挡和蒸腾作用可以明显降低其附近区域的温度。如前面举的例子日本福冈大厦项目。建筑水平方向和垂直方向厚重茂密的植被造就了该项目的特殊形态，而建筑在地理位置上与公园相邻意味着该地区最主要的特色便是大量的绿地空间。该项目向大家展示了以较大规模为目标的整体绿植墙，它不仅降低了温度、改善了建筑周边的微气候环境，还通过缓解城市热岛效应而改善了城市整体环境质量。显而易见的是，在大量的绿植墙和垂直植被面积以及园林的共同作用下，将会吸收更多的太阳热量，释放更多的氧气，从而显著增加环境方面的益处。

(三)改善室内外空气质量。无论从整个城市角度还是某栋建筑范围内，植物在光合作用过程中都能够释放氧气并吸收二氧化碳。植物叶片表层可以吸收大气颗粒物，从而阻止它们进入建筑系统中。这些颗粒物会在建筑内大量积聚并产生再循环的副作用。

五、案例分析

保圣那集团总部大楼：保圣那总部大楼位于东京市中心，高9层，占地面积20000平方米，是日本著名猎头公司保圣那集团的办公大厦。保圣那集团并没有重新建造一栋新的写字楼，而是对原有建筑进行了改造，在建筑外墙和上层构造中融入了新的设计。

绿植墙安装在建筑的东侧和南侧立面，从二层到九层，朝向主街道的交叉路口。整个绿植墙几乎覆盖了这两个受到阳光直射最多的立面近三分之二的面积。恰好这两个立面的方向与交通主流向一致，公众可见度最高，因此绿植墙的安装也赋予了建筑强烈的品牌形象识别特性。

设计师采用了最先进的农业技术实现了在大厦内培育植物和双层绿化立面的目的。绿植墙不仅起到了遮挡阳光的作用，还会随着季节的更替而产生变化，现已成为附近区域的重要地标，充分展现了城市农业的重要性以及当地公共贡献意识的增加。

六、结论

由于目前国内优秀的建筑表皮绿化案例较少，大多数绿色植物的利用还停留在使用爬山虎、紫藤等攀缘类植物覆盖建筑立面上。之所以国内较国外的建筑立体绿化差距如此之大，是国内建筑行业内缺乏系统的标准和技术交流，环境保护及城市规划等相关部门的决策者没还未重视到垂直绿化给城市环境带来的生态影响并予以政策和技术上的支持，导致现在城市立体绿化程度不及国外发达国家。

马珂伟(1990.07-)，男，汉族，陕西西安人，在读研究生，长安大学，研究方向：建筑设计及理论。