近40年德国立体绿化研究历程及启示

董楠楠 张昌夷

摘要：文章基于德语学术界的RSWB数据库，使用内容分析法和可视化分析的方法检索德国自20世纪70年代以来的立体绿化相关研究文献，并对照德国立体绿化行业发展状况，从立体绿化研究的起源、技术和政策的成熟及绿色性能化的前沿发展趋势等阶段对德国近40年来关于立体绿化的研究重点进行了梳理，重点分析了德国立体绿化生态技术研究转化为相应政策法规的完善配套过程。在借鉴德国从绿色建筑性能到城市绿色基础设施的交叉研究基础上，文章着重从政策法规完备、性能化交叉研究和综合性规划管控3个角度归纳了对我国立体绿化技术研究与发展的参考经验。

关键词：立体绿化，绿色基础设施，RSWB数据库，德国

德国是较早开展现代立体绿化研究和实践的国家之一。从20世纪60年代开始，德国逐渐开始全面推广现代屋顶绿化和垂直绿化技术[1]。同时德国高校和各类研究机构长期致力于立体绿化的研究。限于语种的原因，其中主要以德语为主的研究文献难以被国内学术界知晓。本文重点检索德语RSWB学术文献库中40年来发表的立体绿化相关文献信息，尝试梳理出德语立体绿化技术研究发展的基本历程。

1 检索对象、统计分析方法与结果

本文检索使用的数据库是德国RSWB数据库，该数据库由德国弗劳恩霍夫（Fraunhofer）信息中心建設，是德国建筑、规划和园林领域文献发表最为广泛的德语学术文献数据库。检索使用“绿色屋顶”（Grundach）、“屋顶绿化”（Dachbegrunung）、“垂直绿化”（Fassadenbegrunung）等关键词，共检索1979-2017年385篇文献。其中包括期刊论文、会议论文、学位论文、行业标准等各类相关文献。

通过文献管理软件Endnote X7.对文献按年代进行分类统计，导出各年代关键词，在Excel中分析词频，再将文献数据库导入软件VOSviewer.使用文本挖掘和聚类函数来分析关键词，集成出一个可视化环境图像，并利用该图像定性分析研究趋势。

通过选取出现超过5次的高频词进一步分析德国立体绿化研究重点，可以看出不同历程阶段中的研究趋势。其中，“屋顶绿化”“垂直绿化”“德国”“生态学…‘绿地”“平屋顶”“绿色屋顶”等关键词自1980年以来持续被关注：而“建筑师”“柏林”“城市生态”“绿化”“植被”“居住小区”“巴登符腾堡州”“规划”“城市绿化”“幼儿园”“渗透”“雨水收集”集中出现在1990年以后。这些常出现的高频词可以集中反映出德国立体绿化持续关注的议题主要是城市生态、城市绿化：主要研究对象集中在平屋顶类型：主要研究的相关技术是植被选择和雨水收集系统：主要研究文献成果涉及地域是柏林和巴符州。

2 文献内容分析

本文用内容分析法（Content Analysis）对文献进行量化分析统计，结合文献量以及德国立体绿化行业发展阶段的时间线，将文献数量变化总结归纳4个主要阶段，如图1.图2所示，具体结合德国立体绿化的行业发展历程分别为：1）初步创立期（1975-1990）；2）技术成熟期（1991-1997）；3）绿色建筑化时期（1998-2007）；4）绿色基础设施时期（2008以来）。

2.1 初步创立期（1979-1990）的德国立体绿化研究：基于环境生态考虑的技术攻关

在1979-1990年，德国立体绿化的研究处于初级阶段，主要关注的是立体绿化对生态、自然、环境保护的作用，从图3可以看出各个研究领域体系相对较独立，学科之间交叉较少。

这一研究状态在很大程度上受到时代发展的影响。20世纪60年代起，环保运动令社会大众开始重视身边的环境问题，城市建设者也开始意识到立体绿化会对生态、环境的积极作用。当时研究的对象大多是居住环境中平屋顶的草坪绿化[2]。这一时期柏林是研究先驱，这得益于1979-1987年的柏林国际建筑展览（IBABerlin）.展览期间，柏林在既有建筑改造中应用了立体绿化技术。在“谨慎的城市更新（carefulurban renewal）”和“批判性的重建（critical re-construction）”主题下，生态建筑、新形式的生活和建筑物改造等开发模式被认为是现代城市发展的标准，进一步推动了立体绿化相关研究成果的发表[3]。

这时期立体绿化相关机构的建立推动了该领域研究的迅速兴起，其中最为著名的是1975年成立的德国景观研究发展与建设学会（Forschungs-gesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau，简称FLL）。该学会是一个独立的非营利组织，其旨在“通过推广和传播植物研究及其应用来改善环境”。它在1981年成立小组编制《屋顶绿化规范》 （ Principles of Green Roofing）。1982年10月《屋顶绿化规范》出台成为德国屋顶绿化的标准规范。1990年，FLL在积累了更多的经验后，推出了更加完善的《绿色屋顶的设计、安装以及后期养护指南》 （Guideline for the Planning，Con-struction and Maintenance of Green Roofing

GreenRoofing Guideline），并且迅速在国际范围内被认可[4]。

同时期，德国于1985年成立德国屋顶园林协会（Deutscher Dachgartner Verband，简称DDV），自20世纪80年代中期.DDV成为另一积极传播生态屋顶绿化的理念推动屋顶绿化的研究与发表的机构平台。

2.2技术成熟期（1991-1997）的德国立体绿化研究：技术体系的完备与法规政策的成熟

1991-1997年，德国立体绿化的研究发表文献日渐增多，各领域的交叉研究围绕着屋顶绿化研究领域日趋丰富，形成了完备的技术与政策体系研究。该时期是屋顶绿化技术发展的成熟期，尤其是FLL推出的《屋顶绿化技术指南》标志着德国在植物配置、屋面构造技术、工艺、材料、施工等方面技术领域的全面成熟。同年FLL协会中的“居住区植物与绿色空间”小组独立出的部分团队成员成立了德国绿色建筑专业协会（Fach-vereinigung Bauwerksbegrunung，简称FBB）， 目的是让绿色建筑有尽可能多的受众，并在建筑商、高校、城市官员、规划者和决策者中起到协同作用，推动更多立体绿化技术的转化。

这期间德国联邦政府和各州政府相继发布立体绿化相关的法律法规。其中包括联邦建设法、联邦自然保护法、环境影响评价法、污水费用法以及各地方法规等，促进和保障了立体绿化的实施。

该时期主要的研究尽管仍然集中在屋顶绿化的生态、环境保护作用，但相较于前10年，出现了更多新的关键词（图4）。例如在技术层面开始关注屋顶构造新技术，同时对屋顶花园材料选择、雨水管理、渗水能力开展了定量研究。这一时期结合德国新能源政策的实施，对屋顶花园的太阳能利用方面的研究开始加强。在社会经济视角方面，也出现了不少文献探讨屋顶多用途空间的设计与使用，文献中开始发展为从“建设”转向“使用”的关注，对屋顶绿化建造成果与效益的讨论日渐增加。这些文献对当时屋顶绿化政策法规的制定提供了充分的支持，并进一步转化为城市“绿地规划”“绿色规划”“城市空置地规划”“发展规划”等生态规划管控体系。

2.3 绿色建筑化时期（1998-2007）的德国立体绿化研究：绿色建筑效能为主导

1998-2007年，该时期是德国立体绿化发展内涵化的一个时期，相应的法规政策基本完备。其中最具有影响意义的是1998年联邦建设法中明确了屋顶绿化作为生态补偿措施和源头控制手段，并将屋頂绿化规定为土地利用规划中最基本的要求。同时在联邦自然环境保护法、环境影响评价法及各地市相关法律和鼓励政策中围绕这一法规性的重大变化完善了配套规范与政策[5-6]。

这段时间立体绿化的研究文献总体数量相比前一阶段有所下降，但是在气候应对措施和环境绩效研究方面的发展显著。同时随着德国绿色建筑体系的成熟，屋顶绿化已经成为绿色建筑综合系统的重要组成部分，涉及到节能减排、增加生物栖息地、提高生物多样性等领域。

这一期间基于不同学科领域的交叉研究是重要趋势，且研究范畴外延迅速扩展（图5）。雨水管理研究是重点领域，其中包括雨水处理、渗透过滤、蓄水箱设计、雨水滞留、减轻雨洪灾害等。

2.4 绿色基础设施时期（2008年以来）的德国立体绿化研究：应对气候变化的绿色基础设施

2007年，德国成立了德国可持续性建筑委员会（Deutsche Gesellschaft fur Nachhaltiges Bauen，简称DGNB）。该机构作为德国可持续性建筑领域中的集成技术支持平台，德国以此为标志正式制定了全国性的绿色建筑评价体系，对可持续建筑性能中的立体绿化专项提出了相应的指标要求。

类似于美国的LEED绿色建筑评估系统.DGNB发展了一套以评价和优化建筑物及城区的环保性、节能性、经济性和使用舒适性等为目标的评价系统。该评价系统分为6大核心要素，即环境质量、经济质量、社会及功能质量、技术质量、建设过程质量和区位质量[7]。根据这一评价体系，实施立体绿化对于环境质量、经济质量、社会及功能质量项均有加分，从而鼓励了可持续建筑中立体绿化的应用。

在最近10年，德国立体绿化的研究出现了大幅增长，从文献数量和关键词广泛度上都有体现（图6）。各领域交叉更多，关键词出现的频率也更平均。除了在屋顶绿化规划政策的新形势下探讨研究外，在技术层面上的研究主要集中在太阳能与立体绿化的集成技术研究。出于近年来气候变化成为全球议题的关注，德国对立体绿化的城市微环境气候调节的效能开展了研究。在雨水管理方面，也呈现出跨专业的学术交叉趋势，逐步被纳入城市绿色基础设施的新兴研究范畴中。

3 启示与借鉴

纵观近40年来德国立体绿化的发展脉络，不难看出德国对立体绿化生态技术的攻关逐步导入到了政策法规的完善配套之中，从而推动了21世纪以来立体绿化从绿色建筑单体的性能研究扩展到城市绿色基础设施研究。随着我国城市中高密度的建成环境及全球气候变化下的生态环境问题日益突出，近年来我国对立体绿化的实践与研究逐渐开始重视[8].对照德国经验，可以在以下3方面进行参考借鉴。

3.1 政策法规完备作为全面机制保障

从20世纪80年代德国出台屋顶绿化规范标准开始，其首先实现了技术规范统一：在此统一基础上.90年代初期强调以地方性奖励政策推广屋顶绿化，重点进行财政补贴、税收减免：1998年联邦德国规定屋顶绿化作为土地利用规划（F-PLAN）中的基本要求，将屋顶绿化强制性纳入城市发展规划，从而形成了从地方到国家完善的法规体系。在此过程中，各类非政府性的绿色环保和行业组织的介入也对政策推广起到积极作用。

我国立体绿化政策法规体系的建设主要始于21世纪，主要有2006年国家质检总局推出的《绿色建筑评价标准》，2007年国家建设部推出的《种植屋面工程技术规范》等。在地方层面，上海、北京、深圳、西安、成都等城市已经逐步从建议奖励政策转为强制性要求，其中包括技术标准、规范条例和发展规划，并制定了绿地率折算、财政补贴等配套法规措施[9-10]。

总体来看，我国立体绿化政策现阶段与德国初期政策状态相似。后面需要进一步借鉴德国完善的立体绿化政策分类体系，建立从国家到地方、从环境保护到城市规划等综合完整的法规体系。

3.2 从单一学科转向交叉学科的综合性能研究

21世纪初，德国日益重视建筑物的绿色性能研究，其关注点从单一学科逐步转向了多元学科交叉。随着立体绿化技术与建筑绿色性能研究不断同步，德国立体绿化性能指标可以充分耦合进城市环境的生态发展中，作为城市建成环境的生态补偿部分。它和单体面积、构造类型、规划指标等都可以建立完整的关联性。德国当前的立体绿化已经是城市应对气候变化的绿色基础设施组成部分之一，与社区绿地、雨水花园、人行道、行车道绿化构成完整系统，从而得到更多交叉学科的技术研究关注。

我国立体绿化事业尽管起步较晚，但是随着海绵城市、数字化研究技术的研究应用，依托高校和专业机构，针对不同气候条件下的立体绿化热性能、雨水处理性能、生态性能等性能化研究已经成为新的热点领域。我国立体绿化研究在绿色建筑技术、生态城市等领域之间的综合研究有待进一步深化，亟需建立多专业跨学科的综合性能理解和研究机制。

3.3 针对绿色性能的精细化管控技术体系

德国立体绿化规划目前已经成为德国城市发展规划中的重要部分。从德国立体绿化发展的第3阶段（1998年）开始，针对立体绿化绿色性能的管控技术成为德国生态性城市规划体系中的强制性内容。进入第4阶段（2008年）以后，立体绿化的要素化管控及其机制逐步融入以性能评价为平台的绿色基础设施整体规划体系中。立体绿化的精细化管控不仅是微观技术手段转化成宏观调控管理的过程，同时也反映出德国城市空间管治体系中的科学化手段。在这些精细化管控技术中，多源数据库及其监测评估体系成为规划决策的重要依据。

随着数字化技术为代表的新技术在城市规划中的应用，我国部分地区可以在时间和空间上实现对立体绿化状态的动态监控。监控过程中，可以结合所在地区的城市环境特点、立地条件、建筑类型等指标进行数据采集，评估所在地区立体绿化发展潜力，从而制定更加有针对性的政策法规。为此，需要借鉴德国经验，建立好三维向度上的城市绿色空间数据库，将二维化城市绿地地理信息与三维化的立体绿化地理信息同步关联，实现对城市立体绿化生态和社会效能的评估与指标确定，确保立体绿化发挥生态和社会效能。

参考文献

[1] KOHLER M，SCHMIDT M Verhundene Hof-， Fassaden-undDaChhegrunung[J].Landschaftsentwicklungund Umweltforschung，1997（105）：1-156。

[2] BARTFELDER F.KOHLER M Experunentelle Untersuchungenzur Funktion v（）n Fassadenhegninungen.A（1987）[M].Berlin：Berlin-Verlag，1987.

[3] KOHLER M，KEELEY M.The green roof tradition in Cermany：The example of Berlin[C]//Creen Roofs.ECologwal Design andConstruction.New York： Schiffer，2005： 108- 112

[4] KOHLER M.Ecologl（|al green r.ofs in Cermany[J] .Journal of theKorea Societv of Environmental Restoration Technology，2004，7（4）：8-16

[5]朱義，李莉，陈辉国内外屋顶绿化政策激励措施[J].同林，2011（8）：14-18.

[6]魏艳，赵慧恩.我国屋顶绿化建设的发展研究：以德国、北京为例对比分析[J].林业科学，2007（04）：95-101.

[7]张凯.德国建筑可持续评价DGNB体系[J].动感（生态城市与绿色建筑），2015（01）：42-45

[8]朱胤齐.我国立体绿化研究现状分析[J].中国城市林业，2015，13（02）：27-29.

[9]孟晓东，王云才.从国外经验看我国立体绿化发展政策的问题和优化方向[J].风景园林，2016（07）：105-112.

[10]梁琛，王云才.国内主要建筑外立面墙体绿化技术比较[J]中国城市林业，2016，14（5）：45-49.