低碳环保植物墙与新型生态化城市探索

秦宏祥　宁文晖　龙静瑶　董昱

摘要：本文对低碳环保植物墙进行了介绍，并从当代植物墙与绿色城市进程、绿植墙的发展、研究内容及研究的重点和工程难点等几个方面进行了论述。

关键词：低碳环保；植物墙；新型生态化城市

一、研究目的和意义

植物墙的净化空气效用显著，经调查1L汽油普通燃烧会造成约3.2g的一氧化碳，但一盆兰草在几分钟内能够吸收掉1.2g的一氧化碳和大量的甲醛。如果在建筑墙面上安置植物墙，以每个墙面300盆植物计算，每一刻钟可吸收等同于10辆家用车一次启动的排放量。植物墙可有效的缓解车辆带来的污染，有效的净化空气，增加城市大气的含氧量，且运营成本极低。

在城市热岛效应大量存在的今天，传统的空调降温方式会增加电能。我们知道臭氧层的破坏主要由空调排放的氟化物引起，而如果在屋顶及墙体覆盖了适合当地生态的植被后，阳光中的红紫外线类热辐射造成的表层上升温度能被植物墙降低15度左右，绝大多数住宅可不再依赖空调降温，这样就减少了氟化物对臭氧层的破坏。在冬天植物墙也能起到保温的作用。这种低碳节能的方式不但能降低用电量，减少火力发电需要，同时也让人们的生活摆脱空调病的困扰。

伴随城市化进程不可逆的推进，噪音污染带来的各种弊端也成为城市建设亟待解决的问题，而植物墙正是解决此类问题的一计良方。植物墙具有噪声缓冲的功效，能为我们的住宅和办公场所减少大量的外部噪声及振动。植物墙将“草地”、“公园”甚至是“森林”带到了的钢铁森林般的城市，这是人类智慧与大自然完美融合的展现。当每一座桥面、屋顶、人行通道、护栏、建筑外墙都由来自另一个世界的绿意支配时，我们居住的城市便会成为人类智慧与自然力量和谐共处的理想之城。

绿色营销在当今社会已成为一个不可忽略的一种营销方式，许多商业建筑都加入了更多的绿色元素以便更好的和客户沟通。植物墙作为这一方面的利器，当我们在向客户介绍产品之前，已提前将产品、服务与环境和谐的统一起来。植物墙可以作为一个行之有效的市场营销手段，可以被设计种植到形象墙、吉祥物或是会议标志中。

二、当代植物墙与绿色城市进程

从上世纪60年代开始，发达国家已经开始相继开展屋顶花园及屋顶的绿化设计。在美国、日本、德国、英法等国家的城市中，城市垂直绿化早已发展成熟，近几年兴起于法国的植物墙集无土栽培、微滴灌、水工艺自动控制等优势技术为一体，这种植物墙具有重量轻、适用范围广、易更换、全年常青等特色，可以满足几乎所有顾客群体的需求，实现独特的“起源式生态修建”（即在建筑规划之初便结合其产品进行设计）。位于荷兰德伊芬的荷兰国家能源公司的设计就应用了植物墙元素，其建筑模型可谓是“起源式生态修建”的标杆。

近年来国内出台了越来越多的关于绿色城市发展的法律法规，例如《北京城市环境建设（2004-2008年）》规划中明确指出：低层建筑中60%以上的屋顶要进行绿化，高层建筑中30%以上的屋顶要进行绿化；2002年11月，上海市绿化管理局发布了《关于组织编制屋顶绿化三年实施计划的通知》，对未来屋顶绿化及相应的立体绿化工作进行了详尽的规划；深圳是国内倡导垂直绿化最早的城市之一，市政府于1999年下发了《深圳市屋顶美化绿化试验方法》的通知。

三、植物墙的发展

在中国，植物墙的发展也有着极其悠久的历史，最早可追溯到新石器时代。如在河姆渡新石器遗址内，就出土过有盆栽绿植纹的五叶纹陶块。唐代人们已普遍接受了吊兰、壁虎藤等植物的垂直绿化。明清时期，对垂直绿化的研究已经从的生活领域进入学术领域，并且拥有了相对完善的理论体系。古罗马时期，由于城市的迅速发展使城镇室内盆栽花园十分盛行。1927年，澳大利亚出台法律，规定建筑墙必须整合加入植物墙技术。随着时代的进步，植物墙也逐步发展起来，并越来越多的进入我们的日常生活。

四、研究内容以及研究的重点和工程难点

室内外植物墙的垂直绿化是本世纪植物墙研究的核心技术点。植物土胚模块、植物盒、金属支架和自控微灌溉系统作为基本组件，通过膨胀螺丝固定在建筑墙体上，并保持八英寸的距离，以保证空气流通与湿度平衡。

灌溉系统经过多年发展已逐渐成熟，它是由控制系统、循环系统和未端灌溉系统组成。未端喷灌由水源、首部系统、输配管道组成。对未端喷灌的自动控制系统的优化升级，也是近年来自控、传感器等学科研究的一个方向。营养液是根据所选配的植物、植物不同时期与时段对养分的需求，以及植物垂直培养的生长特殊性，进行了专业的营养液配方设计。初始安装植物效果与设计效果吻合度达七成以上，一个季度基本达到设计的效果。后期需每年十至十五次调整植物墙生产养分供给与养护周期，并定期对植物进行补种或更换。近年来相关研究的另一重点是水利栽培技术，这项技术是利用人造植物的根系环境，解决传统土培中氧气、水份、养分的供应问题，使植物能更充分的生长。通过无土栽培中的水培、雾培、基质栽培，可以使植物的生长周期与效果最大化。新技术体系中的模块式、铺贴式、布袋式、攀爬垂吊等方式，是利用藤蔓植物的吸附、缠绕或增加安装模块的手段使植物铺设在墙上。

如今国内该领域研究重点和工程难点在于三个方面：1）微灌溉系统的控制技术；2）程序控制器、施肥器、过滤器、UV灭菌器、电子阀、抗阻塞微灌溉滴管等器件的整体调试；3）对能够根据植物生长的情况、所需养分及维持特殊生物环境的自动控制系统的安装调测。解决这些问题需要进行大量的植物种植实验，并对一些具有地域代表性植物的生長条件、隔音隔热效果、空气质量调节效果等大数据进行分析。当然陀螺仪的运用、玻璃清洗喷头毛刷及清洗方式的设计、真空泵结合吸盘缓冲装置的设计、遥控遥感的运用、拉绳材料及楼顶固定装置设计制作、供电供水方式的选择、清洁剂的配制、保洁实时监控等新技术的融合统一也是研究重点和工程难点。

五、结束语

随着人们对新型生态化城市的认识不断的深入，未来低碳环保植物墙会越来越多的进入我们的生活。

参考文献：

[1]林书亮.深圳地区立体绿化现状及存在问题研究.中国园艺文摘.2017-12.

[2]虞莉霞.城市绿色生态植物.园林.2009.12

[3]鲁洁明.苏州地区立体绿化与高层办公建筑一体化设计研究.苏州科技大学.2016.6

作者简介：

秦宏祥，男，出生于1997年3月，本科，从事智慧建筑和电气工程及其自动化方面的研究工作；

通讯作者：

宁文晖，男，高级工程师，出生于1973年7月，硕士，从事计算机通信和智慧建筑方面的研究工作；

龙静瑶，女，出生于1997年7月，本科，从事金融学方面的研究工作；

董昱，男，出生于1996年2月，本科，从事电气工程及其自动化方面的研究工作。