立体绿化在国内城市中的应用研究

李智茂

(浙江农林大学 风景园林与建筑学院、旅游与健康学院，浙江 杭州 311300)

1 引言

随着城市化进程的加快，城市人口迅速扩张。城市中传统的平面绿地不断地被巨大的钢筋建筑所侵蚀。生态用地不足、热岛效应、环境污染等问题日益严重。在此背景下，提升城市绿量是当下最需要解决的问题，立体绿化的出现可以有效地解决城市中绿地面积不足的问题。

2 立体绿化的效益

2.1 美化城市

通过对植物造型可以有机的与建筑相结合，形成组合优势，有效地软化、隐藏建筑的硬质边角，也增加了绿化的立体感和层次感。立体绿化还能用于隐藏城市中的不雅区域，如厕所、垃圾站等。

2.2 缓解城市用地紧张

立体绿化主要包括屋顶花园、阳台绿化、墙面绿化和高架桥绿化。这些绿化形式占地面积小、收益大，一般仅占用构筑物周边土地。

2.3 改善生态环境

植物具有吸收污染气体、降尘的作用，可以有效地改善城市环境。同时植物通过蒸腾拉力作用吸收空气中的热量可以有效地缓解城市中的热岛效应。

2.4 降低建筑能耗

植物可以有效地缓解夏季高温天气状况下对构筑物的辐射影响。通过叶面反射、蒸腾作用、吸收热量达到降低太阳辐射的效果。通过实验分析表明，立体绿化对建筑有明显的降温效果，屋顶草坪绿化可节约空调耗电量约31.4%，屋顶灌木绿化可节约34.4%，立体绿化可节约40.4%[1]。

3 国内外立体绿化发展历程

立体绿化最早出现在原始的农业社会。已知考据主要包括世界七大奇迹之一的巴比伦“空中花园”，公元前17世纪希腊克利特岛的迷宫迷阵。这一时期对于立体绿化的关注还只是处于生产和美观性阶段，经过数千年的演变和发展开始向技术和生态方面转变。近几十年来，国外对立体绿化在政策、技术以及生态效益方面的研究逐渐完善，尤其以德国、日本、新加坡发展最为完善，拥有完整的理论技术。并且将立体绿化作为重要的技术手段用于解决城市化进程中出现问题。

在欧洲，立体绿化发展最早的是德国，也是技术最成熟的国家。20世纪80年代是德国立体绿化的启动期。在1980年墙体绿化作为城市计划在德国柏林开始实施，同时建筑法律规范中都明确有关于立体绿化的相关要求，地方上推广环保立法也是强有力的支撑。1991～1997年从国家到地方相继颁布相关法律法规，以保障立体绿化的准确执行。1998年颁布的联邦建设法案中明确提出将屋顶绿化作为生态补偿的方法。将屋顶绿化强制纳入城市发展规划，规定屋顶绿化为土地利用规划中的最基本要求。早期受到时代的影响，环境保护运动的兴起，研究的内容主要是在生态平衡和环境保护方面的研究，研究对象集中在屋顶绿化上面。1991年以后发展迅猛在材料选择、施工工艺、生态效益方面的研究逐渐增多。现如今研究已经拓展到节约能源、雨水管理、生物多样性等多领域各学科交叉并行。2008年以来，德国成立了德国可持续性建筑委员会 (Deutsche Gesellschaft fur Nachhaltiges Bauen, 简称DGNB)。DGNB发展出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——DGNB建筑可持续性评价系统[2]。通过评价分析体系，肯定了立体绿化在环境质量、经济效益以及生态平衡方面的作用，进而鼓励了立体绿化在建设中的实施。

日本在立体绿化方面起步较晚，但受限于人多地少的因素影响在立体绿化方面的发展较为重视，现已走入世界前列。1991年政府颁布了城市绿化法案，法案中规定建筑建设前需要提供与建筑相对应的屋顶绿化设计，否则不予批准。到1992年出台的“都市建筑物绿化计划指南”中又提出了更加明确、具体的规定。2004年12月, 日本国土交通省颁布并实施了景观法、绿化区域设定、绿化率规划、绿化设施指导意见以及绿化率计算法等, 屋顶绿化被正式认可, 有关屋顶绿化的税收制度改革也已实施[3]。日本政府通过一系列政策条例和绿化率计算方法等来不断提升立体绿化建设的重要性，并通过严厉惩罚和财政补助措施来进行监督。在严厉的奖惩措施下，日本城市的立体绿化面积发展迅速。

我国悠久的历史文化中也记录了许多有关立体绿化的例子。如：春秋战国时期吴王夫差命人在太湖边高900 m的姑苏台上种植了薛荔，后蜀皇帝在成都的城垣上大量种植芙蓉等。20世纪80年代立体绿化在我国真正意义上开始发展。全国各地发展不均，仅在上海、广州等发达地区发展较快。绿化类型主要包括屋顶绿化、棚架绿化以及沿墙面种植攀援植物等。2010年世博会以后，立体绿化形式逐渐增多，建设体量逐渐加大。相比于发达国家，我国立体绿化存在着发展水平较低、立体绿化增长数量较慢的问题。

4 立体绿化在国内的应用案例

4.1 上海西岸传媒港项目——“五维导控技术体系”

上海西岸传媒港项目是我国经典的立体绿化项目之一，是徐汇滨江地区重要的先导项目。园区控规绿地率为10%，通过基于“第二地面”层等概念拓宽立体绿化工程措施、形成体系化的技术解决方案, 最终使绿地率超过30%[4](图1)。

图1 上海西岸传媒港鸟瞰图

上海市园林科学规划研究院以系统性与针对性为核心，发挥各个研究所体系化的技术优势，通过规划设计、生态、植物、后期养护以及土壤五大专业门类为内容构建了“五维导控技术体系”。首先，全区业主较多，各业主需求目标有所差异。为保障绿化工程效果达到既定的开发目标，西岸传媒港绿化工程分别从设计与技术同时入手编制了景观设计导则和绿化工程技术导则。工程环节以工程技术准则为准，保障绿化的景观效果。其次，在季相景观塑造上也有考虑，观花植物以粉色、红色和紫色系为主来营造商业空间热烈、喜庆的氛围。色叶植物则主要以金色与红色来形成季相景观。园区以“百年绿化”为远期目标制定长远计划，在设计时就从土壤、植物防风、间距、植物修剪以及种植池结构方面进行了技术导控，将目标计划落到实处。根据相关标准，屋顶绿化需要土层大于等于1.5 m处才能满足乔木的生长。为了满足植物的长势，避免未来不良的景观效果。西岸传媒港绿化工程制定了等宽式、拓宽式和贯通式3种切实可行的种植池形式设计。

园区内高楼林立，空间结构较为复杂。在设计之前先对场地的微气候环境进行分析。通过分析全年光环境辐射信息得出各空间所适宜种植的植物以及植物种植形式，对设计的科学性有了较强的提升。园区紧邻黄浦江，瞬时风力较大，出于安全影响的考虑分析了场地的风环境，对风力大的区域配套了稳固设施，增加了乔木的稳定性。

西岸传媒港绿化工程首次创建了“五维导控技术体系”，从规划设计、生态、植物、后期养护以及土壤五大专业门类入手，结合理论依据(场地微气候环境分析)和长期管理，系统的解决了立体绿化全生命周期的技术问题。

4.2 上海市委党校项目——经济合理的立体绿化设计

2010年上海世博会成功举办，很多场馆都运用有立体绿化特别是绿墙模式。相比于传统的攀爬钢丝网的模式，绿墙模式拥有建造方便、见效快、植物种类多、后期便于养护等优点。随后绿墙模式在国内受到很高的关注，在国内广泛应用于立体绿化中，但绿墙的建设中也存在许多问题。上海市委党校项目在吸取上海世博会绿墙建设养护方面经验的基础上，在各方面做了一些有益的改进。

上海市委党校项目在设计之初就将绿色建筑、节能减排作为目标，通过运用屋顶花园、模块化绿墙和攀爬钢丝网等立体绿化形式来达到可持续发展的效果。项目主要包括教学楼和学院楼，在建筑东立面运用总面积大约为430 m2的模块化绿墙模式。根据总结上海世博会期间绿墙建设的经验，做了一些设计上的改进。如：①以往绿墙的建设单单只考虑景观效果，在营造景观效果中大量运用多种植物种类进行搭配，并未考虑优势植物对劣势植物的影响。景观效果远远偏离初期的设计预想。并且给今后的使用和养护留下诸多不便。②学习世博会主题馆立体绿化在稳定性和安全因素方面的考虑，并进行了一些改良设计。运用主材的自重以及环境因素的影响稳定在钢结构槽中。同时，横向采用钢板连接两侧卡槽,避免花盆满载后长期中间满载受力容易折断的情况发生[5]。相比于挂钩式大大提高了稳定性。同时，将卡槽设计的宽度大于花盆的长度30 mm，以避免工程误差和热涨冷缩对于卡槽的影响，也便于安装。③在种植介质土壤中掺入50%的椰丝可以有效地改善土壤的透气性和保水性，椰丝具有成本低廉、质量较轻、可以有效减小自重方便施工的特点。

上海市委党校绿化工程建成数年以来运行效果良好，其建设过程中考虑的问题与探索在华东其他地区项目中得到一定的推广，发挥了较好的示范作用。

4.3 中山大学附属第八医院改扩建工程——“花园医院”概念的诠释

中山大学附属第八医院项目采用的立体绿化形式,主要以屋顶花园和阳台绿化为主。首先，设计师借鉴新加坡邱德拔医院的绿色概念，使绿色从建筑中生长出来，诠释了“花园医院”的概念。其次，在建筑设计时就将绿化考虑其中，使立体绿化由以往的被动式填入，变为主动式的设计，更好地使立体绿化与建筑相融合。设计师巧妙地运用不规则蝶形轮廓，增大了建筑外立面面积和阳台空间扩大了立体绿化面积。并且大胆引入“一床一窗”的设计理念，使每个病床都有一扇可以独立控制的外窗，结合窗外的立体绿化给患者带来置身于花园中的感受。另外，建筑外立面的景观墙布满了使用滴灌过滤系统的气生植物，形成室外卫生间的私密屏风。室外，浅水溪流植物为生态池塘提供了主要的水循环过滤系统[6](图2)。

图2 中山大学附属第八医院鸟瞰图

中山大学附属第八医院改造工程从以人为本的角度出发，在设计中引入“花园医院”的概念，运用“一床一窗”的设计理念，营造生机勃勃的氛围，更好地照顾到患者的心里。这种设计理念是未来医院立体绿化设计中重要的发展方向。

5 结语

5.1 完善的法规体系与援助性政策

立体绿化的有效实施离不开完善的法律体系与援助性政策互补作为保障。从国外发展过程中可以看出，国外的法规政策具有强制性、自上而下以及目标明确等特点。在初期通过强硬的政策可以在短时间内迅速增长大面积的立体绿化。但企业和个人在一定时间内加大了投入又短时间内看不到绿化效益，进而拒绝立体绿化的建设。政府又通过出台援助性政策，包括绿化材料援助、直接或间接财政补贴以及开展竞赛、体验等方式鼓励公众参与立体绿化建设，加深对立体绿化功能的认识。

5.2 合理协调建筑设计与立体绿化

“新加坡的人行天桥在建造之初就与桥身结合同时配建了绿化种植系统以及灌溉养护的管线”[7]。日本和德国也有相同的法律法规：建筑建设前需要提供与建筑相对应的屋顶绿化设计。在发达国家，立体绿化设计与建筑设计是同步进行的，双方从项目之初就开始保持良好的沟通，使立体绿化的建设与建筑本身相融合，避免立体绿化成为建筑的“附属品”。

5.3 追求生态、经济、可持续性综合效益

追求生态、经济、可持续性综合效益是立体绿化未来的发展趋势。立体绿化行业要向产业化发展，集生产、建设、营销一体化的产业服务，达到提高效率、保障质量的目的。同时注重提升立体绿化的综合效益，从前期的材料选择到后期的养护管理都要始终贯彻可持续发展的理念，如注重清洁可循环材料的使用，避免高污染建材的设计。在植物方面尽量选用当地原生植物，减少后期的养护成本。同时也可以结合“屋顶菜园”等理念，在满足生态景观效益的同时获得一定程度的经济效益。