结合攀缘植物的建筑外立面景观营造探究

岳 甲，吕 楚，张柯婷，吴 扬

(1.中国美术学院风景建筑设计研究总院有限公司，浙江 杭州 310000；2.杭州绿城衡宇环境设计有限公司，浙江 杭州 310000)

随着日益增长的生态文明需求与不断增加的城市建筑与硬质铺装之间的矛盾冲突加剧，因此城市的生态建设更加需要开拓新的建设形式。 包含攀缘植物的垂直绿墙作为提升城市生态品质的有效手段之一并没有得到充分的重视。据报道，中国城市建设的垂直绿墙需求面积达到300 亿m2以上[1]。但是城市立体绿化的发展却举步维艰，多依靠市民自发进行小规模的立体绿化建设为主。 造成这种状况的原因除了专业技术壁垒之外，更多是因为建筑专业从业人员和景观专业从业人员都互相把建筑外立面的立体绿化建设归为对方专业范畴，从而导致建筑外立面立体绿化工作成了各专业工作的弃子。 另外因为景观专业从业人员对建筑立面材料方面知识及建筑专业从业人员对景观植物方面知识的匮乏造成即使相关从业人员即使有在建筑立面绿化方面有所建树的意愿，也会出现心有余而力不足的情况。 因此，该研究从常见攀缘植物材料和常见建筑立面材料2 方面入手进行阐述分析旨在为今后的城市建筑室外立体绿化建筑提供一定的参考。

1 研究材料

1.1 攀缘植物特点

攀缘植物是一类不能自由直立向上生长，但可以通过主茎的缠绕或攀缘器官攀缘在水平或垂直空间内生长的植物[2]。

将不同攀缘植物攀缘方式分为如下5 类：①吸附类：只能依靠卷须末端膨大形成的吸盘或气生根吸附于支持物表面或穿入其内部附着而上，对攀缘物体有一定的危害[3]。 代表植物有爬山虎、凌霄。②卷须类：卷须卷绕支持物，支持植株向上生长。代表植物为五叶地锦、葡萄。③缠绕类：通过攀援器官缠绕支持物呈左螺旋或者右螺旋或者不固定左右式上升。代表植物为牵牛花、紫藤、油麻藤。④棘刺类：茎或叶上的刺钩在支持物上支持植株向上生长。 代表植物有藤本月季。 ⑤复合类：具有多种攀援方式。 代表植物为菟丝子[4]。

1.1.1 攀缘植物优点

(1)生态效益

城市中由攀缘植物与建筑立面形成的立体绿化是城市环境组成的重要一部分，在城市整体方面考虑它不仅能够调节城市整体热环境，还可以改善空气质量，也可丰富城市动植物群落结构。 在微环境方面考虑立体绿化可以明显的改善热环境，提高人体舒适度，可以一定程度降低城市中的噪音污染[5-9]。

(2)景观效益

攀缘植物所构建的立体绿化可增加城市绿地率，并且丰富景观层次，不仅美化了城市环境，也提升了城市形象，还极大地缓解了城市绿化用地不足的问题[10，11]。

(3)社会效益

城市中立体绿化总能给人带来区别于钢筋混凝土的亲切感，拉近了人与人的关系，满足市民对绿色环境的需求。 同时优化的立体绿化可延长建筑外立面的材料和建筑的使用年限，而夏季的降温和冬季的保温作用也都可以节约居民用电。 立体绿化在无形中提升了周边环境的品味的同时，也可能带来周边商业价值和房产价值的提升[12]。

1.1.2 攀缘植物缺点

首先大部分攀缘植物的叶片、花朵、根茎、浆果等会招致昆虫、鸟类甚至甚至蛇鼠等爬行类和哺乳类动物的驻留而给人的生产生活带来麻烦，个别开花植物也可能引起部分人的过敏反应[13]。其次在进行立体绿化建设中如果选用植物材料和建筑材料不当，攀缘植物的气根或者分泌物会引起建筑墙面的腐蚀、渗漏、耐久性等问题，从而降低建筑的使用年限甚至带来安全隐患[14]。

1.2 常见的建筑立面材料

根据研究墙面粗糙度越高越有利于攀缘植物的攀缘，因此该研究针对城市中常见的建筑立面材料按粗糙程度进行分类，如表1 所示，观察攀缘植物的攀缘效果是否与建筑立面材料的粗糙度有关系，以期找到攀缘植物与建筑立面材料攀缘效果的原理依据[15,16]。

表1 常见建筑立面材料粗糙程度表Table 1 Common building facade material roughness table

2 攀缘植物攀缘效果探究及景观营造

2.1 攀缘植物的攀缘效果

由于复合类攀缘植物在景观工程中不常见，该研究不做讨论，故分别选取①吸附类：爬山虎、凌霄； ②卷须类：五叶地锦、葡萄；③缠绕类：猕猴条、何首乌、牵牛花、紫藤、常春油麻藤；④棘刺类：藤本月季4 种类型攀缘植物作为研究对象，调查其在实际工程案例中与不同建筑立面材料之间的攀缘效果，结果如表2 所示。

由表2 可见，吸附类攀缘植物的攀缘效果一定程度上呈正相关关系，但是在厚度较小的金属网上不能攀缘，在有一定厚度的玻璃钢格栅和金属格栅可以攀缘[15]。卷须类、缠绕类、棘刺类攀缘植物可以在玻璃钢格栅、金属格栅这种活墙进行攀缘，在砖墙、穿孔板、粗糙石材、粗糙涂料、水泥砂浆、光滑涂料、清水混凝土、瓷砖、玻璃幕墙、金属面板、光滑石材墙面上几乎不能攀缘。

表2 攀缘植物攀缘效果表Table 2 Climbing effect table of climbing plants

2.2 攀缘植物的景观营造

分别选取杭州市布莱顿幼儿园教学楼、 杭州市钱江路附近中河高架桥、 杭州市西湖大道202 号庭院3处攀缘植物立体绿化工程为研究对象研究攀缘植物与不同的建筑材料之间的实际攀缘效果，进而探究攀缘植物景观营造的方式方法。

2.2.1 杭州市布莱顿幼儿园办公楼

该幼儿园外立面改造2019年3月完成，设计意图如图1 所示，靠近墙面区域种植缠绕类攀缘植物油麻藤、牵牛花，用以攀缘钢筋捆扎的攀爬架，意图形成攀缘架区域满铺穿孔板区域无藤蔓的类似绿堡童话世界的状态。常绿的油麻藤作为背景，牵牛花作为花色靓丽的落叶植物作为点缀，意图营造出花叶相间，多季有花四季有景的立体绿化墙。 但是由于油麻藤生长速度远远快于牵牛花、导致1年后油麻藤的生长完全处于强势地位，牵牛花无法充分的照射阳光，如图2 所示。 第2年由于油麻藤的强势生长以及缺少后期维护导致其长满墙体，与设计意图大相径庭如图3 所示。

图1 设计意图Figure 1 Design intent

图2 一年后攀缘效果Figure 2 Climbing effect after one year

图3 两年后攀缘效果Figure 3 Climbing effect after two years

由此可见，不同的缠绕攀缘植物生长速度不同，在搭配种植时容易造成生长优势攀缘植物占据原来给予生长劣势攀缘植物的空间，从而导致景观效果失控。 此外由于建筑立面材料不当的选取导致油麻藤的生长范围不受控制，导致原本的设计意图难以实现，只能通过定期养护，从而浪费了很大的人力财力，不符合绿色建筑的理念。 因此可以通过选取不同的建筑立面材料或者在建筑外立面留出通透的孔洞，来控制攀缘植物的生长范围，从而达到设计目的，营造综合效益高的景观效果[17]。

2.2.2 杭州市钱江路附近中河高架桥

位于杭州市上城区钱江路附近的中河高架桥立体绿化的植物材料主要有缠绕类攀缘植物—五叶地锦和吸附类攀缘植物—爬山虎，建筑材料为清水混凝土、PVC 塑料排水管、铁丝网等。

如图4 所示，只种植缠绕类攀缘植物五叶地锦的桥墩，植物只能在铁丝网和PVC 排水管攀缘，不能在光滑的清水混凝土上攀缘，立体绿化效果较差。 如图5 所示在只种植爬山虎的桥墩可以被其完全覆盖，但是景观效果一般，绿色持续时间不如五叶地锦与爬山虎混种的桥墩。 如图6 所示五叶地锦与爬山虎混种，2 种植物均可爬满桥墩，五叶地锦通过攀缘PVC 排水管及爬山虎藤条亦可攀缘至高架桥底面，且景观效果优于单一的爬山虎桥墩。

图4 种植五叶地锦桥墩Figure 4 Brocade pier planted Virginia creeper

图5 种植爬山虎桥墩Figure 5 Bridge piers planted with boston ivy

图6 种植五叶地锦和爬山虎桥墩Figure 6 Bridge piers planted with Virginia creeper and boston ivy

因此在攀缘植物缺乏攀缘载体时可以利用不同植物的攀缘特性进行混种， 从而达到较好的景观效果。此外不同的攀缘植物拥有不同的叶片色相、花朵颜色、不同的季相景观，可以利用植物的混种从而达到惊艳的景观效果， 例如四季常绿的常春藤与秋天红叶的爬山虎混种即可得到秋季红叶四季有绿的景观效果；夏秋季节有橘红色花的凌霄与四季常绿的常春藤混种，就可以做到即可观花又可四季有绿。

2.2.3 杭州市西湖大道202 号庭院

此处庭院拥有多种攀缘植物材料和多种建筑材料，是研究攀缘植物与建筑材料攀缘效果的一处优质研究对象。 主要植物材料有吸附类攀缘植物凌霄、爬山虎；缠绕类攀缘植物紫藤、猕猴桃、何首乌、牵牛花；棘刺类攀缘植物藤本月季。 主要建筑立面材料有砖墙、涂料、玻璃钢格栅。

由图7 所示由右往左的攀缘植物分别有猕猴桃、藤本月季、何首乌，其中猕猴桃的攀缘效果较好且与玻璃钢格栅互相纠缠形成了独特的美感；藤本月季攀缘效果一般且生长过程中需要人手动牵引，此处缺少阳光所以没有形成茂盛的藤本月季景观效果；何首乌攀缘玻璃钢格栅的效果较好，由此可见玻璃钢格栅对缠绕类攀缘植物攀缘有极大的辅助作用。 此外由于玻璃钢格栅属于活墙，与建筑墙体和窗户有约30 cm 的间隔，可以带来3 大好处：第一，有效地降低因攀缘植物的存在而带来的昆虫进入室内的可能；第二，避免了攀缘植物直接攀缘墙面植物气根和分泌物引起的建筑墙面腐蚀、渗漏、耐久性等问题；第三，这种玻璃钢格栅+攀缘植物的建筑外立面营造方式形成了一堵绿墙，在夏冬两季可以有效地改善室内和庭院的热环境，提高人体舒适度指数[9,18]。

图7 多种植物攀缘玻璃钢格栅Figure 7 A variety of plants climbing the FRP grating

由图8 和图9 对比可知，爬山虎与凌霄混种墙面的藤蔓状态相对与单一种植凌霄的墙面要更饱满。 此外由图8 和图10 可知爬山虎和凌霄在攀缘涂料墙面时，爬山虎的攀缘效果要好于凌霄，故凌霄在攀缘砖墙如图9 所示和攀缘涂料墙时容易脱脚，且墙面下部无叶片覆盖，但凌霄与爬山虎混种则可以有效的改善凌霄攀缘时的缺点。

图8 爬山虎与凌霄混种攀缘效果Figure 8 Climbing effect of mixed species of boston ivy and Chinese trumpet creeper

图9 凌霄攀缘砖墙墙面效果Figure 9 Wall effect of climbing the Chinese trumpet creepe

图10 凌霄攀缘涂料墙墙面效果Figure 10 The climbing effect of Chinese trumpet creepe on paint wall surface

图11 可见牵牛花与钢丝绳的攀缘效果， 可以有限的美化原本比较老旧的建筑墙面且避免了直接攀缘墙面而带来的对墙面损坏，使原本平淡的墙面更加生动。 充分利用建筑材料和特定的植物亦可在建筑立面的垂直方向进行设计， 如图12 所示使用铁丝网在建筑立面上搭建棚架然后利用缠绕类攀缘植物紫藤进行攀缘，既可美化建筑立面，亦可获得一处紫藤廊架，一举多得。

图11 牵牛花攀缘钢丝绳效果Figure 11 The climbing effect of morning glory rope

图12 紫藤攀缘水平方向铁丝网效果Figure 12 The climbing effect of wisteria wire mesh

3 总结与展望

3.1 总结

3.1.1 建筑立面材料对攀缘植物生长的引导

不同的攀缘植物对不同类型的建筑材料有着天差地别的攀缘效果， 在工程实例中钢筋攀爬架、铁丝网、玻璃钢格栅均可有效地帮助卷须类和缠绕类甚至是棘刺类攀缘植物的攀缘生长，进而快速的形成景观效益。 玻璃、光滑石材、清水混凝土、涂料墙、空洞可以有效地阻碍卷须类和缠绕类攀缘植物的生长。在实际工程案例中可以充分利用这一特性，对在工程建设中使用不同的建筑材料引导控制攀缘植物的攀缘效果，从而达到设计意图，进一步丰富建筑的立面形式语言，才能做出有温度有亲和力的建筑景观。

3.1.2 不同种类的攀缘植物组合造景

不同的攀缘植物拥有不同的攀缘器官、花色、叶片、颜色、季相景观，各有优缺点，例如爬山虎在铁丝网和清水混凝土上的攀缘能力强于五叶地锦，但是五叶地锦的叶型美观度要优于爬山虎，因此两者结合即可获得较强的攀爬能力和较为美观的叶型，同时景观效果也有质的提升。 类似的思路还有爬山虎+凌霄可以获得较强的攀爬能力，较为饱满的攀爬墙面和较为美观的花叶相配组合；扶芳藤+凌霄可以获得四季常绿的景观效果，即可观花又可观叶。

3.1.3 建筑立面材料+攀缘植物提升环境美感和改善热环境

攀缘植物与玻璃钢格栅的攀缘效果和布局形式而形成的活墙或者绿墙可以显著的改善人居热环境，提高居住体验，同时可以有效地减少蚊虫进入室内的概率。 攀缘绿化可看作是一种灵活的建筑装饰，可以使用铁丝攀缘绳、铁丝网、玻璃钢格栅等辅助攀缘植物攀缘，攀缘植物可以做到“随形而弯，依势而曲”，是对原有建筑立面的一种有效美化，进而整体提升环境美感。

3.1.4 攀缘植物与设计语言的有机统一

攀缘植物与建筑立面的结合不是简单的能够覆绿即可，还需兼顾生态效益的同时对建筑的设计元素和设计语言起到强化或者丰富建筑立面景观层次的作用。 攀缘植物作为设计的局部必须与整体设计有机统一，如表3 所示不同种类的建筑立面设计语言形式可根据设计意图使用不同种类的攀缘植物，当然一些多边形或者曲线的建筑立面设计语言形式不宜结合攀缘植物进行景观打造，因为攀缘植物会将原有的建筑语言形式给打破。

表3 不同建筑立面设计语言形式与攀缘植物结合情况表Table 3 The combination of different architectural facade design language forms and climbing plants table

如果是旧改项目的建筑立面改造，在甄别原有建筑设计语言的前提下攀缘植物作为遮丑或者提炼设计语言的有效手段，可以对设计品质进行有效地提升。 因此建筑立面与攀缘植物的结合要充分考虑设计意图与美感，且需要考虑到维护的方便性与安全性，才能充分体现绿色设计的理念。

3.2 展望

攀缘植物与建筑材料多元搭配造景涉及建筑学、风景园林、植物学、环境工程等学科，目前实际工程建设中很少有进行统筹全局考虑，因而需要加强各专业之间的有效合作。同时在各自的领域内积极探索新材料和新技术，在城市人居环境日益恶劣的当下，积极研究扩展新型的建筑外墙材料和研究新的攀缘植物造景方式才有利于提升城市的美感和居住体验。