基于“海绵城市”建设理念下立体绿化工程施工技术分析

马国鑫 翟晓强 胡永亮 程宝康 王 鹏

在“海绵城市”的构建中，立体绿化工程是一项重要的环境改善措施，得到业界的广泛关注。立体绿化工程从多个维度将绿化引入城市，包括地表、地下和空中等，创造出更加丰富多样的绿化空间，为城市注入了绿色和生机。立体绿化通过垂直绿化、空中绿化和地下空间绿化等多种绿化形式，不仅改善城市环境质量，还可有效解决雨水管理、生态保护等问题，优化了城市的生态系统。

1 “海绵城市”理念与立体绿化的关系

随着城市发展速度不断加快，城市的环境问题愈发明显，如城市内涝、水资源短缺、生态失衡等，引入“海绵城市”理念成为解决城市可持续发展难题的重要路径。

立体绿化是“海绵城市”建设的关键措施之一。“海绵城市”强调城市要像海绵一样，具备良好的吸水、存水和排水能力，以便应对极端天气和自然灾害。立体绿化作为一种多功能的城市绿化形式，恰恰满足了“海绵城市”的要求。通过在立体空间设置绿化，可以增加城市的吸水面积，减少城市的地表径流，改善城市的水文循环，降低洪涝风险[1]。

立体绿化为城市提供了丰富的生态价值，如改善空气质量、降低噪声和净化环境等，是实现海绵城市的重要手段。此外，立体绿化还与“海绵城市”理念中的水资源管理有着密切的联系。它可以通过雨水的收集和利用，最大化利用雨水资源，减轻城市排水系统的负荷。在“海绵城市”理念的指导下，立体绿化成为一种创新的雨水管理手段，通过绿化屋顶、垂直绿化和地下花园等形式，储存、净化并利用雨水，从而提高城市的自主水资源供应能力。

2 立体绿化工程的前期准备和设计

2.1 绿化植物的选择和配置

在选择绿化植物时，需要综合考虑植物的生态性、适应性和美观度。首先，要选择适应当地气候和土壤条件的植物，确保它们能够在特定环境下茁壮生长。其次，要注意植物的生态功能，如吸附颗粒物、净化空气、调节气温等。最后，应考虑植物的生长速度和形态特点，保证绿化效果的持久性和美观度。

在绿化植物的配置上，需要考虑植物的搭配和布置。一方面，要根据不同植物的生长习性和高度进行合理搭配，避免植物之间的相互竞争和遮挡。另一方面，要根据立体绿化的形式，对绿化植物进行合理的布置和排列。在配置时，要注意植物层次感和色彩的搭配，创造出丰富的景观效果[2]。

同时，还需考虑植物的养护难度和成本，选择易于管理和养护的品种，确保立体绿化工程的可持续性。在绿化植物的选择和配置过程中，应充分融入当地特色文化和生态特点，与城市风貌有机融合，营造出宜居、美观且具有生态功能的立体绿化空间。通过科学的选择和合理的配置，可以为“海绵城市”建设注入活力，为城市居民创造健康的生活环境。

2.2 结构设计和施工方案制定

在“海绵城市”建设理念的指导下，结构设计和施工方案制定需要充分考虑城市环境、水资源管理和绿化效果等多方面因素，以实现立体绿化工程的可持续性和综合效益。

2.2.1 结构设计

结构设计是立体绿化工程的重要环节。设计人员需要根据具体的绿化形式进行结构设计，确保绿化设施的稳定和安全。墙体绿化的结构设计要考虑支撑结构、排水系统和植物生长空间等因素，垂直绿化屋顶的结构设计要考虑承重结构、防水层和土壤层的配置等。在结构设计过程中，需要充分运用工程力学、建筑学和植物学等专业知识，确保立体绿化设施与建筑物相协调。

2.2.2 施工方案制定

制定科学合理的施工方案是保证立体绿化工程质量的关键。首先，要根据结构设计要求，制定详细的施工工序和流程，明确每个施工环节的具体操作步骤和技术要求。其次，要充分考虑现场施工条件，制定合理的施工顺序和时间计划，确保施工进度和安全。最后，需要考虑植物的种植和养护，制定科学的种植方案和养护计划，保证植物的健康生长和长期养护。

在结构设计和施工方案制定过程中，团队之间要密切合作，建筑师、结构工程师、园林设计师和施工人员等要相互配合、通力协调，确保立体绿化工程的顺利实施。通过严谨的结构设计和施工方案，才能实现立体绿化工程的美观、安全和可持续发展，创造宜人的绿化环境。

3 施工技术和方法

3.1 垂直绿化技术

垂直绿化技术是在垂直的建筑表面，如墙体、屋顶种植植物的一种绿化手段，旨在将城市的垂直空间转化为生态绿化空间，增加城市的绿化覆盖率，改善环境质量，实现“海绵城市”的建设目标[3]。这种技术不仅丰富了城市景观，还有助于降低气温、改善空气质量，为居民提供健康舒适的居住环境。

墙体绿化是垂直绿化的常见形式，是指在建筑物的外墙表面布置绿化，通过特殊的支撑结构和技术手段，使植物能够在垂直的墙面上生存。在施工过程中，首先需要评估建筑结构，确定适合的墙体位置，验证负荷承受能力。其次，选择适宜垂直环境的植物种类，并考虑植物的生长习性和养护难度。再次，安装支撑结构和灌溉系统，确保植物的稳定生长和养分供应。最后，进行植物养护，定期修剪、施肥、防治病虫害，保证植物的健康生长和整体效果。

屋顶绿化是将植物种植在建筑物屋顶上，形成绿色景观空间。在屋顶绿化的实施中，需要注意屋顶的承重能力，确保屋顶能够承载绿化设施和植物的重量，还要考虑防水措施，避免渗水漏水。屋顶绿化植物的选择，需要考虑植物的生长高度、根系结构和环境适应能力[4]。此外，还需合理设计排水系统，避免过度积水对植物和屋顶造成影响。

以上海绿地世博花园为例，屋顶种植了各种耐旱植物，如多肉植物、草本植物等，这些植物能够在屋顶环境中生存，并通过蒸腾作用调节环境的温度和湿度，形成一个自然的“空调”系统。草本植物生长茂盛，具有固定土壤、减少水土流失的作用。

3.2 空中绿化技术

空中绿化技术是一种创新的绿化手段，是指将绿化延伸至空中，通过在高层建筑、天桥、高架路等位置种植植物，创造出独特的空中绿色景观。该技术不仅可以增加城市绿化面积，还能够降低城市温度，为居民创造宜人的居住环境。

3.2.1 空中花园

首先，需要选择合适的建筑物或场所，并进行详细的规划，综合考虑承重、风向、采光等因素，确定花园的位置、面积和形状。其次，选择土壤，一般使用轻质、排水性好的土壤，以减轻负荷，确保植物生长所需的营养和水分。再次，设计空中花园的景观布局，设置花坛、草地、小径和水景等元素，综合考虑人流量、观赏视角和休闲功能，合理布局景观元素，营造宜人的环境氛围。最后，根据设计方案进行景观设施施工，如休息座椅、凉亭、栏杆等，同时还需要进行灌溉、排水、照明等基础设施的建设，确保花园的正常使用。

3.2.2 悬挂花园

首先，需要评估建筑结构能否承受悬挂花园的重量，根据评估结果加固和改造结构。其次，设计并安装悬挂篮或悬挂架，用于放置植物的生长基质和根系。悬挂篮要具备良好的排水性，防止水分积聚影响植物的生长。再次，悬挂花园的植物要具备较强的生存能力、抗风能力、抗旱能力和适应能力。将所选植物悬挂于篮子或架子上，根据设计要求合理布置，创造出美观的立体绿化效果。最后，定期维护和更新植物，及时更换过大或衰老的植物。

3.3 地下空间绿化技术

3.3.1 地下花园

地下花园是在地下空间种植各类植物，打造类似地上花园的绿化景观。在地下花园的设计中，光照、通风和温湿度是关键因素。由于地下光照有限，必须采用合理的照明系统来模拟自然光照，为植物光合作用提供足够的光能。同时，通风系统的设计也至关重要，必须保证地下空气流通，维持适宜的气候环境。对于温湿度的控制，可采用智能化的温湿度调控系统，确保植物生长环境的舒适性。在选择植物种类时，应当考虑植物的适应性和耐受性，选择能够在地下环境生长的植物，如地下茎、地下根系较为发达的植物，能够适应相对较差的光照和湿度[5]。

以某城市的地下商业中心项目为例，设计师采用地下空间绿化技术，打造了一个引人入胜的地下花园，以提供独特的购物休闲体验。地下花园位于商业中心的地下二层，总面积约为1000 m2。由于地下环境的光照有限，设计师在地下花园的天花板上设置了发光二极管（Lighting Emitting Diode，LED）灯，可以根据不同植物的需求调节光照的颜色和强度。光照系统通过改变色温和光照强度，模拟白天和黄昏的自然光照，为植物提供足够的光能进行光合作用。此外，为了保证地下空间空气的流通性，设计团队设计了一个智能化通风系统，通过地下花园的入口和出口引入新鲜空气，并利用通风管道将空气循环出去，不仅保证了新鲜空气的供应，还避免了地下空气的混浊问题。

3.3.2 绿化隧道

绿化隧道是将绿化引入城市的地下隧道中，使隧道内部充满生机。通过在隧道内部引入绿化，如墙体绿化、悬挂花园等，可为通行者创造一个绿意盎然的环境。隧道内的绿化不仅具有美化空间的作用，更具有生态价值。隧道绿化可以通过植物的光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，从而达到净化空气，改善通行环境的目的。同时，植物的蒸腾作用也有助于提高隧道内的湿度，创造出了更加舒适的环境。

4 水资源管理和植物养护措施

4.1 雨水收集与利用系统设计

在“海绵城市”建设理念下的立体绿化工程中，雨水收集与利用系统设计是至关重要的一环。该系统不仅可以最大限度地利用雨水资源，减轻城市排水系统的压力，还能为绿化提供水源，促进植物的健康生长。雨水收集与利用系统设计步骤如下：

1）雨水收集。在立体绿化工程中，可以通过设置雨水收集设施将雨水收集起来，如雨水收集槽、雨水花园等。雨水收集设施可以设置在不同的绿化空间中，如地表绿化、墙体绿化和屋顶绿化等，实现多角度、多层次的雨水收集。还可以利用城市道路的排水系统，将雨水引至收集设施中。

2）雨水处理。收集起来的雨水需要经过处理才能被有效利用，可以采用雨水过滤和净化等技术，去除雨水中的杂质和污染物。例如，可以设置雨水过滤池、沉淀池等设施，使雨水经过过滤、分离等处理后达到一定标准的水质要求。处理后的雨水可以用于绿化浇灌、补充景观水体，甚至可以进一步处理，作为城市非饮用水。

3）雨水储存和分配。通过设置雨水储存设施，例如地下储水池、雨水桶等，将处理后的雨水储存起来。储存的雨水通过系统的管道网络进行分配，供给绿化浇灌、景观水体补充等。在系统设计时，需要合理规划雨水的分配途径和用水量，以确保雨水可以被有效利用。

4.2 灌溉系统优化

有效的灌溉系统不仅能够保障绿化植物的健康生长，还能最大限度节约水资源，实现可持续的水资源管理。

一方面，灌溉系统的设计应考虑不同绿化区域需水量的差异。不同植物、不同绿化类型对水的需求不同，因此在设计灌溉系统时，需要合理划分绿化区域，确定不同区域的需水量。可采用分区域、分阶段的方式灌溉，根据实际需求调整灌溉的频率和水量，确保绿化区域得到适宜的水分供给。

另一方面，可以引入智能灌溉技术，实现精准灌溉。通过传感器、控制器等设备监测土壤湿度、气象条件等信息，实时调整灌溉系统。智能灌溉系统可以根据实际需要精准控制灌溉，避免过度灌溉或灌溉不足，提高水的利用效率。例如在干旱季节，智能灌溉系统可以根据土壤湿度和气象预报调整灌溉的时间和用水量，确保绿化植物的健康生长。

4.3 绿化养护

定期养护有助于植物的健康生长，养护措施包括浇水、修剪、施肥、除草和病虫害防治等。浇水是植物养护的基础，要根据植物的需水量和气候条件，合理安排浇水的频次和水量。修剪可以保持植物形态的美观，促进分枝茂盛，避免过度生长。施肥是植物生长必不可少的养分来源，但要控制施肥量，避免过度施肥污染环境。定期除草有助于保持绿化的整洁，防止杂草影响绿化植物的生长。在病虫害防治方面，要定期检查植物的生长状况，及时发现并处理病虫害问题，可以采取生物防治方法，减少化学药剂的使用。

绿化养护需要科学的管理和监测手段，管理人员要建立定期养护计划，明确各项养护措施和养护频次，确保绿化系统的健康和稳定。科学管理包括合理配置资源、定期进行人员培训、明确人员分工和定期评估绿化效果。

通过建立健全的管理体系，可以有效提升绿化系统的养护质量和效率。此外，还可以利用现代技术手段实时监测绿化植物的生长情况。遥感技术可以通过卫星或无人机获取绿化区域的影像数据，分析植被的生长情况和健康状态；传感器技术可以监测土壤湿度、光照强度和温度等环境参数，及时掌握绿化环境的变化。这些监测数据能够帮助管理人员了解绿化系统的健康状况，及时发现问题并采取精准的养护措施，避免病虫害的扩散，保证绿化效果。

5 结语

基于“海绵城市”建设理念下的立体绿化工程施工技术有重要的实践价值和发展潜力。在城市中引入立体绿化，可以创造出更加生态友好且宜居的城市环境，有效应对水资源短缺、环境污染等挑战。立体绿化工程的实施不仅需要综合考虑技术、设计和生态等多个方面的要素，还需要注意绿化的可持续性和长期运维。在未来的发展中，需进一步强化科研与实践的联系，探索新兴技术手段，以提升立体绿化工程的效益和影响力。