植物墙关键技术及推广建议
伴随着我国经济的迅速发展，环境质量却日益下降。2015 年入冬以来，北方出现了几次严重的雾霾恶劣天气，使我国环境问题成为热议话题。然而随着城市化进程的加快、绿化面积的减少，单一靠扩大城市绿地面积来改善环境已不现实。在土地有限的情况下，植物墙可使绿化面积在立体空间中得以提升。植物墙，主要是指人们在建筑墙体、围墙、窗台等建筑构筑物上进行垂直绿化，从而改良城市生态环境的绿化方式。
作为集节约土地和提升城市景观水平于一身的新型节约型绿化技术在倡导节约型园林的今天备受关注。
1 植物墙作用
1.1节能作用
植物墙具有节能作用。夏季，植物墙植物的叶片遮挡了太阳对墙面的辐射，同时植物的蒸腾作用带走建筑的热量，降低了建筑表层的温度，减少建筑内部空调的使用，实现了节能；冬季，植物墙植物减少风对建筑物的作用，起到了屏障的作用，减少冷风带走建筑物的热量，可使建筑内部暖气的供暖强度降低。据哈尔滨工业大学建筑学院相关专家的研究，强日照条件下，绿化后的建筑物墙体与无绿化建筑物墙体相比，温度由 40℃降为 32.6℃ ，室内温度由32.5℃降至 28℃，降低 4.5℃，降温效果明显。植物墙就像建筑的保护层，实现建筑内部的冬暖夏凉。
1.2 净化空气
植物墙植物的光合作用吸收 CO2，释放 O2，维持空气中碳氧平衡，缓解由于 CO2浓度增高而形成的热岛效应 ；同时叶片可吸收 SO2、CO 等有毒气体，对烟尘、粉尘和 PM 2.5等可吸入颗粒也有吸滞作用，使空气得到净化。另外，植物墙植物还有减菌杀菌的作用，减少空气中细菌数量。
1.3 降低噪音
墙面植物对噪音具有吸收和消解的作用。一方面噪声波被墙面植物的枝叶向各个方向不规则反射而减弱，另一方面由于噪声波造成树叶震动使声音消耗，建筑外墙的植物墙可在降低噪音方面有明显效果。
1.4 美化环境
植物墙具有良好的观赏作用，随着植物墙技术的提高，植物墙可根据需求设计图案，形成墙面的垂直景观，多样的植物材料、丰富的叶片色彩增加了建筑墙面的艺术美。植物墙的景观效果，突破原有的平面绿化景观，形成立体的新型城市景观，改善城市面貌，使城市绿化由平面到立体上升至新的高度。
2 植物墙的关键技术
根据植物墙类型分类，植物墙技术主要包括铺贴式植物墙技术、模块式植物墙技术、水培式植物墙技术、种植槽式植物墙技术和其他植物墙技术等。
2.1 铺贴式植物墙技术
铺贴式植物墙最大的特点是轻薄。该技术无需骨架，只需将生长基质和植物通过某种特殊介质直接铺贴在建筑的墙面上，在防水和阻根的墙面上固定基质与绿化植物，通过智能定时自动灌概系统使植物按时补充所需水分。根据介质的不同，铺贴式植物墙技术又分为植生板绿化技术和种植袋绿化技术。
2.1.1 植生板植物墙技术
海纳尔公司发明的铺贴式植物墙技术，采用防水阻根层、纳米吸水层和种植层三位一体的结构，在基层墙面上使用专业的自粘胶来铺贴防水阻根膜、墙体灌溉布和种植袋（含特质营养土），无需骨架，既能阻根又能防水，同时轻薄是一大特点。除此之外，海纳尔发明的绿屏系统可以使绿化系统直接悬挂在房顶、落地框架和墙面顶部等支撑点或支撑线上，无须骨架支撑，而且可以双面种植，薄至 5 cm，形成植物屏风。韩国用泥炭土、天然软木等绿色材料经高温高压碳化加工，制成了Eco-wall 植生板，在上面打上大小适宜的小孔，在底部用水苔作为填塞物，用于吸收水分保持水分，将基质和绿化植物种于特制小盆中放在孔内。而灌溉系统也采用定时自动灌概系统，按时为植物提供水分。
2.1.2 植生袋植物墙技术
法国植物学家帕特里克·布朗克 (Patrick Blanc) 发明了“垂直花园”绿化关键技术，并在1988 年获得了国际专利。该技术由金属支架、PVC 塑料层和防水层构成绿墙的结构层，使用表层有水平豁口的毛毯上固定植物根部，最后加入自动灌溉系统，实现植物的生长。
2.2 模块式植物墙技术
模块式植物墙技术是指将装有基质和绿化植物的单元模块固定在骨架上，通过丰富植物组合和变化骨架呈现出不同的植物墙造型的绿化技术。模块式绿化模式通常由三部分组成 ：单元模块、结构系统和灌溉系统。单元模块为最小植物单元，结构系统作为骨架使其固定到建筑立面上，灌溉系统则负责为单元模块提供水分和液态肥料。温哥华水族馆的植物墙项目在2007 年获得了 sharp and diamond landscape architecture 奖项，该项目首次使用了模块式植物墙系统。
模块式植物墙在我国也多有应用 ：深圳润和天泽环境科技发展有限公司发明了标准立体绿化组合系统 ；阿普贝思（北京）建筑景观设计咨询有限公司发明了植物墙模块单元 ；清华大学工程学院邱晓阵等发明了生态种植幕墙容器 ；中国建筑技术集团有限公司发明了模形单元模块，并完成建造了实际项目 ；中国建筑技术集团有限公司又将这种模块式绿化方法进行改进，通过将模块构建预制成楔形，使模块更直接地获取水分，使基质不会被冲刷到地上造成污染。根据不同的要求，单元模块在应用中呈现出丰富的形式。在上海世博会的法国馆中，构成垂直花园的 46 根钢架结构看似相同实则不同，每根钢架都按照需求加入转角、斜角的设计，于是异形种植单元的设计成为研究热点，异性种植单元需要对形式、尺寸以及安装方式等技术问题反复研究才能确定最终的设计形式。
2.3 水培式植物墙技术
水培式植物墙系统是以在墙面铺设好的防水、阻根膜为基础，从下往上铺设种植幕布和 2层无纺布，并利用支架将其固定地绿化系统，该技术由 Patric Blanc 发明。该技术的特点是不需土壤等任何基质，只利用无纺布作为植物生长载体，植物的生长依靠定时自动灌概系统中渗透到无纺布里的营养液来维持，多余营养液经过系统下部的水槽回收再利用。加拿大研究人员 Peter Kastan 发明了生物绿墙过滤系统，系统由 2 层人造纺织物将植物包裹在中间，像三明治那样，营养液通过水培系统从顶部渗透进入纺织膜中，形成智能营养灌概系统。该系统与 Patric Blanc 的水培系统相似，但通常被用于室内。
2.4 种植槽式植物墙技术种植槽式植物墙技术主要包括墙面花斗技术和墙面种植槽技术。
2.4.1 墙面花斗技术
墙面花斗是指在墙面上设置丰富形式的种植基盘，起到装饰点缀作用，包括明装花斗和暗装花斗。墙面花斗技术局限性在于存放生长基质的空间有限，因此在植物选择上需挑选具有耐旱、生命力强等特点的植物。
（1）明装花斗。明装花斗是指花斗突出墙面，植物和花斗都作为垂直绿化的观赏内容，因而对花斗的造型设计有相应的要求，设计风格应与建筑风格相得益彰。花斗安装技术简单，但是由于花斗形式多样，再加上其中植物丰富多彩，与建筑物融为一体，形成了独特的花斗景观效果。
（2）暗装花斗。暗装花斗的技术要求较复杂。花斗的安装在建筑建造过程中完成，设计时将花斗与建筑构件相互结合，使花斗隐藏在建筑中，与建筑形成一体。与明装花斗不同的是，由于花斗隐藏在建筑内，植物仿佛生长在建筑之上，形成独立的景观效果。东京大学的建筑历史教授藤森照信亲自设计的 “蒲公英之家”就应用了暗藏花斗的技术。设计使用了天然木材作为装饰层，将花斗安装在墙面与木材之间，植物轻盈地生长出墙面，仿若自然生长在那里似的。
2.4.2 种植槽绿化技术
根据种植容器和建筑结合方式的区别，种植槽绿化技术可分为安装式种植槽技术和一体化种植槽技术。
（1）安装式种植槽技术。安装式种植槽中由于拆卸方便，便于移动，效果立竿见影。安装式种植槽和构筑物之间的连接方式分为 2 种 ：一种是直接安装在建筑墙面上或摆放在建筑中的种植槽，重量由建筑承载 ；另一种是由建筑外侧设置的独立支撑构架来支撑种植槽的重量，绿化效果由支架与种植槽共同构成。
（2）一体化种植槽技术。一体化种植槽作为建筑的一部分，在建筑建造施工的同时一并施工完成。建筑融为一体的种植槽更能与建筑成为一个整体，具有经济和经久耐用等特点。2.5 其他形式植物墙技术
2.5.1 植物砖
巴西和日本有一种植物砖绿墙，这种新型植物砖用陶瓷或塑料先制成的空心砖，然后将土壤、肥料和树胶基质等装在其中，砖上有特制的植生孔，砖内设置有微灌系统，只要在砖块预留的孔洞内中上花草，被这种砖砌制的墙就会成为一面生机盎然的植物墙。
2.5.2 网格植物墙技术
网格立体绿化技术应用特制模板浇筑的钢筋混凝土网格，以框架结构为基础，在网格内种植绿化植物。该技术可以用于蓄积雨水、绿化环境等生态恢复领域。
3 植物墙技术应用存在的问题
3.1 植物墙意识薄弱
人们对于植物墙的认识程度较低，甚至很多人认为把植物种上墙壁是一件奢侈的事情，需要花费大量物力和财力，并对其安全性和可行性产生怀疑。这大大阻碍了立体绿化的推广应用。另外，在建筑设计时常常由于缺乏植物墙意识，未预留植物墙空间，也造成后期植物墙实施困难重重。
3.2 植物种类单一
由于人们对立体绿化植物认识的局限性以及对植物墙植物的开发与应用并不成熟，导致现有的植物墙植物品种单一，多数为攀援和垂吊植物。单一的植物墙植物在一定程度上限制了植物墙的创新应用。
3.3 养护管理成本高
由于植物墙的特殊性，后期修剪、施肥和浇灌等管理与普通绿化存在较大差异。新技术的应用减少了人工养护的工作量，但是相比于平地绿化，植物墙的养护管理成本依然高于平面上的养护管理成本。另外，植物墙对管理人员的技术水平也有更高的要求，如若相关技术欠缺造成绿化效果不理想，有可能带来人力物力的浪费。
3.4 应用领域狭窄
由于立体绿化新技术的成本较高，新兴技术仅应用于少数领域。
4 促进植物墙推广的建议
4.1 提高全民植物墙意识
当前污染愈发严重且土地集约化日益增强，应加大植物墙宣传力度，使植物墙意识逐渐全民化，让植物墙不仅仅是形同虚设的口号，而是通过宣传教育让人们认识到土地集约化的今天植物墙对于解决环境问题的重要性，让植物墙深入人心。在新时代的建筑的设计过程中，加入植物墙的设计，让植物墙逐渐与城市融为一体，让绿化不拘泥平面，更应让立体绿化成为新时代的重要绿化新形势。
4.2 科学选用植物墙植物
植物墙植物不应仅仅拘泥于爬山虎、常春藤等攀援和藤蔓植物。随着新技术的支持与应用，在开发常见的攀援植物和矮生植物的同时，也应将注意力转移至开发更多的矮生植物和苔藓植物等新型植物墙植物材料上。在选用植物墙植物的过程中，应注重植物的叶色、叶片材质、花色和花期等美学价值，与此同时，植物的生态性也应作为重要的评判标准，吸收有毒气体能力优良、吸滞可吸入颗粒能力优良的植物应该加以重点培育和利用。
4.3 植物墙景观多样化
增加植物墙植物的品种，增加前面绿化多样性。同时将文化融入植物墙景观营造中，比如面拼接图案的设计同时，加入生活元素，融入当地文化，使植物墙给人们带来生态效益、景观美学享受的同时，兼具文化传播的作用，成为城市文化的载体，甚至成为城市的地标景观。
4.4 扩宽植物墙应用领域
植物墙技术除了可以应用在建筑墙面、围墙护栏和立交桥等构筑物表面外，还可以在很多新领域开拓应用市场，比如 ：室内植物墙技术可以拓宽室内装修行业的外延，将“室内绿化”由盆栽为主扩展到植物墙，让室内植物景观上升一个新的高度 ；再比如：植物墙技术应用于道路指示牌、城市公交站台、广告牌等城市规划设计当中，增加城市绿量的同时还可以使市容市貌提升档次，将城市绿地与城市必备设施相结合，开创绿色城市的新型模式。
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