模块式墙体绿化技术研究

摘 要：该文从构造形式和基质材料的角度对比分析模块式墙体绿化技术各种形式的优缺点，总结了模块式墙体绿化的设计要素和养护措施，并提出了建筑设计阶段为后期绿化进行结构配套设计的构想。

关键词：垂直绿化 模块式 构造形式 基质材料 建筑配套设计

中图分类号：TU985 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0022-02

随着城市化的进程及生态城市建设的发展方向，城市绿化越来越受到关注。传统的绿化手段受到土地面积的限制，城市绿化已经延伸向立体的垂直绿化，如屋顶绿化、斜坡绿化、墙面绿化等，这样的绿化方式既增加了绿化面积，美化环境，又取得了良好的景观装饰效果。

垂直绿化技术历经传统墙面绿化、绿墙组合技术和生态植物墙三个阶段，而墙面绿化作为最主要的方式，未来发展将会形成以墙体绿化为主、兼顾传统的多形式局面。模块式墙体绿化作为墙体绿化的新兴发展方式，具有装卸方便、景观营造快速、适用面广、应用前景广阔等特点，同时也是本文主要研究的对象。

1 模块式墙体绿化形式的定义和分类

1.1 模块式墙体绿化的定义

模块式墙体绿化是通过草木板、种植模块、种植槽等容器垂直安装在墙体结构或框架中的一种绿化形式。模块式墙体绿化有很强的适应性，可供选择的植物种类繁多，既适用于绝大多数建筑墙体，如住宅、办公楼、学校、工厂、展览馆等，又可以适应大多数地区的气候环境。模块不仅选择性强，还能根据具体项目对模块的大小、形状进行设计，以满足其要求，通过模块和植物的变化，可以搭配特定的图案，形成独具特色的立面景观。模块式墙体绿化是一体化的技术，由各小单元构成，从设计到施工要求多工种的通力合作。虽然它是植物栽培技术，但是批量化生产、模块化安装、预先培育植物的方式却是工业化程度较高的，将给建筑工业化提供新的发展方向。基于当前经济、能源和环境问题，模块式墙体绿化技术应用前景广阔，但模块式墙体绿化的构造形式、基质材料及其配套设施和后期维护等方面有待进一步提升，成本也亟待降低。

1.2 模块式墙体绿化的分类

各种新型垂直绿化技术，本质是对容器构造、介质材料和结构体系的改善和发展。模块式墙体绿化形式主要分容器模块式和介质模块式两大类。容器模块式重点对种植容器进行改进，介质模块式重点对种植介质进行研究改进。该分类方式主要依据模块式墙体绿化的种植构造和基质材料两方面特点进行划分，分析模块式绿化构造和材料两方面的优缺点以及两者相辅相成的关系。

（1）骨架模块式：将植物种进预先放好种植介质的容器内，然后一同挂在固定好的垂直骨架上，最后接上自动灌溉系统，提供植物生长所需要的水分和肥料。每个容器都可作为一个模块，不锈钢骨架起固定作用，以增加绿化的可视度。容器内一般采用人工改良土壤基质，质量较轻，并能缓慢释放肥力，为植物提供生长所需的养分。

（2）卡盆模块式：将预先培育好植物的容器斜向或横向插入固定面板，容器斜插入骨架可减小模块厚度，提高植物所需土壤介质容量。使用固定性好且不易松散的轻质生长介质，同时采用滴灌方式进行灌溉。

（3）种植盒模块：用固定性好且如海棉一样轻的聚酯混合基质直接在盒内培养植物，使植物有更大的生长空间；可预先栽培后按图案要求拼装组合；由滴头、滴灌管路和控制系统组成的自动灌溉系统与结构框架结合，可将养分输送到每个种植盒内。

（4）种植袋模块：将平面灌溉系统、种植袋复合在一层高强度防水膜上，形成一个平面种植系统。具体做法是在防水处理过的墙面上铺设毡贴，然后固定无纺布布袋，在袋内填充轻质生长基质以种植物。无纺布的厚度和结构类型应根据现场条件决定，过厚会导致基质层板结，过薄会导致基质层水土流失，都不利于植物生长。

（5）无土栽培式：先安装金属框架来支撑两层聚酞胺毛毡，将毛毡毯作为生长基质以支持植物的根系布满墙面。营养液由小管子构成的网络灌溉给植物，过多的水分在墙底部收集起来从阴沟排走、过滤后重新进入毛细灌溉系统，植物的根布满墙面生长，吸收循环水中的营养元素。无土栽培采用配制营养液灌溉，需要根据植物生长阶段、气候条件等因素合理调整配比，以满足植物的生长需求。

铺贴模块式：将植物与生长基质组成的平面栽培系统直接铺贴在做好处理的墙面上，或者采用客土喷播技术在垂直墙体表面形成种植系统，采用自动滴灌技术进行灌溉。目前在陡坡绿化上使用广泛的客土喷播技术是通过团粒剂使客土形成团粒化结构，加筋纤维起到类似植物根茎的网络加筋作用，从而造就一定厚度的耐雨水、耐风侵蚀、牢固透气的多孔结构。同理，将植被护坡技术运用于垂直绿化，利用特制喷混机械将土壤、肥料、强吸水性树脂、植物种子、粘合剂、保水剂等混合后加水喷射到岩面或建筑表面上，或者将有机基材（速效肥、保水剂、粘结剂、凝固剂、长效肥、有机质土）附着于金属丝网架上，再喷播草籽实现植生基质的附着生长。也可预先在工厂中水平培育出标准的植物模块，待植物根系与金属网缠绕紧密后，在墙面直接铺贴生长基质与植物组成的栽培平面系统或垂直安装在墙体上，实现即时成景。

由于喷播基质中保水剂和粘合剂的用量需要根据当地气候条件和环境特点做适当调整，过多的添加剂用量会影响植物根系的生长，添加剂用量不足则会影响基质的粘接性、耐久性等性能。喷播技术在边坡绿化中应用的比较广泛和成熟，但在墙面垂直绿化运用中还存在一些困难。喷播的草种应该是根系发达、生长速度快、耐寒耐贫瘠的多年生品种；寒冷地区还应考虑植物的抗冻性。

棕垫模块式：对传统介质模块绿化的改良和“植物生长必有容器”的突破，是由棕垫或海绵和发泡膜等本身具有极强固定能力和保水能力的材料组成的生长介质模块。在植物模块生长好后，通过搭接或绑缚固定在墙体表面的骨架上，就可以形成特定的景观效果。由于介质模块较轻且没有容器，则需要较多的钢架固定。

2 模块式墙体绿化的设计要素和养护措施

模块式墙体绿化的设计要素主要包括灌溉系统设计、基质材料选择、植物品种选择、建筑朝向与高度考虑等因素，养护措施包含植物养护、灌溉系统和墙体维护等方面。

2.1 灌溉系统

精密的灌溉系统弥补了模块式墙体绿化生长环境的限制，为植物的养护和管理提供了便利。目前常用的自动灌溉系统有喷灌和滴灌两种方式。喷灌可在墙体立面上灵活架设管道，而不限制绿化的形式和面积，通过动力设施浇灌到任何位置的植物，浇灌速度快，但初次投资较大。滴灌可将喷头直接插入生长基质中，通过动力设施控制水压，直接对植物根部供水，节约用水，灌溉效果好，但对水质要求较高，易导致喷头堵塞等问题。

2.2 种植基质

模块式墙体绿化一般采用人工改良基质，从土壤密度、成本、保水性、透气性、固定性等方面对土壤改良。将腐叶土、泥炭土、勃土、粉煤灰、木屑、珍珠岩、蛭石等轻质材料按比例混合，既能改善基质的透气性，也能增加基质孔隙率和灌溉的渗透速度，具有较好的蓄水、排水作用。

2.3 植物品种

模块式墙体绿化技术扩大了植物品种的选择范围，然而由水平面到垂直面生长的转换，需要综合考虑植物根须的缠绕性能、植物的习性（耐旱性、耐寒性、耐阴性、喜光性、生长周期、养护周期）以及生态环境条件、植物重量和体积、建筑环境风荷载、安全性等因素。在尊重建筑性质的基础上，因地制宜地选择植物品种，达到特定的装饰效果。

2.4 建筑朝向与高度

模块式墙体绿化技术受建筑朝向和高度的影响，需要考虑植物品种的习性和特征，合理地分配植物。南立面适宜喜阳的植物品种，以达到较好的遮阳效果，同时保护了建筑外墙；东西立面适宜采用当地落叶植物，夏天遮阳降温，冬天采光保暖；北立面适宜喜阴的植物品种，可拼成图案效果，重点增加建筑的观赏性。

由于种植高度和模块自重的限制，不同高度的建筑应采用不同的墙体绿化方式。单层及多层建筑高度较低，其安装、灌概、卸载和后期维护的问题较少，种植模块的选择灵活。高层建筑需要综合考虑结构安全性、风压、水压、养护等问题，常用分段绿化的方法。一般是在阳台、窗台或墙面上安装种植槽，装配植物模块来实现绿化效果。宜在建筑顶部放置灌概用的水箱，利用重力弥补灌溉水压的不足。

2.5 养护措施

植物的养护包括灌溉、施肥、防病虫害、修剪等方面，模块的完整性也需要定期检查，以防止种植基质材料的流失。灌溉系统的维护需要检查发射器的堵塞状况和供排水管尤其是连接处的渗漏状况，定期清除灌溉渠内的腐叶、泥沙等杂质。另外，墙体的维护需要定期检查外墙面的物理破坏、绿化边缘、防水膜的剥落和墙面的渗水情况，并及时予以修复。

3 模块式墙体绿化的发展建议

模块式墙体绿化是建筑、结构和植物设计的统一，同时也应实现建筑的整体美。现有的绿化技术只是在原有建筑的基础上进行绿化的改进措施，并非垂直绿化的真谛。目前设计上的一个误区是着重关注后续模块的结构和材料的性能，以结构设计和构图设计为重，而忽略了植物生长特性、建筑配套设计的考虑。对此，本文提出将垂直绿化还原于建筑自身结构的设想，在建筑设计阶段考虑建筑绿化所需要的建筑构件，如在建筑山墙上设计阳台、在建筑外立面错层设置凸出挑台、筒体结构外立面上设置螺旋形挑台等方式，在建筑结构设计的基础上，利用水平构件高差错位，实现水平绿化向垂直绿化效果的过渡，也避免了绿化构造、基质材料、耐久性、安全性等一系列后续问题。

参考文献

[1] 袁维.模块式绿化在垂直绿化空间中的设计与应用[D].鲁迅美术学院，2013.

[2] 唐海.模块式墙体绿化技术研究[D].北方工业大学硕士论文，2010.

[3] 刘宗群.绿色住宅绿化环境技术[M].化学工业出版社，2008.

[4] 张顺兵.关于新型生态建筑墙体绿化系统的探讨[J].城市建设理论研究，2012.