国内主要建筑外立面墙体绿化技术比较

梁琛 王云才

摘要：现今市场上墙体绿化技术种类繁多，尤其是世博会之后由于政策和舆论的导向，我国相关专利技术也如雨后春笋般大幅增加。文章从墙体绿化技术层面进行切入：首先，将我国相关技术发展进行梳理，指明现状情况；其次，建立常规技术分类体系，并整合出墙体绿化技术对比需要考虑的评价因子；最后，通过分级比较，整理出不同类型墙体绿化的各自特点和优劣势，以供相关行业使用者参考。

关键词：墙体绿化，技术，建筑外立面

1研究背景

1.1建筑外立面墙体绿化技术在我国的实践

墙体绿化的思想在我国由来已久。早在春秋时期，就有夫差用藤本植物装饰姑苏城墙的记载。清朝开始，西方园林文化逐渐传人中国，越来越多新形态的墙体绿化在国内出现。民国时期出现了许多特色鲜明的墙体绿化。它们代表了一定时期中西文化的碰撞，也反映了人们对于建筑外立面墙体设计的新尝试。

我国现代墙体绿化的发展始于20世纪80年代，比发达国家晚了60年左右，并且发展缓慢。2010年上海世博会期间，200多个场馆中85%都进行了建筑特殊空间绿化。自此，墙体绿化受到全国各界更加广泛的关注，相关法律政策和专利技术出现了较之前而言的井喷式增长（图1）。然而这些专利技术中，占较大比例的仍然是植物栽培和种植机制方面的创新，相比之下结构构件方面的创新依然不足。各一线城市墙体绿化推进走在全国前列。“十二五”期间，上海市政府强力推广并建设各种形式的立体绿化，预计在未来5年内，将有50万㎡的墙体绿化建设完成。

1.2建筑外立面墙体绿化发展的重要性

相比其他立体绿化而言，建筑外面的墙体绿化是最易被人所感知的。同时，它的生态效益会直接作用于降低建筑物表面和内部的温度，阻隔噪音和尘埃颗粒物，改善小气候，净化环境，降低相关能源消耗。虽然设置墙体绿化会增加建筑初期的投入和后期的维护费用，但是一旦投入使用，会带给我们远不止视觉上的绿化享受，更有难以估量的经济效益、社会效益和生态效益。

关于墙体绿化效益的研究很多。早在20世纪80年代，日本就通过研究证实了建筑表面绿色植物的覆盖有明显的降温作用。在上海、杭州等城市对垂直绿化的夏季温湿效应研究中也发现。垂直绿化能降低室外墙壁的昼夜温差变化从而保护建筑。陈自新测定垂直绿化植物凌霄、山荞麦单位面积年吸收CO₂大于2000g，蔷薇、金银花、紫藤、五叶地锦吸收量在1000～2000g。刘光立测定木香能使其周围100m3的空气增湿1.35%，爬山虎和油麻藤分别增湿1.19%和0.54%。这些都是最常用于墙体绿化的植物素材。黄任通过实验发现：爬山虎墙体绿化植物层底面处平行墙面的空气流速最低，其次是藤蔓层表面，要较室外大环境的低约2m/s：墙面处的平均太阳辐照度要较距绿叶面1m处低约430W/㎡。

2国内主要建筑外立面墙体绿化技术分类

根据《上海市垂直绿化技术规程（DBJ08-75-98）》，垂直绿化（vertical planting）是指“利用植物材料沿建筑物立面或其他构筑物表面攀扶、固定、贴植、垂吊形成垂直面的绿化”。本文讨论垂直绿化定义中前半部分所涵盖的范畴，即建筑外立面墙体绿化。

根据常见墙体绿化种类及我国墙体绿化市场常规技术操作方法，从技术层面将建筑外立面墙体绿化进行分类，建立3个分类等级的体系（图2）。其中，一级分类来源于国际市场对建筑外立面墙体绿化的普遍分类，green facades按照字面意思翻译是“绿色墙体”，但笔者认为这样翻译并不准确，现有研究中并没有给这个词合适的翻译定论。它通常被用于年份较早的文献中对墙体绿化的表述，或概指早期常规形态的墙体绿化。living wall在众多文献中通常被翻译为“生命墙”，它指的是后期新形态下的墙体绿化。

根据一级分类下的建筑外立面墙体绿化，得到二级分类下的4个子项。树墙型和藤蔓型墙体绿化都属于green facades的范畴，较为常规，更注重植物选择和养护的技术。而不是墙体绿化结构方面的技术。所以这2项是按照植物种类的不同进行区分的。相反，living wall下的栽植容器型和毛毯铺贴型墙体绿化属于较新型的墙体绿化，在技术方面更注重结构上的改良。所以这2项根据结构进行划分更为合理。

建筑外立面墙体绿化技术的应用应严格遵循國家相关政策法规和相关地方性法规。在此前提下，如何全面有效地评价一个墙体绿化技术，是本节讨论的重点。一个好的墙体绿化一定具有安全、美观、稳定、可持续的特点，但在应用过程中各有利弊，各种墙体绿化的优劣见表1。

3国内主要建筑外立面墙体绿化技术比较

3.1传统型和新型墙体绿化技术比较

传统的树墙型墙体绿化是建筑外立面墙体绿化中形式最为简单的一种。它是通过沿建筑物外墙种植树来实现对建筑外立面的修饰。它的成景较为简单，但需注意植物种植与建筑保持一定距离，以减少对建筑物本身的破坏。此技术应选择耐修剪常绿植物，如法国冬青、海桐等。该项技术已成熟，应用率高。

新型的树墙型墙体绿化技术，利用枝形优美、柔韧性好的树种如白蜡，通过人工形态营造，使植物沿建筑外立面生成更富有艺术创造力的造型。如以白墙为底。选用少叶分支点低枝形优美的浅根小乔木，利用绳索引导和限制树枝生长方向，使其最终成为与墙面平行的2D树造型，远看似一副自然生长在墙上的图画。

这2种墙体绿化具有许多相似特点。首先，它们的结构组成都相对简单：几乎不使用支撑系统，都没有灌溉和排水系统。也正因为这样，后期人工养护成本较高，需要有专人定期修剪和浇灌。其次，它们都采用自然土壤或经过人工改良的自然土壤作为生长基质，较少使用完全人工的基质。最后，这2种墙体绿化一旦完工就很难改动。重新改造费时费力。

两者最大的区别在于，后者比前者成景时间更长，成景过程中耗费的人力成本更高，成景后更具艺术效果，适用于节点性景观。从景观效果上讲，常规型往往成片种植，产生震撼感和秩序感，强调整体形态：新型往往孤植或植物间距离较大，以便枝干能够充分伸展开，观整体树形，强调个体形态。前者的市场应用率远高于后者。

3.2附壁型、牵引型、附架型墙体绿化技术比较

附壁型墙体绿化采用自身具有吸附器官的攀援植物，使其在墙上攀爬生长，盖住墙体本身的样貌。这种类型有自上而下生长的，也有自下而上生长的。以后者居多。

牵引型墙体绿化是在附壁型的基础上，通过铁丝网、绳索等材料对攀爬植物进行牵引形成的垂直绿化效果。

附架型墙体绿化是在牵引型基础上，通过金属构架、木架等以及附属构件形成攀爬架平面，供植物攀爬以达到垂直绿化效果，攀爬架平面可根据设计所需调整外形形状。根据是否可以上人（用于维修和日常养护），附架型墙体绿化又可以分为轻型结构和中型结构。轻型结构采用的是轻钢构架，绿化结构后方没有检修通道。重型结构采用的是加强型轻钢构架，在绿化结构后方设有可上人的检修通道。

这3种墙体绿化类型均属于藤蔓型墙体绿化，具有鲜明的共同特点和各自特色。它们基本选用自然土壤作为生长基质，选用植物都具有攀援能力。其中，附壁型墙体绿化由于没有外部设施辅助牵引，需要植物本身具有吸盘等攀援器官，如爬山虎等。从结构角度讲，三者都没有灌溉和排水系统，基本靠雨水灌溉。结构相对复杂的是附架型墙体绿化，它的支撑系统面积更大。支撑构架分段绿化能够迅速对建筑物外表进行大面积的绿化，施工工期短，见效快，但只能适用于风压不高的建筑中，对于高度高、风压大的高层建筑则不建议采用。三者技术水平都非常成熟，目前国内市场应用率很大。

3.3固定种植槽型、骨架+花盆型、模块型墙体绿化技术比较

三者均属于栽植容器型墙体绿化。这3种墙体绿化技术各有千秋。

固定种植槽型与建筑的融合度最高，整体效果和谐不突兀，但由于种植槽本身与建筑结合在一起，故后期改造困难，景观效果很难变化。“骨架+花盆型”后期改造简单，但花盆和骨架外露，不能被植物完全遮挡，影响景观效果。模块型通过模块组装成景，形态多变，同时模块与模块间互不影响，可选植物种类更多，施工方便且成景时间短，即刻施工即刻成景，但模块型墙体绿化前期投入成本高，且结构系统复杂，维修不方便。

固定种植槽型墙体绿化是在建筑设计时，将植物栽植容器与建筑外立面结合，做墙体绿化时不需要另外构建其他结构，只需覆土种植即可。但要防止植物生长对建筑结构造成的破坏，选择与建筑表面兼容的植物种类很重要。应定期检查及早发现潜在问题。

“骨架+花盆型”墙体绿化采用花盆作为栽植容器。在紧贴建筑墙面或离开墙面5～10cm搭建平行于墙面的可放置花器的骨架。利用骨架构筑物承载花盆，并辅以滴灌或喷灌系统。骨架的结构形态直接影响着最后成景的景观形态。这些骨架有些与建筑固定在一起，有些不是，还有一些是活动的、可以拆卸。随着技术的不断改进，骨架的形态和花盆的形态，包括植物种类都变得更加丰富。

模块型墙体绿化利用模块化构件来种植植物以实现墙面绿化。其建造工艺与骨架+花盆型类同，但改善之处是花盆变成了圆形、菱形、方块形等几何单体模块。模块本身体积较小，通过镶嵌、捆绑等方式固定在金属或木质的支撑骨架上，从而形成一定图案或造型。它还可以分为固定容器型和可拆卸容器型，可拆卸容器型根据模块的特点又可以分为垂直墙面式、平行墙面式和倾斜式3种形式。南非巴利托市的山顶庄园便是固定容器型模块式墙体绿化的代表。使用垂直墙面式做法的有日本爱知世博会生命墙、上海世界博览会法国馆、三亚园林局办公楼等。上海世博会主题馆墙面绿化总面积超过5000㎡，模块采用可再生塑料，它可以透气，还可以降解，约3个月后便与土壤、植物根系相融。

3.4布袋型、基质型、水培型墙体绿化技术比较

三者均属于毛毯铺贴型墙体绿化。这3种墙体绿化是目前市场上常见墙体绿化技术中较前沿的种类。它们都从栽植容器角度寻找突破，分别采用口袋型布毡、基质型植生毯、吸水毡布型植生毯固定植物。但也都有各自的缺点。布袋型在应用过程中结构外露，布袋本身并不能被植物完全遮挡，影响景观效果。基质型和水培型本身重量大，价格昂贵且维修不方便。

布袋型墙体绿化利用优质无纺布经过精密裁剪和加工做成单位面积的种植袋，每一单位面积的种植袋上缝制了数十个培土袋，用立体绿化专用乳胶把植物袋粘贴到要做立体绿化的墙上，等乳胶实干后，再辅以封边条或角铁加固，使植物袋和墙体牢牢固定在一起，最后将植物种植在各个培土袋里，创造性地解决了立体绿化施工中的植栽难题。这种墙体绿化将控制器、施肥器、过滤器以及其他组件组装成滴灌系统，利用植物袋事前设计好的牵引线路以及水的重力自动浇灌，在立体绿化区域的底部安装不锈钢水槽接住植物袋中的余水并顺势排走，有效解决了立体绿化的浇灌和排水问题：采用立体绿化专用种植基质，保湿、透气、保肥，很好地解决了植物种植中所需的营养基质问题：最后用钛合金做好美化边框。至此，一面精美的植物墙就诞生了。

基质型墙体绿化指的是铺贴毛毯基质化，是对“植物必须有容器装载”的突破。它没有种植基盘，由于新研发的生长介质本身具有极强保水能力和固定能力，是一种由植物生长混合粉末、椰子纤维外皮和发泡膜等组成的模块。由于垂直绿化系统中生长介质与结构是密不可分的整体，它不但影响绿化系统的结构体系，还关系到植物的养护管理。因此，对生长介质的研发，既要考虑对结构体系的影响。又要考虑对墙体安全和植物养护的影响，使它们符合植物的生长要求和建筑设计要求。基质种植毯型墙体绿化只要在植物生长好后。通过合理的搭接或绑缚固定在墙体表面的不锈钢或木质等骨架上，就可以形成各种形状和景观效果的绿化墙面。

水培型墙体绿化是抛弃土壤基质，以吸水毡布用营养液使植物正常生长并固定在垂直外墙上的技术。水培型墙体绿化主要由3部分组成：金属框架，PVC层和毛毡层，分别用于结构支撑，结构隔离和生命种植。每一个单体墙面种植通常以岩生植物和附生植物为主。种类多达几百多种。种植密度大約30～60株/㎡，形成疏密有度、障透有序、高低错落的立体植物群落环境。

4小结和讨论

墙体绿化景观需求量的扩大是其技术发展的强大推动力。目前市场上常见墙体绿化技术万变不离其宗。在具体应用过程中，应根据墙面现状、周边环境、景观需求、成本预算进行综合考量，同时应仔细预算后期维护成本，最后筛选出合适的墙体绿化技术种类进行施工。

一个好的墙体绿化应该具有安全、美观、稳定、可持续的特点。但并不是每一种墙体绿化在这4项考量下都是满分的，它们各有千秋。

从安全性角度讲，考量荷载影响和对建筑墙面的伤害。其中，那些与建筑直接接触的墙体绿化，一旦植物长成就会在建筑墙面上留下痕迹，很难完全清理，如附壁型墙体绿化若采用爬山虎沿墙攀岩，就会在墙面留下爬山虎的吸盘，后期改造若要在不伤害墙面的情况下完全清理掉这些吸盘几乎是不可能的，同时爬山虎本身会分泌某些具有腐蚀作用的酸性物质腐蚀墙体。另外也有一些攀援植物如薜荔等的枝条上会长出许多根，这些根一有缝隙就钻，深入缝隙后易引起墙壁坚固水泥表面的剥落。而一些本身荷载较大的墙体绿化，如水培型墙体绿化，在应用过程中一定要考虑到建筑墙面本身可承载的重量和顺时风压对荷载的影响。若超出墙面可承载范围，后果可想而知。

从美观角度考虑，树墙型和藤蔓型墙体绿化景观效果充满震撼感，而栽植容器型和毛毯铺贴型墙体绿化景观效果丰富且充满变化美，使用者可根据景观需求进行选择，并不一定最新的技术就是最合适的技术。

论墙体绿化的稳定性和可持续性，都是从景观成景后期进行考量的。因为只有稳定的同时可持续的景观，才能满足墙体绿化建设的初衷，即在水平绿化面积不足的情况下向垂直方向借空间。如果墙体绿化不能稳定、持续，那就只是昙花一现，所有的生态、经济、社会效益都无法实现。因此综合考虑垂直绿化的安全性、美观性、稳定性和可持续性特点，国内目前主要建筑外立面墙体绿化技术的优势和劣势成为技术推广和制约垂直绿化设计的关键。

垂直绿化是今后景观绿化发展的一个重要门类。而其中的墙体绿化将会以更丰富的形式和更优化的技术出现在城市的各处。现阶段，我国墙体绿化技术如文中所述，各种类各有优劣。那么如何取优补劣使一项技术更加完善，如何开发新的墙体绿化技术弥补上述已有技术的不足，是今后相关研发人员工作的方向。这也预示了我国墙体绿化技术发展从起步到成熟，仍有很长的路要走。