模块化绿墙在城市建筑上的应用研究

张园 于竞 陈禹娜 李懋 宛立

摘 要：城市快速发展导致的绿化面积急剧下降问题。文章从绿墙模块的材料、结构与工艺，综述了目前国内外对于模块化绿墙的应用与研究概况，分析了不同工艺的特点及适用性。针对当前的环境形势，指出模块化绿墙对雨水利用的可行性。

关键词：模块化墙体；垂直绿化；绿墙工艺；植物墙

中图分类号：TU985.12 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）18-0037-02

Abstract： Based on the problem of the sharp decline of green area caused by the rapid development of city， this paper summarizes the application and research situation of modular green wall at home and abroad in terms of the material， structure and technology of the green wall module， and analyzes the characteristics and applicability of different technologies. According to the current environment and situation， the feasibility of using the modular green wall to rain water is pointed out.

Keywords： modular wall； vertical greening； green wall technology； plant wall

随着城市化步伐的进一步加快，城市绿化用地也变得紧张起来。人们对健康环境及建筑绿化视觉的要求日趋强烈，建筑墙体的垂直绿化模式就此应运而生。因模块化绿墙具有完整的系统性、成景迅速、容易装卸、可流水线生产等优点，在城市建筑绿化方面具有广泛的发展前景。模块化绿墙将收集的雨水用于墙体植物的水分补给，不仅可以解决植物的浇灌问题，还能减轻城市管网排洪涝的压力。

1 墙体模块式绿化

模块式绿化是在建筑垂直面上进行绿化的一种方式，是植物、培养基、生长介质和灌溉系统的有机结合，利用预先培育好的植物模块，根据具体要求通过绑、扎、扣等方式，安装在建筑墙体骨架上。这些模块可由塑料、高分子聚乙烯、高强度聚丙烯、弹力聚苯乙烯塑料、合成纤维、混凝土等制成，可预先定制模块中的植物图案，在模块中培养完成后，再安装到建筑墙体。

2 模块化绿墙的材料与结构

模块化绿墙是城市建筑与植物设计的有机结合，实现建筑墙体的整体结构美。自2010年上海世博会之后，出现的很多墙体绿化项目，大多都是临时性的，基本出现在世博会、展览会等场合。模块化绿墙由于可以重复使用，安装更换方便，而且模块在生产前就可以考虑好模块的材料、构造、基质、种植方式等，因此模块式墙体绿化可以得到长久性发展。模块化绿墙并非完全模仿地被环境，而是在其基础上进行的改良与创新，由于墙体模块的类型、植物选择、种植技术和工艺形式存在差异，所以植物垂直种植的条件比地面种植要更加细致与精准，由于植物墙的生存环境具有可控性，所以墙体模块对于植物栽培的适用性更好。模块化绿墙在城市绿化中的权重逐步上升，由于地域、国家、文化及技术的不同，植物墙模块已经发展出多种工艺，下面介绍一些国际及国内的模块式墙体绿化工艺。

2.1 基质模块化植物墙

植物墙的载体结构有很多种，但基质模块化的植物墙是目前行业里最扎实的一种。基质模块摆脱了植物营养土的种植方式，由通过高温杀菌后再用生物粘合的有机物制成，避免了植物基质流失所导致景观效果差和植物生长受限的情况。基质通过自身的缓释效果为植物提供生长所需的养分，使植物的生长更加茂盛。模块结构采用轻钢固定，这种结构具有安全、简便的特点，也便于植物模块的安装与拆卸。国外的基质模块大多趋于现场栽培与等待生景，模块内的植物品种依据设计好的景观进行栽培，因要给植物的生长预留空间，所以多数不采用及时生景的模式造景；而国内基质模块化的技术相对成熟，采用预先定制培育的技术较多，施工时采用及时生景的模式。

（1）棕垫类基质模块。模块内的种植基质是矿物质、毛毡或其他纤维的混合物，模块寿命一般为10年左右[1]。优点是该模块是独立安装的，采用全自动灌溉的垂直绿化系统，实现全程计算机管理，模块可以方便的移动替换和维护修理。其缺点是植物在种植基质预培时，内衬容器会因根系分布或遇水膨胀等原因，变形而无法安置到种植模块中[2]。SGK种植绿化模块以钢筋混凝土结构主板，选用柔性防水涂料，以EPS聚苯乙烯泡沫为载体。淋水浸润及生长完好状态下自重不大于10kg/模块，但其维修成本较高。ANS种植模块（见图1）是欧洲地区国家常用的垂直绿化模块，该系统模块采用由聚乙烯和聚丙乙烯混合制作而成，且每个单元模块内部都有一层防水透气薄膜[3]。

（2）结构类基质模块。种植基质为天然泥炭土和外壳组成，模块寿命为10-15年，模块维护成本较低。稳定性好，高层建筑及经常发生地震的地区的也同样适合安装。G-SKY模块系统（见图2）在北美国家最早开始发展。此系统单体模块由耐腐蚀抗冲击的聚丙烯板框、常规种植基质和不易燃烧耐腐蚀的无纺布三部分组成，该模块系统常被用于建筑立墙。G-Sky种植模块使用较灵活，适用性较强，维修费用很低，可用于多種气候区。ELT墙体模块（见图3）是高分子聚乙烯材料制成，包含了种植基质、种植面板以及植物三部分。一个完整的种植模块重约0.7千克。每个种植面板上有10个种植单元，每个单元被设置在一个倾斜30度角，深度为18厘米的面板，种植单元的底部也有槽口用以排水和通风。并且该绿化模块可以改善空气微循环，适用性很强，价格低廉，技术先进，便于推广。

2.2 水培式植物墙

水培式植物墙，又叫法式植物墙，该模块采用了滴灌和造景的植物毯做法。如水草基质培养式模块，在极大程度上降低了植物绿墙垂直绿化的造价，也因为是水草模块，所以建议多用于室内，对水的需求相对于植物种植盒要多，在整体的绿化上更贴近自然，更环保，基本为无土模式，不用担心水土流失，工艺上不能现场加工，需要预先加工，做好后现场直接安装，适用于商场、办公场所、学校等面积较大的室内空间，提升空间环境质量，增加室内空气质量和湿度。

2.3 盒式植物墙

盒式植物墙使用特定的植物墙器皿来营造植物生长环境，也被称为盆组，形式多样。盒式植物墙模仿了植物地被的栽培环境，是有一定蓄排水能力的植物墙模式，植物依然遵循背地性、向光性等植物生理学的一些原则。其特点是可以自动引流，从上部即可对植物进行层层灌溉，植物更换方便，但模块结构较厚且PVC材质易老化。

3 模块化绿墙的应用案例

美国宾夕法尼亚州推出的最大“绿墙”（G-SKY模块），就像是一个过滤器，每年可以吸收15500磅的灰尘和毒素。大量游客为绿色墙体提供的二氧化碳有助于植物代谢。走廊两侧设计是弯曲形的，绿墙一共有4072m2面积，墙体上种植了4.7万棵蕨类植物。绿墙的滴线灌溉和传感器是远程操作的，来保证植物的质量和寿命。韩国首尔的Ann Demeulemeester 零售商店采用了ANSystem系统模块绿化技术，让覆盖着绿色植物的700m2墙体起到了生态环保的墙面装饰作用。印度莫卧儿花园中的植物墙、巴黎凯布朗利博物馆、伦敦雅典娜酒店、意大利米兰的“垂直森林”等案例都运用了ELT绿化模块，并且该模块化绿墙有着改善空气微循环的作用。

4 模块化绿墙的特点

白色外墙面对光的反射系数为69%～80%，镜面玻璃及光面瓷砖的反射系数为82%～90%，而植物对光的反射系数非常低，因此由植物装饰的墙面就会降低光污染；当一个城市墙体绿化覆盖率达到20%，基本可以消除热岛效应；绿色植物枝叶能削弱声波的传播能量，减弱噪声分呗的20%～30%[4]，削弱噪声污染，绿色叶面还可以吸收大量的灰尘和毒素。

5 结束语

随着经济的快速发展，城市高层建筑鳞次栉比，导致城市绿化面积急剧下降。因此建筑的垂直绿化开始受到人们的关注，尤其是在党的十九大提出，国家发展要求建设生態文明城市后，给城市建筑的绿化带来了新机遇。模块化绿墙对我国生态文明建设和城市绿化可持续发展具有很重要的价值，在不久的将来，其必将成为一项新兴的绿化产业。

参考文献：

[1]李海英.模块式墙体绿化技术[J].华中建筑，2015，33（03）：54-58.

[2]谭建萍，李映萍，吴祖军，等.垂直绿化种植容器[J].广东园林，2015，37（04）：21-24.

[3]贺晓波.垂直绿化技术演变研究及植物幕墙设计实践[D].浙江农林大学，2013.

[4]张姝姝.屋顶花园的环境改善效应研究及改良设计[D].南京林业大学，2008.