城市高层建筑立体绿化设计策略研究

毛 锐

（广州大学建筑与城市规划学院，广东 广州 510006）

0 引言

近20年来，随着我国经济的快速发展，城市化发展规模和速度不断创历史新高。随着城市向高空发展，高层建筑林立，城市生态环境逐步恶化，城市环境污染已成为社会发展亟待解决的问题。目前，我国城市建设已由提升发展速度转为高质量发展，基于城市绿化空间不足和其他生态问题，城市建设越来越注重对生态环境的保护。

1 城市高层空间的环境问题

1.1 绿化减少形成视野荒漠

随着城市劳动方式逐渐向电子技术以及虚拟化方向发展，人们进入高楼大厦，脱离地面办公。身处高楼之中的人们，除了能欣赏到蓝天白云以外，只能看到玻璃、钢铁以及混凝土建成的高楼大厦，无法享受到自然绿意带来的舒适。长期在空间局促且封闭的建筑中承受工作与生活压力，无法在轻松的环境中得到释放，长此以往，抑郁症将成为城市人的主要心理疾病。

1.2 高层空气污染及噪声问题

随着建筑高度的提升，城市平铺式自然绿化无法顾及高层建筑，随之而来的是噪声和空气污染问题。在噪声方面，声波是以最短的距离且立体传播的传导，由于没有树木以及其他构筑物的阻挡，高层接受的声波比低层的略强，尤其是处于城市主干道的高层建筑，噪声问题更为突出。此外，较高的建筑由于没有遮挡物，空气流动性较好，较为舒适，但与此同时城市风沙、汽车尾气和周边产业区的工业废气也会随着气流升入高处，对身处高层建筑的人们健康有一定影响。

1.3 高层隔热及眩光问题

城市高层建筑物表面通常采用大面积的玻璃幕墙或金属板等导热性强的轻型装置，因此，高层建筑的防眩光隔热一直是建筑师关心的问题。对于阳光照射，高层建筑无法被其他物体遮挡，导致温度较高，影响室内制冷效果，增加能源消耗，为此，建筑师通常设计各种形式的折板进行反射，又增加了建造成本。

2 城市高层建筑立体绿化优势

“立体绿化”的概念源于法国、德国、日本及新加坡等城市化发展较早且用地面积紧张的国家。立体绿化是指通过运用建筑物的空间形体、附加构筑物以及结构，将适宜生长的植物合理地栽植、依附或铺贴其上的绿化手段。不同于传统城市建设绿地，立体绿化利用建筑闲置的立面、顶面和平台进行绿化，可实现在有限的用地面积内获得绿化率的最大提升，成为目前城市高密度区域的主要绿化方式。同时，在获取生态效益最大化、改善高空环境、维持生态系统平衡等方面起到重要作用。

2.1 生态节能效果显著

城市建筑物作为一种箱体，受到阳光的直接照射，其热量被保留在建筑中。为了保障建筑的正常运营和人们的舒适度，必须消耗大量能源用于降低室内温度。通过相关试验以及模型分析证明，有垂直绿化的外墙外表面温度较裸露的外墙外表面温度降低4℃左右，极端情况下温度降低超过10℃。在有空调负荷且温度恒定的建筑中，有垂直绿化的外墙内表面温度比无垂直绿化的外墙内表面温度低1～2℃。此外，有模拟结论显示建筑物外墙设置垂直绿化，对于建筑物的隔热降温、节能减排和提高室内舒适度等具有显著效果。

2.2 减少光污染

由于植物的部分叶被具有小绒毛或褶皱等特性，因此表面较为毛糙，被叶子反射或透射的光线会变得相对柔和。对高层建筑的立面采用植物进行布置，能有效削弱立面材料的阳光反射。在城市空间中，将部分建筑物进行有规律的垂直绿化，形成有节奏、有重点的明暗关系，使街区光环境的整体亮度更适宜。这不但有利于市民的身心健康，缓解司机的视觉疲劳，还有助于提高高层办公楼内工作人员的工作效率。

2.3 提高城市景观效果

对高层建筑进行立体绿化，能得到丰富的表现形式，既可以结合高层建筑立面形成单色或图案式的绿化面，又可以结合窗洞、阳台以及外构架形成高低错落的构图效果。植物的自然颜色及丰富的质感，能使建筑几何体的生硬、材料的质感和色彩低饱和等缺点得到掩盖，外形变得丰富多样。此外，高层建筑立体绿化还可以直接作为设计元素参与建筑设计中，形成新的建筑风格。在一些狭窄的街道环境中，缺少足够的绿化用地，街道两旁建筑较高，使街道产生严重的压迫感，通过布置立体绿化，可以调整街道环境的空间感，缓和众多建筑因为形式、材料不同所形成的混乱感，提高街道在视觉上的统一。

3 高层建筑立体绿化设计策略

3.1 屋顶绿化

对高层建筑进行屋顶绿化设计，是国际上改善城市环境质量、提高绿化率的主要手段。在上海市地方标准DB31/T 493—2010《屋顶绿化技术规范》（试行）中将屋顶绿化定义为：以建筑物、构筑物为载体，以植物为主体进行配置，不与自然土壤接壤的绿化方式，是多种屋顶种植方式的总称。屋顶绿化面积大且空间利用率高，能防止屋顶雨水渗漏，并能在一定程度上缓解都市热岛效应。目前，屋顶绿化可采用2种形式。

1）园林式 即将屋顶布置成小型园林，在建筑屋顶上布置各种小型花卉、山水，修建凉亭、茶室等建筑小品。

2）花坛式 主要是种植灌木、时令花草，并布置种植池。

屋顶绿化可充分利用高层建筑空间，将人们休闲、娱乐的场所转移到天台花园。屋顶绿化要根据地域进行设计，同时需要配合建筑结构的实际承载力布置植物，并辅以排水、节水系统。在南方，城市高温多雨，因此适宜种植较高大的树木，但建筑屋顶则需加固。此外，还要考虑如何储存和排出雨水等问题。北方地区风沙较多又干旱少雨，因此适宜种植植株较低矮且耐旱的灌木。

3.2 建筑墙体绿化

立体绿化除了屋顶绿化以外，还有垂直墙体绿化方式，是一种通过采用藤蔓、草皮、苔藓等附着能力强且自重较轻的植物来装饰高层建筑墙面的绿化形式。墙体绿化是立体绿化中占地面积最小而绿化面积最大的形式，具体绿化方式有攀附式绿化、铺贴式绿化以及构架式绿化3种。

1）攀附式绿化 指攀附能力较好的藤蔓植物依靠建筑墙体进行自然生长蔓延的绿化方式，能使植物呈现较为自然的形态。其缺点是无法控制植物生长方向，预想的绿化效果易出现偏差。在高层建筑绿化设计中，攀附式绿化受制于植物特性不能无限生长，无法实现由楼层底部一直往上蔓延至整个大楼的效果。因此，攀附式绿化布置方式一般是从楼层平台进行局部自然蔓延。这种绿化方式适合与混凝土、石料等较为厚实且粗糙的材料进行搭配，呈现不规则的自然效果。

2）铺贴式绿化 通常采用模块化的绿化墙体进行铺装，一般呈几何形，有较规则的边界，与现代建筑风格的高层建筑通过各种构图搭配，形成简约的外立面效果。

3）构架式绿化 一般先将坚固的金属构架或容器安装于建筑立面上，然后在容器内植入藤蔓植物或草本植物。其展现的形态相较于铺贴式绿化方式更自然，也可根据建筑造型呈带状生长。

高处的风速较大，考虑到安全问题，主要采用铺贴式和构架式2种绿化处理方式。

3.3 优化建筑形体

通过留出局部平台空间布置植物，这种方式能保证一定的安全性，也能使建筑立面不再单一化。常见的有建筑形体的交错、减少体块以及挑出平台等方式。根据平台空间的大小和开敞程度，平台绿化空间可分为走廊绿化空间、露台绿化空间、阳台绿化空间3类。平台绿化设计通过竖向立面的重复运用可以达到立面丰富的立体绿化效果，既能通过绿色植物的蒸腾作用降低室内温度，又可以在视野所及之处营造优美的绿色自然环境。此外，通过留出部分架空层以及增加灵活曲线边界的出挑平台，可以使其整体形式既有现代化风格，又体现出生态自然的风格。平台绿化空间的设计策略在于最大化地利用现有空间扩大绿化面积，并结合步行环境打造适宜交往的公共空间。平台绿化空间面积一般较大，上面没有屋顶或有局部屋顶，空间开敞、整体统一，往往是室内室外的交汇点，常配合悬挑的大屋顶或建筑构件格栅等，形成丰富的空间限定效果，是观赏景观和环境的良好空间。

4 结语

随着我国一线城市建筑与人口密度越来越大，绿化用地面积不断被压缩，单一平面绿化方式已经无法满足长期生活在高楼之中的市民需求。高层建筑立体绿化作为近年来新的城市绿化概念，打破了城市平铺式的绿化模式，充分利用建筑物形体、立面、坡面及屋顶作为城市绿化空间。这种绿化方式不仅缓解了城市绿化环境缺少的尴尬局面，也为建筑生态化、绿色化提供帮助，是城市环境优化值得探索的新途径。