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原野植物墙:垂直绿化植物墙种植容器详解

2016-09-12 10:45阅读:
垂直绿化技术是利用檐、墙、栏、杆等建筑物栽植攀缘植物,对立体空间进行绿化的一种技术形式。利用相关的技术进行垂直绿化是增加绿地面积、改善城市生态环境、打造绿色建筑的有效措施。由于垂直绿化产生独特的生态效益和社会效益,近年来越来越受到人们的青睐。
垂直绿化技术一般由种植容器、造景植物、栽培介质、结构系统、灌溉系统及施工维护等方面的技术组成。种植容器是栽培介质、造景植物的重要载体,也是联接结构系统和灌溉系统的重要组成部分。合适的种植容器,具有扩大植物的选择范围、降低栽培介质选用难度、简化结构系统复杂程度、减少施工维护成本等特点。目前市面上的种植容器类型很多,但因系统设计的不同而存在很大差异,如何根据系统设计、环境条件等要求,选择合适的种植容器,成为了垂直绿化技术中的一个难题。本文主要对垂直绿化技术的种植容器进行总结,探讨各种种植容器的优缺点,为建造绿色建筑及选择垂直绿化种植容器提供参考。
1 种植毯
种植毯是当代垂直绿化植物的种植载体之一。种植毯的发明者帕特里克·布朗克(Patrick Blanc) 认为生活在都市的人渴望回到自然中生活”①,因此,他一直致力于改善人、建筑、自然之间的复杂关系。受热带雨林垂直生态系统的灵感诱发,帕特里克设计制作了最初的垂直系统,即植生毯系统的前身。
种植毯是由10 mm 厚的聚氯乙烯防水膜和多层3 mm 厚的聚酰胺毛毡层构成的植物种植容器。防水膜被铆钉固定在墙上的金属架上,架子后面的灌溉系统可以稳定地为植物提供生长所需的营养液,防水膜可阻止营养液对金属架和建筑物墙面的腐蚀。种植毯中可种入种子、插条和整株植物。种植整株植物时,先将最外面的两层毛毡层划出一道口子,将植物根部塞入口子内,然后用铆钉钉住开口处的毛毡层,为植株提供一个较为稳定的无土栽培环境,让垂直墙面绿化成为可能。

拥有150 个不同种类共15 000 棵植物的巴黎凯布朗利博物馆植物墙和西班牙马德里的Caixa Forum 博物馆巨大植物壁画的出现,充分体现了种植毯系统对垂直绿化的影响和作用,既让人们看到了垂直绿化巨大的发展潜力,也让垂直绿化在研究领域中迅速地占据了一席之地。
种植毯克服了植物生长对土壤基质的依赖性,实现了植物在垂直立面的无土栽培。毛毡层具有良好的吸水性,能吸附营养液和水分供给植物生长。种植毯系统吸水后,整体重量约为30 kg/m2,质量较轻,且植物在种植毯上的分布形式可根据设计图案自由变换,构图更加灵活自然,整体性更强。美中不足的是,无论多厚的毛毡层,在营养液和水分的长时间浸润以及植株根、茎、叶生长的重力作用下,都会发生腐烂变质。而种植毯系统的安装是按照帕特里克的种植习惯进行,都是在金属结构安装完成后,铺设种植毛毡之后再种植植物。各步骤施工过程均采用高空作业,危险系数较高,也增加了施工的难度。如果金属结构安装、种植毯铺设和种植植物三者能同时进行,能减少高空作业时间,也能相应降低长时间高空作业的危险系数。且种植毯系统为了整体构图精美,部分采用一、二年生草本植物,然而由于植物毯整体性强,检修及植物更换或萎蔫死亡后的移除工作都比较困难,不及时更换维护即出现秃斑,影响整体效果。
2 壁挂式种植容器
壁挂式种植容器是依靠支架、铆钉或粘贴而悬挂起来的用于垂直绿化的植物袋、花盆容器或槽式容器。
2.1 阁林绿墙植物袋
阁林绿墙植物袋是国内近年出现的一系列产品,该种植袋采用抗紫外线粒子材料、抗腐蚀、蓄排水、过滤性能良好、寿命长、不易降解的聚对苯二甲酸乙二酯(PET),种植袋规格为:1 050 mm×1 050 mm,口袋大小分别有3 种:120 mm×130 mm110 mm×110 mm100 mm×110 mm
种植袋经高强度防水涂料粘合固定到墙体的防水层上,与墙面构成一个整体。
防水层可避免植物袋与墙体直接接触,以免植物营养液或水分等对墙体造成侵蚀。种植袋可承重780 N/m2,在暴风骤雨中仍稳固、不易脱落。植物袋的口袋尺寸与塑料种植杯配套,植物在种植杯内培育好后可直接安放至口袋内,或将种植杯去除后放入口袋内,植物在与种植杯相似的环境条件下生长时,成活率较高。种植袋系统结合滴灌系统、驱虫系统、除尘系统进行滴灌浇水和驱虫、除尘。这种系统的优越性在武汉奥山地产世纪城、成都绿地城植物墙、长沙绿地中心植物墙等垂直绿墙中均得到了体现。
但在施工过程中,粘贴种植袋时对防水涂料的涂抹技巧要求较高:涂料要求均匀覆盖整个墙面,且植物袋必须完全接触涂料,保证植物袋受力均匀,以免植物袋在墙面上起泡,而导致植物袋整体脱落。滴灌系统的主管道设置在植物袋的顶端,由于植物袋蓄水性较差,极易将上部植物袋中的基质冲刷掉,而且滴灌过程中水分下渗,会造成下部水分多于上部,长期下去会对上部植物的生长产生不良影响。
2.2 VGP 悬挂式容器
VGP 悬挂式容器(VersiwallGreen Pot)是在花盆式容器基础上改良创新的垂直绿化种植容器。该容器采用添加有抗紫外线、抗老化的添加剂且能防止滑动的100% 可再生塑料制作。种植容器通过挂钩紧紧扣挂在相同材质面板或者钢轨道的凹槽内,面板或轨道是由螺杆和螺帽事先固定到墙体上的。容器的下边沿与下部容器的上边沿能紧密衔接,不会发生移动。容器的上部和下部分别扣挂、衔接, 增加了容器之间的稳定性和整体性。灌溉时, 多余的水分可沿着固定轨道渗漏到排水管道中进行循环利用。容器在固定轨上固定后,将倾斜约30°,适宜多数草本或小灌木植物的自然生长。但植物没有完全覆盖种植容器时,容器内的基质会在大雨的冲刷下飞溅到植物叶片上和容器外,影响植物的观赏效果。上部植物水分易渗漏到下部植物容器中,最终易引起顶部植物水分缺失,因此顶部需选用耐旱性强的植物。
3 模块式容器
模块容器是目前市面上常见的一种垂直绿化种植容器。模块容器由标准大小的塑料、弹力聚苯乙烯塑料、合成纤维、铁制等材料制成的盒子或托盘,可种植大密度、多样性的植物。模块式容器具有形状规则、安装快、拆卸维护方便、更换便捷的特点。但模块形状太过规则,在不规则墙体上施工难度大。
模块容器主要包括以下几种形式:
3.1 G-Sky 绿色种植模块
G-Sky 绿色墙板是标准化的90°墙上的种植系统,主要面向北美和中东地区的垂直绿化市场。单体模块由3 部分构成:一是耐腐蚀耐冲击的聚丙烯板框(PP),二是培养基质,三是不易燃耐腐蚀的无纺布。每个单体模块都是一个独立的种植基盘,常用规格为300 mm×300 mm×70 mm, 厚约82 89 mm。每个模块种植9 株或者13 株植物,甚至多达25 株。单体模块种植的植物可以在花房内预培后再安装到由不锈钢和木头制作的墙体支撑结构上,不需要再经过单株植物移植,减少对根系的伤害,提高植物的存活率。G-Sky 种植模块使用较灵活,适用性较强,可用于多种气候区。如总面积达3 500 m2的日本爱知世博会绿墙便是使用G-Sky 绿色种植模块,并被人们称为生命之墙G-Sky 模块系统的基质和模块是由两根平行的绳索绑缚到容器内,当基质受力受热膨胀或者在风雨等外力侵蚀作用下,极可能造成绳索断裂,进而引起基质和所种植物从墙面上整体脱落。如若板框上增加能被扣合的相同材质网格状盖板,则一方面可以让植物正常生长,另一方面也能避免绳索断裂。
3.2 ANSystem 种植模块
ANSystem 种植模块是欧洲地区国家垂直绿化的主要种植模块。种植模块80% 以上是由可回收材料聚乙烯(PE) 和聚丙乙烯(PPE)混合制作而成,能抗紫外线,并且防火等级符合BS476-71997 一级标准,在-40℃ ~ 80℃范围内均可使用,模块在15 年保质期内可被循环使用。每个单元模块被分隔成若干个角度为30° 的种植单元格,更有利于支持强根性植物的生长和植物种类的选择。单元模块由固定螺杆固定在墙面固定轨上,方便拆卸和维护修理。韩国首尔的AnnDemeulemeester 零售商店店面的垂直绿化(图1)均采用此模块。该模块固定到墙体后,基质不会流失,植物仍能按照其自然生长规律向上生长,成活率较高。但单元格内无排水孔,灌溉后的水分滞留在单元格内,致使根系长期浸泡在底部积水中,容易烂根、生长不良。若能将单元格底部材料替换成毛孔垫子,则既能排除多余的水分,又能促进根部呼吸作用,让植物生长更茁壮。
3.3 壁挂式植物种植模块
壁挂植物种植模块(图2)采用共聚聚丙烯可回收塑料,并添加防紫外线、防腐化成分,属环保材料,使用年限超过5 年。种植模块主要的技术参数如熔融指数为0.25 g/10 min,熔融温度142℃,抗拉强度27.5 Mpa,伸率500%Vicat 软化点130℃等。
该种植模块包括一个固定面板,沿固定面板长度方向设置2 块隔板,平行于固定面板的隔板前段设置面板,两侧分别设置侧板,从而形成3个植物种植槽。面板上面有排水孔和透气孔,种植槽前面板上端向外倾斜45°~70° 更适合植物的自然生长。环保型植物栽培内衬容器是用作绿化植物预先定型培养的栽培容器,待植物生长到预期效果后即可安装到种植模块内。2010 年,总面积超过6 000 m2 的世博主题馆东西墙体项目(图3)是壁挂式植物种植模块的一大创举。模块外形稳定,持水量大、重量轻,不易脱落,达到健康、持久、良好的景观效果。而且,整个系统安装、拆卸简便,不需搭设外墙脚手架即可完成施工作业。缺点是种植基质预培植物后由于根系分布或遇水膨胀等原因可能会引起内衬容器变形而无法安置到种植模块中。
3.4 ELT 墙体种植模块
如图4 所示,Easy Green WallLiving Panel ELT 墙体种植模块,是由抗紫外线、100% 可回收的高密度聚乙稀(HDPE) 制造,防火等级为B 类、耐适温度为-40℃ ~80℃的种植面板拼接而成。ELT 种植模块的外形与ANSystem 种植模块类似。不同的是,规格通常为500 mm×500 mm×60 mm,种植面板内包含了许多板条,用以支撑植物及种植媒介和分隔种植单元。种植面板的大小为30 cm×30 cm×10 cm,可以根据墙面高度和宽度拼接成不同的尺寸,适用性较强。种植单元底部开设有槽口用于排水和通风,且每个种植单元内都有水容器,不需要经常浇水。该模块在印度某些城市的墙体绿化中应用较广泛,如班加罗尔的微软公司内墙绿化、印度普纳某宾馆围墙及外墙绿化等。
3.5 VGM 种植模块
Ve r t i c al Greening Module VGM 种植模块, 规格为560 mm×480 mm×15 mm,是由高强度轻质聚丙烯材料结构面板组装而成的垂直绿化模块,包含了可拆卸的环环相扣、便于装配的构件。适用温度范围为-20℃ ~80℃,承重为1000 kg/m2种植模块6 个面均扣合在一起,模块内包含1 个土工布衬垫,用于放置质轻、疏松、持水保肥能力较好的栽培基质,栽培适宜的绿墙植物。绿墙植物可预先进行培育,种植箱理论上可实现全方位的植物种植,避免视觉死角的出现。实际上,一般根据景观设计需要进行植物预培。种植箱顶部盖板易于拆卸和安装,便于植物维护和更换。VGM 模块使用螺栓固定在墙体导轨上,或固定在独立钢支撑货架结构上。箱体一经固定后,不会出现其他模块系统常出现的模块变形和种植基质袋凸涨等问题。如澳大利亚墨尔本富士通总部的绿色办公室、新加坡乌节路购物中心、2013 年第三届国际(广东)节能展东篱绿墙现场展示均采用VGM 种植模块。缺点是导轨或钢支撑货架的规格必须与VGM模块上的卡槽规格一致,出现一点偏差,都必须重新安装,对施工技术和制作工艺均提出了更高的要求。
4 结语
垂直绿化是将绿化与建筑紧密结合,缓解建筑占地增多与绿地面积不足之间矛盾的有效方式之一。帕特里克·布朗克作为垂直绿化的先驱,无疑开启了垂直绿化装饰建筑、柔化建筑、美化建筑的大门。在垂直绿化中,根据建筑环境和系统设计的需要,利用和优化现有的垂直绿化技术,选择合适的垂直绿化种植容器以达到预期的景观效果,实现垂直绿化与建筑的和谐统一,最终达到生态环境、人文环境和社会环境的完美结合。
注: 1 来源于:www.ela.cn;图2 来源于:《2010 年世博主题馆植物墙的设计和核心技术》;图3 来源于:《模块式绿化在垂直绿化空间中的设计与应用》; 图4 来源于:www.kaboodle.com

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