立体绿化理念在高层建筑设计中的应用

    摘要:随着城市化进程的不断推进, 土地资源变得越来越紧缺, 高楼大厦拔地而起吞噬了原有的城市绿地, 同时也带来了如热岛效应等一系列的环境问题, 如何在土地资源有限的城市中增加绿化面积提高环境质量成为了我们亟待解决的问题.立体绿化作为城市向空间索要绿地的有效方式已得到广泛关注, 在数量频增的高层建筑设计中应用立体绿化成为了补偿城市绿化率的有效途径.基于立体绿化的设计特点结合大量实际案例, 分别从建筑立面、屋顶、空间三个方面探讨提出基于立体绿化思考的高层建筑设计方法, 对如何将高层建筑设计与立体绿化设计有机结合提供一定的思路与方法, 对展示建筑和城市的生态性及改善城市环境极意义.

　　关键词:立体绿化; 高层建筑; 设计策略;

　　0 引言

　　随着经济社会的快速发展, 我国城市化进程也进入了一个新阶段, 各种凸显的城市环境问题使我们意识到不能以牺牲环境为代价去发展经济带动城市建设, 打造绿色的生态城市成为了我们共同的目标.立体绿化将传统的平面绿化发展为三维的空间绿化, 在用地紧张的情况下能够有效提高城市绿化率.高层建筑也是在土地资源有限、城市人口剧增的背景下诞生的, 将立体绿化运用到高层建筑设计中, 使高层建筑成为了立体绿化向垂直空间发展的载体已达成共识.但是目前立体绿化在高层建筑中的应用设计还不够广泛, 缺乏具有针对性的设计方法研究, 因此本文将基于立体绿化方面的思考, 分别从建筑立面、屋顶、空间三个角度探讨提出高层建筑设计策略, 对建筑师的建筑创作具有借鉴意义.

　　1 立体绿化分类与生态化作用

　　建筑的立体绿化主要分为垂直绿化和屋顶立体绿化两大类, 垂直绿化又可分为墙面绿化和阳台绿化.实现墙面立体绿化的种植形式有地栽式、种植槽式、模块式, 以及一些新研发的技术, 屋顶绿化主要分为简式屋顶绿化及屋顶花园两种.应根据不同的建筑条件选择相应的技术类型, 如建筑立面具有一定的粗糙度时可以选择无辅助构筑物地栽的形式, 当建筑表面光滑不利于植物攀爬或需要对植物攀爬路径进行设计时可以选择有辅助构筑物的地栽形式.种植槽式对建筑物与立体绿化的一体化设计程度要求较高, 需要预设种植槽并安装配套技术设备.模块式立体绿化现在应用较为广泛, 可对长势不良的植物进行局部更换而不对整体有所影响, 方便管理.

　　立体绿化与墙体、窗口、阳台、屋顶相结合, 可以起到夏季遮阳冬季保温的节能效果, 对提升室内热环境舒适性有所帮助, 而且还具有一系列的生态效应, 如防风防尘、净化空气、降低噪音、减少光污染、缓解城市热岛效应等.除此之外立体绿化营造了城市良好健康的绿化景观环境, 对人们的身心也具有一定的调节作用.

　　2 基于立体绿化思考的高层建筑设计策略

　　由于立体绿化可以与高层建筑立面、屋顶、空间相结合, 因此下文从这三个方面探讨基于立体绿化思考的高层建筑设计策略.

　　2.1 高层建筑立面设计策略

　　由于大部分高层建筑主要由塔楼和裙房两部分构成, 因此下文分别从裙房和塔楼两个层面探讨基于立体绿化思考的高层建筑立面设计策略.

　　2.1.1 裙房立面设计策略

　　我们可以常常看到建筑的西立面爬满藤本植物, 通过西立面与立体绿化的结合可以防止西立面由于特定时间段太阳高度角过低产生的"西晒"问题.高层建筑的裙房部分由于建筑高度不高, 所以采用地栽的立体绿化方式最为经济, 设计策略如下:

　　(1) 当考虑到在裙房部分采用无辅助构筑物地栽的方式时, 裙房的立面应选择表面尽量粗糙的材料, 这样不需要对墙面进行特殊处理便可以使植物自由地攀附于墙面之上, 由于未进行任何的人工干预, 这种立体绿化方式形成的立面效果较为自然, 长势良好的植物可以爬满整个墙面, 但是容易对窗口形成遮挡影响建筑物的采光.

　　(2) 当裙房的立面材质较为光滑不利于植物攀爬时, 可以采用在裙房墙面上附加辅助构筑物地栽的形式, 如图1所示, 辅助构筑物可以由钢架横竖垂直相交成方形网格或斜交成菱形状, 也可以由木条交叉构成, 这完全可以根据立面效果由建筑师灵活设计.植物在裙房上沿网状构筑物向上攀爬与构筑物一起构成了立面的第二个层次, 使立面效果更有层次感, 且在墙面与立体绿化之间留有一定的空气间层, 在夏季有利于通风带走热量.

　　图1 不同肌理的网状辅助构筑物 (图件来源:网络)

　　
　　(3) 当裙房部分选择玻璃作为立面材料以望达到通透的立面效果时, 同样可以与立体绿化相结合.在玻璃表面锚固牵引式构件, 在墙基处预留种植槽, 地栽植物沿着人为设计好的牵引式辅助物的路径向上攀爬, 在立面上可以形成由植物构成的线性要素, 植物不会爬满整个墙面因此同时兼顾了立面的通透性与生态展示性, 图2所示为构造做法示意图.

　　图2 牵引式构件与墙面结合构造图 (图件来源:网络)

　　
　　2.1.2 塔楼立面设计策略

　　建筑立面主要由门、窗、墙身、阳台等构件构成, 因此高层建筑塔楼部分的立体绿化一体化设计主要考虑与这些构件的结合, 如图3所示为立面各构件与立体绿化结合的示意图.

　　当窗口采用外遮阳时, 遮阳挡板作为载体可以与立体绿化结合设计, 并应注意遮阳挡板作为种植槽需要具有一定承载力, 在设计之初便应予以考虑.立体绿化与窗口遮阳挡板的结合可以加强窗口遮阳效果, 并有降温增湿的功效, 从窗口吹入室内的风更加舒适宜人, 可以增加室内的热环境舒适性.如图4所示为立体绿化与窗口结合的立面设计效果, 立体绿化设计元素在立面上可以延续成线, 也可以打断形成一定的节奏感, 设计师可根据立面效果而定.

　　图3 立体绿化与立面构件结合示意图 (图件来源:作者自绘)

　　

　　图4 立体绿化与窗口结合 (图件来源:网络)

　　
　　阳台可以在立面上产生虚实对比效果增强立面美感, 它通常作为休闲空间使用, 夏季阳光直射入阳台, 空气温度上升降低了室内环境舒适性, 但与立体绿化结合之后, 植物既可以帮助人们在休闲的时候放松心情减缓压力, 又可以阻挡阳光的直射从而降低室内温度, 因此阳台成为与立体绿化结合的重点部位.若采用种植槽的技术形式则需要在设计之初在阳台部位预留种植槽及配套的自动滴灌设备, 更加方便的方法是在阳台部位直接摆放盆栽, 如图5所示, 根据阳台形式选择适合的植物, 如点式的阳台可以与盆栽的灌木在立面上形成点状的绿化效果, 线性的阳台可以与一些藤本、草本、灌木相互配合, 在立面上植物的枝叶垂吊在立面上形成线性的生态元素.

　　图5 立体绿化与阳台结合 (图件来源:网络)

　　　　当考虑高层建筑塔楼部分墙身与立体绿化相结合时, 目前通常采用模块化种植形式, 如图6所示为常见的绿化模块与墙体结合的构造图.立体绿化与墙身局部结合可以形成一定的节奏感, 如图7所示.也可以与墙身整体结合形成一面绿色的"植物墙", 这时绿色植物相当于一种新的建筑材料, 当运用模块式的绿化在墙面上进行拼贴时要选择好植物的种类与色彩, 注意植物之间的搭配.值得一提的是, 当把种植槽这种植物生长的载体暴露在立面上时, 它便成为了立面上一种新的设计元素, 同一种元素反复出现增强了立面设计的层次感与趣味性, 设计师需要对种植槽与立面整体的尺度比例进行把控, 对种植槽的材料、质感、以及颜色进行仔细推敲, 如图8所示.

　　图6 绿化模块与墙体结合的构造图 (图件来源:网络)

　　　　图7 立体绿化与墙身局部结合 (图件来源:网络)

　　　当高层塔楼出现镂空的空气墙面或整体由一种特殊肌理表皮所包裹时, 如图9所示, 这时网状表皮不单单起到统一建筑立面、增加韵律感的作用, 同时也可以作为立体绿化攀爬的辅助物, 一举多得, 充分体现了立体绿化与立面一体化设计的思想.

　　2.2 高层建筑屋顶设计策略

　　建筑屋顶是最早与绿化结合的部位, 也是目前技术发展最为成熟的, 将屋顶与立体绿化结合可以加强屋顶的隔热保温效果, 相关研究显示绿化屋顶要比裸屋顶降温节电达20%左右, 很大程度上提高了室内热环境舒适性.除此之外, 屋顶与立体绿化结合还可以丰富建筑使用空间, 提供休憩场所, 满足了人们日益增长的建筑空间使用需求, 所以高层建筑的屋顶绿化设计尤为重要.下文同样从裙房和塔楼两方面分别探讨基于立体绿化思考的屋顶设计策略.

　　图8 模块式种植槽作为立面构成元素 (图件来源:网络)

　　

　　图9 立体绿化与高层网状表皮结合 (图件来源:网络)

　　
　　2.2.1 裙房屋顶设计策略

　　在高层建筑的屋顶设计中由于裙房的屋顶比较容易到达, 且易于与室内空间产生互动, 因此多设计成屋顶花园为人们提供休闲放松的平台.在裙房屋顶使用率不高的情况下可以设计成简式轻型屋顶的形式, 当使用率高时可以将屋顶空间进行细致划分, 设计成复合式屋顶花园的形式丰富人们的行为体验, 图10所示为某高层建筑裙房屋顶的绿化设计.需要注意的是由于裙房高度不高, 因此屋顶绿化较容易被地面及塔楼部分的视线触及, 在设计需要综合考虑多方面因素, 达到各个角度的景观最优化结果.屋顶花园景观风格需与建筑整体风格相互呼应, 使二者协调统一.

　　图1 0 某高层裙房屋顶绿化 (图件来源:网络)

　
　　2.2.2 塔楼屋顶设计策略

　　高层建筑的塔楼出现错动时, 或采用减法手法产生一些退台时, 应该积极将裸露的屋顶或平台与立体绿化相结合, 形成气候缓冲层, 为人们工作学习之余提供舒适的休闲场所, 如图11所示.塔楼顶层若少有人到达可以设计成简式轻型屋顶绿化, 建筑师也可以对人流进行引导至塔楼楼顶, 并将顶层屋顶设计成屋顶花园的形式.

　　图1 1 错动的塔楼与立体绿化结合 (图件来源:网络)

　　
　　2.3 高层建筑空间设计策略

　　随着生活质量的提高, 人们对建筑空间的需求日益丰富, 单纯提供基本使用功能的空间不再能满足人们需求.立体绿化与建筑空间的结合不仅可以提高室内外环境的绿化率从而起到净化空气、美化环境的作用, 还可以缓解人们的心理压力, 这无疑与现代人们对空间的需求不谋而和.高层建筑一般作为办公、居住或综合类建筑使用, 这些建筑中都不乏公共空间的设计来满足人们休闲交流需求, 因此基于立体绿化思考的高层建筑空间设计应该重点放在这些公共空间与立体绿化的一体化设计上, 主要包括中庭的立体绿化设计、空中花园设计、休闲平台设计、屋顶花园设计等.

　　在商场及办公建筑的中庭内可以设置植物墙, 如图12所示, 营造一种绿色健康轻松的空间氛围, 在中庭中植物也可以与楼梯等构件相结合, 如图13所示.对建筑形体进行减法处理或者是形体错动可以为空中花园的设计创造机会, 如深圳建科院是空间与立体绿化结合设计的典范, 其对建筑形体进行减法处理, 在建筑第6层开始挖空形成空中花园, 如图14 (a) 、 (b) 所示;并且在每一层出挑形成休闲平台如图14 (c) 所示;在屋顶同样设计成屋顶花园的形式, 在屋顶花园中员工可以在这里种植自己喜欢的蔬菜如图14 (d) 所示.空中花园、休闲平台、屋顶花园这些非办公场所在这栋办公楼里为员工提供了一个绿色轻松的休息环境, 体现了绿色人性化的办公理念, 在设计中值得借鉴.除此之外, 现在很多高层建筑开始朝向以特定绿色种植功能为主导的空间开发设计, 如城市立体农场设计, 生产性的植物和蔬菜被引进大楼, 形成一套自给自足的模式, 增加了市民的参与性与监督性.

　　图1 2 中庭立体绿化 (图件来源:网络)

　

　　图1 3 中庭植物与楼梯结合 (图件来源:网络)

　

　　图1 4 深圳建科院 (图件来源:网络)

　　
　　3 结论

　　在诸多城市环境问题频发的今天, 如何在土地资源有限的情况下加大城市绿化率改善城市生态环境已经迫在眉睫.立体绿化利用城市建筑物构筑物作为载体, 在不占用土地资源的情况下增加城市绿化率, 对城市生态景观环境及人们生活品质的提升具有积极意义.本文基于立体绿化的类型特点并结合大量实例, 分别从高层建筑立面、屋顶及空间三个方面提出基于立体绿化思考的高层建筑设计策略.在立面设计中, 应结合材质特征及立面效果选择适宜的立体绿化类型, 并将立面各构件与立体绿化结合设计, 形成点、线、面等立面构成要素, 达到整体美观效果.在屋顶设计中, 根据人的使用情况设计, 在使用率低的情况下设计成简式轻型屋顶, 在使用率高的情况下对空间进行仔细划分设计成屋顶花园的形式, 在景观效果最优化的同时达到节能效果.在空间设计中, 运用体量减法的处理创造设计空间花园的机会, 充分考虑将立体绿化与室内外空间结合设计, 打造舒适宜人的室内外公共交流空间.希望本文为建筑师提供立体绿化设计思路, 将立体绿化与高层建筑设计更多地结合起来, 为绿色宜居生态城市建设作出贡献, 相信在不久的将来我们的城市将会绿意葱葱更加美丽.

　　参考文献
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