上海市垂直綠墻建設(shè)中存在的問題及解決措施

上海市垂直綠墻建設(shè)中存在的問題及解決措施

上海市委二期工程位于上海西南部徐匯路橫向道路以西200號。建設(shè)目標是打造在節(jié)能減排方面世界一流、全國領(lǐng)先的示范性重點項目。因此在景觀設(shè)計和施工過程中,需要充分考慮利用生態(tài)節(jié)能技術(shù)。利用主體結(jié)構(gòu)外墻和頂面布置綠化作為兼顧建筑美觀及維持建筑室內(nèi)溫度穩(wěn)定的重要途徑,我司在景觀設(shè)計過程中予以了重點考慮。本工程采用了屋頂花園、模塊化垂直綠墻和藤本植物攀爬鋼絲網(wǎng)等全方位的綠化布置,成功實現(xiàn)了建設(shè)綠色建筑的既定目標。本建筑由教學(xué)樓和學(xué)院樓組成。其中,教學(xué)樓為4層,高23m。東立面采用了大面積模塊化綠化墻體,總面積約為430m基于上海市委黨校對于我司施工質(zhì)量的肯定,我有幸成為上海市委黨校二期工程垂直綠化墻的設(shè)計和施工項目經(jīng)理。為達到學(xué)校期望的節(jié)能環(huán)保、造價可控、長期維護便捷、景觀效果持續(xù)保證等各項要求,我?guī)ьI(lǐng)我的團隊展開了細致的設(shè)計和施工工作。1植物生態(tài)結(jié)構(gòu)不合理,植物種植空間不盡合理,植物生長缺乏合理的綠墻自(1)綠墻結(jié)構(gòu)缺少穩(wěn)固性,沒有充分考慮到垂直綠墻建設(shè)后的長期使用,通常都是滿足短期景觀要求的遮擋圍墻式綠墻。(2)花盆的設(shè)計尺寸不合理,缺少植物根系生長的合理空間。(3)種植介質(zhì)選擇不合理,沒有充分考慮到有機質(zhì)的降解以及植物多年生長的養(yǎng)分需要。(4)上海特殊的地理位置和氣候環(huán)境,植物品種很難選擇滿足垂直綠墻的要求,缺少成熟的經(jīng)驗,如抗高溫、臺風(fēng)、低維護成本、抗病蟲害、生長強勢等。(5)缺乏系統(tǒng)、合理的灌溉系統(tǒng)設(shè)計以及使用、維護的常態(tài)化管理,往往在高溫季節(jié)給綠墻帶來毀滅性的打擊。(7)缺乏科學(xué)、合理的養(yǎng)護制度及垂直綠墻專項養(yǎng)護經(jīng)驗。2解決方法綠化系統(tǒng)主要由結(jié)構(gòu)支撐框架、種植介質(zhì)、植物和灌溉系統(tǒng)組成,配以專業(yè)的施工和養(yǎng)護管理團隊完成。2.1次課堂教學(xué)外部垂直綠墻設(shè)計分析世博會期間,上海大力試點了各種垂直綠墻系統(tǒng)。從室外到室內(nèi),高度從2~20m不等。但縱觀各種不同的大型綠墻系統(tǒng),綠墻結(jié)構(gòu)設(shè)計受限于建筑本身的外墻現(xiàn)狀且缺乏專業(yè)規(guī)范或行業(yè)規(guī)范作為理論支撐,普遍缺乏安全穩(wěn)固性和長期維護的可操作性,為今后的使用、維護保養(yǎng)等留下很多隱患。本次教學(xué)樓外部垂直綠墻設(shè)計總面積為430m由于現(xiàn)代主體建筑通常采用玻璃、石材等外墻裝飾,兩種主材自重均遠超垂直綠墻質(zhì)量,且鋼架結(jié)構(gòu)相似度較強,因此我在構(gòu)建綠墻方案時以幕墻設(shè)計理論為藍本,結(jié)合主材自重,充分考慮了風(fēng)、雨、雪及地震荷載影響。從結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和安全性方面考慮設(shè)計綠墻系統(tǒng)模塊時,我們借鑒了世博會期間很多大型綠墻的建設(shè)經(jīng)驗,如世博主題館等,并進行了大量的改良工作,如綠墻模塊安裝、維護的便捷性和穩(wěn)定性、植物生長的可持續(xù)性等。設(shè)計考慮利用綠化模塊自身的重量,穩(wěn)定地固定在鋼結(jié)構(gòu)槽中。同時,橫向采用鋼板連接兩側(cè)卡槽,避免花盆滿載后長期中間滿載受力容易折斷的情況發(fā)生。相比其他垂直綠墻采用的掛鉤型花盆固定方式,結(jié)構(gòu)牢度大大提高。為了安裝的方便,卡槽的長度大于花盆的長度30mm,避免了花盆、豎向梁、卡槽之間由于施工誤差導(dǎo)致花盆無法安裝和穩(wěn)固的情況發(fā)生,同時解決了材料熱脹冷縮的特性,提高材料抗疲勞性。2.2容器與花鏡的作用花盆容器對于垂直綠墻至關(guān)重要。它是整個系統(tǒng)的核心,是植物生長的基礎(chǔ)。以往在垂直綠墻建設(shè)中,往往忽視這一點,普遍采用容積很小的花盆以及各種造型奇特的花盆模塊,沒有從植物生長的角度,考慮植物根系多年生長的需要。我們對此進行了深刻的思考和科學(xué)的數(shù)據(jù)分析。本項目共使用花盆模塊1578組。(1)花盆尺寸偏小將無法滿足植物生長正常的所需。因為容器越大,種植介質(zhì)就越多,提供的保水、保肥、保溫性能就越好,在經(jīng)歷較大的氣候自然條件變化的情況下,植物抵抗自然災(zāi)害的能力更強。同時,一旦使用過小的容器,在高溫季節(jié)發(fā)生滴灌系統(tǒng)故障等問題,植物將無法在短期內(nèi)依靠種植介質(zhì)所含有的水分正常存活。(2)狹小的容器空間嚴重影響了植物根系的生長,難以保證植物長期的生長需要;同時,植株根系本身的固結(jié)抗風(fēng)性能也將大打折扣。(3)容器越大,容器的壁厚會更厚,我們將容器壁厚控制在4mm,較通常采用的3mm容器,在同樣材質(zhì)的情況下,大大提高了抗老化的周期。(4)容器越大,容器定制和安裝的允許誤差相應(yīng)放大。在便于安裝的前提下,降低了容器模具開發(fā)的成本。相反容器越小,其制作精度要求較高,容器定制的模具成本大大提高。(5)在花盆定制過程中,采用原生塑料粒子,并對光老化、氧化老化、耐水、耐熱等特性添加了特殊抗老化劑處理,從而避免采用再生塑料粒子進行加工花盆影響花盆使用壽命和安全性?；ㄅ鑹勖梢赃_到10a以上。(6)花盆模塊底部設(shè)有排水透氣孔,便于介質(zhì)含水量高時可自由排水,避免積水爛根的情況發(fā)生;同時,也有利于植物根系的呼吸作用。(7)花盆內(nèi)設(shè)置2組側(cè)板,起到加強花盆整體穩(wěn)定性作用。(8)采用較大的花盆容器,減少了鋼架的數(shù)量,有效降低了成本。2.3椰絲的應(yīng)用價值種植介質(zhì)的配比,我們采用農(nóng)田土打碎后,拌入50%的椰絲,并摻入20g/組×3組/容器的控釋肥?？蒯尫什捎玫谌貖W綠肥(15-9-11+2.5MgO+TE),8~9月肥效,均衡釋放型,確保植物第一年生長期間的發(fā)根和生長。(1)椰絲本身都經(jīng)過發(fā)酵及高溫高壓處理,制成的壓縮塊不含病蟲、干凈且環(huán)保。相對于泥炭的不可重復(fù)獲取性,從生態(tài)、自然保護和長期建設(shè)的需要考慮,椰絲具有可持續(xù)性。(2)椰絲可以有效地改善泥土的透氣性、保水性,解決泥土澆水后板結(jié)的問題。經(jīng)過幾年的分解后,能夠完成改良土壤的作用。針對椰土疏松不固定根的顧慮,前期我們在直徑40cm、深40cm的圓筒形無紡布容器中進行植物種植實驗。2個月后,種植的紅葉石楠根系已經(jīng)可以完整地抓住整個容器內(nèi)的椰土了。手提植物根莖基部,可直接提起整個植栽。因此,不存在抗風(fēng)性問題。(3)椰絲各項指標均好于泥炭,且相比于泥炭的EC值、pH值,椰絲更加穩(wěn)定。泥炭在6~7個月后會自行分解,分解后其保水性透氣性大大降低;而椰絲能持續(xù)多年不分解。(4)椰絲的成本較低。5kg/塊的椰磚(28.5cm×28.5cm×14.0cm),通過泡水后,體積能夠達到70L,較同比例體積泥炭(品氏)低40%的價格。(5)椰絲的體積重量比較輕,利于垂直綠化的施工。膨脹量:1kg=15~17L。1t=15~17m作為過濾層使用的無紡布,我們也經(jīng)過特別的挑選。無紡布強度和壽命均滿足3-4a室外不降解的要求。待植物自然生長3~4a后,根系已經(jīng)能夠牢牢地把種植介質(zhì)抓牢,不擔(dān)心無紡布降解后,介質(zhì)隨滴灌系統(tǒng)的水分流失。2.4關(guān)于體驗的問題世博會期間,我們進行了很多有意義的嘗試,期間試點了很多植物,如腎蕨、綠蘿、八角金盤、大吳風(fēng)草、吊蘭、常春藤及各種草花等近110種植物。其中很多品種植物往往僅注意了春秋的景觀效果,沒有充分考慮到上海夏季的高溫和冬季的濕冷以及臺風(fēng)和梅雨季節(jié)等問題。在植物種植配置方面,世博會期間較多的是采用很多品種植物混合種植,體現(xiàn)自然生態(tài)的感覺。但從長期維護的角度出發(fā),往往嚴重影響了修剪、施肥、打藥等工作。由于植物生長周期不同,所以長勢較快的品種,往往把長勢慢的品種吞噬掉,沒有滿足設(shè)計師最初的設(shè)想。根據(jù)本項目配套建筑主體的教學(xué)樓功能性作用,我們在與建筑設(shè)計師充分溝通后,明確了垂直綠墻配套建筑主體達到美觀大方、色彩分明、節(jié)能環(huán)保的總體設(shè)計思路,最終采用了矩陣形模紋圖案的設(shè)計。以紅、綠、黃三種不同的自然色調(diào),表達出建筑用于教育的嚴謹和大氣。所有的苗木均提前進行容器化培養(yǎng)3個月,便于植物根系的恢復(fù),也便于死亡苗木的更換,同時解決植物種植后初期,澆水后種植介質(zhì)隨水分下沉,造成缺土的情況。2.5生態(tài)調(diào)控系統(tǒng)供水系統(tǒng):滴灌系統(tǒng)使用自來水進行滴灌,無法保證大面積使用下的正常水壓控制。為確保前端水壓在滴灌過程中的供水穩(wěn)定,增設(shè)格蘭富變頻增壓泵,并采用一用一備的保障措施。供水主管采用DE32,支管采用DE20管。進水前端設(shè)置疊片式過濾器(DE32),并加裝自動水動力比例加藥器,為植物提供肥料和藥液。滴灌系統(tǒng):采用一出四滴箭+壓力補償?shù)晤^(其中1條滴箭頭為封閉備用),確保水流均勻平衡。灌溉量:滴灌系統(tǒng)的供水主管采用DE32的PPR給水管,總供水能力為2L/s。在穩(wěn)流器工作的情況下,滴頭設(shè)計流量為8-10L/h,單一灌溉區(qū)域工作設(shè)計用水量5m滴灌控制:安裝TORO-TMC212模塊式控制器,控制電磁閥(P220-23-54)分3個區(qū)域輪灌,確保供水水壓和流量的穩(wěn)定。設(shè)置雨量感應(yīng)系統(tǒng),合理調(diào)整下雨天系統(tǒng)的工作。集水回流:上部花盆在滴灌完成后,采用自由下流的方式排除種植容器內(nèi)多余的水分。最下一排的容器下部,排一根不銹鋼集水排水槽,便于滴灌后多余水分的外排。2.6修、植物保養(yǎng)(1)維護登高設(shè)備。為了保證垂直綠墻景觀效果的持續(xù)保證,我們采用自動升高設(shè)備載人進行綠墻系統(tǒng)的維修和植物保養(yǎng)。(2)保養(yǎng)檢修的時間節(jié)點。每年進行4次基本登高維護保養(yǎng),分別是4月、6月、8月、11月。如遇到自然災(zāi)害氣候,如臺風(fēng)等,視情況于災(zāi)害過后,立即