建筑外墙不同形式的垂直绿化对比分析

潘嘉捷

【摘要】建筑垂直绿化可扩大城市的绿化面积，降低建筑能耗，为建筑用户提供更优质的环境。文章以建筑外墙垂直绿化为研究对象，以杭州市10个建筑为例，分析其采用的垂直绿化，并用结合杭州市建筑参数，分析影响垂直绿化节能效果的外墙形式，给出强化垂直绿化作用的建议。

【关键词】建筑外墙;垂直绿化;叶面积指数

建筑垂直绿化是指通过贴直、垂吊或攀附等方式，在建筑垂直方向上配置植物材料，可提高建筑的美观性与生态效益。目前建筑外墙所用的垂直绿化的种植技术较为多元，适用于垂直绿化的植物种类较多，不同形式的建筑外墙会影响植物生长及种植技术，外墙形式与植物、种植技术的匹配成为建筑外墙垂直绿化的重点。

1、建筑外墙不同形式的垂直绿化

文章以杭州市为例，将市内代表性垂直绿化建筑为研究对象，分析其采用的垂直绿化形式，明确建筑外墙垂直绿化常用的植物种类、采用的种植技术、植物的种植朝向，总结建筑外墙垂直绿化经验。

1.1植物种类

杭州市建筑外墙垂直绿化常用的植物种类有四种：（1）乔木，如玉兰、木棉等，但乔木的树形和重量较大，垂直绿化种植时对土壤的要求较高，所以在垂直绿化中应用并不普遍;（2）灌木，如玫瑰、月季、杜鹃及栀子花等;（3）藤本植物，如爬山虎、藤萝及蔷薇等，这类植物在建筑垂直绿化中的应用最为普遍;（4）草本植物，如金钱蒲、美人蕉及三白草等，这类植物通常种植在土壤袋中，垂直放置于建筑外墙上，覆盖建筑外表面，形成绿化面。

1.2种植技术

杭州市常用的建筑外墙垂直绿化种植技术有五种：（1）固定种植槽式，将植物种植容器和建筑外墙直接结合，在容器内种植植物;（2）骨架摆花式，在建筑外墙设置骨架结构，将植物种植容器放置在骨架结构上，在容器内种植植物;（3）布袋式，将无纺布缝制成植物种植袋，通过乳胶和封边条将种植袋固定在建筑外墙上，在种植袋内放置培土袋，种植植物;（4）模块式，将建筑外墙垂直绿化划分为不同绿化模块，固定在建筑外墙上，其尺寸控制在50cm×50cm内，重量控制在10-15kg内，在模块内种植植物;（5）垂吊/附架/牵引式，在建筑外墙设置构件，利用藤蔓植物的吸附、缠绕作用，引导其在建筑外墙垂直生长。

1.3种植朝向

在调查的10个建筑中，有5栋建筑按照东立面和西立面方向种植垂直绿化植物;有3栋建筑按照北立面和西立面方向种植垂直绿化植物;有1栋建筑按照南立面、西立面和东立面方向种植垂直绿化植物;有1栋建筑按照西立面种植垂直绿化植物[1]。

2、建筑外墙不同形式的垂直绿化节能效果对比

为明确建筑外墙不同形式的垂直绿化对建筑能耗的影响，文章结合杭州市气象参数，模拟各项建筑参数，进行仿真测试，探究影响垂直绿化的建筑外墙形式。

2.1建筑参数模拟

在分析建筑能耗时，需综合考虑建筑外墙的数量、当地的气候条件、建筑内暖通系统、建筑的朝向及建筑的类型等参数。就此，在本文的计算分析中，主要模拟如下参数：

第一，气候参数，结合杭州市历年气象数据，如空气湿度、温度、风速及太阳辐射强度等，设定气象数据。

第二，室内暖通系统参数，杭州市夏季温度较高，建筑空调系统的应用较为频繁，空调系统参数直接影响建筑能耗。本文根据建筑类型，分析其室内温度范围、空调分区、空调类型、系统新风量及水系统管路等参数。例如，住宅建筑的室温在10℃-26℃内;按照每个房间配置一台空调计算;空调系统为独立空调机组;办公建筑的室温在10℃-26℃内;按照建筑配置的中央空调系统计算;空调系统为风机盘管+新风;人均新风量为30m?/r;水系统管路为两管制。商业建筑和办公建筑的参数大致相同，仅在室温方面存在差异，其室温在10℃-25℃内。

第三，垂直绿化热工参数。按照一定值的100厚绿化层计算建筑外墙垂直绿化的热工参数，选择LAI 3、LAI 4、LAI 5叶面积指数进行等效计算，获得绿化层的导热系数。

在明确各项参数后，构建单个房间模型，根据不同建筑类型，设置不同尺寸。其中，住宅建筑的房间参数为6m×6m×6m;办公建筑的房间参数为6m×6m×3.9m;商业建筑的房间参数为8m×8m×4.2m。将房间的天花板、地板及未垂直绿化的墙面设定为绝热，组合不同建筑参数，计算此时垂直绿化的节能率。根据模拟结算结果，分析不同建筑类型、建筑朝向、叶面积指数、建筑外墙透明性等要素对垂直绿化节能效果的影响，得出最优的建筑外墙形式，强化垂直绿化的节能作用。

2.2節能效果分析

第一，建筑类型的影响。在不同类型的建筑中，住宅建筑垂直绿化的节能效果最佳，商业建筑次之，办公建筑最低，出现差异的原因在于办公建筑的内扰因素更多。

第二，建筑朝向的影响。在同样的建筑参数下，建筑西面的垂直绿化节能效果最佳，东面次之，然后是南面，北面的节能效果最差。就此，在建筑外墙垂直绿化中，优先将垂直绿化布置在建筑西面，提升其节能效果。

第三，叶面积指数的影响。在同样的建筑参数下，叶面积指数为LAI 5的建筑外墙垂直绿化节能效果最佳。可见，在建筑外墙垂直绿化中，需优选选择叶面积指数高的植物。

第四，建筑外墙透明性的影响。在建筑外墙垂直绿化中，建筑外墙透明性对商业建筑和办公建筑的影响较为显著。模拟数据显示，完全不透明的建筑外墙能耗远低于透明度40%的建筑外墙。同时，对于商业建筑及办公建筑来说，如果其采用部分透明的外墙，垂直绿化不仅不会发挥节能效果，还会阻碍建筑外墙的热传递，加大建筑能耗。

第五，建筑垂直绿化数量的影响。在建筑外墙垂直绿化中，配置两面垂直绿化墙的能耗远低于一面垂直绿化墙。在两面垂直绿化墙的方向选择中，西南和西北朝向的垂直绿化墙节能效果更佳。

总的来说，建筑外墙的不同形式直接关系到垂直绿化的节能效果，和商业建筑及办公建筑相比，住宅建筑更适用于采用垂直绿化技术。同时，为强化垂直绿化的节能效果，建设单位需进行如下设计：将垂直绿化墙设置在建筑的西南或西北方位，并尽量降低建筑外墙的透明性;在进行垂直绿化植物配置时，优先选择叶面积指数大的植物[2]。

结论：

综上所述，在垂直绿化中，建筑外墙不同参数会影响垂直绿化的节能效果，需受到建设单位重视。通过本文的分析，建筑类型、建筑朝向、叶面积指数、建筑外墙透明性及建筑外墙垂直绿化方向等因素，均会影响垂直绿化的节能效果，在建设建筑外墙垂直绿化时，需合理规划上述参数，尽最大限度降低建筑能耗，提升建筑环保效益。

参考文献：

[1]张雨，黄滢.浅析南京市建筑外墙绿化在城市景观设计中的应用[J].大众文艺，2020（02）：144-145.

[2]聂璐.室内外墙柱面绿化对建筑室内热环境稳定性的影响研究[J].科技通报，2018，34（12）：202-205+210.