屋頂綠化與牆體綠化是復興城市與建築剩餘空間的工具

2023-01-13 06:03:02 字數 4879 閱讀 6203

monica perez baez1, katsuhiko suzuki2

日本京都606-8585,京都市左京區松ヶ崎橋上町,京都工藝纖維大學,工程與技術研究生院,建築設計系

1博士研究生( 教授(

范洪偉譯

摘要:多年來,隨著城市的加速發展,城市中綠色空間大大減少。熱島效應和全球變暖等環境問題明顯惡化,在城市裡增加或建設綠色空間的可能性減少。

為了緩和這種現象,建築和城市綠化作為一種方法成為關注的焦點。這篇文章分析了不同的屋頂綠化和牆體綠化的設計方法,有助於現有建築和城市剩餘空間的復興和重複應用。並演示了如何通過城市與自然的和諧共生來實現生活條件的改善以及環境的恢復。

在乙個綠化提案前後,日本關西地區實施了三個綠化專案,其結果被廣泛的談論。此外,為了了解人們對城市綠化的態度,對京都、大阪和名古屋的10個現存地區進行調查,並利用有鈴木教授實驗室所提出可持續環境的評估方法(seam)進行資訊的分析和比較。最後基於調查的結果,給城市綠化以及未來應用給出一些建議。

關鍵詞:綠化方式、城市綠化、屋頂花園、牆面綠化、剩餘空間、復興

簡介工業汙染,過度使用的交通手段和城市硬灰色空間的加速增長,是造成當今環境問題的主要根源。因此,增加城市綠色空間的必要性和結合自然來創造更加健康愉快的城市空間的理念已開始被許多國家所接受。

應對能源減少和自然資源過渡消耗的方法也在發展。此外,同過利用綠色技術和環境友好型材料來設計高效能建築的實踐也正在進行。然而,許多情況下這些解決方案被認為是只適用於新建地區,因為他們可以在一定程度上減少對環境的破壞。

在建成的城市裡增加綠色空間的可能性很小,因為可利用的區域已逐漸被占領。

另一方面,現有建築物和與之相關的空間(如牆壁,屋頂,陽台等)以及未使用的或被遺棄的城市空間所代表的寶貴機會都被低估了。因此,通過推行綠化,擁有較好綠化空間的城市仍然有很多剩餘地區有被啟用、被使用和復興的可能,也可以幫助減少環境問題,並顯著的促進環境恢復。

世界範圍的城市綠化

世界上許多城市都在施行相應計畫和戰略,以鼓勵建設城市綠地空間並制定新的政策來促進其實施。關於建立新的綠化區域以及將閒置土地恢復成綠地的研究和試驗也正在展開。

此外,屋頂花園和垂直綠化開始被當作一種方法,來提高人均綠化面積特別是對於增加綠地有空難的城市 (dunnett 2008) 。

在歐洲,尤其是在德國,瑞士和英國,對新建建築和現有建築的一些綠化措施已逐漸成為強制性手段。

在北美,伊利諾伊州和波蘭已經在屋頂綠化實踐中建立了良好的聲譽,因為他們認為屋頂綠化是把這些城市變成美國最綠色城市的整體戰略的乙個重要組成部分。

在加拿大,也有重要的屋頂綠化活動,特別是在多倫多。屋頂綠化和其他技術對減少城市熱島效應的效果得到關注,並建造綠化示範專案向大眾和開發商展示它們技術上和經濟上的可行性。

在亞洲,日本正在大力實施新條例,以增加城市綠色空間。如東京,占地面積超過1000平方公尺的新建民用建築和占地面積超過250平方公尺的新建公共建築,其屋頂至少有25%的面積被植被覆蓋。其他國家如新加坡,南韓和中國經開始鼓勵和建造屋頂綠化專案,並對給建築進行綠化的開發商採取獎勵措施,也開始給屋頂綠化和牆體綠化的建設者提供補貼。

另一方面,拉美國家牆壁綠化和屋頂綠化呈現出不同的遭遇。其重要性僅僅得到了有限的關注,因為它往往被當成美化工程,當成奢侈品,受益的只有部分富裕人口。但是,儘管如此,里約熱內盧和墨西哥等一些城市正在開發屋頂綠化和牆面綠化技術,也開始進行基於大城市的環境問題的研究,以便參與這種綠化運動。

屋頂綠化和牆體綠化

綠色屋頂可以被定義為:乙個常規平的或傾斜的屋頂,其部分或全部被下面的某幾個或全部構造層所覆蓋:1)支援屋頂的結構層、2)隔蒸汽層、3)保溫層、4)阻根防水層、5)屋面排水層、6)過濾層、7)基質層(種植中可能不包括土壤)和8)選定的植物。

(bass2007)

根據使用目的,施工方法,種植基質的深度(圖1),可達性和維護程度的不同要求,屋頂綠化可分為如下幾種(dunnett 2023年):

粗放型:為了改善環境,除了維修以外一般不上人,少量維護。土壤深度在2-15 cm之間,減少屋頂上的額外荷載量。

半粗放型:也稱為混合型屋頂綠化。使用和粗放型屋頂綠化相同的輕量級的技術和種植基質,但也可能被人們使用。種植基質層稍微深(10-20 cm),植物的種類更加寬泛和多樣化。

密集型: 設計作為乙個常規庭院、公園或者都市廣場來使用。可上人並要求定期維護,與地面庭院相似。

土壤深度是至少15 cm,並且可能種植樹、灌木、草本植物和草坪等任何植被。 並且,可以安裝灌溉裝置或水池。

圖1:粗放型、半粗放型和密集型屋頂綠化之間種植基質厚度的不同。

其它屋頂綠化型別如生態屋頂,褐色屋頂,宜居屋頂(dunnett 2008),植物覆蓋的屋頂(coffman 2007)和基於植物的屋面系統pbss -(tapia silva et al. 2006),目前正在使用。

另一方面,牆體綠化,也稱為「垂直花園」或「生命牆」,可以被定義為沿著或垂直於牆體或建築外立面向上生長的綠化。(peck et al. 1999)。

它們和屋頂綠化有一樣多的好處,但往往不代表增加相同的重量或成本。

已經存在的牆體綠化技術,主要分為兩大類:

圖2.壁面綠化的型別圖3.生命牆的型別

壁面綠化:利用攀爬植物或下垂植物,攀爬特別設計的支撐結構(圖2)。他們可以附加到現有的牆壁或作為獨立的結構(freed et al.

2008)。壁面綠化細分為三個不同的型別:

攀援型:植物吸附攀爬覆蓋牆面或是通過纏繞支撐構件覆蓋牆面。

下垂型:在屋頂或是牆體的頂部安裝花槽,種植枝葉下垂的藤蔓植物。

樹牆型:在牆面安裝支撐構件,使植物特別是樹木貼著牆的表面生長。

生命牆:把草木板,種植模組或種植毯垂直安裝在牆體結構或框架中(圖3)。這些面板可由塑料、彈力聚苯乙烯塑料、合成纖維、粘土、金屬、混凝土等製成,可種植多樣性的巨大密度的植物。

他們通常比壁面綠化需要更多地維護,但不管在內牆或外牆使用都有優勢。(freed et al. 2008) 生命牆也細分成三種型別:

容器型: 將花槽安裝到牆體的定部,可以使用多種品種的植物,但當作為生根區的面積有限時需要用人工輕質保水土壤。

模組型:植物生長在種植盒(板)上。推薦臨時建築使用,因為它可以輕易拆卸。植物需要定期更換,並不適合永久的種植。

基質型:也被稱為「生物牆」,植物可以在充滿土壤或種植基質的牆體上自由生長。

近來,牆體綠化開始被視為從工程的角度以生命牆建造為焦點的對生態問題的解決方案。因此,正如drystone walls、模組化牆壁、柵欄和生物籬笆等型別的牆體綠化也可以找到 (dunnett 2008) 。

益處和優勢

通過在城市裡引進牆體綠化和屋頂綠化,城市生態系統中一些失去平衡的地區可以重建,浪費的資源也可以被利用。牆體綠化和屋頂綠化技術不僅可以帶來環境上的效益,還可以帶來經濟和社會上的效益。

環境 降低城市熱島效應

綠色的表面可以吸收和轉換太陽輻射,生成生物能 (peck et al. 1999)。隨著牆體綠化的應用,植物可以創造足夠的湍流來冷卻和減緩垂直氣流。

屋頂綠化也對減少當地風對建築的不利影響有顯著效果。

改善空氣質素

植物能夠過濾空氣中的粉塵和小顆粒,通過光合作用吸收和隔離氣態汙染物,通過它們的葉將二氧化碳、水和太陽的能量轉化為氧氣和葡萄糖(burgess 2004)。牆體綠化將阻止和過濾沿建築表面的粒子運動,而屋頂綠化將減少用於採暖和製冷的能源,直接減少夏季的煙霧和空氣汙染。

雨水管理

植被和越來越多的屋頂綠化和垂直花園中充當海綿,留住雨水。粗放型的屋頂花園可保留約75%的水分,只有約25%成為徑流(scholz-barth 2001)。此外,利用和再利用雨水可得到整合,包括雨水收集,迴圈利用。

牆壁綠化能延遲或中斷降雨徑流,尤其是在暴雨狂風時,那裡的雨水橫向比豎向多。

節能建築物內夏季要製冷,冬季要採暖,減少空調系統的應用,可以節省能源和資金。到了夏天,牆體綠化能創造通風百葉效果,因為很多種攀援植物公升高它們葉子來應對太陽高度角(johnston 2004)。屋頂綠化保溫與隔熱的效能,取決於所選擇的植物型別以及種植基質的深度(peck et al.

1999)。

隔音城市地區的硬質表面往往對聲音有反射功能,而不是吸收功能。由交通、飛機和機械產生的聲波,可被土壤、植物以及它們與建築表面之間的空氣吸收(dunnett 2008)。此外,由於風透過牆體綠化上的樹枝和樹葉所產生的「白色」噪音可以發揮積極的作用,提人們的心理健康(peck et al.

1999)。

改進和提高生物多樣性

隨著城市化的進行,自然棲息地正在被取代或破壞,植物、動物和昆蟲,尋找其他地方居住或在某些情況下造成滅絕。屋頂綠化和垂直花園的設計可以為昆蟲和鳥類提供可選擇的棲息地,但這絕不應成為乙個摧毀自然棲息地理由(peck et al. 1999)。

經濟 建築保護和使用壽命增長

屋頂綠化保護屋頂抵禦紫外線輻射、極端溫度波動以及休閒或維護時的物理破壞和穿刺。牆體綠化,人們有乙個錯誤認識,以為植物會破壞所覆蓋的表面,其實在大多數情況下,它們也能防止輻射,減少結構得熱 (freed et al. 2008) 。

降低成本

標準成本節約往往是通過屋頂或牆面綠化減少空間直接加熱和冷卻成本獲得的。他們是難以準確計算的而且專案之間差異很大。但是,如果綠化的提出是在設計開始的階段,特別是對新專案,牆體綠化和屋頂綠化的建造,很少或根本沒有額外的成本(peck et al.

1999)。

增加房產價值

研究已經表明,實施屋頂綠化和牆體綠化的建築物價值增加15%到20% (peck et al. 1999)。這個值和市場價值也會增加,當舒適美麗的屋頂綠化和牆提綠化被提供,特別當是浪費的或閒置的屋頂空間作為綠化空間重新利用時。

都實農業

由於是在市區生產食物,屋頂綠化和牆體綠化有助於促進當地農業生產的巨大潛力。同時,也可以更好的實現社會互動和人人享有新鮮食物。再者,糧食產量可以擴充套件到冬季(如果一部分屋頂是放在玻璃下的)並且可以結合雨水採集、處理或過濾系統。

社會 提高審美

美化建築環境的乙個簡單而有效的策略是城市綠化。植物與他們各種各樣的顏色、質地和形式,與普通的牆壁和屋頂相比可以增加視覺趣味性。同時,改善人們在城市裡生活體驗的質量(freed et al.

2008)。

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