上海市垂直绿墙建设中存在的问题及解决措施

上海市垂直绿墙建设中存在的问题及解决措施

上海市委二期工程位于上海西南部徐汇路横向道路以西200号。建设目标是打造在节能减排方面世界一流、全国领先的示范性重点项目。因此在景观设计和施工过程中,需要充分考虑利用生态节能技术。利用主体结构外墙和顶面布置绿化作为兼顾建筑美观及维持建筑室内温度稳定的重要途径,我司在景观设计过程中予以了重点考虑。本工程采用了屋顶花园、模块化垂直绿墙和藤本植物攀爬钢丝网等全方位的绿化布置,成功实现了建设绿色建筑的既定目标。本建筑由教学楼和学院楼组成。其中,教学楼为4层,高23m。东立面采用了大面积模块化绿化墙体,总面积约为430m基于上海市委党校对于我司施工质量的肯定,我有幸成为上海市委党校二期工程垂直绿化墙的设计和施工项目经理。为达到学校期望的节能环保、造价可控、长期维护便捷、景观效果持续保证等各项要求,我带领我的团队展开了细致的设计和施工工作。1植物生态结构不合理,植物种植空间不尽合理,植物生长缺乏合理的绿墙自(1)绿墙结构缺少稳固性,没有充分考虑到垂直绿墙建设后的长期使用,通常都是满足短期景观要求的遮挡围墙式绿墙。(2)花盆的设计尺寸不合理,缺少植物根系生长的合理空间。(3)种植介质选择不合理,没有充分考虑到有机质的降解以及植物多年生长的养分需要。(4)上海特殊的地理位置和气候环境,植物品种很难选择满足垂直绿墙的要求,缺少成熟的经验,如抗高温、台风、低维护成本、抗病虫害、生长强势等。(5)缺乏系统、合理的灌溉系统设计以及使用、维护的常态化管理,往往在高温季节给绿墙带来毁灭性的打击。(7)缺乏科学、合理的养护制度及垂直绿墙专项养护经验。2解决方法绿化系统主要由结构支撑框架、种植介质、植物和灌溉系统组成,配以专业的施工和养护管理团队完成。2.1次课堂教学外部垂直绿墙设计分析世博会期间,上海大力试点了各种垂直绿墙系统。从室外到室内,高度从2~20m不等。但纵观各种不同的大型绿墙系统,绿墙结构设计受限于建筑本身的外墙现状且缺乏专业规范或行业规范作为理论支撑,普遍缺乏安全稳固性和长期维护的可操作性,为今后的使用、维护保养等留下很多隐患。本次教学楼外部垂直绿墙设计总面积为430m由于现代主体建筑通常采用玻璃、石材等外墙装饰,两种主材自重均远超垂直绿墙质量,且钢架结构相似度较强,因此我在构建绿墙方案时以幕墙设计理论为蓝本,结合主材自重,充分考虑了风、雨、雪及地震荷载影响。从结构稳固性和安全性方面考虑设计绿墙系统模块时,我们借鉴了世博会期间很多大型绿墙的建设经验,如世博主题馆等,并进行了大量的改良工作,如绿墙模块安装、维护的便捷性和稳定性、植物生长的可持续性等。设计考虑利用绿化模块自身的重量,稳定地固定在钢结构槽中。同时,横向采用钢板连接两侧卡槽,避免花盆满载后长期中间满载受力容易折断的情况发生。相比其他垂直绿墙采用的挂钩型花盆固定方式,结构牢度大大提高。为了安装的方便,卡槽的长度大于花盆的长度30mm,避免了花盆、竖向梁、卡槽之间由于施工误差导致花盆无法安装和稳固的情况发生,同时解决了材料热胀冷缩的特性,提高材料抗疲劳性。2.2容器与花镜的作用花盆容器对于垂直绿墙至关重要。它是整个系统的核心,是植物生长的基础。以往在垂直绿墙建设中,往往忽视这一点,普遍采用容积很小的花盆以及各种造型奇特的花盆模块,没有从植物生长的角度,考虑植物根系多年生长的需要。我们对此进行了深刻的思考和科学的数据分析。本项目共使用花盆模块1578组。(1)花盆尺寸偏小将无法满足植物生长正常的所需。因为容器越大,种植介质就越多,提供的保水、保肥、保温性能就越好,在经历较大的气候自然条件变化的情况下,植物抵抗自然灾害的能力更强。同时,一旦使用过小的容器,在高温季节发生滴灌系统故障等问题,植物将无法在短期内依靠种植介质所含有的水分正常存活。(2)狭小的容器空间严重影响了植物根系的生长,难以保证植物长期的生长需要;同时,植株根系本身的固结抗风性能也将大打折扣。(3)容器越大,容器的壁厚会更厚,我们将容器壁厚控制在4mm,较通常采用的3mm容器,在同样材质的情况下,大大提高了抗老化的周期。(4)容器越大,容器定制和安装的允许误差相应放大。在便于安装的前提下,降低了容器模具开发的成本。相反容器越小,其制作精度要求较高,容器定制的模具成本大大提高。(5)在花盆定制过程中,采用原生塑料粒子,并对光老化、氧化老化、耐水、耐热等特性添加了特殊抗老化剂处理,从而避免采用再生塑料粒子进行加工花盆影响花盆使用寿命和安全性。花盆寿命可以达到10a以上。(6)花盆模块底部设有排水透气孔,便于介质含水量高时可自由排水,避免积水烂根的情况发生;同时,也有利于植物根系的呼吸作用。(7)花盆内设置2组侧板,起到加强花盆整体稳定性作用。(8)采用较大的花盆容器,减少了钢架的数量,有效降低了成本。2.3椰丝的应用价值种植介质的配比,我们采用农田土打碎后,拌入50%的椰丝,并掺入20g/组×3组/容器的控释肥。控释肥采用第三代精控奥绿肥(15-9-11+2.5MgO+TE),8~9月肥效,均衡释放型,确保植物第一年生长期间的发根和生长。(1)椰丝本身都经过发酵及高温高压处理,制成的压缩块不含病虫、干净且环保。相对于泥炭的不可重复获取性,从生态、自然保护和长期建设的需要考虑,椰丝具有可持续性。(2)椰丝可以有效地改善泥土的透气性、保水性,解决泥土浇水后板结的问题。经过几年的分解后,能够完成改良土壤的作用。针对椰土疏松不固定根的顾虑,前期我们在直径40cm、深40cm的圆筒形无纺布容器中进行植物种植实验。2个月后,种植的红叶石楠根系已经可以完整地抓住整个容器内的椰土了。手提植物根茎基部,可直接提起整个植栽。因此,不存在抗风性问题。(3)椰丝各项指标均好于泥炭,且相比于泥炭的EC值、pH值,椰丝更加稳定。泥炭在6~7个月后会自行分解,分解后其保水性透气性大大降低;而椰丝能持续多年不分解。(4)椰丝的成本较低。5kg/块的椰砖(28.5cm×28.5cm×14.0cm),通过泡水后,体积能够达到70L,较同比例体积泥炭(品氏)低40%的价格。(5)椰丝的体积重量比较轻,利于垂直绿化的施工。膨胀量:1kg=15~17L。1t=15~17m作为过滤层使用的无纺布,我们也经过特别的挑选。无纺布强度和寿命均满足3-4a室外不降解的要求。待植物自然生长3~4a后,根系已经能够牢牢地把种植介质抓牢,不担心无纺布降解后,介质随滴灌系统的水分流失。2.4关于体验的问题世博会期间,我们进行了很多有意义的尝试,期间试点了很多植物,如肾蕨、绿萝、八角金盘、大吴风草、吊兰、常春藤及各种草花等近110种植物。其中很多品种植物往往仅注意了春秋的景观效果,没有充分考虑到上海夏季的高温和冬季的湿冷以及台风和梅雨季节等问题。在植物种植配置方面,世博会期间较多的是采用很多品种植物混合种植,体现自然生态的感觉。但从长期维护的角度出发,往往严重影响了修剪、施肥、打药等工作。由于植物生长周期不同,所以长势较快的品种,往往把长势慢的品种吞噬掉,没有满足设计师最初的设想。根据本项目配套建筑主体的教学楼功能性作用,我们在与建筑设计师充分沟通后,明确了垂直绿墙配套建筑主体达到美观大方、色彩分明、节能环保的总体设计思路,最终采用了矩阵形模纹图案的设计。以红、绿、黄三种不同的自然色调,表达出建筑用于教育的严谨和大气。所有的苗木均提前进行容器化培养3个月,便于植物根系的恢复,也便于死亡苗木的更换,同时解决植物种植后初期,浇水后种植介质随水分下沉,造成缺土的情况。2.5生态调控系统供水系统:滴灌系统使用自来水进行滴灌,无法保证大面积使用下的正常水压控制。为确保前端水压在滴灌过程中的供水稳定,增设格兰富变频增压泵,并采用一用一备的保障措施。供水主管采用DE32,支管采用DE20管。进水前端设置叠片式过滤器(DE32),并加装自动水动力比例加药器,为植物提供肥料和药液。滴灌系统:采用一出四滴箭+压力补偿滴头(其中1条滴箭头为封闭备用),确保水流均匀平衡。灌溉量:滴灌系统的供水主管采用DE32的PPR给水管,总供水能力为2L/s。在稳流器工作的情况下,滴头设计流量为8-10L/h,单一灌溉区域工作设计用水量5m滴灌控制:安装TORO-TMC212模块式控制器,控制电磁阀(P220-23-54)分3个区域轮灌,确保供水水压和流量的稳定。设置雨量感应系统,合理调整下雨天系统的工作。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种植容器内多余的水分。最下一排的容器下部,排一根不锈钢集水排水槽,便于滴灌后多余水分的外排。2.6修、植物保养(1)维护登高设备。为了保证垂直绿墙景观效果的持续保证,我们采用自动升高设备载人进行绿墙系统的维修和植物保养。(2)保养检修的时间节点。每年进行4次基本登高维护保养,分别是4月、6月、8月、11月。如遇到自然灾害气候,如台风等,视情况于灾害过后,立即