屋顶绿化与墙体绿化是复兴城市与建筑剩余空间的工具文档格式.docx
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在加拿大,也有重要的屋顶绿化活动,特别是在多伦多。
屋顶绿化和其他技术对减少城市热岛效应的效果得到关注,并建造绿化示范项目向大众和开发商展示它们技术上和经济上的可行性。
在亚洲,日本正在大力实施新条例,以增加城市绿色空间。
如东京,占地面积超过1000平方米的新建民用建筑和占地面积超过250平方米的新建公共建筑,其屋顶至少有25%的面积被植被覆盖。
其他国家如新加坡,韩国和中国经开始鼓励和建造屋顶绿化项目,并对给建筑进行绿化的开发商采取奖励措施,也开始给屋顶绿化和墙体绿化的建设者提供补贴。
另一方面,拉美国家墙壁绿化和屋顶绿化呈现出不同的遭遇。
其重要性仅仅得到了有限的关注,因为它往往被当成美化工程,当成奢侈品,受益的只有部分富裕人口。
但是,尽管如此,里约热内卢和墨西哥等一些城市正在开发屋顶绿化和墙面绿化技术,也开始进行基于大城市的环境问题的研究,以便参与这种绿化运动。
屋顶绿化和墙体绿化
绿色屋顶可以被定义为:
一个常规平的或倾斜的屋顶,其部分或全部被下面的某几个或全部构造层所覆盖:
1)支持屋顶的结构层、2)隔蒸汽层、3)保温层、4)阻根防水层、5)屋面排水层、6)过滤层、7)基质层(种植中可能不包括土壤)和8)选定的植物。
(Bass2007)
根据使用目的,施工方法,种植基质的深度(图1),可达性和维护程度的不同要求,屋顶绿化可分为如下几种(Dunnett2008年):
▪粗放型:
为了改善环境,除了维修以外一般不上人,少量维护。
土壤深度在2-15cm之间,减少屋顶上的额外荷载量。
▪半粗放型:
也称为混合型屋顶绿化。
使用和粗放型屋顶绿化相同的轻量级的技术和种植基质,但也可能被人们使用。
种植基质层稍微深(10-20cm),植物的种类更加宽泛和多样化。
▪
密集型:
设计作为一个常规庭院、公园或者都市广场来使用。
可上人并要求定期维护,与地面庭院相似。
土壤深度是至少15cm,并且可能种植树、灌木、草本植物和草坪等任何植被。
并且,可以安装灌溉设备或水池。
图1:
粗放型、半粗放型和密集型屋顶绿化之间种植基质厚度的不同。
其它屋顶绿化类型如生态屋顶,褐色屋顶,宜居屋顶(Dunnett2008),植物覆盖的屋顶(Coffman2007)和基于植物的屋面系统PBSS-(TapiaSilvaetal.2006),目前正在使用。
另一方面,墙体绿化,也称为“垂直花园”或“生命墙”,可以被定义为沿着或垂直于墙体或建筑外立面向上生长的绿化。
(Pecketal.1999)。
它们和屋顶绿化有一样多的好处,但往往不代表增加相同的重量或成本。
已经存在的墙体绿化技术,主要分为两大类:
图2.壁面绿化的类型图3.生命墙的类型
▪壁面绿化:
利用攀爬植物或下垂植物,攀爬特别设计的支撑结构(图2)。
他们可以附加到现有的墙壁或作为独立的结构(Freedetal.2008)。
壁面绿化细分为三个不同的类型:
▫
攀援型:
植物吸附攀爬覆盖墙面或是通过缠绕支撑构件覆盖墙面。
下垂型:
在屋顶或是墙体的顶部安装花槽,种植枝叶下垂的藤蔓植物。
▫树墙型:
在墙面安装支撑构件,使植物特别是树木贴着墙的表面生长。
▪生命墙:
把草木板,种植模块或种植毯垂直安装在墙体结构或框架中(图3)。
这些面板可由塑料、弹力聚苯乙烯塑料、合成纤维、粘土、金属、混凝土等制成,可种植多样性的巨大密度的植物。
他们通常比壁面绿化需要更多地维护,但不管在内墙或外墙使用都有优势。
(Freedetal.2008)生命墙也细分成三种类型:
▫容器型:
将花槽安装到墙体的定部,可以使用多种品种的植物,但当作为生根区的面积有限时需要用人工轻质保水土壤。
▫模块型:
植物生长在种植盒(板)上。
推荐临时建筑使用,因为它可以轻易拆卸。
植物需要定期更换,并不适合永久的种植。
▫基质型:
也被称为“生物墙”,植物可以在充满土壤或种植基质的墙体上自由生长。
近来,墙体绿化开始被视为从工程的角度以生命墙建造为焦点的对生态问题的解决方案。
因此,正如drystonewalls、模块化墙壁、栅栏和生物篱笆等类型的墙体绿化也可以找到(Dunnett2008)。
益处和优势
通过在城市里引进墙体绿化和屋顶绿化,城市生态系统中一些失去平衡的地区可以重建,浪费的资源也可以被利用。
墙体绿化和屋顶绿化技术不仅可以带来环境上的效益,还可以带来经济和社会上的效益。
环境
降低城市热岛效应
绿色的表面可以吸收和转换太阳辐射,生成生物能(Pecketal.1999)。
随着墙体绿化的应用,植物可以创造足够的湍流来冷却和减缓垂直气流。
屋顶绿化也对减少当地风对建筑的不利影响有显著效果。
改善空气质量
植物能够过滤空气中的粉尘和小颗粒,通过光合作用吸收和隔离气态污染物,通过它们的叶将二氧化碳、水和太阳的能量转化为氧气和葡萄糖(Burgess2004)。
墙体绿化将阻止和过滤沿建筑表面的粒子运动,而屋顶绿化将减少用于采暖和制冷的能源,直接减少夏季的烟雾和空气污染。
雨水管理
植被和越来越多的屋顶绿化和垂直花园中充当海绵,留住雨水。
粗放型的屋顶花园可保留约75%的水分,只有约25%成为径流(Scholz-Barth2001)。
此外,利用和再利用雨水可得到整合,包括雨水收集,循环利用。
墙壁绿化能延迟或中断降雨径流,尤其是在暴雨狂风时,那里的雨水横向比竖向多。
节能
建筑物内夏季要制冷,冬季要采暖,减少空调系统的应用,可以节省能源和资金。
到了夏天,墙体绿化能创造通风百叶效果,因为很多种攀援植物升高它们叶子来应对太阳高度角(Johnston2004)。
屋顶绿化保温与隔热的性能,取决于所选择的植物类型以及种植基质的深度(Pecketal.1999)。
隔音
城市地区的硬质表面往往对声音有反射功能,而不是吸收功能。
由交通、飞机和机械产生的声波,可被土壤、植物以及它们与建筑表面之间的空气吸收(Dunnett2008)。
此外,由于风透过墙体绿化上的树枝和树叶所产生的“白色”噪音可以发挥积极的作用,提人们的心理健康(Pecketal.1999)。
改进和提高生物多样性
随着城市化的进行,自然栖息地正在被取代或破坏,植物、动物和昆虫,寻找其他地方居住或在某些情况下造成灭绝。
屋顶绿化和垂直花园的设计可以为昆虫和鸟类提供可选择的栖息地,但这绝不应成为一个摧毁自然栖息地理由(Pecketal.1999)。
经济
建筑保护和使用寿命增长
屋顶绿化保护屋顶抵御紫外线辐射、极端温度波动以及休闲或维护时的物理破坏和穿刺。
墙体绿化,人们有一个错误认识,以为植物会破坏所覆盖的表面,其实在大多数情况下,它们也能防止辐射,减少结构得热(Freedetal.2008)。
降低成本
标准成本节约往往是通过屋顶或墙面绿化减少空间直接加热和冷却成本获得的。
他们是难以准确计算的而且项目之间差异很大。
但是,如果绿化的提出是在设计开始的阶段,特别是对新项目,墙体绿化和屋顶绿化的建造,很少或根本没有额外的成本(Pecketal.1999)。
增加房产价值
研究已经表明,实施屋顶绿化和墙体绿化的建筑物价值增加15%到20%(Pecketal.
1999)。
这个值和市场价值也会增加,当舒适美丽的屋顶绿化和墙提绿化被提供,特别当是浪费的或闲置的屋顶空间作为绿化空间重新利用时。
都实农业
由于是在市区生产食物,屋顶绿化和墙体绿化有助于促进当地农业生产的巨大潜力。
同时,也可以更好的实现社会互动和人人享有新鲜食物。
再者,粮食产量可以扩展到冬季(如果一部分屋顶是放在玻璃下的)并且可以结合雨水采集、处理或过滤系统。
社会
提高审美
美化建筑环境的一个简单而有效的策略是城市绿化。
植物与他们各种各样的颜色、质地和形式,与普通的墙壁和屋顶相比可以增加视觉趣味性。
同时,改善人们在城市里生活体验的质量(Freedetal.2008)。
有益于健康
人被植物和自然包围时,对减轻压力、降低血压、缓解肌肉紧张、增加积极情感的疗效被认为是相当大的(Dunnett2008)。
植物提供的各种声音、气味、颜色和活动,尽管不能计量,可以大大增加人类健康和心理幸福感(Pecketal.1999)。
改善安全和生活质量
寻找利用屋顶和墙面空间新的途径,通过提供大量的接近工作单位和住处的户外休闲娱乐的空间,可以产生更适宜居住的城市(Pecketal.1999)。
屋顶花园降低污染、减少攻击和故意破坏,也使安全条件得到改善。
防火
据统计,没有植被覆盖的屋顶火灾风险是做了绿化的屋顶的15至20倍,特别是当绿化屋顶的种植基质呈现饱和状态,或使用防火植物(如景天类植物)时(Dunnett2008)。
创造就业机会
通过屋顶绿化和墙体绿化的建造和维护,能产生很多岗位。
那些从事植物种植和配布,构造层和基质的供应商与制造商,提供维修合同的公司,以及设计师,工程师,建筑师和园林设计师都可以得到一些就业机会。
教育目的
屋顶绿化和墙体绿化是教授关于今天的环境问题,以及如何对待环境问题的完美工具,特别是对子孙后代来讲。
同时,通过教室室外屋顶花园的建造,学校和机构可以为学生提供额外的绿色空间。
设计的可能性
在大尺度范围内,屋顶、墙面绿化项目工作接受丰富的想象力和独特的设计,提供形式与功能相结合的机会,为把我们的城市变得更健康和美丽,提供无限的可能性。
建造系统及绿化技术
应该指出的是,屋顶绿化和墙体绿化的设计、施工和实施直接取决于建筑的特征和必要性,及建筑的所有者和使用者。
每个项目根据不同的屋顶或墙面的具体要求,将有不同的建设制度。
屋顶绿化
根据Banting(2005年),现有屋顶绿化技术的不同,通常体现在种植基质的类型和防水层的处理技术的变化上。
因此,绿化系统可以分为以下几类:
完整系统:
可以用于新建项目或是改造项目。
包括屋顶的所有构造层次和组件(从楼面层到植物)。
同时它在防排水层、保护层、种植基质和植物类型等的应用上提供了最广泛的选择。
它们的建造增加的结构负荷最大,同时也意味着建筑造价的较大增加。
这是适用于粗放型到密集型屋顶绿化的典型的构造层次。
模块化系统:
包含生长基质、排水系统和植物的结构单元。
这些模块预先被种植,作为建造单元放在屋顶上。
土壤的深度和类型是灵活多样的,但是,深土层并不常见(7.5至30厘米)。
其最大的好处之一是,如果需要修理很容易进入屋顶层,使屋顶的外观发生迅速的变化。
在完全覆盖屋顶之前,这个系统有在屋顶的一部分上做尝试的机会。
预耕地植被毯:
包括未播种的种植片。
他们被制作成聚乙烯板或无纺布基层,植物在其中薄薄的种植基质中生长。
该垫可卷起,然后像地毯或垫子一样可现场安装,展开来有如地毯。
他们有即时效果的优势,也可用于山坡或普通种植难以实现的地方。
墙体绿化
壁面绿化和生命墙对建筑物和垂直表面来说是自我再生系统。
传统上,使用攀爬植物让他们直接依附在建筑物表面达到绿化的目的。
然而,现代墙面绿化由钢缆绳或网格支撑的藤蔓植物实现,新的案例通常使植物不直接接触墙面。
(Dunnett2008)。
墙体绿化系统分为:
模块化网格面板壁面绿化系统、金属缆绳壁面绿化系统以及模块化和基质型生物墙。
模块化网格板:
由刚性的、重量轻的、镀锌钢丝焊接成三维网格板,这个网格板可以在表面和纵深两个方向支撑植物。
这些系统的目的是使绿化脱离墙面从而植物不接触建筑,因为它们的刚性特征,也可以作为独立的绿色墙壁使用。
缆绳和金属绳网:
使用缆绳或金属网。
缆绳被设计来支撑密度大的生长迅速的攀爬植物,在壁面绿化中使用。
金属网经常被用来支撑生长缓慢且需要支撑的植物。
他们比缆绳更加灵活并且提供了更加广泛的设计应用。
通过金属绳纵向和横向的灵活交叉和连接可以实现各种尺寸和模式的绿化。
模块式生物墙:
正方形或长方形面板,里面含有供植物生长的基质。
他们往往预先种植,安装完成后,提供一个“瞬间”绿色效果。
植物种植墙:
由两层合成纤维织物制成口袋,支持植物和种植基质。
织物墙壁都支持在一个框架上,由于含水量太高,沿建筑墙面设有防水层。
因为没有任何土壤也被称为水培墙,保持植物系统持久的潮湿,实现植物生长。
城市剩余空间复兴的可能性
快速的城市扩张已经形成了大面积的“浪费空间”(Nefs2006)。
这些地方可以被称为“城市剩余空间”,因为没有人或设施占据他们,他们是被遗弃的,没有城市活动在此发生。
但是,并非所有的城市剩余空间都是不可取的(Southworth2001)。
他们可以是绿化开发和重建的一个潜在的资源,特别是在空间可用性成为最大问题的城市。
许多种类的城市剩余空间可以被识别和列举,在本研究中,对城市中最常见的案件进行了如下分类:
街道空间(图4)
封闭空间:
被墙壁或建筑物包围的空地。
他们可能设在一个大型建筑的里面或由若干建筑物并排围合。
他们可以为工作或休闲提供绿地,成为野生动物栖息地,或仅仅作为绿地提供宜人的观赏点。
桥梁:
允许人或车横渡障碍的结构。
他们的设计根据使用功能和所处自然环境的不同有所变化。
它们通过绿化技术可以进行美化,可以避免普遍的涂鸦。
柱结构:
传达上面结构重量给下面其他结构的垂直结构元素。
他们的被绿化的潜能非常高,因为他们的承重能力可以被用于支持植被,并且他们可以给城市提供优美视角。
立交桥和地下通道:
道路或公路,回避或环绕建筑地区,让车辆通过时不受当地交通流的干扰。
这些因素建成的墙壁涂鸦经常出现。
因此,如果绿化可以改善城市形象。
街道:
建筑环境中的公共道路上,人员和车辆可以自由互动和流动。
在这些表面的绿色空间将有助于空气流动,因为他们上面的温度往往比周围建筑区域的低。
硬质表面的热空气会上升,被冷空气取代,这将有助于减少热岛效应。
图4.街道空间图5.建筑空间
建筑空间(图5)
阳台:
从建筑物伸出室外的空间。
他们大多是个人的,而有一些是邻居之间共享的。
如果绿化,他们可以给没有花园或那些不容易接触到公共绿地的城市居民独有的乐趣。
阳台花园是内部环境和外部环境之间的天然联系。
露台:
地面以上的建筑物的室外空间。
一般来说比阳台大,将有一个“开顶”面向天空。
它们的功能有高度灵活性,能被各种各样的活动使用包括从事园艺。
他们可以提供与自然世界的一个链接,成为一个开放空间和绿色网络。
墙体和墙面:
空间的垂直外表面。
墙一般用于围合的目的。
墙面是任何建筑物或构筑物的脸面。
现代城市提供了巨大面积的围墙和壁面可以很容易地进行绿化,不仅有助于提升建筑物的外观,而且有助于提升街道及其周围环境的形象。
屋顶:
覆盖或形成建筑物顶部或最上部的结构。
屋顶是目前绿化的最重要的机会。
许多城市拥有数百万平方米的闲置和缺乏吸引力的屋顶:
高层办公大楼,多层或地下停车场,建筑物之间及地下室之上的的露台,集合住宅或独栋住房,以及所有种类的半地下建筑。
他们拥有极大的被浪费掉的提高城市生活质量以及改善城市环境的机会。
并不是所有的城市剩余空间是适合振兴的。
许多因素和条件(环境、物理或是政治因素)限制了复兴的可能性,有时可以得出结论,没有什么可以做。
然而,一些一般性的做法,可以适用于所有案例,不论他们是否有特殊需要。
下面的流程图(图6)描述了可遵循的程序,以确定这个地方是否可以进行绿化。
图6.确定剩余空间振兴可能性的过程
如果振兴是可能的,应选择适当的绿化方法。
不过,重要的是要明白,每一个空间呈现出不同的条件,他们不能用同样的方式振兴。
应该考虑每个案件的特殊特征,并且在所有决定做出之前必要的改善必须完成。
表1给出了绿化方法的几点建议,这些绿化方法可以在每个建筑物或城市的剩余空间中使用。
环境状况和小气候在每个地区都是独特的因为它的大小、形状和环境不同。
绿化空间对小气候有相当大的影响,因此应选择适合不同空间的植被类型,可以选择的主要依据是湿度和阳光的辐射强度,景观价值和生物价值也是决定因素。
四个因素决定了一个空间的小环境:
光照,风,温度和湿度(Johnston2004),当设计屋顶绿化和墙体绿化时它们应该被考虑到。
表1.对剩余空间绿化方法的建议
绿化工程案例研究
都实绿化系统
城市的立体绿化系统形成连续的绿色空间,连接了城市中的民用建筑和公共建筑。
利用现有的残余的空间如屋顶和墙面,转化为屋顶绿化、空中花园和墙体绿化,增加了人均绿地率。
同时城市形象得到改善,做到了城市与自然的和谐共生。
此外,城市中生活、工作和娱乐条件得到改善,城市变得更加美丽、更加安静、更加健康。
绿化在空中连接提供了新的观察不同城市风景的路径和空间。
老的建筑如住宅群和废弃的工厂可以被更新,如果屋顶作为主题庭院或公园使用,绿化可以进行。
体育设施,可用于改善居民的健康,教育和文化活动可以帮助促进邻里间沟通和交流。
此外,商场,办公楼,医院和公共服务设施的屋顶停车场,可转换为创造新的微气候和生物多样性的绿色空间。
如果人们理解在现存的地方引入植被的做法,如果人们努力去创造更好的城市生活和环境,这些绿化系统应该被建造,这样才能实现建筑、人与环境的和平共处。
中之岛项目
中之岛是一个3公里长和50公顷大的狭窄的沙州,位于日本大阪的北部。
它将Kyū-Yodo河分成了Dōjima(北部)河和Tosabori(南部)河。
它有重要的历史背景,它的位置变成了数项活动开始的地方,能够帮助改善城市形象和体现城市价值。
为了做到这一点,提出了美
化城市的几点想法。
环境问题不仅是作为一种生态和可持续发展的计划被提出,同时当与自然的联系被保留时,也给人们提供了更好生活条件。
在这个地区水是一种重要的元素,利用水的艺术来表现特性和其在城市中的标志作用。
在两条河的边上利用特殊的喷嘴创造出不同颜色的拱门,创造出特殊的景观效果和不同的环境氛围。
为人们提供有吸引力的活动,增加夜间游览的机会。
由于建筑,公路及沿河道路及其周边地区道路的建设,风景彻底的改变。
为了尽量减少汽车噪音的负面影响,减少朝向景观的难看建筑结构或立面的负面影响,在其上进行绿化或是安装喷泉设施,为城市带回了部分丢失的自然环境。
“流动的花园”也被提议来帮助河流治理和水的净化。
不同的颜色和纹理被添加到表面,美化了河面景观。
Mukogaoka住宅区
日本1960年到1970年之间建造的房屋正面临着一系列问题,包括居民的老龄化、设施的老化、土地利用方式和实际需要的差距变大等。
为了改变这一现象,旧建筑物再利用现正被考虑,建造反应当代需要的新设施的计划也被提出。
这被称为“复兴计划”,不仅打算满足人们的需要,而且要应对今天发生的严重的环境问题。
作为这项计划的一部分,位于日本坂井市大阪县的Mukogaoka住宅区中(向ヶ丘第一団地)的第26号,27号和第28号建筑物的整修方案已经完成。
设计了露台绿化,阳台绿化和墙体绿化,周边绿地被整合到建筑系统中。
景观设计提供了项目的连续性,它提供了舒适的空间,在此人们可以在进行休闲活动的同时与大自然接触。
儿童活动空间和能促进邻里交往的公共区域也在考虑之中。
此外,对现存的植被和树木,城市农业和社区园林保护进行了介绍。
每栋建筑的整修方案考虑不同因素,但改善空间和人们的生活质量,是所有方案共有特点。
对电梯的设置提出了建议,提出了一个最简单的无障碍设施,特别是对老年人和伤残人士来说。
内部也被修改并给出了几个格局。
为了得到开放空间建立公共区域,限制在一个或两个层高上。
而且,为了有更好的保温效果,并有机会安装光伏电池,修改了屋面的倾斜角。
环境和生活条件的改善分析
▪SEAM应用程序和结果
可持续发展的理念变得与经济、社会和环境领域越来越有关。
在城市中,该方法建立在与大自然和谐共处之上,把植物的存在当成提高生活质量和城市环境的一个重要因素。
用铃
木教授实验室提出的可持续发展环境的评价方法(SEAM)对十个城市中的地区,进行了调查和评估。
这十个地区整合了绿色空间到建设中。
这一宝贵工具的目的是诊断针对实现可持续发展的各种战略活动的实现程度,以确定改善是否是必需的。
它分为四个主要评估领域:
社会、自然资源、环境与经济,每领域细分为5个或6个具体评估项目,帮助收集更详细的信息(图7)。
图7:
显示四个领域的一个SEAM评价图
为了了解人们的对市区绿化的态度,来评价现存绿化可持续性的条件,并说明通过其实施如何改善环境和生活条件。
在日本的京都、大阪和名古屋的10个不同的城市地区做了一份简要的问卷调查。
被调查的场所必须符合下列要求:
位于市区范围内,是公共设施,绿化空间不包括地面绿化(即屋顶绿化、露台绿化,屋顶花园等)。
评价表明,全球几乎所有地区在绿地中,有助于改善人们的心理状况。
大部分受访者(93%)表示,他们呆在那里可以放松。
然而,有少数人(34%)说,体育活动可以在绿地中进行,因为在
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