摘要：隨着城市化進程的不斷推進， 土地資源變得越來越緊缺， 高樓大廈拔地而起吞噬了原有的城市綠地， 同時也帶來了如熱島效應等一系列的環境問題， 如何在土地資源有限的城市中增加綠化面積提高環境質量成爲了我們亟待解決的問題。立體綠化作爲城市向空間索要綠地的有效方式已得到廣泛關注， 在數量頻增的高層建築設計中應用立體綠化成爲了補償城市綠化率的有效途徑。基於立體綠化的設計特點結合大量實際案例， 分別從建築立面、屋頂、空間三個方面探討提出基於立體綠化思考的高層建築設計方法， 對如何將高層建築設計與立體綠化設計有機結合提供一定的思路與方法， 對展示建築和城市的生態性及改善城市環境極意義。
關鍵詞：立體綠化； 高層建築； 設計策略；
0 引言
隨着經濟社會的快速發展， 我國城市化進程也進入了一個新階段， 各種凸顯的城市環境問題使我們意識到不能以犧牲環境爲代價去發展經濟帶動城市建設， 打造綠色的生態城市成爲了我們共同的目標。立體綠化將傳統的平面綠化發展爲三維的空間綠化， 在用地緊張的情況下能夠有效提高城市綠化率。高層建築也是在土地資源有限、城市人口劇增的背景下誕生的， 將立體綠化運用到高層建築設計中， 使高層建築成爲了立體綠化向垂直空間發展的載體已達成共識。但是目前立體綠化在高層建築中的應用設計還不夠廣泛， 缺乏具有針對性的設計方法研究， 因此本文將基於立體綠化方面的思考， 分別從建築立面、屋頂、空間三個角度探討提出高層建築設計策略， 對建築師的建築創作具有借鑑意義。
1 立體綠化分類與生態化作用
建築的立體綠化主要分爲垂直綠化和屋頂立體綠化兩大類， 垂直綠化又可分爲牆面綠化和陽臺綠化。實現牆面立體綠化的種植形式有地栽式、種植槽式、模組式， 以及一些新研發的技術， 屋頂綠化主要分爲簡式屋頂綠化及屋頂花園兩種。應根據不同的建築條件選擇相應的技術類型， 如建築立面具有一定的粗糙度時可以選擇無輔助構築物地栽的形式， 當建築表面光滑不利於植物攀爬或需要對植物攀爬路徑進行設計時可以選擇有輔助構築物的地栽形式。種植槽式對建築物與立體綠化的一體化設計程度要求較高， 需要預設種植槽並安裝配套技術設備。模組式立體綠化現在應用較爲廣泛， 可對長勢不良的植物進行局部更換而不對整體有所影響， 方便管理。
立體綠化與牆體、視窗、陽臺、屋頂相結合， 可以起到夏季遮陽冬季保溫的節能效果， 對提升室內熱環境舒適性有所幫助， 而且還具有一系列的生態效應， 如防風防塵、淨化空氣、降低噪音、減少光污染、緩解城市熱島效應等。除此之外立體綠化營造了城市良好健康的綠化景觀環境， 對人們的身心也具有一定的調節作用。
2 基於立體綠化思考的高層建築設計策略
由於立體綠化可以與高層建築立面、屋頂、空間相結合， 因此下文從這三個方面探討基於立體綠化思考的高層建築設計策略。
2.1 高層建築立面設計策略
由於大部分高層建築主要由塔樓和裙房兩部分構成， 因此下文分別從裙房和塔樓兩個層面探討基於立體綠化思考的高層建築立面設計策略。
2.1.1 裙房立面設計策略
我們可以常常看到建築的西立面爬滿藤本植物， 透過西立面與立體綠化的結合可以防止西立面由於特定時間段太陽高度角過低產生的"西曬"問題。高層建築的裙房部分由於建築高度不高， 所以採用地栽的立體綠化方式最爲經濟， 設計策略如下：
（1） 當考慮到在裙房部分採用無輔助構築物地栽的方式時， 裙房的立面應選擇表面儘量粗糙的材料， 這樣不需要對牆面進行特殊處理便可以使植物自由地攀附於牆面之上， 由於未進行任何的人工干預， 這種立體綠化方式形成的立面效果較爲自然， 長勢良好的植物可以爬滿整個牆面， 但是容易對視窗形成遮擋影響建築物的採光。
（2） 當裙房的立面材質較爲光滑不利於植物攀爬時， 可以採用在裙房牆面上附加輔助構築物地栽的形式， 如圖1所示， 輔助構築物可以由鋼架橫豎垂直相交成方形網格或斜交成菱形狀， 也可以由木條交叉構成， 這完全可以根據立面效果由建築師靈活設計。植物在裙房上沿網狀構築物向上攀爬與構築物一起構成了立面的第二個層次， 使立面效果更有層次感， 且在牆面與立體綠化之間留有一定的空氣間層， 在夏季有利於通風帶走熱量。
圖1 不同肌理的網狀輔助構築物 （圖件來源：網絡）
（3） 當裙房部分選擇玻璃作爲立面材料以望達到通透的立面效果時， 同樣可以與立體綠化相結合。在玻璃表面錨固牽引式構件， 在牆基處預留種植槽， 地栽植物沿着人爲設計好的牽引式輔助物的路徑向上攀爬， 在立面上可以形成由植物構成的線性要素， 植物不會爬滿整個牆面因此同時兼顧了立面的通透性與生態展示性， 圖2所示爲構造做法示意圖。
圖2 牽引式構件與牆面結合構造圖 （圖件來源：網絡）
2.1.2 塔樓立面設計策略
建築立面主要由門、窗、牆身、陽臺等構件構成， 因此高層建築塔樓部分的立體綠化一體化設計主要考慮與這些構件的結合， 如圖3所示爲立面各構件與立體綠化結合的示意圖。
當視窗採用外遮陽時， 遮陽擋板作爲載體可以與立體綠化結合設計， 並應注意遮陽擋板作爲種植槽需要具有一定承載力， 在設計之初便應予以考慮。立體綠化與視窗遮陽擋板的結合可以加強視窗遮陽效果， 並有降溫增溼的.功效， 從視窗吹入室內的風更加舒適宜人， 可以增加室內的熱環境舒適性。如圖4所示爲立體綠化與視窗結合的立面設計效果， 立體綠化設計元素在立面上可以延續成線， 也可以打斷形成一定的節奏感， 設計師可根據立面效果而定。
圖3 立體綠化與立面構件結合示意圖 （圖件來源：作者自繪）
圖4 立體綠化與視窗結合 （圖件來源：網絡）
陽臺可以在立面上產生虛實對比效果增強立面美感， 它通常作爲休閒空間使用， 夏季陽光直射入陽臺， 空氣溫度上升降低了室內環境舒適性， 但與立體綠化結合之後， 植物既可以幫助人們在休閒的時候放鬆心情減緩壓力， 又可以阻擋陽光的直射從而降低室內溫度， 因此陽臺成爲與立體綠化結合的重點部位。若採用種植槽的技術形式則需要在設計之初在陽臺部位預留種植槽及配套的自動滴灌設備， 更加方便的方法是在陽臺部位直接擺放盆栽， 如圖5所示， 根據陽臺形式選擇適合的植物， 如點式的陽臺可以與盆栽的灌木在立面上形成點狀的綠化效果， 線性的陽臺可以與一些藤本、草本、灌木相互配合， 在立面上植物的枝葉垂吊在立面上形成線性的生態元素。
圖5 立體綠化與陽臺結合 （圖件來源：網絡）
當考慮高層建築塔樓部分牆身與立體綠化相結合時， 目前通常採用模組化種植形式， 如圖6所示爲常見的綠化模組與牆體結合的構造圖。立體綠化與牆身局部結合可以形成一定的節奏感， 如圖7所示。也可以與牆身整體結合形成一面綠色的"植物牆"， 這時綠色植物相當於一種新的建築材料， 當運用模組式的綠化在牆面上進行拼貼時要選擇好植物的種類與色彩， 注意植物之間的搭配。值得一提的是， 當把種植槽這種植物生長的載體暴露在立面上時， 它便成爲了立面上一種新的設計元素， 同一種元素反覆出現增強了立面設計的層次感與趣味性， 設計師需要對種植槽與立面整體的尺度比例進行把控， 對種植槽的材料、質感、以及顏色進行仔細推敲， 如圖8所示。
圖6 綠化模組與牆體結合的構造圖 （圖件來源：網絡）
圖7 立體綠化與牆身局部結合 （圖件來源：網絡）
當高層塔樓出現鏤空的空氣牆面或整體由一種特殊肌理表皮所包裹時， 如圖9所示， 這時網狀表皮不單單起到統一建築立面、增加韻律感的作用， 同時也可以作爲立體綠化攀爬的輔助物， 一舉多得， 充分體現了立體綠化與立面一體化設計的思想。
2.2 高層建築屋頂設計策略
建築屋頂是最早與綠化結合的部位， 也是目前技術發展最爲成熟的， 將屋頂與立體綠化結合可以加強屋頂的隔熱保溫效果， 相關研究顯示綠化屋頂要比裸屋頂降溫節電達20%左右， 很大程度上提高了室內熱環境舒適性。除此之外， 屋頂與立體綠化結合還可以豐富建築使用空間， 提供休憩場所， 滿足了人們日益增長的建築空間使用需求， 所以高層建築的屋頂綠化設計尤爲重要。下文同樣從裙房和塔樓兩方面分別探討基於立體綠化思考的屋頂設計策略。
圖8 模組式種植槽作爲立面構成元素 （圖件來源：網絡）
圖9 立體綠化與高層網狀表皮結合 （圖件來源：網絡）
2.2.1 裙房屋頂設計策略
在高層建築的屋頂設計中由於裙房的屋頂比較容易到達， 且易於與室內空間產生互動， 因此多設計成屋頂花園爲人們提供休閒放鬆的平臺。在裙房屋頂使用率不高的情況下可以設計成簡式輕型屋頂的形式， 當使用率高時可以將屋頂空間進行細緻劃分， 設計成複合式屋頂花園的形式豐富人們的行爲體驗， 圖10所示爲某高層建築裙房屋頂的綠化設計。需要注意的是由於裙房高度不高， 因此屋頂綠化較容易被地面及塔樓部分的視線觸及， 在設計需要綜合考慮多方面因素， 達到各個角度的景觀最優化結果。屋頂花園景觀風格需與建築整體風格相互呼應， 使二者協調統一。
圖1 0 某高層裙房屋頂綠化 （圖件來源：網絡）
2.2.2 塔樓屋頂設計策略
高層建築的塔樓出現錯動時， 或採用減法手法產生一些退臺時， 應該積極將裸露的屋頂或平臺與立體綠化相結合， 形成氣候緩衝層， 爲人們工作學習之餘提供舒適的休閒場所， 如圖11所示。塔樓頂層若少有人到達可以設計成簡式輕型屋頂綠化， 建築師也可以對人流進行引導至塔樓樓頂， 並將頂層屋頂設計成屋頂花園的形式。
圖1 1 錯動的塔樓與立體綠化結合 （圖件來源：網絡）
2.3 高層建築空間設計策略
隨着生活質量的提高， 人們對建築空間的需求日益豐富， 單純提供基本使用功能的空間不再能滿足人們需求。立體綠化與建築空間的結合不僅可以提高室內外環境的綠化率從而起到淨化空氣、美化環境的作用， 還可以緩解人們的心理壓力， 這無疑與現代人們對空間的需求不謀而和。高層建築一般作爲辦公、居住或綜合類建築使用， 這些建築中都不乏公共空間的設計來滿足人們休閒交流需求， 因此基於立體綠化思考的高層建築空間設計應該重點放在這些公共空間與立體綠化的一體化設計上， 主要包括中庭的立體綠化設計、空中花園設計、休閒平臺設計、屋頂花園設計等。
在商場及辦公建築的中庭內可以設定植物牆， 如圖12所示， 營造一種綠色健康輕鬆的空間氛圍， 在中庭中植物也可以與樓梯等構件相結合， 如圖13所示。對建築形體進行減法處理或者是形體錯動可以爲空中花園的設計創造機會， 如深圳建科院是空間與立體綠化結合設計的典範， 其對建築形體進行減法處理， 在建築第6層開始挖空形成空中花園， 如圖14 （a） 、 （b） 所示；並且在每一層出挑形成休閒平臺如圖14 （c） 所示；在屋頂同樣設計成屋頂花園的形式， 在屋頂花園中員工可以在這裏種植自己喜歡的蔬菜如圖14 （d） 所示。空中花園、休閒平臺、屋頂花園這些非辦公場所在這棟辦公樓裏爲員工提供了一個綠色輕鬆的休息環境， 體現了綠色人性化的辦公理念， 在設計中值得借鑑。除此之外， 現在很多高層建築開始朝向以特定綠色種植功能爲主導的空間開發設計， 如城市立體農場設計， 生產性的植物和蔬菜被引進大樓， 形成一套自給自足的模式， 增加了市民的參與性與監督性。
圖1 2 中庭立體綠化 （圖件來源：網絡）
圖1 3 中庭植物與樓梯結合 （圖件來源：網絡）
圖1 4 深圳建科院 （圖件來源：網絡）
3 結論
在諸多城市環境問題頻發的今天， 如何在土地資源有限的情況下加大城市綠化率改善城市生態環境已經迫在眉睫。立體綠化利用城市建築物構築物作爲載體， 在不佔用土地資源的情況下增加城市綠化率， 對城市生態景觀環境及人們生活品質的提升具有積極意義。本文基於立體綠化的類型特點並結合大量實例， 分別從高層建築立面、屋頂及空間三個方面提出基於立體綠化思考的高層建築設計策略。在立面設計中， 應結合材質特徵及立面效果選擇適宜的立體綠化類型， 並將立面各構件與立體綠化結合設計， 形成點、線、面等立面構成要素， 達到整體美觀效果。在屋頂設計中， 根據人的使用情況設計， 在使用率低的情況下設計成簡式輕型屋頂， 在使用率高的情況下對空間進行仔細劃分設計成屋頂花園的形式， 在景觀效果最優化的同時達到節能效果。在空間設計中， 運用體量減法的處理創造設計空間花園的機會， 充分考慮將立體綠化與室內外空間結合設計， 打造舒適宜人的室內外公共交流空間。希望本文爲建築師提供立體綠化設計思路， 將立體綠化與高層建築設計更多地結合起來， 爲綠色宜居生態城市建設作出貢獻， 相信在不久的將來我們的城市將會綠意蔥蔥更加美麗。
參考文獻
[1]孫長惠。立體綠化與建築一體化設計結合方式初探[J]。華中建築， 2012， 30 （9） ：28—30
[2]胡望社， 姜利勇， 薛明， 等。校園可持續建築實踐——後勤工程學院綠色建築示範樓設計[J]。後勤工程學院學報， 2010， 26 （1） ：1—5。
[3]加拿大聯邦住房署。一體化設計引領更多生態建築的問世[J]。建築創作， 2007， （9） ：94—96。
[4]陸世登， 朱慧英， 盧凌寰。綠化遮陽對夏熱冬暖地區建築熱環境影響分析[J]。建築節能， 2016， 44 （2） ：40—42.