system: [SYSTEM]

user: 3. 关键技术探究 3.1. 荷载安全及稳定性 墙面绿化工程的最大荷载要小于26 t。在不影响景观效果的前提下，项目从钢结构加固(图4)、栽培介质配制、植物品种筛选等方面降低单位荷载，从而保障结构的安全。 1) 钢结构加固增加荷载和稳固性 通过对绿化范围内现有的钢结构进行测算，发现钢结构梁强度不能满足墙面绿化的需求。一方面， 图2. “印象.夏日”绿墙设计示意图 图3. 垂直绿墙所用植物 图4. 钢结构加固 在保证钢结构稳固的基础上，尽量减少绿墙数量，考虑到观赏点仰视的视角，最底层钢架即使做绿墙也不易看到，且增加成本。因此，钢结构的最底层不做绿墙，从而减少钢结构的荷载。另一方面，为分散原支撑钢结构立柱对屋面的荷载，在钢结构背后使用斜向立柱支撑，分散支撑立柱受力，并保证整体的强度。主要结构采用100 × 50 × 2.5的矩形方管焊接在原有钢结构骨架上，采用金属氟碳漆做防腐。 2) 栽培介质配制减少荷载 根据本方案的实际需求，确定筛选容重小、通气性好、保水性好，为植物提供慢速生长需求的轻型栽培介质，主要的理化指标为：pH值6.5~7.5、容重0.5 g/cm 3 ~0.6 g/cm 3 、有机质含量高于50%。通过比对，优先选择容重小的栽培介质原材料，如草炭、椰糠、珍珠岩等进行配比实验，得出最佳栽培介质为草炭：椰糠：珍珠岩 = 1:1:1，该配方介质是容重小、透气性和保水性好的植物慢速生长的轻型介质。本方案通过实验模拟和实测，其中必须具备的种植模块和钢结构及浇灌系统等总重量11.2 t，得出三种模式下种植模块的最大荷载： A、所有种植介质(草炭:椰糠:珍珠岩 = 1:0:1)、套盆和植物 = 1.28 (kg/个) × 14，904 (个) = 19.1 t，最大所需荷载 = 29.7 t B、所有种植介质(草炭：椰糠：珍珠岩 = 1:1:1)、套盆和植物 = 0.96(kg/个) × 14，904 (个) = 14.3 t，最大所需荷载 = 25.5 t C、所有种植介质(草炭：椰糠：珍珠岩 = 0:0:1)及套盆和植物 = 0.9(kg/个) × 14，904 (个) = 13.4 t，最大所需荷载 = 24.6 t 综合考虑绿墙寿命、植物生长、介质可持续性的影响，优选选择B套组合。 3) 绿墙的高度8 m，东西向无遮挡，为减少风对结构产生的影响，使用热镀锌钢做横向结构支撑，与原钢结构的接触面使用紧固件加固，紧固件内侧使用衬垫，确保原钢结构的表面完整；在横向钢结构基础上，模块钢架采用60 × 30 × 2 cm的C型钢竖向布置，用热镀锌防腐处理，C型钢与钢结构使用螺丝固定。采用网格化布置模块的方式，网格间预留空隙，以减少风力影响的面积，确保安全性。 3.2. 植物筛选评价 绿化植物是城市生态修复系统的重要组成部分，具有重要的生态、美化功能，在改善城市生态环境方面发挥着不可替代的作用，植物种类筛选决定了城市生态系统生态效益与综合功能的可持续发挥和利用。因此建立立体绿化植物综合评价模型，使用主要指标，通过专家打分法赋予合理的加权值，对植物的综合性能进行模糊评价 [ 7 ] [ 8 ] ，为垂直绿化植物合理应用提供较为科学依据。 运用层次分析法对垂直绿化植物建立评价模型，先对立体绿化植物评价指标筛选归类，确定生态适应性、观赏性、功能性3个复合指标，抗旱、抗寒、叶、花等9个单项指标层及标准层，利用层次分析法构建的判断矩阵计算各层的权重，运用绝对选择评定法计算标准层得分。 垂直绿墙植物筛选，考虑建筑物的高度、绿墙朝向等因素，优先选用生态适应性较强的植物。建筑朝向东北，全年日照时间和光照强度较弱，且绿墙与高层办公楼距离仅10 m，遮阴时间较长，选用一些耐阴或喜阴的植物，兼顾耐寒、耐旱、病虫害少、抗风的植物品种。其次，为满足楼顶空间的特殊立地条件，选择覆盖力强的植物，通过降低单位面积种植密度和相应的种植介质数量，也可以降低荷载；选择主根系较浅、侧根发达，根系与栽培介质结合快而紧密；与环境协调的植物种类，实现绿化、美化与环境的高度融合。 另外，考虑到景观效果，因此选用一些常绿的植物进行搭配，从而避免落叶时墙面的突兀感，保证墙面的四季景观效果。 通过对上海、江苏、浙江等华东地区的绿墙植物应用调查结果，结合前期工作基础，按照植物生态适应性强弱，兼顾植物的观赏性、功能性，利用立体绿化植物综合评价模型(表1)，运用层次分析法对立体绿化植物建立评价模型，对调查的常用的立体绿化植物评价，运用模糊评定法计算出得分。 按照以上方法对华东地区常用的30种建筑立面绿化植物综合特性大小顺序进行评价，结果如表2。结合绿墙造价等因素，最终选择红花继木、金叶大花六道木、[金森]女贞、大吴风草、熊掌木。 Table 1 The evaluation model of common Building Facade plan 生态适应性60% 指标 方法 评分标准 加权 5 4 3 2 1 抗旱性 枝叶 正常 叶形正常、叶片偶有发黄 边缘偶有卷曲、黄叶增多、偶有脱叶 叶形卷曲、脱叶严重、黄叶变薄、发黑叶片増多 卷叶严重、叶片失红严重、枝条出现干枯现象 35% 抗寒性 叶片 无冻害症状 25%叶片受冻或脱落 25%~50%叶片受冻或脱落 50%~75%叶片受冻或脱落 叶片全部受冻、脱落 25% 枝干 无冻害症状 秋梢受冻害 部分1年生枝条受害 侧枝受冻，上部主枝受冻 枝条干枯，从根茎处重新萌发 叶芽 无冻害症状 无冻害症状 部分顶芽受损 1年生枝条芽受损 全部芽不能萌发 耐热性 枝叶 植株完全不受害，生长发育良好 植株10% 叶片焦黄、卷缩或脱落 植株50% 叶片焦黄、卷缩或脱落，少数新梢受害干枯 植株90% 叶片焦黄、卷缩或脱落，但能重新萌发，50%新梢干枯 植株地上部分枝叶枯死，但能从根茎处重新萌发生长 25% 光适应性 耐阴性强 阳性 阴生 15% 观赏性25% 叶 覆盖度(%) 90~100 80~90 70~80 60~70 ≤60 35% 叶色 常色叶、 秋色叶 绿色 35% 花 花色 鲜红、金黄 紫红、桃红 淡紫、蓝色 白色、粉白 黯淡 25% 观赏期 2个月以上 1~2个月 21~28天 14~21天 短于14天 果 观果期 3个月以上 2~3个月 45~60天 30~45天 短于30天 5% 颜色 红色、金黄色 紫红 紫蓝色 绿、白、淡红色 紫黑、黑褐色 功能性15% 滞尘 滞尘量(g/m 2 *10天) >5 4~5 3~4 2~3 <2 70% 固碳释氧 CO 2 (g/m 2 ) 6~10 4~6 <4 30% O 2 (g/m 2 ) 4.4~7.3 2.9~4.4 <2.9 表1. 常见建筑立面绿化植物评价模型 Table 2 The evaluation score of common building facade plan 植物 适应性 观赏性 功能性 总分 抗旱性 抗寒性 耐热性 光适应性 覆盖度 叶色 花色 花期 果期 果色 滞尘 固碳释氧 叶片 枝干 叶芽 1 红花继木 1.1 1.0 1.3 0.8 1.0 0.8 1.4 1.8 1.0 0.8 0.1 0.1 3.5 0.6 5.3 2 金森女贞 1.1 1.0 1.3 1.0 1.0 0.8 1.8 1.1 0.5 0.5 0.1 0.1 2.1 0.9 5.1 3 小叶蚊母树 1.4 1.3 1.3 1.0 1.0 0.8 1.4 0.7 0.3 0.3 0.1 0.2 1.4 0.6 5.0 4 月季 1.4 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 0.7 0.7 1.3 1.3 0.1 0.1 2.1 0.9 5.0 5 金边阔叶麦冬 1.1 1.0 1.0 1.0 1.0 0.2 1.4 1.8 1.0 0.8 0.2 0.1 2.1 1.2 4.9 6 亮绿忍冬 1.4 1.0 1.0 0.8 1.0 0.8 1.4 0.7 0.3 0.3 0.1 0.1 2.8 0.9 4.8 7 常春藤 1.1 1.3 1.3 1.3 0.8 0.8 1.8 0.4 0.3 0.3 0.1 0.1 1.4 0.6 4.8 8 扶芳藤 1.4 1.0 1.0 1.0 1.0 0.2 1.4 1.1 0.5 0.5 0.1 0.1 2.1 0.6 4.6 9 金叶石菖蒲 1.4 1.0 1.0 0.8 0.8 0.5 1.4 1.8 0.8 0.8 0.1 0.1 0.7 0.6 4.6 10 金叶苔草 1.4 1.0 1.0 0.8 1.0 0.2 1.4 1.8 0.5 0.5 0.1 0.1 1.4 0.6 4.5 11 小叶女贞 1.1 1.0 1.0 0.8 1.0 0.5 1.4 1.1 0.5 0.5 0.1 0.1 2.1 0.9 4.5 12 小叶栀子 1.1 1.0 1.0 1.0 0.8 0.2 1.8 1.1 0.5 0.5 0.1 0.1 2.1 0.9 4.4 13 金钱蒲 1.1 1.0 1.0 0.8 0.8 0.8 1.4 1.8 0.5 0.3 0.1 0.1 0.7 0.6 4.4 14 银叶卫矛 1.1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.5 1.4 1.8 0.5 0.5 0.1 0.1 2.8 1.2 4.4 15 菲白竹 1.4 0.8 0.8 0.5 1.0 0.8 1.1 1.4 0.3 0.3 0.1 0.1 2.1 0.9 4.3 16 吉祥草 1.4 1.0 1.0 0.8 1.0 0.2 1.4 0.7 0.8 0.8 0.1 0.1 0.7 0.6 4.3 17 六月雪 1.1 0.8 0.8 0.5 1.0 0.8 1.4 1.1 0.8 0.8 0.1 0.1 1.4 0.9 4.2 18 吊兰 1.4 0.8 0.8 0.8 1.3 0.2 1.4 1.4 0.5 0.5 0.1 0.1 0.7 0.6 4.2 19 千叶兰 1.4 0.8 0.8 0.8 1.0 0.5 1.1 1.1 0.3 0.3 0.1 0.1 2.1 0.9 4.2 20 金叶大花六道木 1.1 0.8 0.8 0.5 1.0 0.5 1.1 1.1 0.8 0.8 0.1 0.1 2.8 0.9 4.2 21 熊掌木 1.1 1.0 1.0 1.0 0.8 0.2 1.4 0.7 0.3 0.3 0.1 0.1 2.1 0.9 4.1 22 多枝紫金牛 1.1 1.0 1.0 0.8 0.8 0.8 1.1 0.7 0.3 0.3 0.2 0.2 0.7 0.3 4.0 23 大吴风草 1.1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.2 1.4 0.7 1.3 0.5 0.1 0.1 2.1 0.9 4.0 24 过路黄 1.1 0.5 0.5 0.3 0.8 0.8 1.1 1.4 1.3 0.8 0.1 0.1 1.4 0.6 3.7 25 胡椒木 1.1 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 1.4 1.4 0.3 0.3 0.1 0.1 1.4 0.9 3.6 26 花叶络石 0.7 0.8 0.8 0.5 0.8 0.2 1.1 1.8 0.5 0.5 0.1 0.1 2.1 0.9 3.6 27 蜘蛛抱蛋 1.1 1.0 1.0 0.8 0.8 0.2 1.4 0.4 0.3 0.3 0.1 0.1 0.7 0.3 3.6 28 蔓长春花 0.7 0.8 0.5 0.3 1.0 0.2 1.1 1.1 0.8 0.8 0.1 0.1 1.4 0.6 3.2 29 矾根 1.1 0.8 0.8 0.8 0.3 0.2 0.7 1.4 0.5 0.0 0.1 0.1 1.4 0.3 3.2 30 龟背竹 0.7 0.5 0.5 0.3 0.8 0.2 1.1 1.1 0.3 0.3 0.1 0.1 1.4 0.9 2.7 表2. 常见建筑立面绿化植物评价得分