新思立体绿化那些事

昨天有一则新闻在朋友圈刷开了,所以今天有必要推送一下,一是转载一下昨天这篇新闻,非常精炼,二是选摘一篇关于高架垂直绿化的文章,供大家爱学习参考。

立体绿化被誉为城市的“第五立面”,如何让花草树木扮靓城市的“空中花园”?作为我市工程地方建设细则,《宁波市建(构)筑物立体绿化实施导则(试行)》(以下简称《导则》)现已正式出台。

  这是我市首部建(构)筑物立体绿化实施导则,也是全省首部。《导则》从年9月1日起实施,实施范围为:我市新建公共建筑、工业建筑,新建高架道路及天桥等建(构)筑物,都将按照要求配置立体绿化。

这是我省首部建筑立体绿化《导则》

  为何我市要出台关于立体绿化的导则?因为早在年5月1日施行的《浙江省绿色建筑条例》第四十条已明确,鼓励利用建筑的外立面、结构层、屋面进行立体绿化。年7月1日施行的《宁波市气候资源开发利用和保护条例》第二十六条也指出,各行政主管部门在编制相应规划时,应当因地制宜采取屋顶绿化、雨水利用等措施。“正是基于上述法规的规定,在我市工程建设中,对立体绿化明确了建设细则。”

  去年,市住建委对全市立体绿化进行抽样调研,发现我市屋顶利用率不高,已经布置屋顶绿化的建筑,绿化种植规则不统一,不仅不够美观,屋顶绿化的节能保温、固碳释氧等效益也难以发挥。“针对调研中存在的问题,《导则》对种植屋顶绿化的实施范围、建筑物的荷载设计要求、绿化形式、植物种类选择、减碳量计算、施工与验收、后期维护等全过程进行了详细规定。”

  “立体绿化是城市的第五立面,对美化城市空间、建筑隔热保温、减轻雨水径流有很多益处,是一项利国利民的好事。《导则》已经明确,立体绿化应该与建筑物主体同步设计、同步施工、同步验收。”

新建公共和工业建筑、高架天桥等要求实施立体绿化

  今后,哪些建筑要求实施立体绿化?

  《导则》明确要求实施立体绿化的建(构)筑物为:

新建公共建筑,应对高度不超过50米的平屋顶部分实施立体绿化,屋面绿化面积占可绿化面积的比例应不小于30%;

改扩建公共建筑,宜对高度不超过50米的平屋顶部分实施立体绿化,屋面绿化面积占可绿化面积的比例不宜小于30%;

工业建筑的立体绿化建设面积应不小于建筑表面积的20%;

新建高架道路、天桥等市政公用设施的桥墩(柱)、沿口应同步实施立体绿化。

  《导则》指出,立体绿化可分为屋顶绿化、墙面绿化和沿口绿化三种。改、扩建建筑的立体绿化,必须经建筑结构安全符合,并不得损坏原有的建筑结构、防水层及设施,同时应满足建筑建构和其他相应的安全性和建筑一体化要求。

  建筑进行立体绿化建设后,会产生固碳释氧、保温隔热等综合效应。《导则》还对不同立体绿化植物的种类列出了年减少碳量:效果最好的是常绿灌木,每平方米种植面积的年减碳量为千克标准煤/年;常绿小乔木为千克标准煤/年;藤本草本最低,为45千克标准煤/年。

五问《导则》

  1不超过50米

  1.《导则》中“新建公共建筑,应对高度不超过50米的平屋顶部分实施立体绿化”“改扩建公共建筑,宜对高度不超过50米的平屋顶部分实施立体绿化”。为何以“不超过50米”作为建立体绿化的高度,有何依据?

  解读:如果屋顶绿化种植高度太高,对城市热岛效应的缓解效果减弱,而且可能在极端天气情况下存在安全隐患。在高度选择上,《宁波市城市绿化条例(修订草案)》对新建工程建筑高度50米以下的平台、平屋顶永久性屋顶绿化部分,允许按照比例进行绿地面积折算。《上海市绿化条例》第十七条,也明确提出应对高度不超过50米的平屋顶新建公共建筑实施屋顶绿化。

  2减碳量

  2.立体绿化对环境的贡献不言而喻,在折合成减碳量或折合成太阳能上,请举个通俗易懂的例子,固碳排名靠前的植物也请举例说明。

  解读:减碳量并不是一个固定数值,即使同一种植物在同样的天气里,生长位置不同,枝叶茂密程度也不一样,固碳量也是不一样的,所以导则里的固碳量是测量范围内的平均值,并且由于其实际减碳量远小于太阳能,所以结合省相关标准,辅助乘有一定的系数。

  《导则》中,固碳量排名是:常绿灌木常绿小乔木落叶小乔木落叶灌木藤本、草本。举个例子,如果一个项目符合以立体绿化替代太阳能的规定,那么1平方米的太阳能,需要布置3至5倍的立体绿化。

  3荷载

  3.立体绿化,对建筑物的荷载提出了什么要求?

  解读:建筑物结构设计中,需根据建筑使用情况结合《导则》要求来做立体绿化。屋顶绿化分为花园式与地被式,其中花园式屋顶绿化荷载要求每平方米不小于公斤,地被式屋顶花园荷载要求每平方米不小于公斤;墙体绿化与沿口绿化需要结合设计考虑构件拉伸的安全性,以及所需固定的预埋设施。

  4防漏水

  4.屋顶绿化对土层高度是否有要求?如何预防建筑漏水问题?

  解读:屋顶绿化工程土层回填的厚度必须符合设计要求,满足屋顶的荷载。同时种植土层应在荷载允许范围内,根据湿容重进行核算,湿容重不宜超过千克/立方米。一般乔木种植土最厚厚度为1.2米,地被植物种植土最薄为0.1米。

  关于建筑的防漏水问题:屋顶绿化必须采用二道防水设计,下层为普通防水层,上层为阻根防水层。既有建筑物屋顶绿化设计前应对屋面进行大于24小时的蓄水试验,如屋面防水层仍有效,可只增加一层耐根穿刺防水层;屋面防水层有破损、渗漏时应修复防水层,并根据具体情况再设一道普通防水层,蓄水试验后再完成耐根穿刺防水层。

  5防建筑物表层开裂

  5.如何预防植物根系发达导致的建筑物水泥表层开裂问题?

  解读:一是,屋顶绿化植物选择上,宜采用一些植株低矮、生长缓慢、须根发达、抗风能力强、耐寒耐旱、抗病虫害、不易倒伏的花灌木和小乔木、球根花卉和多年生花卉;不宜选择高大乔木及深根、穿透力强的植物;二是,在基层处理时,采用敷设耐根穿刺防水层,用于阻断植物根系对建筑物的负面影响。

高架桥垂直绿化存在的问题及解决方案

近年来,随着高架道路系统的逐步完善,为进一步扩展城市绿化空间,美化城市环境,国内各个城市在推进地面绿化建设的同时,大力发展以高架桥垂直绿化为重点的立体绿化建设,取得了可喜的成绩。作为率先尝试高架绿化挂盆技术的城市,其绿化创新理念对全国其他各大城市的高架、立交绿化起到了一定的示范作用。这些高架上的绿化主要是以盆栽为主,采用外挂和顶置两种形式。随着时间的推移,在使用过程中,常年的风晒雨淋,使这些挂盆在美化道路环境,形成空中绿链的同时也逐渐显现出一定的弊端及安全隐患。与此同时,一些新科技、新技术、新观念的涌现,也促使与时俱进的我们重新审视这些服役已久的绿化盆栽,并提出改造提升的新要求、新标准。

一、高架桥垂直绿化存在的问题

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实例分析

1.1以上海延安路等高架桥垂直绿化为例分析

绿化容器存在的问题(如下图)分析:

①绿化使用的挂盆塑料容器在室外日晒雨淋易老化,安全性较差,使用年限短;

②塑料容器耐热性差,热膨胀率大,易燃烧,燃烧时产生有毒气体;

③容器本身不具有蓄水功能,水、土、肥保持时间短,易流失;

④容器采用较薄的塑料制作,没有保温隔热的效果,功能性差。

(左:外挂式花盆右:顶置式花盆)

固定容器结构存在的问题(如下图)分析:

①固定容器结构暴露面大,易锈蚀,不美观;

②容器与结构缺少固定件,植物蓬径变大后遇强风,易挪动,有安全隐患;

③整体用钢量大,焊点多;

④钢结构维护量大,成本高。

(固定容器结构)

植物养护存在的问题(如下图)分析:

①洒水车人工喷灌很难控制喷灌面,对周围环境造成污染;

②由于使用洒水车养护期间对交通造成影响,所以养护的时间和周期受到限制;

③养护需投入大量人力,物力,养护成本高。

(洒水车)

排水设计存在的问题分析:

①灌溉用水通过盆底的排水孔直接流出,易造成桥体和周围环境的污染;

②长时间无蓄存的流水冲刷,造成土壤的滞水、保肥能力大大降低,造成土、肥很快流失。

据了解,上海每年都要在高架桥垂直绿化的后期养护和更新上投入大量人力、物力。并由《上海高架桥垂直绿化整体更新工程》招标公告得知,上海市相关部门仅在年就投入万左右为完善高架道路整体景观面貌,针对上海高架垂直绿化盆体老化、内外盆之间用自攻螺丝进行固定的连接松动、排水不畅等问题,对高架道路垂直绿化进行整体更新。由此可知,高架桥垂直绿化如果前期设计的不合理,将会在后期引发很多问题,其改造同时增加了很大程度的成本消耗。

1.2以合肥包河大道高架桥垂直绿化为例分析

据了解,包河大道高架北起繁华大道,南至金斗路南,全长8.5公里。其中I标段北起繁华大道南至花园大道,全长约2.5公里,主桥长1.6公里。

重点说明排水设计存在的问题(类似杭州高架桥垂直绿化)(如下图)分析:

①早期的自动滴灌供水系统设计不够合理,高处浇足了水的时候,低处水漫溢,低处浇足水时高处又没浇到位,而且自动滴灌喷淋安装在高架桥道侧,喷头常被车辆刮落。一些路段因自动供水系统失效又不得不采用水罐车上高架人工浇水,影响高架交通畅通和人员安全。之后改进了喷淋系统,完善了排水系统,即如下图的排水槽设计,设计理想目的是让满溢的滴灌水或者雨水通过盆栽底部下的排水槽接收将全部流入花盆的底托槽内,污水因此不会流到桥下产生污染,但是桥上的灰尘以及植物的落叶等随机的掉落到排水槽,造成排水槽的堵塞,排水系统失效,同时污水不能正常排出,积累在排水槽内,长时间对花盆底部有相当程度的腐蚀损坏影响;

②灌溉系统所使用的滴灌管道设计的不合理,导致部分滴灌头无法灌溉,影响植物水分正常获取。

(左:满溢的滴灌水全部流入花盆底托槽

右:滴灌头因某原因插入泥土无法浇灌)

容器问题:早期安装的绿化挂箱全部为顶置式挂箱,存在安全隐患。之后,容器有所改进,但功能性仍较差。

合肥其他高架桥垂直绿化使用容器存在的问题(如下图)分析:

①采用单个塑料花盆固定在桥体桥栏上,固定装置暴露在外部,容易生锈且影响美观;

②塑料花盆使用易老化变形和损坏,使用寿命较短,后期会存在更换问题,增加了隐形绿化成本。其材质不具有隔热保温功能,不利于植物不同季节的生长;

③植物存活,由于花盆容积较小,植物生长受到极大限制,同时容器过小,内部所含有的植物土壤及基质成分也无法满足植物,长期此种条件下,植物容易大面积死亡;

④无自动滴灌装置系统,后期养护麻烦且人工浇灌不容易控制,浇灌时易造成水体洒落到公共空间,影响街道治安和造成二次污染。

(塑料花盆)

1.3以广州内环路高架桥垂直绿化整饰工程为例分析

广州市内环路高架桥垂直绿化长达20公里,投资总额约为万元,原本设计分为两个施工标段:内环路高架桥(恒福路—省汽车站段)、中山一路立交系统标段。工程内容包括:高架桥防撞墙上装钢支架、安放花盆、包铝塑板、绿化喷淋系统等工程。

(广州市内环路高架桥)

固定容器结构存在的问题(如下图)分析:

①固定容器结构暴露面大,易锈蚀,不美观;

②容器与结构固定件极少,仅两个固定点,遇强风,易挪动,有安全隐患。

其灌溉系统以及绿化所使用的容器也存在相关问题。

据了解,并由广州《桥梁绿化及配套设施升级改造勘察设计》招标公告得知,年广州对全市座立交桥和天桥的桥梁绿化及配套设施进行了升级改造。其改造项目总投资为人民币万元。项目工程建安费用限额为人民币万元,其中,绿化为万元,市政为万元。

主要包括:一是桥梁绿化升级改造。更换立交桥和天桥部分苗木,进行绿化升级改造,绿化面积约.04平方米。二是配套设施升级改造。包括更换破损、漏水花盆约个;对锈蚀的钢支架进行防锈处理,对破损的支架进行加固或更换;对排水系统进行改造,将新增排水管接驳点至市政雨水检查井中将高架桥,立交桥的PVC排水管更换为U型PVC排水槽;对绿化灌溉系统进行改造,将喷淋浇灌改造成滴灌;更换铝塑板;对部分桥梁加装水表约45组。

改造工程耗资巨大,改造内容很多,这表明之前的高架桥垂直绿化在后期确实存在很多严重的问题,导致相关部门不得不投入大量的财力、人力进行解决。

1.4以昆明二环西路黄土坡高架桥垂直绿化为例分析

(昆明二环西路黄土坡高架桥)

绿化容器存在的问题(如下图)分析:

①绿化使用的塑料容器在室外日晒雨淋易老化,部分已破损,使用年限短;

②塑料容器耐热性差,热膨胀率大,易燃烧,燃烧时产生有毒气体;

③容器本身不具有蓄水功能,水、土、肥保持时间短,易流失;

④容器采用较薄的塑料制作,没有保温隔热的效果,功能性差。

种植基质问题:种植容器内部的土壤基质因为容器破坏而减少,导致土壤基质水土肥流失,无法正常满足植物生长。

固定结构问题:

①固定容器结构暴露面大,易锈蚀,不美观;

②整体用钢量大,焊点多;

③钢结构维护量大,成本高。

(庞大的底部固定托架)

类似实例有衡阳市解放西路与西外环路的高架桥垂直绿化,问题分析如下:①采用单个塑料花盆固定在桥体桥栏上,塑料花盆易老化,使用寿命短;

(悬空的塑料花盆)

②塑料花盆水泥栏杆上的只有窄窄的一条,悬空而置,存在安全隐患;③采用普通的土壤基质,土壤基质重量重,荷载大,同时长期提供给植物的营养必须物质也无法满足;

(大块的种植土)

④固定结构问题,除了底部的钢结构庞大(问题同上)外,同时上方固定容器的结构过于单薄以及不牢固,存在安全隐患。

(左:固定结构右:固定结构的连接)

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问题总结

通过实地考察调查研究,总结目前高架桥垂直绿化存在的问题:

一、绿化设施功能性差且易老化的问题。随着时间的推移,绿化设施结构及种植容器以及基质等超过使用寿命引起老化,造成高架桥垂直绿化不能继续或直接终止;

二、二次污染问题。高架桥垂直绿化中排水管道系统设计不合理,造成桥上污水无法通过相应排水管道排到污水处理区,造成桥下道路二次污染;

三、浇灌问题。传统的高架桥垂直绿化普遍使用比较麻烦的人工浇灌方式,不仅绿化养护成难题同时耗费人力财力且可能会在人工浇灌过程中引起公共区域不方便;

四、高架桥垂直绿化植物后期养护问题。后期养护会长期花费一定的人力财力;

五、植物生长存活问题。高架桥特殊的生态环境,比如废气导致种植土壤PH偏高、盐渍化程度严重、灰尘、桥表层水泥材质引起的起伏温度、高度气压等,导致植物生长存活难;

六、高架桥垂直绿化景观问题。部分高架桥垂直绿化设计过于杂乱复杂,与城市整齐美观以及桥体规划和谐相违背;

七、高架桥桥体外侧承载问题。高架桥外栏的结构决定了其本身承载重量。部分高架桥外栏设计并没有考虑到绿化情况,使得桥体无法安全保证承载重量较大的绿化悬挂设施。

二、高架桥垂直绿化的解决方案

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更新设计方案

了解事实及问题后,分析发现国内高架桥频频问题出现是因为其绿化设计所采用的设计方法大多是沿用老办法,没有解决问题的关键,需要科学改进与创新。对于此,这里提出一套比较新的且系统性较完整的解决方案供参考。

1.1设计原则

设计原则:遵循安全性、景观性、功能性、植物四个原则进行科学合理设计。

①安全性设计上,考虑到绿化设施需自身重量较轻,与高架桥的连接需牢固且便于检修,淘汰将连接结构过分裸露至空气中或者存在安全隐患的顶置花盆设计;

②景观性设计上,考虑到绿化盆与高架桥体颜色结构尺寸等需达到外观上和谐统一;

③功能性设计上,考虑到绿化盆需要具有提供植物生长环境且节约养护成本的功能,这点上考虑的不仅仅是短暂的植物生长存活及视觉美感更加要重视绿化长期进行的持续性以及生态作用影响;

④植物选择设计上,考虑到高架桥恶劣的生长环境以及景观效果,植物需:管理粗放、长势良好、色彩鲜明,且严格要求植物的耐候性方面良好。

1.2设计目标

设计目标尽可能达到:

①安装形式更安全,更方便;植物生长更健康,品种更丰富;

②整个系统与高架桥建筑外观更匹配,更精美;

③养护浇灌用水节约50%左右;

④集中排水,大幅度减少对周边环境和桥体的污染;

⑤尽量收集各种水源,减少水资源的浪费;

⑥种植盒体使用寿命达到30年以上,总体减少建造费用;

⑦明显减少养护工作量,降低日常养护成本;

⑧从施工、养护等方面将高架桥垂直绿化对交通的影响降到最低。

1.3设计方案

整体主要设计方案如下图所示:

(高架桥垂直绿化系统设计方案示意图)

系统详细介绍

①轻质蓄水种植容器特点:具备重量轻、耐老化、具有蓄水功能、保温隔热性能好、环保,造型美观、有多种颜色可供选择、还有收集雨水的作用等。相比现有的塑料容器、玻璃钢容器具备使用寿命长、承载力的要求小、有很高的水分保存及供给作用、充分地保护植物及其根系等优势,为植物生长提供好的环境。

②固定结构轻钢结构特点:轻钢结构设计受力合理、牢固、重量轻,保证系统稳定、安全;轻钢结构隐藏于轻质蓄水种植容器内部;采用部分悬挂结构,减少在桥体上直接钻孔、焊接等,安装简便、美观;不易锈蚀,后期更换、检修种植容器更加方便。

(轻钢结构)

③轻量营养基质特点:轻量;保水、保肥、缓释,提供植物必要生长成分;有机物及微量元素丰富,肥力持久;不易发生病虫害。相比普通培养基质,具备轻量、能很好的维系植物长期生长的优势。

④植物选择设计:根据本地气候条件及植物特点,选用少维护、耐候性强,对人体无害的植物品种;喜光,逆抗性强:梅雨季节不烂根枯萎;夏季耐炎热高温;冬季耐低温;观赏性强:色相变化,季相变化。相比选择仅景观性较好的植物,可选用黄馨,迎春花,三角梅,红、绿刺梅和杂交小叶扶芳藤等植物,能抗高温、耐严寒、耐旱,可粗放管理,更符合交通安全原则且好养护以及有利于高架桥垂直绿化的长期性持续。

⑤循环系统:包括自动低压灌溉系统和集中排水系统。自动低压灌溉系统使每个种植容器内的植物都能得到精准均匀的浇灌及施肥施药等,集中排水系统可以使所有容器内多余的水分过滤后都能够定点集中排放。

综上所述“高架桥垂直绿化系统”应用新优势

一是“轻量”:种植容器轻、钢结构总量轻、栽植基质轻。

二是“一体”:集中排水管道使单个容器排水成为一体,低压灌溉管道使浇水给养自动一体。

三是“耐老化”:新型材料的种植容器耐老化,钢托架隐藏在容器后部,不易锈蚀。因为有蓄水层,基质、养分不易流失。

四是“安全”:重量减轻、结构不易锈蚀、容器耐老化都增加了系统的安全性。

五是“新型”:种植容器的材料新、构造新、功能新、外形也新颖美观。

六是“节约”:定点对植物进行滴灌并能收集雨水,中水利用,节约了水资源。自动浇灌,不用人员、车辆,节约了人力、物力。使用年限长,减少维护和更换成本,节约投资。

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方案应用实例

2.1安徽高架桥垂直绿化

安徽高架桥垂直绿化工程,于年7月完成,工期25天,绿化总长米。应用沿口绿化系统,容器型号:AYH系列、AHP系列,公共管网供水,全自动灌溉,滴灌形式,轻量混合营养土,植物:云南黄馨。

(安徽高架桥垂直绿化)

2.2昆明高架桥垂直绿化

昆明高架桥垂直绿化工程,于年5月完成,工期30天,绿化总长米。应用沿口绿化系统,容器型号:AHP系列,储水车集中灌溉,半自动滴灌,轻量混合营养土,植物:三角梅。年6月,第一届南亚博览会在昆明召开,高架桥上盛开的三角梅为南亚博览会增添了不少色彩。尤其值得一提的是,在年初,昆明遭遇了几十年不遇的极度寒冷天气,这造成昆明的大量植物死亡。据统计,在同一路段,同一品种的植物因受到这种天气的影响死亡率达%,而种植在新容器里的同类植物存活率达95%以上,这充分体现了新种植容器保温隔热的功能。

(昆明高架桥垂直绿化)

2.3武汉高架桥垂直绿化

武汉高架桥垂直绿化工程,于年10月完成,工期30天,绿化总长米。应用沿口绿化系统,容器型号:AYH系列,公共管网供水,全自动灌溉,滴灌形式,轻量混合营养土,植物:云南黄馨。

(武汉高架桥垂直绿化)

目前,就国内高架桥垂直绿化现状来看,高架桥垂直绿化仍存在很多设计方面的技术难题,同时,从上述的事实中我们可以看到,高架桥垂直绿化工程项目本是城市绿化建设中一个可喜可贺的绿化覆盖,但是如果设计初期考虑不全面、设计不科学,将会使得后期需花费大量的资金进行大幅度改造,这样实在令人惋惜和痛心。

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