曹 婷，連之偉，周武忠

（1.上海交通大學，上海 200240）

引言

中國傳統(tǒng)文化討論的核心從來離不開人與自然環(huán)境的關(guān)系。這一哲學思想淵源最早起源于《周易》，儒家思想認為將情性與萬物本性聯(lián)系，道家則主張回歸自然[1]?！俺鞘?、建筑與自然的聯(lián)系”一直是設(shè)計師重點關(guān)注的話題。向現(xiàn)代城市注入自然的元素和符號，不僅是傳承中華傳統(tǒng)文化的方式之一，而且是這個時代的“城市建筑自然和諧觀”具體體現(xiàn)。

過去粗放式經(jīng)濟增長方式標志著社會進入了工業(yè)化時代，但生態(tài)問題是工業(yè)化時代的產(chǎn)物，我國生態(tài)問題形勢嚴峻[2]。為了更好地解決生態(tài)問題，自2006年起，我國的經(jīng)濟發(fā)展開始向綠色發(fā)展轉(zhuǎn)變。2013年9月，習近平同志在談到環(huán)境保護問題時指出：“既要綠水青山，也要金山銀山。寧要綠水青山，不要金山銀山，而且綠水青山就是金山銀山?！?015年中共十八屆五中全會通過《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》，并提出“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”新發(fā)展理念。2017年中共十九大報告明確指出：加快建立綠色生產(chǎn)和消費的法律制度和政策導(dǎo)向，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系。在國家政策的推動下，城市的經(jīng)濟發(fā)展向高質(zhì)量經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變。城市建設(shè)作為社會領(lǐng)域的基礎(chǔ)部分，需要緊緊和綠色發(fā)展結(jié)合，形成“綠色城市發(fā)展”理念。

綠色城市的發(fā)展，要先解決工業(yè)時代城市建設(shè)發(fā)展中伴隨而來的一系列生態(tài)失衡的難題，之后再去考慮融入自然的元素和理念，否則“綠色城市發(fā)展”只是紙上談兵。

1 研究方法

本文將采用文獻調(diào)研法和案例分析法兩種研究方法。

文獻調(diào)研法：旨在通過文獻調(diào)研來考察目前一些研究學者關(guān)于“海綿城市”“城市生態(tài)公園建設(shè)”“垂直綠化”的觀點、最新研究技術(shù)和應(yīng)用。文獻研究的范圍：國內(nèi)外一些前沿研究學者的研究成果。

案例分析法：主要是針對案例進行分析說明。如：“海綿城市”部分結(jié)合了個人所在團隊曾經(jīng)設(shè)計過的“海綿城市”作為案例進行研究說明；“城市公園”部分則是請教了上海交通大學設(shè)計學院風景園林系任家懌同學所在團隊對溧陽的城市公園設(shè)計作品；“垂直建筑”部分則是筆者在研究生階段，做過的上海外灘附近的垂直綠化項目的設(shè)計。

2 研究結(jié)果

2.1 海綿城市

2.1.1 研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外有專家和學者從不同的角度去論述“海綿城市”這一概念，分別以古城中的海綿城市策略、近現(xiàn)代中國海綿城市策略和國外海綿城市建設(shè)為序，展開研究現(xiàn)狀的論述。

吳慶洲等人[3]發(fā)表的《贛州古城理水經(jīng)驗對“海綿城市”建設(shè)的啟示》一文中，認為應(yīng)向城市水系統(tǒng)中注入順應(yīng)自然、和諧共生的理念，以城市“彈性”適應(yīng)環(huán)境變化與自然災(zāi)害。在我國歷代的古城多依山傍水而建，且均具備由環(huán)城壕池和城內(nèi)河渠、湖泊、池塘等組成多種功用的城市水系，這種水系實際上與“海綿城市”的治理理念不謀而合。文章以“贛州古城水系”為例，“江河為池、城水相依”為贛州古城城市形態(tài)以及“隨形就勢”的贛州古城，即通過“龜背”形地勢起伏從城市中部地勢高處向東西兩側(cè)低洼匯集降水，并排入江中，此外古城內(nèi)還有一些自然低洼坑塘水體具有調(diào)蓄雨水,解除內(nèi)澇等功效。

俞孔堅等人[4]發(fā)表的《“海綿城市”理論與實踐》一文，我國出現(xiàn)城市內(nèi)澇問題的原因可能是地理位置與季風氣候等客觀因素導(dǎo)致，水資源過度開發(fā)導(dǎo)致我國整體水系統(tǒng)退化。海綿城市要從“水適應(yīng)人”轉(zhuǎn)向“人適應(yīng)水”,城市應(yīng)呈現(xiàn)出“人適應(yīng)水”的景觀，城市規(guī)劃理念應(yīng)該體現(xiàn)適應(yīng)“水系統(tǒng)”的價值觀。此外，“海綿城市”應(yīng)搭載著“景觀”，并在景觀之下體現(xiàn)出復(fù)雜而豐富的土地生命系統(tǒng)。每一方土地應(yīng)該具備儲蓄、調(diào)養(yǎng)、凈化等多種生命的系統(tǒng)功能，以綜合、系統(tǒng)、可持續(xù)等手段解決城市水問題。文中分別從宏觀、微觀的角度，以具體案例說明海綿城市的應(yīng)用策略。如宏觀層面：從北京市城市生態(tài)水系的空間關(guān)系入手，根據(jù)相關(guān)地表水源保護規(guī)劃以及地下水資源補給能力分析，疊加形成綜合水安全格局，將旱澇調(diào)節(jié)、生物多樣性保護、休憩與審美啟智以及遺產(chǎn)保護等整合在一個完整的水景觀格局中。微觀層面：哈爾濱群力雨洪公園是我國首個以解決城市內(nèi)澇為目標的國家級城市濕地公園，通過整體景觀設(shè)計途徑，形成“綠色海綿綜合體”。

Li等人[5]采用GIS仿真對真實環(huán)境評估海綿城市策略對防洪的近似效果。文中將綠化屋頂、滲透性路面、雨花園、濕地作為海綿城市的元素，并以吉朗中央商務(wù)區(qū)（地區(qū)位于澳大利亞維多利亞洲，是典型的城市區(qū)域，由商業(yè)建筑，辦公樓，停車場和道路組成）將作為案例研究，借助GIS映射技術(shù)和基于MATLAB的數(shù)字圖像處理，進行可視化“海綿城市”策略緩解能力和程度的評估工作。結(jié)果表明，海綿城市策略從不同程度上緩解城市山洪。當入滲量最大時，徑流量減少了80%。通過海綿城市技術(shù)，可改善城市內(nèi)澇和洪災(zāi)。

2.1.2 研究案例

雖然上述海綿城市元素是通過不同的方式和途徑治理城市水問題，但實際上在運用層面，還需要結(jié)合城市的綠化、生態(tài)、經(jīng)濟發(fā)展狀況、城市形態(tài)等，因地制宜地應(yīng)用相應(yīng)的“海綿元素”。為了說明這一點，筆者將針對所在團隊曾經(jīng)設(shè)計過關(guān)于“海綿城市”的案例進行介紹和說明。雖然該案例的體量不是以城市這種大空間的體量，而是圍繞著以“海綿城市”為核心展開的設(shè)計研究。

研究基地是在上海交通大學徐匯校區(qū)，交通大學徐匯校區(qū)周邊除了徐家匯公園有零星的公園洼地之外，距黃浦江大約有3.5 km，經(jīng)過對徐匯校區(qū)的實地調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)場地水資源缺乏，加之徐匯校區(qū)由于歷史進程問題，使得場地基礎(chǔ)設(shè)施無法滿足活動需求。針對徐匯校區(qū)的痛點問題，本次案例分析將以“水資源”和“場地功能”作為目標定位，以雨水調(diào)蓄為核心功能的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，完善場所功能展示海綿理念，形成會呼吸的生態(tài)系統(tǒng)。

關(guān)于水資源的問題有兩點:（1）徐匯校區(qū)內(nèi)硬化面積大，雨水下滲率低，造成地表徑流流量大、流速快。（2）校區(qū)內(nèi)場地綠化面積小，綠化率低。關(guān)于“場地功能”，場地在歷史進程中逐漸不能滿足人群與場地互動的功能，場地基礎(chǔ)設(shè)施缺失。針對上述不同的問題，本次設(shè)計將采用：（1）植草溝、下凹綠地、透水鋪裝等手法，對雨水進行收集、截流、引導(dǎo)與下滲。（2）增加綠地面積，采用滲水盲管、溢水管等設(shè)施將雨水過濾收集，供給景觀用水。（3）設(shè)置活動空間，增加景觀設(shè)施，為人群提供集會場所，豐富景觀元素，提升景觀效果。

實際上，上海交通大學徐匯校區(qū)是目前上海這座城市現(xiàn)狀的縮影，具體表現(xiàn)為：城市混凝土覆蓋面積大，特別是城市中心地帶，由于高昂的土地成本，使得沒有更多可以開發(fā)和利用的綠地空間。針對這一現(xiàn)狀，在綠色城市與建筑技術(shù)的理論體系中，除了一些滲水路面之外，更推薦在城市屋頂做相關(guān)的海綿技術(shù)。應(yīng)該考慮到上海地區(qū)常年降水情況，3—9月雨水資源相對可觀。那么就可對上海的建筑屋頂做一些如屋頂花園、屋頂雨水收集系統(tǒng)等。在本設(shè)計案例中，以目前徐匯校區(qū)內(nèi)的“浩然高科”大樓為例，進行“海綿”概念設(shè)計和滲入。對屋頂做“植草溝、下凹綠地、透水鋪裝”等方式，同時在綠地下方增設(shè)滲水盲管、溢水管。

屋面中間高四周低的高差，目的是將雨水能夠更多地匯集到滲水屋面，屋面下方再通過鋪設(shè)一些滲水管等，匯集到綠色地塊、植被處；屋頂小的水洼地、塘池作蓄水、儲水功能。實際上，當雨水滿足植物生長需求后，就會通過覆蓋層、種植土壤層、砂層、礫石層匯集到穿孔管，經(jīng)過濾、凈化的處理使得原本混雜著泥沙的雨水進一步凈化后可供人們生活使用。

根據(jù)作者設(shè)計的案例項目，可以看到上海推廣建筑屋頂“水生態(tài)綠地花園”的可行性。綠地花園，不僅能夠有效緩解城市水問題，為生態(tài)問題的解決貢獻力量，而且可為建筑頂部增設(shè)綠地花園，增加休憩、交流的空間?！昂＞d城市”分擔了部分“削峰填谷”的責任，同時提供了自然舒適的公共場所，提供共享交流的物理空間。此外，從建筑技術(shù)的角度來說，混凝土屋頂是最容易受太陽輻射影響，導(dǎo)致避免輻射溫度增加，加劇室內(nèi)“悶熱”的不舒適感。屋頂綠化花園，相比于混凝土屋頂，可有效抵擋部分太陽輻射，從而保證建筑內(nèi)部處于基本穩(wěn)定、恒溫的熱環(huán)境，提高建筑內(nèi)部環(huán)境的空氣濕度以及負氧離子濃度，增強人居環(huán)境的舒適感，創(chuàng)造更加健康、舒適的空間環(huán)境。

2.1.3 研究小結(jié)

綠色城市不應(yīng)該僅將一些自然元素提取到城市設(shè)計和建設(shè)，而且更多的是將城市主動地投身到自然萬物之中，實現(xiàn)人與建筑、自然的親密關(guān)系。當然在實現(xiàn)親密關(guān)系之前，需要做的是解決由于工業(yè)發(fā)展遺留的一系列生態(tài)失衡難題，否則一味空談“綠色城市”，而沒有打好生態(tài)基礎(chǔ)，會使得綠色城市成為根基不穩(wěn)的海市蜃樓。城市內(nèi)澇是其中非常嚴峻的、由生態(tài)問題導(dǎo)致的城市災(zāi)害。2020年我國南方的很多城市都不同程度地遭受自然災(zāi)害，嚴重威脅到百姓的生命財產(chǎn)安全。這一系列的警告信號都是在提醒重點解決城市內(nèi)澇，做好城市生態(tài)水系統(tǒng)。

實際上中國提出“海綿城市”的概念，是想解決水問題，包括水資源缺失以及城市內(nèi)澇。水資源缺失說明城市總儲水量低于城市水需求量，城市內(nèi)澇問題說明城市總儲水量高于城市水需求量。將城市水資源類比到“能源”問題上，解決水資源缺失以及城市內(nèi)澇之間的平衡問題，也就是能源領(lǐng)域中“削峰填谷” 的概念。通過一些海綿城市技術(shù)的應(yīng)用，使得在水量峰值時期將水收集起來，以承擔城市水量處于干旱時期的使用負荷。

海綿城市技術(shù)，需結(jié)合當?shù)貙嶋H而應(yīng)用。比如上海的土地成本非常高，如果將城市用地改為“雨林”和“濕地”，顯然不現(xiàn)實，故可以考慮設(shè)置“通透性人行道”和“綠化屋頂”。實際上，關(guān)于“通透性人行道”，因為城市人行道的占地面積較大，如果花很大成本和精力去改造人行道，就會導(dǎo)致各種交通、經(jīng)濟成本問題等，所以鋪設(shè)“通透性人行道”這一元素，可針對城市內(nèi)澇較為嚴重的地區(qū)，如一些地勢較低的區(qū)域。根據(jù)排除法，最適合上海的“海綿元素”之一是“綠化屋頂”。

筆者曾經(jīng)設(shè)計應(yīng)用的“海綿城市”案例。該案例研究基地是在上海交通大學徐匯校區(qū)，雖然不是以城市為體量，但是徐匯校區(qū)所處的地理位置是具有上海這座城市代表性的特征：土地成本高，距離水源遠，綠化率低等，那么比較適合徐匯校區(qū)的海綿元素是屋頂花園形式。所以筆者對屋頂花園的建造細節(jié)，包括用植草溝、下凹綠地、透水鋪裝等手法，采用滲水盲管、溢水管等設(shè)施等，將屋頂綠化和雨花園結(jié)合起來，建了對應(yīng)的效果圖。最后筆者羅列了3點關(guān)于屋頂“水生態(tài)花園”的優(yōu)勢：（1）在“海綿城市”的概念下，部分程度上解決了城市生態(tài)水問題，并且為城市分擔了部分“削峰填谷”的責任。（2）提供共享交流、觀賞休憩的空間。（3）屋頂綠化花園，可基本保證建筑內(nèi)部處于基本穩(wěn)定、恒溫的熱環(huán)境，通過提高建筑內(nèi)部環(huán)境的空氣濕度以及負氧離子濃度，創(chuàng)造更加健康、舒適的人居環(huán)境。

2.2 城市公園

2.2.1 研究現(xiàn)狀

Liang等[7]，提出南京玄武湖公園目前不符合生態(tài)人文設(shè)計要求、公園水景設(shè)計過于人為化、植物配置不符合生態(tài)習性等。針對上述生態(tài)問題，提出相應(yīng)的設(shè)計指導(dǎo)。首先確保玄武湖公園的功能是景觀組織，歷史文化遺產(chǎn)和生態(tài)功能，保證文化娛樂，休息和觀賞的面積占公園土地的70%等。根據(jù)地形特征、景觀功能、游客人數(shù)和年齡等來設(shè)計滲透能力強的生態(tài)道路。此外，玄武湖公園植物配置設(shè)計應(yīng)注意植物生態(tài)習性，植物形態(tài)和植物群落特征。

劉依婧[8]在碩士論文中，基于景觀生態(tài)學原理，對城市生態(tài)公園設(shè)計遵循的原則進行了界定：包括自然性原則、地域性原則、多樣性原則、動態(tài)性原則、整體性原則以及可持續(xù)發(fā)展原則，并指出地形是公園景觀設(shè)計的重要組成部分，植物景觀設(shè)計應(yīng)該保護本土植物，盡量避免外來生物的入侵。結(jié)合美學和生態(tài)學的理念，組合搭配植物生長，劃分生態(tài)核心保護區(qū)、濕地恢復(fù)區(qū)、緩沖保護區(qū)、休閑服務(wù)區(qū)等。

汪華清等人，以東莞市東城文化中心公園為例進行城市公園設(shè)計實踐，并提出了5個入口景觀區(qū)、中心景觀區(qū)、草坪休閑區(qū)、康體活動區(qū)和園藝景觀區(qū)等5個區(qū)域為主的城市公園設(shè)計元素；公園綠化設(shè)計則是以當?shù)鬲毦咛厣泥l(xiāng)土植物為主，結(jié)合自然精致的造景手法，營造一個清幽寧靜、輕松愉悅的環(huán)境；公園建筑設(shè)計既具有文化底蘊的景致，又能供人們游覽和休憩，可設(shè)置一些廊、亭、假山置石等建筑小品；營造自然山水園林意境相統(tǒng)一的公園鋪裝設(shè)計；最后在公園景觀設(shè)計中搭配水生植物，讓公園充滿生機與活力。

楊凱凌等[9]，以德國漢堡環(huán)城公園為例，對漢堡市的城市公園規(guī)劃解讀，并嘗試架構(gòu)城市綠色網(wǎng)絡(luò)概念，即從周邊其他的5個城市公園，通過橫向綠色自然軸線連接，形成條狀城市綠色空間結(jié)構(gòu)，作為承載生態(tài)、生活環(huán)境、戶外運動等開放空間載體。環(huán)城公園的設(shè)計策略從景觀的適時更新、系統(tǒng)性、高可達性與強復(fù)合性、景觀多元化、公眾參與性、公園形象等展開。其中“景觀多元化”主要利用場地的高差打造地中海梯田，打造季相豐富的公園景觀?？梢钥吹降聡鴿h堡環(huán)城公園的設(shè)計策略主要解決生態(tài)性與地域文化性的問題。文章啟示：（1）中心城區(qū)城市公園作為城市的結(jié)構(gòu)性框架，除了容納城市事件、城市居民活動外，應(yīng)需要保持和其他公園景觀的連續(xù)性，使得城市的公園空間有明顯的綠色邏輯軸線；（2）在城市公園中除了注重不同功能區(qū)域的空間劃分外，還需強調(diào)生態(tài)功能，有意識地提取文化歷史元素，并注入公園小品的設(shè)計中，延續(xù)歷史文脈，形成自然與人文共演的“城市綠心”。

徐媛媛等[10]，圍繞我國社會均衡發(fā)展問題，提出地域振興涉及社會、文化、環(huán)境、宗教、政治等各個方面，尊重城市地格，注重整個城市與各個區(qū)域的聯(lián)絡(luò)，形成城市整體化的軸線空間。

2.2.2 研究案例

分享的設(shè)計案例是江蘇溧陽中部河道區(qū)域生態(tài)公園改造。自1980年起，河流水系周圍被大量的農(nóng)業(yè)田地占據(jù)，城鎮(zhèn)面積相對較小，到了2019年城鎮(zhèn)區(qū)域面積逐漸沿河道迅速擴展，并成為占地面積最大的功能用地。實際上濕地資源被大量侵占，明顯人工痕跡的河流脈絡(luò)以及過量建筑和人為活動，打破了濕地生態(tài)平衡；森林山體被城市建設(shè)和農(nóng)業(yè)所覆蓋，森林生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)被破壞；農(nóng)業(yè)田地的擴張破壞了全域的生態(tài)平衡，不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的降低。

該設(shè)計策略從溧陽水系現(xiàn)狀分析，指出河道水質(zhì)富營養(yǎng)化亟待解決，駁岸缺乏景觀設(shè)置。針對水系現(xiàn)狀，該團隊提出“生態(tài)為底，森林為體，藍綠交織”的設(shè)計策略，在有限的用地范圍內(nèi)，依地勢打造濕地景觀以達到休閑游憩與防洪調(diào)蓄雙重效果。此外利用坑塘水面形成人工濕地、生態(tài)池塘以及多水塘系統(tǒng)，使得基地總體水質(zhì)得到提升。除了考慮到生態(tài)功能的顯著改善外，該區(qū)域還具有革命歷史遺跡，所以設(shè)計策略突出保留了當?shù)卦械闹参锲贩N：如蘆葦蕩等，以及設(shè)計賦予紅色革命意義的景觀小品。此外，該策略重點考慮了“生態(tài)農(nóng)業(yè)”，提出“保留現(xiàn)狀，提升田間合理配置”，通過林藥、林菌、林油、林菜、林草等不同模式組合，提升生態(tài)價值、擴大產(chǎn)出。

此外，該項目關(guān)注到溧陽區(qū)域內(nèi)的動物多樣性，根據(jù)區(qū)域范圍劃分出動物棲息區(qū)和動物緩沖帶區(qū)域，以搭建安全穩(wěn)定的動物遷徙廊道。

該團隊公園設(shè)計的最終目標和本研究關(guān)于“公園建設(shè)”所要表達的核心觀點接近。第一，該設(shè)計是想打造以休閑公園為主的場所，將自然景觀、城市景觀和文化景觀三者融合。在尋找可持續(xù)發(fā)展與經(jīng)濟需求間平衡的同時，發(fā)掘基地歷史，把公園定義為一個多功能的彈性景觀場地。第二，結(jié)合現(xiàn)狀場地，探索人們的活動行為方式以及心理生理上的接受程度差異性，同時以“游憩節(jié)點”為設(shè)計主軸線，打造各景觀節(jié)點的串聯(lián)，形成風格上的融合、整體路網(wǎng)上的統(tǒng)一。

2.2.3 研究小結(jié)

公園是城市建設(shè)留給自然的區(qū)域。目前就實地考察過的城市公園，大體存在以下問題：第一，城市公園中的“城市”色彩過于濃厚，整個公園的生態(tài)設(shè)計理念缺失；第二，城市公園數(shù)量少，承擔的人群負荷過大，城市中心感受不到公園帶來的自然休憩閑適之趣，相反是人與人的嘈雜的聲音；第三，各個城市之間的城市公園大同小異，缺乏當?shù)爻鞘刑厣?。國?nèi)的公園或多或少會存在上述問題，有些過于強調(diào)當?shù)匚幕?，而忽略生態(tài)部分；有些公園過分強調(diào)“公”，堆滿了城市健身器材，鋪滿了城市人行道，提供的公共社會服務(wù)較為單一。

既然城市公園在綠色城市中，承擔著名片的作用，那么城市公園設(shè)計必須對生態(tài)的豐富內(nèi)涵從整體出發(fā)實施，滿足現(xiàn)代人與自然生態(tài)密切聯(lián)系的急切需求，保持與時代的一致性，同時要重點承擔“歷史故事書”的責任，保留當?shù)氐奈幕厣臀拿}歷史，整體和局部結(jié)合考慮設(shè)計歷史文脈景觀小品。此外需從以下幾點對植物種植的品種進行考慮：首先，要尊重當?shù)氐闹参锲贩N，該品種是最為適應(yīng)當?shù)貧夂虻闹参铮瑧?yīng)該重點考慮；其次強調(diào)季相多樣性，因為很多公園種植的均是落葉林，使得到了冬季毫無生機可言；最后加強植物與當?shù)厣锏倪m配性，建議劃分出動物棲息區(qū)和動物踏腳緩沖帶，以搭建安全穩(wěn)定的動物遷徙廊道，這對于公園的生態(tài)穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。最后注意整個城市的公園聯(lián)絡(luò)性，尊重城市地格，形成自然空間軸線。

2.3 建筑

2.3.1 研究現(xiàn)狀

“垂直綠化”，旨在增加建筑設(shè)計中的自然元素，把建筑種進大自然中。因此，圍繞著“垂直綠化”展開文獻調(diào)研。

譚國棟等人[11]對垂直綠化進行了明確的定義，總結(jié)了關(guān)于垂直綠化的優(yōu)勢：（1）垂直綠化不僅能夠?qū)ㄖw進行保護，而且可保證附近環(huán)境空氣濕度提升20%左右，并起到降低噪聲的作用，帶來更好的人居環(huán)境。（2）垂直綠化不需要過多的占用土地面積，對于土地資源稀缺的、經(jīng)濟發(fā)展較快的城市來說，無疑是滿足目的且符合應(yīng)用條件的綠化方式。（3）垂直綠化可在建筑立面上應(yīng)用攀緣類植物。但其對于垂直綠化的理解過于片面。因為其僅用攀緣類的植物在建筑立面上用造成綠化效果。實際上，垂直綠化可直接理解成字面上的字義，即空間垂直方向上的綠化。對建筑而言，可依附于建筑立面，而且在建筑內(nèi)部垂直方向的空間上增添綠化元素，此外裝飾品種不應(yīng)僅局限于攀緣類植物。

Manso等[12]對垂直綠化建筑的特點進行回顧和總結(jié)。認為綠色屋頂和垂直綠化墻壁可以最大程度地發(fā)揮植物對建筑性能的功能優(yōu)勢，并成為城市修復(fù)和建筑物翻新中可持續(xù)設(shè)計的一部分。還指出由于它的成本較低，攀緣植物被認為是垂直綠化的廉價解決方案。雖然攀援植物有很強的自支撐性，可以附著在垂直表面上，但如果要完全覆蓋建筑表面大概需要3—5年，而水培技術(shù)為垂直綠化的植物多樣性提供了更多可能性。最后將垂直綠化推廣到在綠色建筑立面應(yīng)用蔬菜和芳香草藥，增添農(nóng)業(yè)潛力，為人們提供更多綠色的視覺、嗅覺、觸覺上的感官可能，這也更好地支持了案例設(shè)計的現(xiàn)實意義。

Perini等[13]，驗證了在意大利地中海氣候背景下采用垂直綠化系統(tǒng)應(yīng)用的可能性。通過對垂直立面試點的現(xiàn)場監(jiān)控，進行了為期兩個月的紅外檢測觀察，以評估夏季垂直綠化系統(tǒng)的冷卻潛力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：垂直綠化是保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要要素，使得室內(nèi)相對濕度水平保持在可接受、健康水平。此外垂直綠化可有效維持建筑外表面溫度，提高室內(nèi)熱舒適性。垂直綠化系統(tǒng)可以通過綠色層空氣循環(huán)來減少空調(diào)的能源需求，降低建筑能耗。

筆者認為，從建筑技術(shù)的角度來看，垂直綠化能提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，維持室內(nèi)空氣溫濕度恒定，同時可大大降低城市的建筑能耗。通過紅外檢測相機結(jié)果可解釋建筑能耗的降低是因為垂直綠化有效阻擋了太陽輻射。從解決能源能耗角度來說，垂直綠化有一定的未來前景和發(fā)展空間。

2.3.2 研究案例

筆者曾經(jīng)設(shè)計過上海外灘附近垂直綠化的項目，名為“垂直農(nóng)場”。接下來將從What、Where、Who、Why、How5點開始進行項目介紹：

What：該項目將停車場改造為集綠化休閑、辦公、商業(yè)、教育功能于一體的示范性建筑。

Where：項目地點在上海市黃浦區(qū)寧波路1號，申華金融大廈東側(cè)的一處露天式停車場，該設(shè)計依賴于周邊辦公樓和商業(yè)街帶來的集聚效應(yīng)。此外區(qū)域內(nèi)密集的客流量，使設(shè)計建筑能夠得到很高的關(guān)注。改造項目周邊是一些近現(xiàn)代建造的、有年代感的西式建筑群。

Who：對附近整片區(qū)域的人群進行統(tǒng)計后，發(fā)現(xiàn)在以停車場為中心的5 km范圍約有30 000個居民，20 000個上班族。由于設(shè)計地點離人民廣場很近，所以游客是項目的目標設(shè)計人群之一。

Why：項目設(shè)計意義在于：（1）能夠在客流量大的城市中心建設(shè)一棟垂直綠化示范性建筑；（2）該建筑周邊的公園數(shù)量根本無法滿足整個區(qū)域居民休閑的需求；（3）除了城市中心提供綠化的要素之外，還想讓建筑具有“城市農(nóng)場”功能，試著在成本高昂的地段，利用功能空間外的灰色區(qū)域，應(yīng)用垂直綠化技術(shù)，嘗試種植一些農(nóng)作物來生產(chǎn)更多的綠色食物，并鼓勵周邊的居民、工作壓力大的上班群體進行綠色健康的生活，為周邊游客提供城市建筑與自然結(jié)合的新體驗空間。

選擇該研究案例進行介紹說明的原因是項目地點是在上海黃浦區(qū)外灘屬市中心，該區(qū)域人口流動量非常大，但綠化面積遠未達到人們實際的需求。如果橫向土地資源稀缺，是否可以在垂直維度上，增添自然綠化色彩？同時自然元素不僅是增添花卉等植物，而且可以種植一些蔬菜等，供應(yīng)周邊居民、商戶等綠色健康有機食品需求。所以在現(xiàn)代化城市背景下， “垂直綠化建筑項目”是有指導(dǎo)意義的。

How：從建筑建模開始到空間功能的劃分，以及最后效果呈現(xiàn)。該設(shè)計的建筑功能以“垂直農(nóng)場”“體驗農(nóng)場”“健康有機餐廳”“綠色食品市場”“生態(tài)辦公室”為主。

下面是具體的基地調(diào)研分析過程，分別對基地周邊的辦公建筑、有機餐廳、青少年教育機構(gòu)、有機超市的數(shù)量進行粗略的統(tǒng)計，可以看到基地周邊的辦公人群很密集，但是能夠給辦公人群提供有機餐食的場所卻少之又少。此外周邊的教育機構(gòu)數(shù)量很多，而有機菜場的數(shù)量卻非常有限。所以，這個設(shè)計的“垂直綠化”建筑定義為輔助商業(yè)、辦公的垂直農(nóng)場建筑，并賦予農(nóng)場體驗的教育意義。

整個設(shè)計項目的功能被劃分為6塊不同的區(qū)域，其中綠色色塊分別由：專業(yè)機構(gòu)種植區(qū)（銷售至超市）、附近居民親自體驗農(nóng)場種植區(qū)、有機餐廳種植區(qū)等；粉色塊包括：健身房、商場、有機超市（供貨渠道來自綠色色塊）；淡黃色塊屬于露天平臺，可作為孩童教育體驗自然、種植的區(qū)域空間。最后整個建筑的頂層和底層垂直農(nóng)場用作專業(yè)團隊機構(gòu)，并售往市場，中間層主要是以居民體驗、供應(yīng)餐廳一些有機食材為主。

此外還有一個重要的問題需要探討，建筑內(nèi)部如何創(chuàng)造出盡可能多的種植空間呢？其實國外有很多Aero Farm、Freight Farms、Podponics等垂直農(nóng)場設(shè)計公司，他們把種植區(qū)域分裝，沿水平和垂直方向鋪設(shè)，盡可能地利用建筑內(nèi)部空間。面對超市和餐廳等非體驗空間，可鋪設(shè)這種垂直種植架。此外對于附近居民來說，可以租用架子上的空間區(qū)域，以種植居民生活中所需的有機蔬菜。

建筑內(nèi)部，以自然光或者目前已有的類似技術(shù)仿真LED自然光，來供給植物所需的光合作用。人們在垂直綠化的空間中可以辦公討論，也可以隨時采摘進食有機食品。此外建筑底部設(shè)有水池，既有觀賞作用，也有蓄水儲水的功能，整個建筑形成“垂直生態(tài)綠色有機農(nóng)場”。

此外，還針對設(shè)計項目，初步探索了一些以解決垂直農(nóng)場為主的相關(guān)綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用手段和方法。首先是農(nóng)場內(nèi)的光源問題。由于建筑進深的局限性，加之太陽照射時間有限，使得建筑內(nèi)的農(nóng)場光源不能僅依賴于太陽自然光。根據(jù)目前領(lǐng)先的垂直農(nóng)場、集成化農(nóng)場技術(shù)手段，光源的選擇一般采用LED光源。其次是農(nóng)作物的種植技術(shù)，在城市建筑中，可以認為水培是更具有明顯優(yōu)勢的。因為水源來源可以是雨水、蓄水等，或者周圍的河水、池水。而且水培不僅后期管理方便、維護成本低，同時可以保證房間內(nèi)的舒適度。最后是建筑內(nèi)垂直農(nóng)場種植的菜品，可以是任何有機蔬菜，通過簡單的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，局部提供植物、作物所需的生長熱濕物理條件。最后還對整棟垂直綠化大樓進行了能耗模擬計算，發(fā)現(xiàn)垂直綠化可有效降低整棟大樓的能耗。

2.3.3 研究小結(jié)

建筑作為城市中的重要組成元素，當城市與自然的關(guān)系逐漸緊密時，建筑也需要加強自然的氛圍元素?！按怪本G化”這個概念，最開始是想在建筑外立面披上自然主義的風格，但是由于種植技術(shù)等問題使得外立面植物元素形式單一，不宜推廣。但是當“水培”技術(shù)引入“垂直綠化”后，整個種植的種類范圍逐漸擴展。

以個人團隊設(shè)計的“垂直農(nóng)場”項目為案例，從基地調(diào)研，到人群定位和空間劃分，最后呈現(xiàn)出垂直綠色建筑的形態(tài)效果圖，詳細介紹了垂直綠化建筑設(shè)計的流程。這里需要重點解釋選擇該案例進行分析的原因：首先建筑設(shè)計地點是在上海，對黃浦區(qū)外灘附近的一個廢棄的露天停車場進行改造。除了土地成本極高外，還發(fā)現(xiàn)該區(qū)域每日客流量非常大，周邊綠化公園的數(shù)量極少，并不能滿足周邊居民、上班族、游客的需求。所以這個區(qū)域應(yīng)用“垂直綠化”，可以承擔部分人群壓力。其次，由于我國的社會主要矛盾發(fā)生了根本性改變，人們已經(jīng)將追求的目標變化為健康的生活方式。從能提供健康飲食的場所來看，周邊只有11家有機健康餐廳，而有機農(nóng)貿(mào)市場僅兩處，根本無法填充需求空白。所以，這棟設(shè)計的綠色建筑，不僅是垂直綠化，想在外灘邊打造“垂直農(nóng)場”這樣一個概念。第三，根據(jù)周圍人群流量和分類統(tǒng)計，將目標人群定為4類：附近居民、游客、周圍上班族、還有孩童。根據(jù)目標人群使用目的，將整個建筑空間總體上分為兩類：種植區(qū)和非種植區(qū)。種植區(qū)主要供給有機餐廳、供銷超市、附近居民或游客體驗使用，此外，給兒童提供農(nóng)場種植體驗基地。對于有機餐廳來說，在建筑內(nèi)種植有機蔬菜，降低了運輸成本；對于供銷超市來說，“自給自足”方式給消費者提供有機原材料；對于附近居民來說，甚至可承包小部分區(qū)域，種植生活中所需的有機蔬菜，品嘗自種的食材，體驗種植時的最大滿足感；對于游客來說，提供“城市農(nóng)場”的體驗空間，感受上海繁華都市街道中的閑適田園時空；對于孩童來說，這棟建筑專門的區(qū)域可供兒童體驗農(nóng)作生活。

上述“垂直綠色建筑”項目的創(chuàng)新點在于：（1）垂直綠化不僅指向建筑立面的綠色外衣，而且是要讓自然這個元素向內(nèi)滲透到建筑內(nèi)部、人居環(huán)境、人們的生活習慣、甚至是思想觀念。（2） 將傳統(tǒng)意義上水平空間的農(nóng)田，轉(zhuǎn)移到超大城市中央的垂直空間，通過水培種植技術(shù)，不僅在建筑外立面，而且還在建筑內(nèi)部設(shè)置垂直農(nóng)田，創(chuàng)造 “共享農(nóng)場”空間。

3 結(jié)語

隨著城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市追求目標放在各種增長的經(jīng)濟指標上，但生態(tài)發(fā)展指標卻逐年下降，一系列由生態(tài)失衡引發(fā)的自然災(zāi)害席卷而來，給人們原本安逸的生活帶來恐慌。發(fā)達國家早已注意到這一社會現(xiàn)象，逐漸將一些粗放型的生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)移至發(fā)展中國家，特別是改革開放后，中國經(jīng)濟的飛躍性進步很大程度上取決于低端生產(chǎn)鏈的初級加工，加工過程不僅增加了中國自然資源的消耗，而且也帶來了嚴重的環(huán)境影響和災(zāi)難性后果，城市空氣污染問題隨時威脅著人們的生命健康安全。我國政府部門敏銳地察覺到僅發(fā)展經(jīng)濟，而不關(guān)注其他的層面，會適得其反、天平失衡。自十九大以來，社會主要矛盾發(fā)生根本性的變化，經(jīng)濟發(fā)展方向由粗放式轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量發(fā)展，高質(zhì)量發(fā)展重點包括綠色發(fā)展。這個綠色發(fā)展涵蓋了政治、經(jīng)濟、社會、文化、生態(tài)等各個方面，城市建設(shè)屬于社會領(lǐng)域范疇，那么以“綠色”為主題的城市建設(shè)成為重中之重。本文沿著海綿城市、城市公園、城市建筑的思路，逐一提出觀點。首先需要討論，為什么要沿著這樣一條邏輯思路線？因為綠色城市，最重要的基礎(chǔ)工作是解決由于工業(yè)時代的發(fā)展遺留的一系列生態(tài)失衡難題，所以從海綿城市開始，重點圍繞城市生態(tài)問題的解決策略。其次，城市公園和城市建筑是城市中的重要組成元素，所以作者針對這兩個模塊，圍繞“綠色城市”主題展開智慧策略的探討和描述。