建立住宅垂直绿化自循环系统
【摘要】随着国民经济和城市建设的飞速发展，建筑物密度已呈现高速增长的趋势。与此同时，植物种植面积在不断减少，人们需要为植物的发展寻找新的空间，垂直绿化应运而生，它不仅解决了平面绿化面积不足的问题，还为建筑物的高能耗和资源浪费问题提供了有效的解决途径，符合我国特色社会主义可持续发展的战略方针。本文在明确垂直绿化的必要性的基础上，阐述了住宅垂直绿化自循环系统，从建筑的全寿命周期来考虑资源的循环再利用。
【关键词】垂直绿化；资源循环利用；建筑节能
[Abstract] With the rapid development of national economy and urban construction， building density has showed a trend of rapid growth.At the same time， the surface area of the plant is dwindling， people need to look for a new space for the development of plant， vertical greening arises at the historic moment.The birth and development of perpendicular afforest not only solved the problem of the planar green area less and less， but also provides effective solution of high energy consumption of buildings and resources waste problem.In this paper， on the basis of clear the necessity of vertical greening， this paper expounds the residential vertical greening from the circulatory system， from the construction of whole life cycle to the recycling of resources.
[Key words] vertical greening；resources recycling；building energy efficiency
1.引言
当前城市建筑密度越来越大，相对应的就是绿化用地面积越来越少，同时建筑的形体趋于纵向发展，建造高层超高层是未来建筑发展的必然趋势。随之而来的问题是建筑运行产生的超额热量使得城市呼吸系统功能紊乱、自我修复功能降低，温室效应、热岛效应等一系列环境问题应接不暇，已经严重违背我国推崇的可持续发展战略的初衷。
我国每年有将近20亿平方米的新增建筑物，几乎达到全球新增建筑总量的二分之一。要从鳞次栉比的钢筋混凝土大厦中夺取绿化面积，最有效的方式就是充分利用现有资源进行垂直绿化。高层建筑的特点是纵向面积远超过占地面积，所以垂直绿化是实现绿色建筑的有效途径之一，是承担缓解城市热岛效应的主力军，它同时具备节能、环保两大功能，符合国家倡导的建筑节能和发展可持续建筑的理念。本文主将从资源循环利用的角度结合新型的垂直绿化技术对住宅进行设计，从建筑的全寿命周期出发，建立一个封闭的物质能源自循环系统。
2.垂直绿化综述
2.1垂直绿化的概念
到目前为止垂直绿化的概念一直处于模糊不清的状态，没有一个确切的定义，还处于不断地完善和发展中。大多数垂直绿化定义等同于立体绿化，泛指用攀缘植物或者其他植物来装饰墙面、阳台、屋顶、棚架的一种绿化形式，以达到美化和维护生态的目的[1]。
2.2垂直绿化的意义
2.2.1节约能源
硬化的水泥比土壤和植被的吸热能力强的多，这也是导致城市热岛效应形成的主要原因之一。植物通过蒸腾作用可以降低建筑表面的温度，减少制冷负荷，进而减少大气中的热气排放量。以炎热的夏季气温来说，垂直绿化墙面是普通墙面吸收太阳辐射量的2/3，植物覆盖层里面和周边20cm内的微环境温度降低0.3-4.6摄氏度，相对湿度提高4.1-9.7个百分点[2]。Katia Perini等人[3]，利用净现值（NVP）、内部收益率（NPV）和投资回收期（PBP）三个经济参数对垂直绿化墙体的经济效益进行了分析，分析结果表明：垂直绿化体系是符合经济可持续发展的。
2.2.2减少噪音
城市不仅人口密度大、建筑密集而且交通拥挤。危害城市居民的除了空气污染，还有噪音污染。利用植物降噪既有经济性又有美学价值。当然仅仅一株植物肯定达不到降噪的效果，但是如果以植物墙这种群落的形式出现，效果就显而易见了。错综交叠的植物茎叶可以大量吸收与偏转噪音；叶子表面的茸毛和很多的小气孔有着和吸声纤维板一样的作用，这些都会起到降低噪音的效果。
2.2.3美化生活环境
生硬的建筑物被绿色的植物外衣包裹后，整个线条都变得柔和起来，被赋予了一定的动态美。我国可以用于垂直绿化的植物资源十分丰富，每种植物都会有不一样的形态、颜色和质感，而且会随着季节的变化而展现不一样的美。对于一些特殊的商业建筑，同样可以通过垂直绿化来打造个性的外观，以此提高建筑品质，吸引更多的顾客，提升其商业价值。
3.住宅资源的循环利用
住宅资源的循环利用是以住宅的整个生命周期为研究对象， 以耐久性、资源循环、降低能耗和有效利用能源为目的， 并要求使其有效地发挥整体功能[4]。我们的目标是在全寿命期内把资源循环、建筑节能和建筑的耐久性联系起来。首先资源的循环包括两个方面：3.1预测整个寿命期内所需资源的投入量和拆除后废弃物的排放量，分析废料产生的原因，依据资源能源减少排放、循环利用原则，把原材料和废料联系起来，组成一个基础能源循环系统。可持续住宅既要符合基本的稳固性框架结构，又要使其内部构造具有一定的可变性，适应由于家庭生活
阶段的变化或者是家居设备功能的提升而引起改造需求[5] ，这种设计在很大程度上增加了建筑的使用价值。
3.2在建筑运营阶段利用垂直绿化技术、中水处理技术以及发酵技术等处理生活垃圾、生活废水和雨水，创建带有自循环系统的绿色生态住宅，如图1所示。
图1 创建一栋住宅的自循环系统
4.可用于垂直绿化的循环资源
传统住宅楼的生活用水是由城市供水管网统一供应，而笔者设计的这个垂直绿化节能环保住宅，摒弃了传统建筑的不足，把饮用水、清洁用水以及灌溉用水分开供应分开处理。普通家庭用水结构中，每人每天饮用水、洗刷用水总共占69.8%[6]，这些废水如果直接排掉很浪费，完全可以通过中水处理系统，达到一定的清洁标准后，一部分送入清洁用水管作为非饮用水被用于厕所用水、拖地用水，一部分送入灌溉管道用于住宅的垂直绿化用水。还有一项比重比较大的生活用水，就是厕所用水，占总用水量的25.9%，人粪尿和洗涤污水混合排放会导致污水中有机物含量少，洗涤剂含量多，农用价值极低。所以最好在外墙专门设置排粪管道，把厕所废水专门排入小区沼气池集中发酵处理，既可以为垂直绿化和小区绿化提供养分，也可以为建筑物提供燃烧能源。
图2 生活垃圾构成
图3 厨余垃圾的处理流程
除了上述两种需要被处理的污水，还有两种废水可以被直接利用，一是空调的冷凝水，另一是雨水。空调冷凝水属于中性水，如果集中收集起来会是很好的水资源，直接用来灌溉有利于植物生长。在造价方面，住宅小区的人口密度相对较大，所以水处理系统的投资就相对比较小。例如：北京万国城Moma采用的中水循环利用系统、雨水收集系统和直饮水系统，只使得建筑整体投资多出10元/m2 ，而其带来的经济效益确是不可估量的[7]。
除了生活废水，生活垃圾也可以被循环利用。如图表1所示：占比例最大的是厨余垃圾，这类垃圾的特点是含水率及油脂含量高，极易。传统厨余垃圾处理方式多为填埋，这种方式不仅严重污染水土资源，而且危害人类健康。所可以采用高温灭菌、固液分离和干燥压缩等技术，加以重新利用。如图2所示，厨余垃圾经过高温灭菌、固液分离后残余的液体再通过厌氧发酵可变为液态有机肥料，剩余的固体再通过生物发酵又可变为非常优质的蛋白质饲料，这些都可以作为植物养分的供给原料。
5.结束语
住宅垂直绿化自循环系统的建立，既符合运行过程节能的要求又符合资源循环利用的要求，更与国家提倡的绿色建筑、可持续建筑和节能建筑相吻合。给建
筑物穿上绿色的外衣并不是一个新鲜的提议，只是一直没有被环境建设部门重视与执行。其中一方面的原因是后期养护成本偏高，所以本文提倡利用住宅自循环系统，供给植物水分和养分，降低运营成本的同时节约能源，美化环境。当然本文提及的循环系统只是一个框架性的构思，真正的实施必然要涉及一系列的技术问题，在此作为引玉之砖，希望引起有关专家学者在此方面的深入研究，为建设生态城市共同努力。
参考文献：
[1]付志昂，张明辉.现代城市垂直绿化探析[J] .现代农业科技，2009（1）：70-71
[2] 姜惠乐，尹莉娜，韩龙.基于群落结构的杭州市公共建筑物立体绿化温湿效应研究[J].湖北农业科学，2013.3（6）：1359-1365
[3]Katia Perini，Paolo Rosasco. Cost-benefit analysis for green facades and living wall systems .Building and Environment Volume 70， December 2013， Pages 110-121
[4]李大华，徐龙 .论资源循环型住宅建设[J] . 四川建筑科学研究，2010.8（4）：261-263
[5]刘镇江.从资源循环利用探讨可持续的住宅设计[J].中华居民，2013.1：44-45
[6]魏琰，文仁树.单元房污水循环利用与改造构想[J].建筑节能，2008（6）：69-71
[7]付磊，李玲.基于可持续发展的“环境—高层住宅”控制系统的初探[J] .江西科学，2009.6（3）：375-378
于凤光（1965-），男，副教授，硕士生导师，主要研究方向：建筑节能、合同能源管理、建设项目全寿命期管理、固定资产投资审计等。
