绿色植物在建筑中的应用研究开题报告

一、国内研究现状

目前，国内对于绿色植物在建筑中应用的研究总体称为立体绿化。立体绿化是指充分利用地面以上的不同立地条件, 选择适宜生存于各种立地条件下的植物,使建筑物和构筑物以及其它空间结构所形成的再生空间进行多层次、多形式的绿化。立体绿化涵盖很多方面，如：墙体绿化、棚架绿化、屋顶阳台绿化、立交桥绿化等。其中研究最多的两个方面就是“屋顶绿化”和“垂直绿化”。

所谓屋顶绿化是指在高出地面以上，周边不与自然土层相连接的各类建筑物、构筑物等的项部以及天台、露台上的绿化。具有多年屋顶绿化实施经验的北京旷野屋顶绿化有限公司董事长旷小满提出“绿色植物的根系从土壤中吸收水分，通过蒸发作用向空气中释放水分，提高空气的湿度，空气的气温高达35摄氏度时， 树荫下的气温却只有22摄氏度左右。而照在浓密绿色植物表面的太阳光有70％左右被绿叶吸收，20％左右被绿叶反射回去，通过绿叶的透射光只有10％左右，被绿化的屋顶在夏天的降温和增湿作用十分明显。”东华大学硕士徐晓莹研究得出“在相同的热环境下，绿化屋顶比普通屋顶整体温度低，温度波动小，变化幅度仅为普通屋顶的 14%；太阳辐射强度对普通屋顶热流密度影响较大，而对绿化屋顶影响较小。”屋顶绿化中,由于土层的温差大,用水不便,宜选择耐干旱、耐瘠薄、抗寒性强的植物。如佛甲草、垂盆草等景天科植物,避免选择生长迅速的、形态高大的乔木,以便被大风刮倒。也避免选择根系生长快的竹类植物,以防破坏屋顶结构,导致渗漏。

而垂直绿化是指通常覆盖着木本、草本或者攀援植物的绿色墙面，不论这些植物是被种植在地面上或种植盒中。不论是直接在墙面应用攀援植物来实现，或者在一种支撑系统的帮助下间接实现，并在墙面和植物结构之间创造出一个空间。但每个城市对于垂直绿化的定义都不相同，如：《北京市垂直绿化技术规范》北京市地方标准 DB11/T 281—2005 中垂直绿化的概念被定义为利用藤本植物或者其他的植物材料装饰城市中各类建筑物的外墙、围墙、挡土墙、河道护坡以及一切垂直于地面的建筑物和构筑物的墙体，按照一定的要求进行墙面垂直绿化的布置，达到增加绿地覆盖率，美化城市的目的。而《成都市屋顶绿化及垂直绿化技术导则（试行）》（2005）把垂直绿化定义为：“利用植物材料沿建筑立面或其它构筑物表面攀扶、固定、贴植、垂吊形成垂直面的绿化。”因此总的来讲垂直绿化的概念比较模糊，并且处于不停的变化中。目前国内优秀的案例也较少。

施慧中研究重庆市某附壁牵引式垂直绿化办公建筑得出“夏季实测工况下，附壁牵引式垂直绿化可减少太阳辐射得热大于 60%，降低约 15%的空调能耗，同时可降低玻璃幕墙外表面温度达 5.2℃。在冬季实测工况下，垂直绿化仅能减少太阳辐射 30W/m2，且玻璃幕墙表面温度仍降低 3.5℃，增大了室内热负荷，能耗增加量约 4.8%。但综合全年情况，垂直绿化对空调系统的节能潜力巨大。”

立体绿化建设在我国大致分为三个阶段：一、以70年代广州东方宾馆的屋顶花园和80年代北京长城饭店屋顶花园为代表的起步阶段；二、21世纪初以北京奥运会和广州亚运会为代表的推广阶段；三、2010年以上海世博会为代表的法制阶段。

综上所述，由于植物的遮阳和蒸腾作用，以及基质构造层的隔热作用，立体 

绿化可以作为建筑外围护结构的一部分起到保温隔热的作用，从而改善建筑及城市热环境、降低能耗，并且还能保护相关建筑构件、延长其寿命。各项研究都表明，立体绿化在建筑节能中具有非常重要的意义。我国近几年也在立体绿化领域的研究和探索越来越多。

但该技术却始终得不到大规模的推广，主要问题在于高昂的建造和运行成本以及技术措施中对于荷载、防水、阻根以及运维等方面问题的系统性研究及突破。如在传统的立体绿化建筑设计中需要考虑种植槽以及自动滴灌设备等的布局及应用，若设计及使用不当往往会造成投入大于产出的效果；而新型的建筑绿化技术在采用模块化及工业化的基础上，大大的加快了施工速度降低了生产成本，但是始终无法摆脱龙骨体系，在建筑荷载上会产生一定影响。同时种植土与培养土的选择运用也在很大方面影响立体绿化的荷载，如日本较流行的SKY GEL 种植系统(混合土及保水系统)来作为轻质栽培介质，不但减小了绿化本身的荷载而且据报道:运用该介质后,即使在夏日高温下,屋顶上栽植的草坪可以长达2周不需要浇水。在防水和阻根方面主要依赖于新材料的运用，如德国威达公司生产的根阻防水卷材,在上海浦东张江集电港屋顶上的使用,解决了防止根系垂直生长而破坏屋面的问题,有效地解决了原先屋顶绿化时的屋面渗漏,是上海屋顶绿化发展中,运用高新技术的一个成功范例。

由此可见，立体绿化涉及涵盖的方面十分广泛，实际运用中需要考虑的问题非常多，其中又涉及到许多新材料新技术的应用，同时根据植物的特性在不同的地区需要进行具体的分析。现有的单元、模块化种植生态系统是否能有效运用于实际，以及如何实现“低成本+易维护”，都将是可研究的方向。

国外研究现状

国外绿色植物在建筑中的应用研究要早于中国，古巴比伦的“空中花园”便是绿化屋顶最早的案例。而“绿化屋顶”这一概念也是最早出现于德国。1991年-1997年，FLL推出的《屋顶绿化技术指南》标志着德国在植物配置、屋面构造技术、工艺、材料、施工等方面技术领域的全面成熟。

Ouldboukhitine等人研究得出“在夏天，绿化屋顶和普通屋顶两个屋顶的外表面之间温度差异很大，最高可达 30℃。表明在屋顶建筑中使用植被不仅可以改善热舒适条件，还可以改善建筑物的能源性，且叶面密度对屋顶的热工性能有显著影响，屋顶的温度差异与叶子的密度范围成比例地变化。”

Anna Laura Pisello等人也通过实验分析发现“绿化屋顶可以将太阳辐射反射 44%，即比混凝土屋顶高出 6％。与混凝土屋顶相比，可以将夏季过热时间（Top> 26℃）减少约 98％，冬季过冷小时数（Top <20℃）约为 1％。”

在垂直绿化方面，垂直绿化的技术也是最早被应用于欧洲。法国的植物学家帕德里科·弗兰克最早开始研究此项技术，他也将这项技术应用于很多个国家，取得了不错的效果，弗兰克本人也被称为“垂直绿化之父”。

2009 年和 2010 年帕帕德克斯和英国人兰姆分别对使用了垂直绿化技术的雅典娜大学一幢建筑和英国本土的一幢建筑进行了长时间的测量。通过与相同环境下无垂直绿化建筑几个物理参数的对比均得出落叶攀援植物可以有效地降低建筑物的得热量，并可以随着季节变化充当建筑的遮阳设施，同时该报告还提出垂直绿化技术会在一定程度上影响室内环境。

我国立体绿化相对于日本、新加坡和德国等立体绿化高速发展的国家而言还处于起步阶段。国外对于推行立体绿化已经形成了比较完善的机制，并制定有关立体绿化的法律条款，强制性推行立体绿化，要求在设计大楼时必须提出屋顶绿化方案，否则不予以建设。日本、德国和美国等国家的立体绿化在这种强制推广的方式下，城市绿量整体得到迅速增加。

虽然我国立体绿化事业起步较晚，但是随着城市大脑、数字化以及大数据采集分析等研究技术的研究应用，依托高校、高科技和专业机构，针对不同气候条件下的立体绿化热性能、雨水处理性能、生态性能等性能化研究已经成为新的热点领域。相信在不久的将来立体绿化在城市中的应用会变得更加普遍。

B. ^范文提纲格式

摘要

一、引言

二、国内外研究现状

三、绿色植物在建筑中的应用

（一）立体绿化的概念

（二）屋顶绿化应用的概述

（三）垂直绿化应用的概述

四、绿色植物在建筑应用中的实践

（一）施工工艺研究

（二）地区植物配置

（三）案例分析

五、结论

C. 参考文献

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