模块化垂直绿化技术及应用
张永玉（浙江广厦建设职业技术大学，浙江东阳322100）
摘要：随着城市生态环境保护要求的日益提升，如何提高城市绿化率，是当今城市园林绿化建设面临的难题。解决这一问题最有效的方法就是墙面垂直绿化。但是目前的垂直绿化技术还没有一种具有普遍适用性的绿化方法。针对目前这一状况，研发了一种具有自动化、适应性强、更换方便的新型模块化垂直绿化技术，为垂直绿化技术的推广应用提供了一个新思路。
随着城市的飞速发展，城市环境与生态技术建设已成为当下城市可持续发展的重中之重。由于城市土地面积有限，传统的地面绿化已经无法满足城市绿化的需求，垂直绿化作为一种新兴的绿化手段逐渐被应用。
现有的垂直绿化技术由多个种植绿色植物的基盘模块、滴灌管及安装架构成。其中，基盘模块设置呈一体成型框架结构，具有用以装填栽培基质的容纳腔，一侧腔壁上开设有用以供直接栽培植物的种植孔；滴灌管安装于整个垂直绿化技术的最上方，外部水源通过滴灌管进入基盘模块内后自由流动；安装架用以将基盘模块及滴灌管固定于建筑物墙面，进而形成整个垂直绿化技术。这种结构的垂直绿化技术存在以下缺点：只能对盛放绿植的盒体内进行灌溉，长时间绿植叶面覆盖有大量的灰尘，不利于绿植净化空气；安装架倾斜放置不方便，不能很好地适应不同的场地；一体成型的盒体占用空间大，生产、搬运及保存成本相对较高，且强度较差，损坏后必须整个更换，容易造成较大的资源浪费；此外，直接在基盘模块的种植孔内栽培植物，不仅不便于植物的初始种植，更不便于后期单株植物生病或死亡时的移除养护作业。
综上，本研究的目的就是为了解决上述问题而提出的一种模块化垂直绿化技术。
1设计方案
1.1基本原理
模块化垂直绿化技术，主要包括放置架、支撑架、挂杆、盆栽、喷水结构、供水结构，放置架底部转动连接有垫脚，放置架的两侧板前方开设有若干个用于放置挂杆和喷水结构的卡槽，每个挂杆前方可拆卸的安装有若干个盆栽，放置架顶部后端转动连接有长度可伸缩的支撑架，且支撑架底部转动连接有固定结构，挂杆上方设置对绿植叶面淋喷功能的喷水结构，且喷水机构还连接有供水结构。这样设置由于放置架底部转动连接有垫脚，放置架顶部转动连接有长度可伸缩的支撑架，支撑架底部转动连接有固定结构。因此，放置架和支撑架的角度可调节，且保证垫脚以及固定结构能够水平固定在地面上，保证本装置的稳定性；由于喷水结构位于挂杆上方，因此喷水结构能够对绿植的叶面进行淋喷，保证绿植的叶面最大效率地净化空气；由于挂杆、盆栽以及喷水机构能够从放置架上取下，因此搬运时更加方便，并且绿植种植在多个盆栽内部，方便对生病或死亡的绿植进行移除养护作业。
1.2技术要点
1.2.1支撑结构。支撑架包括第一转动座、螺纹套管、螺杆、加长杆、转动套、连接杆。第一转动座转动连接在放置架顶部后端，第一转动座底部通过螺栓连接有螺纹套管，螺纹套管内侧螺接有螺杆，螺杆底部一体成型，有直径小于螺杆的连接杆，连接杆下端固定连接有转动套，转动套下端通过轴承连接有加长杆，加长杆底部通过销轴连接有固定结构，这样设置可以通过转动连接杆，加长杆带动螺杆转动，实现了整个支撑架长度可调节的功能。
1.2.2固定结构。固定结构包括第二转动座、锚固杆。第二转动座转动连接在加长杆下端，第二转动座底部焊接有2个锚固杆，这样设置可以把锚固杆插入到地下，实现了对本装置的固定。
1.2.3喷水结构。喷水结构包括刚性水管、柔性水管、喷头、条形端板、锁止螺钉。刚性水管的长度与挂杆的长度相同，且底部设置有若干个喷头，刚性水管后端中间位置处连接有柔性水管，刚性水管两端密封焊接有条形端板，条形端板远离刚性水管的一端开设有螺纹孔，该螺纹孔内侧螺接有锁止螺钉，这样设置可以通过转动锁止螺钉，使得锁止螺钉抵在放置架一侧面上，实现了刚性水管的固定，然后柔性水管的水进入到刚性水管内部，经过喷头淋喷到绿植叶面上，使得绿植叶面比较干净，提高净化空气的效果。喷头为雾化喷头，这样设置在保证绿植叶面干净的情况下，可降低用水量。
1.2.4供水结构。供水结构包括水箱、水泵、多通管件。水箱设置在放置架后方，水箱顶部通过螺栓连接有水泵，水泵的出水端连接有多通管件，多通管件与柔性水管连接，这样设置可以通过水泵抽取水箱内部的水，使得水进入到柔性水管内部，实现了供水的功能。
1.2.5其他结构。垫脚一端开设有与锚固杆匹配的让位孔，当靠近放置架的锚固杆插接在该让位孔内部时，放置架处于竖直的状态。挂杆长度与放置架的宽度相匹配，且挂杆两端焊接有直径大于卡槽宽度的圆形端板，这样设置可以方便地把挂杆卡接在卡槽内侧，且不会使挂杆从卡槽中掉落。盆栽后端焊接有至少2个能够挂接在挂杆外侧的挂钩，这样设置可以将挂钩挂接在挂杆上，实现了对盆栽固定的功能。
1.3优点
放置架底部转动连接有垫脚，放置架顶部转动连接有长度可伸缩的支撑架，支撑架底部转动连接有固定结构。因此，放置架和支撑架的角度可调节，且能够保证垫脚以及固定结构水平的固定在地面上，保证本装置的稳定性。
喷水结构位于挂杆上方，能够对绿植的叶面进行淋喷，保证绿植的叶面最大效率地净化空气。
挂杆、盆栽以及喷水结构能够从放置架上取下，搬运时更加方便，并且绿植种植在多个盆栽内部，方便对生病或死亡的绿植进行移除养护作业。
2实施方式
如图1所示，这种模块化垂直绿化技术，包括放置架1、支撑架2、挂杆3、盆栽4、喷水结构5、供水结构6。放置架1底部转动连接有垫脚101，垫脚101一端开设有与锚固杆206匹配的让位孔，当靠近放置架1的锚固杆206插接在该让位孔内部时，放置架1处于竖直的状态，放置架1的两侧板前方开设有若干个用于放置挂杆3和喷水结构5的卡槽102，挂杆3长度与放置架1的宽度相匹配，且挂杆3两端焊接有直径大于卡槽102宽度的圆形端板301，这样设置可以方便地把挂杆3卡接在卡槽102内侧，且不会使得挂杆3从卡槽102中掉落，每个挂杆3前方可拆卸的安装有若干个盆栽4，盆栽4后端焊接有至少2个能够挂接在挂杆3外侧的挂钩401，这样设置可以把挂钩401挂接在挂杆3上，实现了对盆栽4固定的功能；放置架1顶部后端转动连接有长度可伸缩的支撑架2，且支撑架2底部转动连接有固定结构，挂杆3上方设置有具有对绿植叶面淋喷功能的喷水结构5，且喷水结构5还连接有供水结构6，这样设置由于放置架1底部转动连接有垫脚101，放置架1顶部转动连接有长度可伸缩的支撑架2，支撑架2底部转动连接有固定结构，因此，放置架1和支撑架2的角度可调节，且能够保证垫脚101以及固定结构水平地固定在地面上，保证本装置的稳定性；由于喷水结构5位于挂杆3上方，因此，喷水结构5能够对绿植的叶面进行淋喷，保证绿植的叶面最大效率地净化空气；由于挂杆3、盆栽4以及喷水结构5能够从放置架1上取下，因此，搬运时更加方便，并且绿植种植在多个盆栽4内部，方便对生病或死亡的绿植进行移除养护作业。
支撑架2包括第一转动座201、螺纹套管202、螺杆203、加长杆204。第一转动座201转动连接在放置架1顶部后端，第一转动座201底部通过螺栓连接有螺纹套管202，螺纹套管202内侧螺接有螺杆203，螺杆203底部一体成型有直径小于螺杆203的加长杆204，加长杆204底部通过销轴连接有固定结构，这样设置可以通过转动加长杆204，加长杆204带动螺杆203转动，实现了整个支撑架2长度可调节的功能，固定结构包括第二转动座205、锚固杆206，第二转动座205转动连接在加长杆204下端，第二转动座205底部焊接有2个锚固杆206，这样设置可以把锚固杆206插入到地下，实现了对本装置的固定。
喷水结构5包括刚性水管501、柔性水管502、喷头503、条形端板504、锁止螺钉505。刚性水管501的长度与挂杆3的长度相同，且底部设置有若干个喷头503，刚性水管501后端中间位置处连接有柔性水管502，刚性水管501两端密封焊接有条形端板504，条形端板504远离刚性水管501的一端开设有螺纹孔，该螺纹孔内侧螺接有锁止螺钉505，这样设置可以通过转动锁止螺钉505，使得锁止螺钉505抵在放置架1一侧面上，实现了刚性水管501的固定。然后柔性水管502的水进入到刚性水管501内部，经过喷头503淋喷到绿植叶面上，使得绿植叶面比较干净，提高净化空气的效果。喷头503为雾化喷头，这样设置在保证绿植叶面干净的情况下，减少了用水量。
供水结构6包括水箱601、水泵602、多通管件603。水箱601设置在放置架1后方，水箱601顶部通过螺栓连接有水泵602，水泵602的出水端连接有多通管件603，多通管件603与柔性水管502连接，这样设置可以通过水泵602抽取水箱601内部的水，使得水进入到柔性水管502内部，实现了供水的功能。
上述结构中，在使用时，当需要将放置架1竖直放置时，首先把放置架1竖直设置，然后把锚固杆206插入地面，并保证位于加长杆204正下方的锚固杆206从垫脚101上的让位孔中穿过，然后转动螺纹套管202，使得整个支撑架2的长度适中，随后把第一转动座201通过销轴连接在放置架1顶部后端，然后根据绿植的大小，计算出上下2个盆栽4的高度差，并根据高度差放置挂杆3，使得挂杆3卡接在卡槽102内侧，并保证至少有2个挂杆3相邻放置，然后把种植有绿植的盆栽4挂接在挂杆3外侧即可，此时盆栽4后侧面抵在相邻的且位于下方的挂杆3上，保证盆栽4的稳定，然后把刚性水管501也卡接在卡槽102内侧，然后把柔性水管502连接在多通管件603上，开始试水，在试水的过程中，调节喷头503的角度，使得绿植的叶面上都能够被淋喷到，然后转动锁止螺钉505，使得锁止螺钉505抵在放置架1侧面上，实现了刚性水管501的固定，进而喷头503的角度被固定，当需要把放置架1倾斜设置时，首先把锚固杆206插入地下，然后放置放置架1，然后使得放置架1倾斜，并调节支撑架2的倾斜的角度，保证支撑架2能够稳定的支撑放置架1，然后重复上述放置架1竖直放置时的过程即可。
3应用前景
3.1经济效益
本模块化垂直绿化目前的成本（包含人工），造价在1000元/m2左右，而市场上垂直绿化的造价为1500元/m2左右，简单攀援式等垂直绿化除外。和现有垂直绿化施工费用对比，采用该模块化垂直绿化成本可降低500元/m2左右，具有一定经济效益。
3.2社会效益
现代化城市进程中，绿化用地越来越少，建筑用地与绿化用地矛盾日益突出，为提高城市的绿化率，只有大力发展垂直绿化。充分利用建筑的外立面、屋顶等空间创造最大化绿化面积，缓解城市绿化用地紧张的状况[1]。
3.3环境效益
据相关研究表明，建筑物表面采用垂直绿化后，可以明显降低室内温度1~2℃，同时植物还具有吸附浮尘的作用，可以过滤和净化空气。垂直绿化的植物墙体还有明显的降低噪音作用，当声波通过立体植物墙时，约有30%的声波被吸收；另外，建筑物室内垂直绿化体系可以有效净化甲醛等有毒气体，释放氧气，调节空气湿度以及降低PM2.5等作用，可以更直接更有效地改善城市居民的生活环境，具有很高的环境效益[2]。
4结语
模块化垂直绿化技术具有规模化生产、施工方便、效果明显等特点，具有较好的社会、经济、生态效益，有非常广阔的应用前景[3]。模块化组件安装结构简单、安装效率高，通过企业化运作，可以降低成本，实现规模化应用，该产业前景好，有良好的经济效益和社会效益。（收稿：2021-08-13）
