1、设计理念与背景
世博场馆的外不雅观设计及其建筑材料，历来是世博会上各国建筑师竞比较拼的大舞台，如上海世博会上英国馆的“种子圣殿”等。诸多场馆的外不雅观给人们留下的不但是新奇、实感、饱眼福，更是启迪思维、引发灵感、触动了大脑和内心天下，主题馆的植物墙就在此列。外墙犹如建筑本体的护身符，一样平常要能起到挡风遮雨，保护建筑内在和美化建筑外不雅观的浸染。世博主题馆是一幢永久性建筑，对主题馆高大的外墙而言，首先要能真正表示“生态、绿色、节能、科技”的世博理念，故在设计上自然看重内在的节能生态，起到夏季降温隔热及冬季保温御寒的效果。而绿化，自然成为了主题馆设计师们精心策划要着力办理的问题，考虑到建筑的垂直绿化既不占用园区极为紧缺的地皮资源，又能供应大面积的绿化空间。基于此，采取分外的活生生建筑材料——“植物”来砌主题馆东西墙的创意便成为主题馆外墙的设计源头。这种“成长着的墙”既可美化建筑、保护建筑，又具环保、减噪、改进空气质量、降落能耗、提升舒适感之功能，并使建筑具有时令性的变革，增加绿地面积及提高园区绿化覆盖率。这样，用植物来“砌”的墙直接将园林绿化和建筑物紧密结合起来的设想，就被提升为植物与建筑一体化的设计理念，并将世博主题馆的外墙，冠以确切的美称——“植物墙”。
2、技能方案论证
世博主题馆植物墙培植工程的招投标自2009年2月13日启动。标书中哀求在主题馆的东西两墙离地高度6-26.3m之间的姜形钢构造中采取活植物来进行支配，并坚持至少2年景不雅观稳定的成长周期。
有10家绿化行业单位参与了植物墙的投标。经评审专家第一轮筛选，初步认可的设计方案为:嵌入式菱形模块的景天类植物墙。这紧张考虑到主题馆东西两侧墙体并非一样平常的砖墙或其他实体墙，而是大型的姜形钢构造。在第二轮的方案评审中，与会专家经反复论证，同等将第一轮的初步方案予以摒弃，情由有:
1)菱形栽种格内介质少，成长空间受限;
2)介质在雨后或灌溉后随意马虎脱落;
3)植物横向成长有悖植物的成长规律;
4)景天类植物为草本，对抗湿热性、抗寒性哀求很高，且景不雅观效果较为单调。
与会专家重新确定植物墙的技能方案为采取壁挂式植物栽种模块技能，施栽种物为综合抗性更强、景不雅观也更丰富的小灌木类植物。此栽种模块是由上海植物园研制开拓并形成专利产品的，具有一定的前辈性、创新性和可操作性，适宜大规模快速组装、即时成景。同时，模块的空间可知足多栽种物成长的需求，介质不易疏松脱落，45度的倾斜角设计又符合植物的正常成长需求。其后，评审专家组、世博会有关领导及项目设计室对该技能进行实地稽核，并开展集成技能系统的仿照示范、运行与景不雅观展示。上海植物园与上海市园林工程有限公司互助，于2009年5月6日正式承担主题馆植物墙培植的任务。
3、植物墙培植的核心技能
世博主题馆东西两立面的植物墙系统，是在打破传统垂直绿化技能的根本上创新研发而成的。全体系统以栽种模块为单元，用环保型纸花盆为植物内衬容器，枯枝落叶等有机废弃物为“土壤”和肥料，滴灌系统为其紧张养护手段，使植物在分开地表的建筑立面上康健成长的一种多样技能集成的绿化模式。
3.1 、植物墙栽种模块
栽种模块是主题馆植物墙绿化的紧张举动步伐，它既符合植物的成长规律和空间需求，同时又能进行大规模快速拼装和即时成景。栽种模块由植物栽培槽、固定面板、底部和顶部支持面板以及槽前面板、隔板、侧板、垂直面板等组成。设计原型的尺寸为600mm X 600mm X 150mm ,即4X4模块，每组可放置16盆植物(专利号:ZL 2008 20060043.9)。主题馆植物墙所用的栽种模块，考虑到姜形钢构造的整体美感及后置安装的灵巧性、轻便性和可操作性，故将原型改进为模块3X1构造(480mm X 160mm X 155mm)，呈倒梯形，外壁倾斜角在45-70度之间，利于植物的正常成长。为与钢构造连接，用挂钩固定，在模块的前方特设30mm×50mm固定板，中间开13mm×20mm方孔。模块底部设蓄排水布局，既能为植物供水所需，又能起到良好的排水、透气浸染。模块背后开R20半圆孔，用于插滴灌系统的滴箭，并设R13半圆挂钩用于固定滴灌系统的分水管(图1)。
载体模块的整体设计使得建筑外墙无需进行分外的防水处理即可进行安装，简化施工工序，节约本钱。制作栽种模块的材料采取共聚聚丙烯塑料， 并添加防紫外线、防腐蚀身分，此种塑料是环保可回收材料，利用年限大于5年。栽种模块紧张的技能参数如熔融指数为0.25g/10min，熔融温度142℃，抗拉强度27.5Mpa，伸率500%，Vicat 软化点130℃等。环保型植物栽培内衬容器，用作绿化植物预先定型培养的栽培容器，待植物成长到预期效果后即可安装进栽种模块利用。栽种模块与栽培内衬容器配套为绿化模块(图2)，这项配套的创新技能产品，其设计灵感来自于超市里盛放鸡蛋的纸托盘，具有轻型、安全、耐酸碱、耐晒、防水(添加防水剂)保水、透气无毒副浸染、可天然降解等特性，为废弃物回收利用的环保型产品。
3.2、环保型栽培介质
植物墙的植物成长在建筑的外立面空间中，生境条件相对较为恶劣，而植物内在长势与其外在景不雅观表达与墙上所供应的“土壤”息息相关。正如上海世博集团项目副总经理宋雪春所言：植物墙另一大技能难点便是植物的营养介质。显然，植物墙不能直接用土壤进行栽植，必须开拓新型的绿化介质。此介质应担保植物缓慢康健地成长，哀求具有充足的营养、较强的保水性、良好的通气性和保肥缓释性，且应无异味、不易滋长病虫害。此外，介质要质轻和易固定，便于植物与建筑一体化模块式的工厂化生产，也便于运输、安装和更替，又不致因介质疏松脱落而导致植物成长受限，进而影响到环境、景不雅观和安全。环保型栽培介质产品的研发是当前绿化科技发展的潮流。上海植物园研制的该型介质，紧张采取绿化垃圾中的枯枝落叶等有机废弃物，物，作为植物成长的“土壤”和肥料，将椰丝等植物纤维作为固结剂。通过试验研究表明，这种介质能知足植物正常的成长须要，椰丝发挥植物的纤维拉力，在植物成长早期使根系与栽培介质紧密结合，并在植物脱盆时根系与介质形成整体(图3)。不同的植物对介质配方身分及比例的哀求有所不同，其成型韶光及效果等方面也均存在一定的差异，主题馆植物墙所利用的5栽种物采取了4种不同的介质配方，含不同的植物废弃物的种属，枝叶比率和粉碎度，以及固结纤维的种类和数量等。如红叶石楠介质配方为椰丝(100px)10%、腐叶土70%、园土10%和有机肥10%；常绿六道木介质配方为椰丝(75px)10%、腐叶土72%、园土18%。
3.3、植物墙适生植物
植物是植物墙最主要的关键身分，植物墙的植物选用，当然要数它的景不雅观表现和生态功能，而其紧张的，是它的适生性。主题馆植物墙受温湿度、热辐射、光照韶光和强度、风等环境因子及其他条件的制约，是一样平常大多数常用植物所不能知足的。植物墙适生植物筛选的基本哀求有：1)耐旱、耐湿热、耐强光、抗风、抗病虫害等综合抗性强；2)常绿、浅根性、覆盖力强、成长缓慢且四季不雅观赏性佳；3)不轻易修剪、免人工灌溉、养护大略粗放为宜。经初选，将多栽种物质料结合研发的载体模块和环保型栽培介质进行反复筛选、仿照试验、景不雅观示范等，终极筛选到最得当植物墙的5栽种物，即红叶石楠、常绿六道木、金森女贞、亮绿忍冬和花叶络石(图4)。这5栽种物不仅具有综合抗性强、养护哀求低，而且还具有丰富的色彩，在景不雅观上能够表现出四季色相变革，从而使全体植物墙处于丰富的自然动感变革中。设计支配东西植物墙，下部和中部满栽植物、上部疏栽、顶部空栽。将这5栽种物从形态和色彩由下而上由厚实向平淡渐变，详细为：东立面在6~12m高度内，选用红叶石楠(紫红，蓬高在30~875px)，12~17m选用亮绿忍冬(草绿，蓬高在25~750px)，17m以上选用金森女贞(黄绿，蓬高在20~625px)和花叶络石(粉绿白，蓬高在20~625px)；西立面在6~12m高度内，选用常绿六道木(深绿，蓬高在30~875px)，12~17m选用亮绿忍冬(草绿，蓬高在25~750px)，17m以上选用金森女贞(黄绿，蓬高在20~625px)和花叶络石(粉绿白，蓬高在20~625px)。世博期间，这5栽种物构成的植物墙，绿意盎然、活气勃勃，显示其强大的绿色生命力，成为主题馆刺目耀眼的展示亮点，诠释着植物与建筑一体化的理念。如今，世博后植物墙依然活力康健、长势喜人，仿如给世博主题馆建筑穿上一件防寒避暑的“植物空调外套”。这便是主题馆植物墙所须要的适生植物。
3.4、植物墙日常养护
植物墙的日常养护模式以设备灌溉为主，辅以人工养护。灌溉并非常日的人工浇水，而是利用精准化滴灌系统。此系统本钱低、操作简便、供程度均、运行可靠，且绝不会对主题馆周边环境造成任何不良影响，是植物墙养护管理植物的关键技能系统。
由于主题馆植物墙的培植高度在离地6~26.3m之间，灌溉系统的压力差大，且植物栽种为格盒式，为此专门在苗圃示范区对5种不同植物进行了精准灌溉试验。通过试验创造，采取压力补偿式滴头+滴箭形式最为适用。滴灌管道全部支配于墙体背部，滴箭则由栽种盒槽背部的半圆孔中插入介质(图5)。滴灌系统设计为电气集中掌握，由人工按键掌握开关。管道支配东西墙面每一个单元为一个轮灌区，即一侧墙面分为10个轮灌区。由于滴灌系统对水质的哀求较高，在每个进水口串联配置2个网式过滤器(100目、150目)。在每一轮灌区的管道最高点安装排气(吸气)阀，最低点均设计安装有排水阀，以便排空管道余水，也为防止极度低温导致管道冻裂。
此外，在植物墙最下部即在一层6m标高的位置通长的穿孔铝板内又设有排水槽，这就很好地办理了植物墙排水系统与建筑排水系统一体化的领悟问题。赞助的人工养护则依赖主题馆事先预留的维修通道，进行设备检讨、监测、以及除草、修剪、病虫害防治、植物局部更替与调度等养护事情，使植物墙四季坚持良好的景不雅观效果(图6)。
4、结语
世博主题馆是一座充满城市情怀和内在张力的当代建筑，而其植物墙是一堵满载都邑绿野和世博气息的低碳建筑。它的培植不仅考虑了外在的都雅性、技能的可靠性，而且确保这一活的建筑本体的安全性、相融性以及建筑一体化的和谐性，这有赖于建筑设计师、园艺师和能工巧匠们对主题馆的特点、植物墙的成套技能以及后续的植物养护等全方位的准确理解和把握，才能设计建造出与建筑物共存相生的、集功能景不雅观于一体的植物墙，成功实践世博的主题，植物墙已成为我国培植绿色城市、发展绿色建筑的模范。然而，目前培植植物墙的水准参差不齐，存在着技能不足完善、建造与掩护本钱较高、景不雅观欠稳定、层次不足丰富等问题。诚然，社会各界对植物墙的认识有待于消化与提高，建筑设计师们尚需一定的积淀方可逐步认可、接管并践行。
故此，笔者呼吁政府部门应加强城市建筑立体绿化的宣扬力度，加以推广运用，并通过立法的手段加强行业监管，使之标准化、规范化、工厂化，有力推进城市的建筑绿化培植，使之管理更科学、发展更和谐、更符合"大众年夜众的意愿，让人们共享生态宜居城市的幸福生活。
