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美麗生態牆的隱藏功效 綠意牆面 讓都市「森」呼吸

2018-07-01
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文、攝影/吳鴻均(研究發展處)
夏日炎炎,恰巧路過一棟正在施工的 建築,外圍是一大片的植物牆面, 一陣涼意瞬間襲來。現今越來越 夯的「植生牆」是生態牆的一種 形式,除了美觀、消暑,是否 還有其他隱藏效果呢?
科技發展造就都市建設蓬勃發展,為人類帶來便利與多樣機能。然而,大樓越蓋越高,阻擋了自然風的流動,其和柏油對於太陽熱的蓄積,更是城市溫度上升的主因。加上空調排出熱氣、綠覆面積減少及河流沿岸被掩蓋,不但加劇城市內部高溫化,甚至會影響風的對流、造成空氣品質不良。這種都市區域比周遭平均都還要高出3∼5°C的現象,即是「都市熱島效應(Heat Island effect)」。

現代人每天約有80∼90%的時間在室內活動,室內的家具、用品、地毯及建築材料等,會釋放化學物質或氣體,引起頭痛、呼吸道感染、噁心、無法專注、疲勞等不適症狀,而這些症狀便統稱「病態建築症候群(Sick Building Syndrome)」。

這些隱藏在日常生活中的「問題來源」,正蠶食鯨吞般地對我們造成無形健康損害。對此,國內外研究顯示,綠化景觀環境有益於生理與心理;當腦內alpha波振幅較明顯,便會降低血壓、肌電及皮膚導電性,可舒緩壓力及焦慮心情,並提高工作注意力。植物也可減少落塵、二氧化碳及揮發性有機物質,抑制微生物,維持空氣濕度,讓生活的空間更舒適、健康。因此,都市中的綠化比例越高,即能降低環境對人體的傷害,生態牆系統的應用也隨著此概念的盛行越趨成熟。
都市大樓林立,阻擋自然風流動,造成溫度升高。
社區大樓內可見植生牆。

 
生態牆有哪些種類?

認識生態牆,第一步就從其種類開始。一般來說,生態牆依植物種類及施工方法不同,可分為以下3種:

1. 綠屋頂(green roof)
泛指有植物覆蓋的屋頂系統。可分為粗放型綠屋頂(以灑植草種並呈現自然景觀為主,不需特別維護)、精緻型綠屋頂(於屋頂種植喬木或灌木,或發展成空中花園)。

2. 綠覆蓋(Green facade)
種植單一蔓性植物使其攀爬覆蓋建築物。優點為維護方便,可形成自然美觀的綠面;缺點為生長時間較長,且植物根系生長可能會影響建築鋪面或導致建築物內部漏水。目前有兩種工法「模組化柵狀網格系統(Modular Trellis Panel)」和「不鏽鋼網索系統(Cable and Wire-Rope Net)」。

3. 植生牆(Green wall; Living wall)
利用模組化版塊(含介質放置位置及排水系統),使植物栽種在介質中並固定於垂直立面。依使用材料的不同,模組化版塊可分為金屬和塑膠組合,可依需求種植不同種類植物。因使用模組化版塊,故可隨設置地點不同加以組合,優點是植物種類及設置地點彈性大,缺點則是維護管理成本較高。
生態牆對環境帶來哪些好處?

有了初步認識後,再來揭開生態牆的美麗面紗,看看它蘊藏了哪些功效:

1.減少氣溫上升
全球性升溫的主因為溫室效應,誘因為熱島效應,而植物的蒸散作用及遮陰可減少熱能累積,改善熱島效應。
生態牆具有保溫隔熱、節約能源的功能,可降低夏季空調支出,減少冬季暖氣需求。其中,綠屋頂可降低至少10∼15%的建物加熱或冷卻費用,而不同種類的植被及其利用方式,對環境降溫及減少二氧化碳的能力各有不同;降溫效果以闊葉植物最好,接續為針葉植物、灌木叢、草坪。

2.改善空氣品質
生態牆系統可藉由吸附作用,減少空氣中的懸浮微粒及有害氣體,有效淨化空氣,減少室內病態建築症候群現象。

3.節能減碳
生態牆系統在夏天能降低建築體的溫度,在冬天則能提升,節省空調的使用,更可以吸收溫室氣體。

4.降低噪音
植生牆系統可隔絕或減少噪音,研究指出,綠屋頂厚度達10公分時可有效減低5分貝的音量,若達12公分則可減少40分貝。

5.美化景觀
除了美化建築,生態牆還可提供休憩、療癒、教育與園藝生產空間。綠色是最適宜人眼觀看的顏色,當人類視野中的綠色比例達25%,心情容易感到舒暢。在中小學校園內建設生態牆系統,可提供學生學習、綠化植物或蔬果種植活動的良好場所;在住宅大樓進行綠屋頂工程,可增加住戶室外交流的機會,加深鄰里關係。此外,生態牆系統還可作為城市農園生產農作物的基地,降低精神壓力並促進庶民經濟,一舉數得。

6.保護建築結構、延長使用壽命
大幅度的溫度波動與紫外線長期照射,易使屋頂建材和黏結材料遭破壞而滲水。綠化後的屋頂,種植層可減少屋頂內外表面的溫度波動,並藉由植物阻絕屋頂的太陽紫外線,可使建築防水層資材壽命延長3∼5倍,間接增加屋頂使用壽命。以德國綠屋頂經驗為例,綠化屋頂的使用壽命比傳統屋頂多出2∼3倍的時間,大約可增加40∼50年的生命週期。

7.增加生物多樣性
論及綠化建築何以增加生物多樣性,可從兩個層面來看:小層面是增加限定區域內的小生態系,類似微型棲地的概念,因為植物必定可吸引一些昆蟲及鳥類。大層面則是作為大區域內限定物種的復育地,因為大區域內的生物多樣性,需依靠綠化建築復育特定物種(植物或昆蟲),進而成為整個環境內的族群之一,雖然效果緩慢,但具有持續性。

正因為生態牆對於生物多樣性、綠化、二氧化碳減量、室內健康等(這些均是綠建築指標)均有助益,若將其結合綠建築標章,很快便能納入城市中,讓生硬的建築變得柔和。
綠屋頂泛指有植物覆蓋的屋頂系統。(圖/昕麟庭園藝提供)
戒治所園藝班受刑人設計的海波浪圖案。

表1:15種易栽培植物淨化空氣能力表
  植物種類 單位面積滯塵能力 二氧化碳移除速率
1 冷水花 ★★★★★ ★★★★★★
2 白蝴蝶合果芋 ★★★ ★★★★★
3 波士頓腎蕨 ★★★★★★ ★★★★★★★★★★
4 常春藤 ★★★★ ★★★★★★
5 袖珍椰子 ★★ ★★★★★★★★
6 心葉蔓綠絨 ★★★ ★★★★★★★★★★
7 鐵線蕨 ★★★★★★ ★★
8 西瓜皮椒草 ★★★★ ★★★
9 皺葉椒草 ★★★★★★★★★ ★★★★★★★
10 中斑吊蘭 ★★ ★★★★★★★
11 朱蕉 ★★★ ★★★★★
12 薜荔 ★★★★★★★★★ ★★★★★★★
13 白網紋草 ★★★★★★★ ★★★★
14 黃金葛 ★★★ ★★★★★★
15 嫣紅蔓 ★★★★★★★★ ★★★★★★★★★★
移除有機揮發物質
  甲醛 三氯
乙烯
二甲苯 甲苯
1 不詳
2 V V 不詳 V V V
3 V V 不詳 V 不詳 V
4 V V 不詳 V V V
5 V V V V V 不詳
6 V V 不詳 V V
7 V 不詳
8 不詳 V
9 不詳
10 V V 不詳 V V V
11 V 不詳   V V V
12 不詳
13 不詳 V 不詳 V V V
14 V V V V V V
15 不詳
來源:行政院環境保護署—淨化室內空氣之植物應用及管理手冊
表2:不同種類型式的生態牆,對於抑制二氧化碳排放量的效果
植被 草坪 灌木類 攀緣植物
利用型式 一般街道旁覆蓋 綠屋頂 植生牆
每年抑制二氧化碳排放量(kg/m2
4.38 8.76 6.57
來源:Roehr, Daniel and Jon Laurenz. 2008.
 
植生牆施工要注意什麼?

最後要談談植生牆的施工要點,最基本也最重要的一點,就是認清植物是活的!讓植物在牆壁的固定空間中,沿著垂直牆面生存,而不會無限制地隨意生長,可不是件簡單事,以下有幾點需要注意:

1.基礎結構分為3種:較耐蝕的鍍鋅鐵架搭配塑膠盆、塑料模組化系統、不織布系統。若要避免感染,建議採用彼此分離的植栽花盆,整片式的不織布系統則需三思。另外,由於牆面為垂直,盆栽之間的距離,以及盆栽和牆面的角度至關重要,好的角度才可讓牆面的植物持續美化。

2.做好建築物與植生牆介面的防水工程,建議使用防水塗料與塑膠布相互搭配。

3.供水灌肥系統的澆水管、排水管的管線各自獨立,採用灌溉系統定時器及施肥器,液態肥建議可以使用「台肥1號即溶複肥」或「台肥43號即溶複肥」,每2週施用一次,可減少維護心力。

4.植物建議選擇觀葉、耐陰蕨類或蔓綠絨類,例如:腎蕨、黃金葛、長春藤。

5.在後續營運管理與植物照料上,因應不同季節,不同植物的生長速度也不一,修剪與維護的頻率及手法需配合植栽特性;可以將生長速度快者安置在低光源處,減緩生長速度。

其實,生態牆的整體建設不難,堅持與維護才是挑戰。夏日襲來,大家不妨嘗試看看,著手為自己的居住場所來場植生牆式的綠美化革命!

常春藤(左)適合作為植生牆。

黃金葛(右)適合作為植生牆。
參考資料 
1.Roehr, Daniel and Jon Laurenz. 2008. "Greening the Urban Fabric: Contribution of green surfaces in reducing CO2 emissions". In proceeding of 1st WSEAS International Conference on Landscape Architecture (LA08): 140 - 146. Algarve, Portugal, WESA Press, Southampton, England.
2.Van Woert, N.D., Rowe, D.B., Andresen, J.A., Rugh, C.L., Fernandez, R.T., Xiao, L., 2005. Green Roof Stormwater Retention. Journal of Environment Quality, 34, 1036‒1044.
3.Köhler, M., 2008. Green façades — a view back and some visions. Urban Ecosystems, doi:10.1007/s11252- 008-0063-x. Krusche et al., 1982.
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5.Peck, S., and M. Kuhn. 2001. Design guidelines for green roofs. Canada Mortgage and Housing Corporation,Ottawa, Ontario. 16 Nov. 2005.
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10.王仙民。2007。屋頂綠化。華中科技大學出版社。武漢。
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12.許萍、車伍、李俊奇。2004。屋頂綠化改善 市環境效果分析。環境保護7:41-44。
13.張育森、賴允慧、侯炳丞。2009。綠屋頂介質與植物之關係。節能減碳綠工法—綠屋頂及綠牆交流討論及推廣展示活動。p.17-24。
14.葉德銘。2010。淨化室內空氣之植物應用及管理手冊。
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