广州大学建筑与城市规划学院广州510006
摘要：本文阐释垂直绿化的作用效果，对利用信息化建模（BIM）对垂直绿化的作用效果的设想及成本预算进行了分析论证，旨在通过信息化的手段对设计进行不断完善，为绿色建筑设计提供合理的支撑。
关键词：垂直绿化；BIM
BIM模拟垂直绿化效果的可行性
我国城镇化进程不断加快，建筑高度和密度在不断加大。高层建筑体型庞大，若能将建筑与绿化结合，绿化效果将远比单一的平面绿化要好，对建筑环境的塑造能起到一定的作用，多种多样的立面绿化方式点缀着城市生活环境的每一个角落，使得生活环境更充满艺术感。同时立体绿化能在一定程度上弥补被建筑占用的城市绿地，世界各地已经出台了一些政策，使立体绿化与平面绿化对等。
绿化效果好可用于建筑立面的垂直绿化植物种类多，组合形式丰富，具有观赏价值，为城市园林增添色彩，使城市充满活力。在占地面积不足一平米的水平用地上，垂直绿化覆盖面积可达20平米以上。要求沿墙有30cm的空地，可种植攀援植物。城市用地日益紧张，城市热到效应严重，建筑物能耗高，我国的建筑能耗已占社会总能耗的46.7%，极需要通过绿色节能的手段减弱建筑带来的负面影响，垂直绿化是不二之选。
计算流体力学方法，即CFD模拟方法可以对采用垂直绿化方案前后的室内环境温度进行比较，但只讨论了有立体绿化和没有立体绿化的建筑在能耗上产生的作用，存在一定的局限性：其一是仅仅在温度方面进行比较，没有其他参数的比较，如构造方式，经济性，能耗等数据。其二是在可视化方面没有达到要求，CFD模拟方法是基于流体流动微分方程上的分析模拟，模拟结果是具体的流体流动区域，但对建筑设计和造型方面没有起到参考作用。而BIM模拟能够对集成数据分析和可视化分析。
国外实验测量表明，合理的布置了墙体垂直绿化的墙面在炎热的夏季可以比没有布置垂直绿化的墙面温度低10℃左右，而建筑室内的空气温度也可以相应的下降0.5~5℃[10]。如果墙体垂直绿化选用攀缘植物，其叶面积要大于大多数花木植物的叶面积2~3倍，即墙体绿化攀缘植物有更大的蒸发面积，通过蒸发作用可以使建筑墙体周围环境的空气相对湿度增加10％~20％[10]。之前的研究在不同的气候区域近建筑物墙体的空气温度降低2~5℃[10]。Alexandri等人在香港对墙体垂直绿化进行了实验测量，实测结果表明墙体垂直绿化能够使表面温度最多降低8.4℃[11]，同类实验在国内外还有很多，通过的大量研究可以发现，墙体垂直绿化对空气温度有着明显的降低作用，且相同条件下实验结果相对变化不大。因此可以将实验结果进行量化归纳。
BIM模拟下的垂直绿化信息化模型建立方法
通过前人实验的结果可以得出的结论是垂直绿化通过影响建筑物的室内热环境从而产生一定建筑节能效果，大量相关测试结果表明，绿化墙体从率也曾开始的对室内温湿度的影响规律相似。现在需要收集和整合实验的数据和实际的数据，把数据量化，并制作成信息化模型，其中实验数据包括实验基础数据和实验结论数据，其中实验基础数据包括空气流速，当地平均太阳辐射照度。实验结论数据包括垂直绿化所使用植物的种类，有无垂直绿化的建筑物对比的热效果，一摄氏度计算。实际数据包括垂直绿化的构造，垂直绿化的成本，当地空调的能耗信息，计算成本等。
1）收集数据的方法
我们可以按类型收集数据，以预制式箱型绿化墙为例，垂直绿化的形式、垂直绿化的构造、垂直绿化的面积、垂直墙面的朝向、建筑物地理信息、预计降温效果、预计节能效果、垂直绿化造成的成本。通过对市面上空调能耗，电费价格进行调查。进行归纳总结，在实验的基础上总结出固定某种垂直绿化方式对某个大小的空间所下降的温度固定化，在假定植物的密度在一定面积内是平均的前提下，如使用x平米的预制式箱型绿化墙对某小建筑的室内空间产生了3℃的降温效果。我们可以把这个由垂直绿化所产生的作用效果归纳量化为预制式箱型绿化墙对小建筑热环境的作用效果是3℃/㎡。
2）可视化模型的建立方法
通过SKETCHUP软件分别建立植物种类，栽培容器以及浇灌系的模型统，并分别填充上相应的材质，尽可能达到逼真的效果。
3）信息化模型的建立方法
垂直绿化的类型包括吸附式、构架式、种植槽式和模块式。构造信息包括固定钢板、植物箱、灌水灌及喷头。垂直绿化面积可根据所选用垂直绿化的墙面面积计算，或者由使用者手动输入。建筑物基本信息包括城市信息（经纬度，气候，主导风向等）计算时间区间
以广州为例，计算区间选取在每年的5-10月。预计降温效果
有实验数据处理并经过计算获取。预计节能效果(空调温度-降低的温度)x空调达成该温度作用效果消耗的电量x当地电费。造价成本根据垂直绿化面积、单个预制箱型、固定框架所需预制钢板，栽培容器植物箱，浇灌系统的价格进行计算。其他参数如垂直绿化离建筑物外墙的距离等可手动输入。
通过制作出的模型对设计进行优化，在成本上，达到指标和造型效果的前提下选取低成本的垂直绿化类型。构造上，达到某个指标，选取不同的构造方式。造型效果上，由于能耗指标的要求，设计师往往会采用垂直绿化的立面设计以达到降低能耗的要求。
4）垂直绿化对热环境影响分析
基于利用CFD模型影响，BIM与CFD与实测数据误差在10%内则认为是可行的，要用其他方法去证明是否可行，本文仅仅针对BIM对垂直绿化效果的可模拟性提出相关观点，有待证实。
结论
垂直绿化的效果是可以模拟的，能够制作出模拟成果，而且模拟的结果对建筑设计有很大程度上的帮助，模拟方式的准确性则需要更加切实的实验数据去支撑论证。
当今垂直绿化的构造方式多样，针对不同的建筑可能有不同的垂直绿化方式，甚至会出现特殊的、新颖的垂直绿化构造方式。BIM对垂直绿化的模拟需要建立在一个庞大的大数据库基础上，而且要有一定的可调整性。BIM模拟垂直绿化是一个开端，更多的相关模型需要更多的数据去支持。
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