CN112154812A - 一种适于华南地区活体植物的建筑构造方法 - Google Patents

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王佳
汪华清
刘春岭
刘晓龙
代蕾
徐天南
张紫凤
邹朝弘
黄冬冬
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs

Abstract

本发明提供了一种适于华南地区活体植物的建筑构造方法，植物幼苗依附于框架上并使各层树木上下相互叠加连接，底部植物种植在地上，其余植物的根部都在预培在特殊的植物容器中，并不断向其供应水分和营养物质。将作为支撑结构的植物通过节点连接技术连接形成三角形结构。由于植物共生和厚度增长，树木逐渐长大融合填充整体个框架，并形成自支撑和承重结构。将植物枝干并行交叉连接并扭曲成三角形/菱形结构来增加活体植物建筑的抗弯强度。本发明利用植物特性、相关技术等将活态树木与现代建筑有机融合共生，以共同适应自然、气候及生态环境，具有一定的社会、经济与环境效益。

Description

一种适于华南地区活体植物的建筑构造方法
技术领域
本发明涉及园林景观绿化设施技术领域，具体是一种适于华南地区活体植物的建筑构造方法。
背景技术
随着社会的不断进步，环境问题日益显现出来。城市污染严重、建筑能耗较大，再加之越来越多人希望逃离现代城市的高楼大厦，回归到自然的居住环境。生态建筑已成为解决能源短缺、实现节能减排和人类与自然密切交流的新型建筑形式。生态建筑要求消耗较少的资源获得较大的使用价值，经济有效的利用各种资源，使自然成为建筑的一部分，建筑成为生态环境的一部分，使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换，以实现健康舒适、环境、资源有效利用以及与自然环境相融共生的和谐统一。
目前，生态建筑的常规做法多以立体绿化为主，充分利用除地面以外的其他空间资源进行立体绿化，但是多数在建筑建设后期进行立体绿化，未能给植物预留足够的生长空间和维修空间，创造植物所需的生长条件一般且空间有限，忽视了植物、建筑与环境关系的重要性。
因此活态植物建筑成为当前生态建筑发展的一个探索和方向。但是，现阶段我国对活态植物建筑的研究空白较大，从植物角度出发的生态建筑研究较缺乏。通过对活态植物建筑的探索，利用植物特性、相关技术等将活态树木与现代建筑有机融合共生，以共同适应自然、气候及生态环境，具有一定的社会、经济与环境效益。
发明内容
本发明通过构建一种适于华南地区活体植物的建筑构造方法，可以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种适于华南地区活体植物的建筑构造方法，包括如下步骤：
步骤A，在种植槽内配制植物基质；
步骤B，将植物预培在种植槽的四边；
步骤C，搭接结构框架和临时植物生长平台，临时植物生长平台搭接在结构框架内；
步骤D，将种植槽等距放置在结构框架底部和临时植物生长平台上，将植物牵引依附于结构框架上连接、生长；
步骤E，当种植槽内的植物生长出枝条后，将植物枝条并行交叉连接并扭曲成三角形/菱形结构，三角形/菱形结构中置入矩形穿孔钢材，与植物、结构框架牢固连接形成刚性结构，通过螺钉穿透矩形穿孔钢材，连接固定植物枝条，并在植物枝条交叉处也通过不锈钢螺钉固定在结构框架上，随着时间的推移，通过植物生长将矩形穿孔钢材包裹在植物之中，使植物与矩形穿孔钢材之间紧密结合，由于植物共生和厚度增长，植物逐渐长大融合填充整个结构框架，并形成自支撑和承重结构；
步骤F，当植物成熟且具有自我支撑能力时，砍掉临时植物生长平台上种植槽里植物的茎部，并及时涂抹愈伤涂膜剂，然后撤除临时植物生长平台。
优选的，所述植物基质包括如下质量份数的物质：农林废弃物30-50份、有机质10-20份、珍珠岩10-20份、JT微生物菌剂5-10份。
优选的，所述农林废弃物包括棉花杆、秸秆、椰子壳，有机质为泥炭。
优选的，所述种植槽为土地上的种植坑或植物预培容器，结构框架底部为种植坑，临时植物生长平台上的种植槽为植物预培容器。
优选的，所述愈伤涂膜剂为90％国光愈伤涂膜剂。
优选的，所述植物预培容器上的植物通过固定竹竿固定位置。
优选的，所述结构框架为轻钢材质。
相对于现有技术，本发明所述的适于华南地区活体植物的建筑构造方法具有以下优势：利用植物特性、相关技术等将活态树木与现代建筑有机融合共生，以共同适应自然、气候及生态环境，具有一定的社会、经济与环境效益。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明植物预培容器的结构示意图；
图3-4为植物枝条和结构框架之间的2种连接关系示意图；
附图标记说明：
1-结构框架；2-植物预培容器；3-临时植物生长平台；4-种植坑；5-预培苗木；6-固定竹竿；7-螺钉；8-枝条；9-矩形穿孔钢材。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-4所示，一种适于华南地区活体植物的建筑构造方法，包括如下步骤：
植物材料选择：
乔木类：梧桐、白蜡、刺槐、榕树、流苏树、雪柳、榆树、杨树、山茶花、水石榕、紫薇等。
木质藤本类：常春油麻藤、紫藤、蝶豆、双腺藤、多花素馨、蓝花藤、马兜铃、红花龙吐珠、美丽桢桐、黄花老鸭嘴、使君子、蒜香藤、猫爪藤、粉花凌霄、金银花、五叶木通、炮仗花、红花西番莲、软枝黄婵、紫云藤等。
将4棵预培苗木5分别提前预培在标准化的植物预培容器2的四边，宽*高*长：30*50*100cm，植物出圃要求：植物高度达到1米以上；植物主枝干生长成具有单一、长、直、薄且无分枝的枝条；植物生长健壮；无病虫害。
植物基质配制：
为了防止植物根部腐烂，以棉花杆、秸秆、椰子壳等农林废弃物为主要原料，加入泥炭(有机质)、珍珠岩、JT微生物菌剂等，混合配制而成植物生长基质，配置时植物基质包括如下质量份数的物质：农林废弃物30-50份、有机质10-20份、珍珠岩10-20份、JT微生物菌剂5-10份。该培养土柔性强，强度高，重量轻，耐久性强，具有很强的保水性和排水性，含有大量腐殖酸和有机肥，为植物生长提供基础条件。基质性能(质量比)达到：固相：气相：液相＝2：1：1，干重小于20kg/m2，湿重大于干重的2倍，有机质含量大于30g/kg，全氮含量大于0.8g/kg，有效磷含量大于9mg/kg，全钾大于12g/kg，pH为5-7。
植物叠加技术：
在建立活态植物结构前，在建筑外围，先搭接轻钢结构框架1和临时植物生长平台3，植物预培容器2在结构框架1内侧每隔1.5米高度种植1层，植物预培容器2摆放在临时植物生长平台3上，并将植物牵引依附于结构框架1上连接、生长。为了使植物形成稳定的结构，整个轻钢结构框架1设计成三角形叠加结构，三角形结构的垂直的间距是1米。植物幼苗依附于结构框架1上并使各层树木上下相互叠加连接，底部植物种植在地上，其余植物的根部都在预培在特殊的植物容器中，并不断向其供应水分和营养物质。将作为支撑结构的植物通过节点连接技术连接形成三角形结构。由于植物共生和厚度增长，树木逐渐长大融合填充整体个结构框架1，并形成自支撑和承重结构。
节点连接技术：
在树木连接处用不锈钢螺钉或螺杆穿过树木枝条的重合部位，把两棵或多棵植物与结构框架连接使之成长为一个整体，考虑到水平荷载(风荷载)对结构稳定性的影响，将植物枝干并行交叉连接并扭曲成三角形/菱形结构来增加活体植物建筑的抗弯强度。三角形/菱形结构中置入矩形穿孔钢材9，与植物、结构框架牢固连接形成刚性结构，通过螺钉7穿透矩形穿孔钢材9，连接固定植物枝条来减少风荷载给结构带来的弯曲应力，增加结构的坚固性。随着时间的推移，通过植物生长将构件包裹在植物之中，使植物与构件之间紧密结合。
其中图3中的连接方式为两根枝条8为弯曲结构，与中间的结构框架1固定，图4中的连接方式为其中一根枝条8为弯曲结构，另一根枝条8为竖直结构，并与中间的结构框架1固定。
植物养护技术：
(1)灌溉技术
活态植物建筑的可持续灌溉系统将与筑物的雨水收集系统联系起来，通过雨水收集并储存到水箱中，经处理后于灌溉系统连接，灌溉系统采取滴灌的形式，供水给植物容器中的植物，同时设置物联网智能灌溉控制设备，可根据天气和季节状况利用定时器控制和调整灌溉频率，实现活态植物建筑系统水的自给自足。
(2)修剪维护
为了促进植物根区域生长，需逐步清除不必要的分枝，以促进其他地方新根的形成。由于植物的冠部区域光合作用较强，因此生命力旺盛、生长较快。为了使整个植物生长均匀需移除冠部空间的枝条和叶子，以便为下部的植物提供更大的冠部空间，促进植物间的融合。然后以相同的方式逐级融合，直到所有植物容器从上到下移除。在结构上，当部分根冠或者茎区死亡或单个植物连接点发生故障时，会导致整个结构的承载力降低，使其对剩下的植物造成负担。为了使植物的所有部分尽可能均匀的生长，需以生长旺盛的植物取代生长缓慢的植物来保证植物的承载力。对于不稳定、生长缓慢的结构节点需精心维护护理，可有针对性的施肥土壤追肥或者叶面喷肥来促进特定区域的生长，且施肥后需加强浇水，也可将每3米高出的植物容器生长平台保留，确保植物叠加效果。
(3)灾害防治
在活态植物建筑的生长过程中，需注意病虫害、风灾、雪灾等外界因素带来的损害；在病虫害防治过程中，可以通过培育抗病虫的树木品种、提高树木的抗病虫性来加强预防，当植物结构中部分树种遭受病虫害时，树体的抵抗力减弱降低了整个植物结构的坚固性，因此要及时进行消毒、包裹等处理；风灾前，要对植物结构中的树木进行合理修剪，加固树木或者枝架，风后检查结构的受损程度，及时清理断枝落叶；雪灾后需及时清除植物结构上的积雪，并进行断枝修剪处理，对压倒的树木及时扶正和支撑，冬季还需防冻，特别是未完全休眠的植物和新栽树木，要加强保温防寒措施；对于植物结构中死亡的树木，应及时补植。
撤除临时框架：
当植物成熟且具有一定的自我支撑能力时，砍掉临时植物生长平台3上植物预培容器2里植物的茎部，及时涂抹90％国光愈伤涂膜剂，防止植物因修剪造成水分养分流失和病虫害侵染，然后撤除加入的临时植物生长平台3。
应用范围：
在活态植物建筑中，需根据建筑类型选择合适的建造方法。通常较小空间、可供观赏的景观小品，如户外树屋、半圆顶娱乐隧道、树篱围栏等。对于空间尺度较大的建筑物，当单体植物的长度无法满足需要时结合叠加技术来满足建造需求，如绿色建筑表皮。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适于华南地区活体植物的建筑构造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤A，在种植槽内配制植物基质；
步骤B，将植物预培在种植槽的四边；
步骤C，搭接结构框架(1)和临时植物生长平台(3)，临时植物生长平台(3)搭接在结构框架(1)内；
步骤D，将种植槽等距放置在结构框架(1)底部和临时植物生长平台(3)上，将植物牵引依附于结构框架(1)上连接、生长；
步骤E，当种植槽内的植物生长出枝条(8)后，将枝条(8)并行交叉连接并扭曲成三角形/菱形结构，三角形/菱形结构中置入矩形穿孔钢材(9)，与植物、结构框架(1)牢固连接形成刚性结构，通过螺钉(7)穿透矩形穿孔钢材(9)，连接固定枝条(8)，并在枝条(8)交叉处也通过不锈钢螺钉(7)固定在结构框架(1)上，随着时间的推移，通过植物生长将矩形穿孔钢材(9)包裹在植物之中，使植物与矩形穿孔钢材(9)之间紧密结合，由于植物共生和厚度增长，植物逐渐长大融合填充整个结构框架(1)，并形成自支撑和承重结构；
步骤F，当植物成熟且具有自我支撑能力时，砍掉临时植物生长平台(3)上种植槽里植物的茎部，并及时涂抹愈伤涂膜剂，然后撤除临时植物生长平台(3)。
2.根据权利要求1所述的适于华南地区活体植物的建筑构造方法，其特征在于：所述植物基质包括如下质量份数的物质：农林废弃物30-50份、有机质10-20份、珍珠岩10-20份、JT微生物菌剂5-10份。
3.根据权利要求2所述的适于华南地区活体植物的建筑构造方法，其特征在于：所述农林废弃物包括棉花杆、秸秆、椰子壳，有机质为泥炭。
4.根据权利要求1-3任一项所述的适于华南地区活体植物的建筑构造方法，其特征在于：所述种植槽为土地上的种植坑(4)或植物预培容器(2)，结构框架(1)底部为种植坑(4)，临时植物生长平台(3)上的种植槽为植物预培容器(2)。
5.根据权利要求1所述的适于华南地区活体植物的建筑构造方法，其特征在于：所述愈伤涂膜剂为90％国光愈伤涂膜剂。
6.根据权利要求4所述的适于华南地区活体植物的建筑构造方法，其特征在于：所述植物预培容器(2)上的植物通过固定竹竿(6)固定位置。
7.根据权利要求1所述的适于华南地区活体植物的建筑构造方法，其特征在于：所述结构框架(1)为轻钢材质。
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