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グリーンウォールとは、植生で意図的に覆われた垂直構造物です。[ 1 ]グリーンウォールには、土壌、代替基質、水耕栽培用フェルトなどの垂直に適用される生育培地と、統合された水分供給および施肥システムが含まれます。[ 1 ]リビングウォールまたは垂直庭園とも呼ばれ、多くの有益な生態系サービスの提供と広く関連付けられています。[ 1 ] [ 2 ]
グリーンウォールは、より確立された垂直緑化の類型である「グリーンファサード」とは異なり、生育培地がホスト壁の垂直面に支持されている（後述）のに対し、グリーンファサードは、生育培地が基部（コンテナ内または地面のベッド）にのみある。グリーンファサードは通常、ホスト壁の垂直面を這い上がるつる植物を支えているが、グリーンウォールは壁全体にさまざまな植物種を収容できる。[ 3 ]グリーンウォールは、屋内または屋外に設置でき、自立型設備として、または既存のホスト壁に取り付けることができ、さまざまなサイズで適用できる。
1922年から1959年までイリノイ大学のランドスケープ・アーキテクチャー教授を務めたスタンリー・ハート・ホワイトは、1938年に「植生を支える建築構造物およびシステム」の特許を取得しましたが、彼の発明はイリノイ州アーバナの自宅裏庭での試作品の域を超えることはありませんでした。[ 4 ] [ 5 ]緑の壁の普及は、熱帯林の下草を専門とするフランスの植物学者パトリック・ブランの功績とされることが多いです。彼は建築家アドリアン・ファインシルベールとエンジニアのピーター・ライスと協力し、 1986年にパリのシテ・デ・サイエンス・エ・ド・ランデュストリーで最初の成功した大型屋内緑の壁、またはミュール・ベジタルを実現し、それ以来、数々の注目すべきインスタレーションの設計と実装に関わってきました（例：建築家ジャン・ヌーヴェルと共同でケ・ブランリー美術館を設計） [ 6 ] [ 7 ]。
近年、グリーンウォールの人気が急上昇している。例えば、greenroofs.com が提供するオンラインデータベースでは、リストされている大規模な屋外グリーンウォール 61 のうち 80% が 2009 年以降に建設され、93% が 2007 年以降に建設されたと報告されている。[ 8 ]注目すべきグリーンウォールの多くは、公共施設や公共の場所に設置されており、屋外と屋内の両方の設置が大きな注目を集めている。[ 9 ] 2015 年現在、最大のグリーンウォールは 2,700 平方メートル (29,063 平方フィート) を覆っており、メキシコの建築家フェルナンド・ロメロが設計したロス カボス国際コンベンション センターにあると言われている。[ 10 ]
緑の壁は、植物が建物の全体的な温度を下げる都市環境でよく見られます。「都市における熱蓄積の主な原因は日射であり、これは都市の道路や建物による太陽放射の吸収と、この熱が建材に蓄積され、その後再放射されることです。しかし、植物の表面は蒸散の結果として、周囲の温度より4～5℃以上上昇することはなく、場合によってはそれよりも涼しくなります。」[ 11 ]
リビングウォールは、都市農業、都市園芸として機能したり、アートインスタレーションとして美観を高めたりすることができます。利用可能な垂直面を有効活用できるため、特に都市に適しています。また、垂直壁を循環する水は水平庭園よりも蒸発しにくいため、乾燥地帯にも適しています。シックビルディング症候群の緩和に役立つため、屋内に設置されることもあります。リビングウォールは、屋内および屋外環境の両方で空気質の改善にも効果があるとされています。[ 12 ]
グリーンウォールは、建物を豪雨から保護する追加の断熱層を提供し、豪雨水の管理につながり、熱容量も提供します。また、水の再利用と管理の手段にもなり得ます。いくつかの研究では、リビングウォールシステムの植物が溶解した栄養素を吸収することで、わずかに汚染された水（雑排水など）を浄化できることが示されています。バクテリアは有機成分を無機化して植物が利用できるようにします。ワシントン州シアトルのベルチスクールでは、GSky Pro Wallシステムを使用した研究が進行中ですが、相反するメタ分析研究では、リビングウォールと雑排水処理の間にはほとんど相関関係がないことが示されています。[ 13 ]
植物は大量の太陽光を吸収するため、建物の温度を下げる効果もあります。これにより、エネルギー需要を削減できるだけでなく、塗料、家具、接着剤などから放出される揮発性有機化合物（VOC）を空気中から除去できます。VOCの放出は、頭痛、目の炎症、気道の炎症、室内空気汚染を引き起こす可能性があります。また、グリーンウォールは、喘息やアレルギーの原因となる建物内部のカビの発生を防ぎ、空気を浄化する効果もあります。
屋内の緑の壁は、植物に触れることで治療効果をもたらすことがあります。緑の壁の美的感覚や視覚的な外観も利点の例ですが、CO2 レベル、騒音レベル、大気汚染の軽減により、室内環境にも影響を与えます。 [ 14 ]ただし、室内環境に最も良い影響を与えるためには、緑の壁の植物が水やり、施肥、適切な光量など、生育に最適な条件を備えていることが重要です。上記すべてにおいて最良の結果を得るために、一部の緑の壁システムには、植物に有利になるように開発された特別な特許技術が採用されています。[ 15 ]
ドイツのカールスルーエ工科大学の生物地球化学者トーマス・ピューは、さまざまな植物を用いた緑の壁のコンピューターモデルを作成した。この研究では、緑の壁が二酸化窒素と粒子状物質を吸収する結果が示された。汚染された空気が閉じ込められる街路峡谷では、緑の壁が汚染された空気を吸収し、街路を浄化することができる。[ 16 ]
また、「アクティブ」リビングウォールに関する議論もいくつかあります。これは、リビングウォールを建物のHVACシステムに統合し、植物を通して空気を積極的に引き込んだり押し込んだりして、自然な空気質ろ過システムとして機能させるものです。アクティブリビングウォールの設計、計画、実装にかかる追加コストに関しては、従来の空気ろ過システムを置き換えることでコスト削減につながるかどうかはまだ疑問です。リビングウォールからの空気質データを裏付けるさらなる研究とUL規格が整備されれば、建築基準法で、建物の空気を植物でろ過することがいつの日か認められるようになるかもしれません。[ 17 ]
空気の質と植物の分野は研究され続けている。この分野の初期の研究には、1970年代と1980年代にBCウォルバートンによって行われたNASAの研究が含まれる。[ 18 ]また、アラン・ダーリントンによってグエルフ大学 で行われた研究もあった。[ 19 ]他の研究では、植物がオフィスワーカーの健康に及ぼす影響が示されている。[ 20 ]
従来の緑化ファサードは、崖に匹敵する「乾燥好熱性」の生息地として最もよく特徴づけられる一方、連続フェルトやモジュール式の基質充填型リビングウォールは、植生のある滝に匹敵する湿潤で涼しい生息地として最もよく特徴づけられる。基質の深さが増したシステムは、一般的に種の多様性と豊富さが最も高いことがわかっている。[ 21 ]一方、屋内用途における生物多様性は、作られた制限された生態系のために大幅に制限される可能性が高く、導入は植栽または植え替え段階で最も可能性が高い。
グリーンウォールは、構造支持層、防水・排水層、培地層、植物層、灌漑・施肥層から構成される人工システムです。グリーンウォールは、使用する培地の種類によって、自立型培地、培地不使用型、粒状培地、マット状培地、構造培地などに分類されることがよくあります。
自立型メディアは、屋外と屋内両方の造園に柔軟に対応できる持ち運び可能な緑化壁であり、バイオフィリックデザインの利点が数多くあると考えられています。これらのタイプのシステムは、インテリア造園業界で緑化壁によく使用されており、モジュール式/パネル式システムとトレイ式システムが最も広く普及しています。モジュール式/パネル式システムでは、ジオテキスタイルまたはロックウールプラグに植物を植え、設置の6～8週間前に構造物に取り付けます。トレイ式システムでは、植物を土の入った鉢に直接植え、設置の6～8週間前に鉢をトレイ式システムに挿入します。トレイ式システムの欠点の1つは、土が存在するため、真菌、昆虫、その他の病原菌が蔓延し、植物の交換が頻繁に行われることが多く、長期的にはコストが高くなることです。[ 22 ]
培地不要のグリーンウォールとは、土壌基質、肥料、灌漑システムを必要とせず、地域の気候に最適な植物種を選定する方法を用いるグリーンウォールのことです。培地不要のグリーンウォールでは、多くの場合、構造用鋼製のフレームにワイヤーメッシュをはめ込み、それを建物の外壁に取り付け、そこに植物を一本ずつ植え付けます。これらのフレームは、グリーンウォールと支持構造物の間に空気の流れを確保するために支持構造物からずらして設置され、このずれによって隣接する建物の冷却効果も高まります。
これらの培地フリーシステムでは、他の方法よりもかなり軽量なグリーンウォールが実現し、メンテナンスも大幅に少なくて済み、隣接する構造壁への液体の浸透のリスクもなくなります。培地フリーシステムで使用できる植物種は、計画されているグリーンウォールの場所によって異なります。ティランジアなどの乾燥地植物は、トリコーム葉細胞を介して利用可能な大気中の水と栄養素を吸収し、根が支持構造を保持するように発達しているため使用できます。これは、根を栄養素を吸収するための媒体として使用する他の植物とは異なります。培地フリーシステムにおけるティランジアのもう1つの利点は、これらの植物がベンケイソウ型酸代謝を使用して光合成を行い、長期間の熱と干ばつに耐えるように進化しているため、これらの植物はゆっくりと成長し、最小限のメンテナンスしか必要としないことです。[ 23 ]
3～5年ごとに、余分な植物の成長部分を収穫して重量を減らすことができ、これらの植物の子株は追加のグリーンウォールに利用できます。適切な種がグリーンウォールの設置場所の気候に合致している限り、3～5年間の植物の損失はごくわずかです。灌水システムが関与しないため、この方法は他のシステムを悩ませる可能性のあるカビ、藻類、コケの問題を排除します。培地と水がないため、これらのスクリーンは水平に設置することもでき、これらのスクリーンが最初に設置されたのは、メルボルン市の市議会ハウス2ビルの屋上に2023年に設置されたものでした。[ 24 ]
ルーズメディアウォールは、「棚に土を置く」タイプまたは「袋に土を入れる」タイプのシステムであることが多い。ルーズメディアシステムでは、土が棚または袋に詰められ、壁に取り付けられる。これらのシステムでは、外側では少なくとも年に1回、内側では約2年に1回、メディアを交換する必要がある。[ 25 ]
緩い土壌システムは、地震活動のある地域にはあまり適していません。最も重要なのは、これらのシステムは風雨や強風で培地が簡単に吹き飛ばされる可能性があるため、高さ2.5メートル（8フィート2インチ）を超える用途には使用すべきではないということです。アジアには、地震荷重による土壌液状化が発生した場合でも、遮蔽システムを使用して培地をグリーンウォールシステム内に保持することで、緩い培地の浸食問題を解決したシステムがいくつかあります。これらのシステムでは、地震荷重による液状化した土壌で植物が根こそぎ抜けてしまう可能性があるため、植物が壁から落ちないようにシステムにしっかりと固定する必要があります。
物理的な土壌侵食防止システムを備えていない緩い土壌システムは、季節ごと、あるいは年ごとに植え替えを希望する家庭菜園に最適です。一方、物理的な土壌侵食防止システムを備えた緩い土壌システムは、あらゆるグリーンウォール用途に適しています。
マットタイプの栽培システムは、ココナッツ繊維マットかフェルトマットのいずれかを使用する傾向があります。マット培地は、複数層に重ねても非常に薄いため、成熟した植物の活発な根系を3～5年以上支えることはできず、根がマットを覆い尽くしてしまい、水がマットを通して十分に浸透できなくなります。
これらのシステムの修復方法は、壁からマットを切り取り、新しいマットと交換することで、システムの大部分を一度に交換するというものです。このプロセスは、壁上の隣接する植物の根系を損傷し、修復過程で周囲の多くの植物を枯死させてしまうことがよくあります。
これらのシステムは建物の内部で使用するのが最適で、地震活動が低い地域や、時間の経過とともに自重でマットを引き裂くほど重くならない小型の植物を植える場合に適しています。
マット式栽培システムは、培地が薄く保水力に乏しく、植物の根を保護する緩衝材としての役割も果たせないため、特に水効率が悪く、頻繁な灌漑が必要となる場合が多い。この非効率性のため、多くの場合、追加費用をかけて水循環システムを導入する必要がある。マット式培地は、高さ8フィート（約2.4メートル）以下の小規模な設置で、修理が容易な場合に適している。
卵パック状の半開放セルポリウレタンシート培地は、近年、屋外の屋上庭園と垂直壁の両方に成功裏に使用されています。[ 26 ]これらのエンジニアリングポリウレタンの保水能力は、ココナッツ繊維やフェルトベースのシステムを大幅に上回ります。ポリウレタンは生分解しないため、20年以上活性基質として機能します。ポリウレタンシートを使用する垂直壁システムでは、通常、サンドイッチ構造が採用されており、防水膜が裏面に貼られ、ポリウレタンシート（通常は灌漑ラインを挟んだ2枚のシート）が敷かれ、メッシュまたはアンカーブレース/バーでアセンブリが壁に固定されます。最初のウレタンシートの表面にポケットが切り抜かれ、そこに植物が挿入されます。通常、植物をウレタンマットレス基質に挿入する前に、根から土が取り除かれます。同じポリウレタン材料のフレーク状または刻んだ麺状のバージョンを既存の構造培地ミックスに追加して保水性を高めることもできます。
構造培地は、ばらばらでもなくマットでもない、両方の特徴を組み込んだブロック状の培地で、さまざまなサイズ、形状、厚さに製造できます。これにより、10～15年間分解せず、壁面に使用する植物の選択に応じて保水能力を高くしたり低くしたりでき、pHと電気伝導率を植物に合わせてカスタマイズでき、メンテナンスや交換が容易であるという利点があります。[ 27 ]
以下に挙げる植物は一般的にグリーンウォールに使用されますが、それぞれのグリーンウォールプロジェクトに適した植物を選ぶ際には、目的／範囲、規模、環境条件、耐寒性などを考慮する必要があります。
タイプとして「グリーンウォール」を選択し、「グリーンルーフタイプ」で「リビングウォール」を選択してください。
ますます多くの空港が、ユニークな環境を作り出すために垂直庭園や緑化壁への投資を行っている。
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