A study on BIGS for sustainable urban environment. Green wall modular system technology of low impact development in Korea

Recently, such a concept of building revegetation is interpreted as a process in line with a series of design concepts such as architectural landscape, that is, as an engineering solution that symbolizes specific architecture terminology to realize green surfaces where topography penetrates into a building or that meet needs in various application programs. Therefore, not only horizontal surfaces and slopes in certain gradients but also steep slopes with a gradient of over 100% and curved surfaces are becoming the target of man-made ground revegetation or building revegetation in a broad sense. These concepts and a change in applicable space led to consider connection with wall greening, which was accepted as another area of man-made ground revegetation. This may be redefined as a new concept “building integrated green system,” which means the overall ecological cover of a building. Building revegetation may be viewed in a civil engineering and architectural aspects with a consilience viewpoint. First, building revegetation in civil engineering may be interpreted as Integrated Management Practices (IMPs) in a Low Impact Development (LID) perspective. This generally refers to revegetation technology that aims at restoring soil functionality of a development site by reducing stormwater run-off with evolved landscape architecture technology. Meanwhile, special revegetation in architecture is interpreted as a building integrated green system and focused on improving the functionality of a building by replacing the current building surface with ecological construction materials. This study aims at developing an ecological envelope system suitable to the Korean climate environment. To this end, technological aspects such as architecture, civil engineering, ecology and environment and regulatory aspects such as green factors were reviewed. Then, climate design technology elements were generated based on quantitative analysis on local climate. Based on such basic research and analysis, a building integrated green wall system to build a design process for sustainable building revegetation and overcome constraints in climate and environment will be proposed. In order to build such an integrated green wall system, design should focus on construction material performance, climate controlling function and climate design concept. Its details are as follows. First, in construction material performance aspect, the sound building integrated green wall system needs to secure a certain durability just like regular construction exterior materials and should avoid being used as short-term display-purpose construction materials. Therefore, materials that assure durability such as galvanized steel sheet and HDPE were applied and cost optimization was considered for mass production. In addition, among the current exterior materials, dry process exterior materials that are structurally similar such as ventilated walls are benchmarked and environmentfriendly architecture design effects reducing building radiation load such as stack effects and shading are included. To this end, a green wall system proposed in this study is a sustainable structure-based module system built in dry process. Meanwhile, in climate controlling function, rainwater storage integrated structure was suggested to address the Korean climate, which is dry and cold in winter, and reduce dry damage of plants. In a perspective of controlling rainwater run-off as well as plant growth, it may be interpreted as a technology that belongs to IMPs of LID. In addition, in order to maximize the ecological function of green walls immediately after construction, a modular pre-cultivation growth layer system that may maximize initial coverage rate was applied. More flexible maintenance has been enabled through this modular system.

Recentemente, il concetto di facciata verde dell'edificio è interpretato come un intervento di progettazione del paesaggio urbano o come una soluzione ingegneristica, che richiede la definizione di una terminologia specifica. Per realizzare la progettazione di superfici verdi sicuramente sono necessari nuovi programmi applicativi e valutativi. Attualmente non solo le superfici orizzontali e le pareti inclinate, ma anche le superfici curve sono progettate con interventi di rivegetazione e incomincia a definirsi un percorso progettuale che propone la copertura con pareti verdi di tutte le facciate dell'edificio. Questi scelte progettuali portano un cambiamento nello spazio urbano. Questa linea di progettazione del verde può essere definita come un nuovo concetto di "sistema integrato edificio- verde", il che significa che un edificio modifica l'impatto dell'edificare e si interfaccia con la ricerca del miglioramento della qualità ecologica urbana. Gli interventi di rivegetazione di un edificio possono coinvolgere l'ingegneria civile in quanto processi di gestione integrata (PIM) per uno sviluppo a basso impatto (LID) e la progettazione architettonica per gli aspetti estetici. Per intervento di rivegetazione si intende in generale una tecnologia che mira a ripristinare la funzionalità del suolo di un sito, riducendo il deflusso delle acque piovane ricorrendo alla tecnologia l'architettura del paesaggio come si è evoluta negli ultimi decenni. Contemporaneamente in architettura il progetto di rivegetazione viene interpretato come un sistema integrato di edilizia verde e incentrato sul miglioramento della funzionalità di un edificio, sostituendo gli attuali materiali utilizzati per le finiture delle superfici con finiture verde che hanno maggiori prestazioni ecologiche. Questa ricerca mira a sviluppare un sistema verde ecologico adeguato all'ambiente e al clima coreano. A tal fine, gli aspetti tecnologici come gli aspetti della progettazione, dell'ingegneria civile, dell'ecologia e dell'ambiente e gli aspetti normativi, sono stati riesaminati nella logica della progettazione del verde. E' stato preso in considerazione il clima e i moduli per la parete verde sono stati progettati sulla base di un'analisi quantitativa sul clima locale. La ricerca prende analizza come sistema integrato la parete verde con l'analisi dell'edificio dove per rivegetazione si analizza il contributo del sistema al miglioramento del microclima e si analizzano i vincoli climatici per formulare proposte idonee. La progettazione di un sistema di verde integrato alla parete, si concentra quindi sulle caratteristiche locali del clima, per migliorare le possibilità di controllare delle prestazioni di un edificio, sia come effetto negli spazi interni, sia con il resto della città. In primo luogo, la parete verde ha bisogno di garantire una durata certa, proprio come viene richiesto ai normali materiali di rivestimento di una costruzione. Pertanto per i proposti moduli sono stati studiati per essere realizzati con materiali che garantiscono durabilità come lamiera di acciaio zincata e HDPE; la ricerca si è confrontata con il dei costi ed è stato considerata la possibilità che possano essere realizzati per tecniche di produzione industriale. Inoltre la ricerca propone l'utilizzo di sistemi di pareti verdi realizzati a secco, e per questo si è pensato alle tecniche di realizzazione delle pareti ventilate, capaci di contenere il carico di radiazione e ampliare le tecniche di ombreggiamento. Il sistema di parete verde studiato è una struttura sostenibile composta da moduli assemblabili a secco. Ulteriore aspetto preso in considerazione oltre alla funzione di controllo del clima, è la possibilità di integrare nel sistema lo stoccaggio del l'acqua piovana. Questa funzione è particolarmente importante in per affrontare il clima coreano, che è secco e freddo in inverno, e ridurre i danni dalla siccità alle piante. Questa prospettiva di controllo delle acque piovane, nonché gli effetti sulla crescita delle piante, può essere interpretato come una tecnologia che appartiene al PIM di LID. Inoltre, al fine di massimizzare la funzione ecologica delle pareti verdi è stato proposto un sistema modulare di pre-coltivazione che può massimizzare il tasso di copertura iniziale. Questo sistema modulare garantisce una manutenzione più flessibile ed economica.