低碳城市(Low-carbon City),指以低碳经济为发展模式及方向、市民以低碳生活为理念和行为特征、政府公务管理层以低碳社会为建设标本和蓝图的城市。
美国现代哲学家路易斯·芒福德说过:“城市是一种特殊的构造,这种构造致密而紧凑,专门用来流传人类文明的成果。”
2010年,黄浦江两岸,造型各异的世博会展馆用独特的方式诉说着城市的传奇,城市的过去、现在和未来……
6.1 走在低碳之路上的城市
“城市,让生活更美好。”
上海世博会主题馆和城市最佳实践区将着重反映当今世界快速城市化和城市人口加速增长背景下的地球、城市、人三个有机系统之间的关联和互动,展示人们对未来城市的美好设想,引发人们创造美好城市、美好生活的愿望。
古希腊哲人亚里士多德说“人们为了活着而聚集到城市,为了生活得更美好而居留于城市”。
今天,低碳城市已成为世界各国的共同追求,很多国际大都市以建设发展低碳城市为目标,关注和重视在经济发展过程中的代价最小化及人与自然和谐相处、人性的舒缓包容。
目前,全球已有55%的人口生活在城市。到2050年,中国城市人口还可望从2008年末的45%达到甚至超过70%。
在2009年12月底,杭州召开动员大会宣布要把杭州建设成为“低碳城市”,并下发《杭州关于建设低碳城市的决定(征求意见稿)》,相信这将成为杭州未来多年提升城市品质的最重要举措之一;动员会上同时宣布,将于今年起对全市建筑实施“绿色评级”并颁发相应证书,房地产项目也将是其中的重点。
2009年年底,全世界192个国家和地区的官员齐聚哥本哈根,共同商议未来十年世界环境与气候的问题,中国领导人带着“到2020年中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%~45%”这一自愿性减排承诺参会。“低碳”一词无疑成为整个中国未来几年发展必须努力的方向。其实何止是中国,在城市化日益发展的今天,全世界都在热议如何更有效地做到节能减排。
2010年5月开幕的上海世博会,截止到6月14日,已迎来了1406万人参观,2010上海世博会已成为全世界低碳技术的一个范本。在这里,小到一辆车,大到一座城,无论是应用还是展示,都能告诉你,什么才是未来人类的发展方向。各种低碳化的新技术、新材料、新工艺层出不穷,而上海世博会也成为全球最新、最全的低碳化成果展览会。
为了展示本届世博会“城市,让生活更美好”的主题,各国均在低碳和宜居的环保理念下,展示了构建低碳城市的多种新能源理念与技术。
早在筹备之初,世博会主办方编写了《中国2010年上海世博会环境报告》,联合国环境规划署发布了《上海世博会环境评估报告》,并共同编制了《中国2010年上海世博会绿色指南》,系统地提出筹展、参展、运营和参观的环保要求,用绿色、低碳的理念来指导世博会的具体实践。如今的世博园已初具规模,套用一位负责园区建设工程师的话说:“世博园内的一砖一瓦、一车一灯,节能减排新技术的应用可谓无处不在。毫不夸张地说,国际上目前最先进的节能、环保、生态技术,都已被囊括其中。”
这其中首当其冲的要数世博园内“国产建筑”的代表“一轴四馆”之一“东方之冠”中国馆。该馆以层层出挑的造型设计,在夏季可自然形成上层对下层的遮阳。白天,中国馆的顶部和外墙上的太阳能电池蓄存电能;晚上,高科技的冰蓄冷技术利用夜间用电低峰时的电能制冰,再到白天释放冷源。核算下来,整个中国馆将比国家规范还要节能近10%。主题馆的南北广场有超过3万平方米的平面绿化,东西两侧外墙则遍植7000平方米垂直绿化,为墙体保温;屋面雨水收集系统在回收灌溉时,能带走建筑物的热量。世博中心则对能源和水的消耗、室内空气质量、可再生材料的使用等方面进行控制,已经达到了美国绿色建筑委员会绿色建筑分级系统标准,这在国内尚属首次。
当然,最具卖点的还是世博轴,多项新技术的应用使得这条绵延一公里的轴状建筑俨然成为一条“低碳环保示范走廊”。其中上采阳光、下蓄雨水的阳光谷,通过一个足球场大小的喇叭状开口,可以将阳光从40多米高的空中收集到地下,同时将新鲜空气输送到地下。世博轴的底下,总长800米的巨型蓄水池可以储存7000吨的蓄水量,为世博园区提供5万立方米的生活用水,相当于将原来规划的用水量打个对折;同时还利用江水源和地源系统,园区空调运行费用最终可节约20%。
除了能源方面,另外一个“排碳大户”汽车也在世博园内得到遏制。世博会期间,上海将有超过1000辆的新能源汽车示范运行,其中约300辆车为超级电容车、纯电动车,200辆为燃料电池车,在园区内服务,实现零碳排放;其余500辆车为包括混合动力车在内的低碳排放车,将在世博园区周边服务。拿在世博园内最经常看到的电动车来讲,一个车载16千瓦时锂离子电池发的电就足够它跑64公里。如果电池组的电力耗尽,还可以用一个车载的汽油或E85乙醇燃料1.4升小排量高效发电机来驱动车,再跑数百公里。
由于本届世博会的主题是“城市,让生活更美好”,因此世界各国在应用节能减排技术方面的成功经验本身就是一个很好的展品,有利于大家互相借鉴、学习。其中尤为突出的是来自伦敦的零碳社区。这个城市最佳实践区案例,取自世界上第一个零二氧化碳排放的社区——贝丁顿零碳社区。四层高的建筑中设置了零碳报告厅、零碳餐厅、零碳展示厅和六套零碳样板房,全方位地向参观者展示建筑领域对抗气候变化的策略和方法。整个零碳馆就像一个没水、没电、没热的“原始洞穴”,却能最大限度地保留高碳排放带来的舒适体验。
还有德国馆外墙使用的网状、透气性良好的革新性建筑布料,能防止展馆内热气的聚积,由此减轻空调设备的负担;世界气象馆以人的“皮肤”来比喻的“墙体外层”,使整体建筑不仅防风、防雨,还能透气;加拿大展馆内没有大型展品或物件,以确保展示区域内空气流通;西班牙馆使用的是防湿、防火的藤条材料——242个参展国家和国际组织的展馆、城市最佳实践区中的50个案例以及18个企业馆,更多的低碳技术,都在上海世博会得到一一体验。
2010年5月28日上午9时30分,第五届中国(厦门)国际建筑节能博览会“低碳城市建设国际论坛”于厦门会展中心会议室圆满落幕,本次论坛由厦门市人民政府、住房和城乡建设部建筑节能与科技司主办,厦门市建设与管理局、住房和城乡建设部科技发展促进中心及建筑节能中心承办,会上邀请国内外五位知名专家围绕低碳城市建设的相关议题做了精彩的主题演讲,为听众带来一场低碳理念的国际盛宴。
住建部科技发展促进中心主任、住建部建筑节能中心主任杨榕在低碳论坛开场致辞,他指出,哥本哈根的联合国气候变化峰会使低碳理念风靡全球,引起全世界的广泛关注,低碳城市建设已成为许多国家、城市及地区研究、探索、追求的目标。虽然低碳城市社会各界还没有清晰和明确的定义,但杨榕认为,专家学者应积极加入到低碳城市建设的探索中来,为理论研究提供有利的经验。他还在论坛上提出建议,希望能够积极研究系统的低碳城市的理论体系,系统、科学、简明的低碳城市的指标体系,尽快研究出适合各种不同尺度的低碳城市的不同发展方案,积极推动低碳城市建设的发展。
而在世博国家馆8层“低碳行动”展区“取之有道”环节里展示的泛能网,作为构建低碳城市的解决方案,一经亮相便引起不小的关注。
这一解决方案的核心已不再局限于单一的能源创新。它是站在新的高度,应用人类智慧,将IT智能技术与各种能源技术相融合,在统一的管理平台下,对多种能源形态的生产与应用进行高效管理。在泛能网的演示中可以看到,它是一个无所不在、遍及人类生活每个角落的网络体系,是闭合的可循环系统,使能源的使用实现“可持续”,并应用于家庭、园区和城市。
哥本哈根联合国气候大会的召开意味着低碳经济时代来临,低碳经济已经成为新一轮国际竞争的战略制高点,新能源将引领第四次产业革命。
在国际金融危机发生后,欧美各国亦纷纷寻找新的经济增长点助力经济复苏。美国力推清洁能源产业,奥巴马政府提出,未来10年投入1500亿美元资助替代能源研究,重点发展高效电池、智能电网、太阳能和风能等可再生能源。欧盟委员会公布的2000亿欧元“经济恢复计划”中提出,通过投资低碳经济和环保技术,增强欧盟经济长期竞争力。我国的新能源发展规划也已酝酿多时。如今,世博会的契机更是加速了低碳经济的发展。
6.1.1 日本的低碳之路
日本是石油、煤炭和天然气等主要资源匮乏的国家,能源自给率仅4%左右,日本所需石油的99.7%、煤炭的97.7%、天然气的96.6%都依赖进口。
在遭受20个世纪70年代石油危机重挫后,日本政府在国内广泛实施了节能及能源多元化战略,积极寻找污染很小或可再生的新能源。经过近30年的累积,日本经济对传统能源的依赖性大大降低。新能源开发利用展现出扭亏为盈的倍增趋势,使日本经济抵抗风险的能力不断增强,大大降低了对传统能源的依赖程度。日本在新能源应用领域拥有许多世界领先的技术,为日本发展低碳经济、实现低碳社会奠定了基础。
2008年6月日本首相福田康夫提出日本新的防止全球气候变暖对策,即“福田蓝图”。蓝图指出日本温室气体减排的长期目标是:到2050年日本的温室气体排放量比目前减少60%~80%。2008年月29日的内阁会议通过了依据“福田蓝图”制订的“低碳社会行动计划”,提出了数字目标、具体措施及行动日程。
2008年7月,日本政府“地区活性化统合总部”选定了横滨市、北九州市、富山市、北海道带广市、北海道下川町和熊本县水俣市6个市作为大幅减排温室气体的首批“环境示范城市”。这些示范城市均设定了至2050年为止将二氧化碳排放量减少50%以上的目标。具体措施包括:推动节能住宅的普及、充分利用生物资源、建设以路面电车为中心的城市交通等。
日本创建“环境模范城市”的目的是打造低碳社会,以城市为单位推动生产生活方式转变和改善城市功能。举措包括减少垃圾数量、开展“绿色能源项目”、“零排放交通项目”和推广节能住宅等。有助于大力发展低碳技术,在实现城市发展的同时最大限度地减少对环境的危害。
水俣原本是日本熊本县的一个小镇,1952年兴建氮肥厂,合成醋酸厂,1949年开始生产氯乙烯。自1953年以来陆续发现当地居民患有一些怪病,患者开始口齿不清、步态不稳、目光呆滞,接着耳聋眼瞎、全身麻木、精神失常,最后抽搐而死亡。至1959年才搞清,是因工厂排放含汞的废水污染,造成居民有机汞中毒。据1973年统计,仅水俣镇患者已有558人,72人死亡。因该病症状惨痛,成为闻名世界的“水俣公害。”
从1990年代初起,水俣市就开始对保护环境投入了大量精力,确立了若干重点:实现产业转型,朝有利于保护自然生态及生物多样性的方向发展;对人类生命基础的自然进行保护、继承;改变生活方式,建立资源循环型的社会体系等。
1999年建成的环保园区,是水俣市开展的“水俣环保园区计划”的核心,在这里,除了田中商店之外,聚集了8家企业,专门针对生活垃圾、易拉罐、废油、建筑垃圾等进行回收再利用。
在机器的自动操控下,无数的1.8升茶色烧酒瓶通过流水线,一个接一个被拔掉瓶塞,去除瓶口的污迹然后洗净。洗干净的瓶子最后被送到检测线上,由工人肉眼检查清洗后是否有伤痕或者污渍残留,如果没有问题,则被装箱运到各地的酿造工厂。在熊本县水俣市产业基地“环保园区”的一角——株式会社田中商店的玻璃瓶洗净工厂里,通过这种周而复始的流程,每年大约有350万个酒瓶被重新利用。
“像我们这样的工厂在日本全国还是比较少的。我们处理的瓶子,不光是熊本县内的,还有从东京附近送过来的大量空瓶。”该公司的董事田中利和介绍。
除了垃圾分类之外,水俣市还以社区为中心,开展了一系列活动,如将垃圾带回家的活动,循环再利用活动,开办跳蚤市场,对不需要的物品进行再利用等。
此外,水俣市还积极举办环境方面的国际协作活动,如接纳海外的视察进修、在亚洲各国召开环境研讨会及演讲会等。
自2003年起,横滨市制定了由市民与企事业单位联手削减垃圾、提倡废物利用的环境行动准则“G30行动”。很多横滨市民积极参加G30行动,效果明显。2005年市内垃圾量106万吨,比2001年市内垃圾量161万吨的情况削减了约34%,提前5年超额完成任务。
横滨市还相继开展了许多低碳发展项目,其中备受瞩目的是2007年开始投产的横滨市风力发电站“滨翼”。它的投入运转,每年可以减少1100吨的二氧化碳排放。
还有如“零碳生活”项目,即引进住宅节能性能评价制度,促进节能住宅的普及,“零排放交通项目”——促进低公害、低耗油车辆的引进,零排放交通项目还与日产汽车公司合作,构建包括普及电动汽车在内的新一代交通系统工作,开办横滨环保学校,培养能够在各地区负责防止温室效应活动的“环保带头人”等。
6.1.2 幸福不丹:从GDP到GNH
不丹GNH“幸福指数”在全球是奇葩,全球金融危机来袭,在各国经济普遍惨淡,人心惶惶,各行各业的人员对前途忧心忡忡时,不丹国民却在幸福和快乐包围中。美国模式的神话被打破,不丹模式像明灯一样向人类闪耀。
这个被称为“喜马拉雅山下香格里拉”的地方,在1980年对外开放前,几乎是生人止步。全球64亿人,一年只有约6000人有机会亲临这块神秘土地。
但在2005年,这个神秘小国,却成为全球目光焦点,从《纽约时报》、英国《经济学人》杂志、英国国家广播公司(BBC)、日本NHK,一年内超过两百多篇的报导。他们在热切地讨论着同一件事:这个小国的“国家快乐力”(Gross National Happiness, GNH)。GNH成了21世纪发达国家眼中的“新”观念,更具讽刺意味的是,不丹已默默推动GNH逾30年。
英国莱斯特大学公布的研究“世界快乐地图”(World Map of Happiness)中,不丹的快乐,在全球排名第八。不丹人均国民所得仅1400美元,幸福指数却比人均所得31500美元的日本高出80名之多,也比41800美元的美国高出9名。
在国王吉莫领导下,不丹过去20年加快现代化脚步。人民平均寿命提高了19岁,达66岁;识字率提高逾一倍,达54%,97%的小学生注册入学;九成人口可得到基础的医疗设施服务。
1989年自愿进入不丹从事教职,并嫁给不丹人的加拿大教师洁米·惹巴(Jamie Zeppa)是少数亲眼目睹不丹过去18年来变化的外国人:“不丹经验提醒我们,快乐不是随机降临在人们身上,它来自选择的结果。”
不丹今天的成果,来自他们清楚自己要什么与不要什么,他们要追求平等,不要因为追求经济发展而出现失衡的社会与环境。
不丹多数山区,梯田垂直落差极大,农民在梯田上,常见冬、夏双屋,依气候移居,夏种稻、麦,冬种马铃薯。以多样性的作物,维持地力的自然循环,他们不靠人工施肥、洒药的恶性循环。不丹是全世界森林覆盖率最高的国家之一,法令明定森林覆盖率,必须在60%。在不丹发展现代化过程中,曾经一度让森林覆盖率低于六成,但目前已快速回升,到达72%。“我们不把森林视为经济资产。”不丹内政部长吉莫·廷礼强调。
国王吉莫对于经济与环保,以及经济与文化的平衡观念,比许多发达国家更为先进。他为了保护森林,特别推动修法、甚至写入宪法。喜马拉雅山系是年轻地质,十分脆弱,但在不丹,放眼望去,却一片苍翠,犹如置身古老地层的欧洲瑞士,因为全国规定不准砍伐树林。为了保育森林,贫穷的不丹不惜放弃开采山中珍贵的矿石。甚至连在山中溪里钓鱼都是非法的,为的是保存稀有的喜马拉雅山系鱼种。
不丹人爱惜山水、不砍伐森林树木,甚至连水力发电厂的兴建都为此而建在地下。在首都廷布南方一百公里的丘卡镇,有一条深达一百公尺的隧道,里头藏身着丘卡(Chukha Hydro power)水力发电厂。亮着红灯的四台巨型水轮机,二十四小时不停运转,先进的发电设施,与壁上彩绘的十二幅巨型佛陀故事,恰成强烈对比。电厂工程挑战高难度,需要挖透山壁数十公里,将高山奔涌而下的雪水导入地下。不丹政府宁愿放慢电力带给经济的好处,从开工到运转苦等12年,也要保护森林与地貌。
这个电厂自1986年开始商业运转以来,72%的电力卖给印度。现场主管拉姆说:“通过经营效率的提升,现在丘卡厂每年上缴给政府的税额与盈余,是1992年的10倍以上。”苦尽甘来,电力转变为国家税收,让更多的不丹孩子能免费上学,不丹人民能得到免费医疗照护,同时,美丽的大山也得到了完善的保护。
不丹中部甘唐(Gangtey),秋季的梯田,绿一块、紫一块、褐一块,深深浅浅,将这片田地彩绘成全国最美丽的谷地。这里一到冬初,濒临绝种的黑颈鹤,从西伯利亚来此地避寒,为了保护它们,不丹禁止将电线拉入这片净土,也因为这样,当地农民使用的是政府提供的最先进的太阳能发电设备。
梯田中央,高级旅馆Amankora藏身其间,只能有八间房,因为想在这里经营旅馆,必须接受不丹政府严格的环境保护规范,除了自备发电系统,旅馆产生的废水,也必须经环保处理后,才能排放入自然界。
旅游收入占不丹国家税收两成以上,是第二大收入来源,但为了保护环境与文化,不丹宁愿少赚钱:采取每人每日200美元的高价策略,而且配额限制观光客进入,直到去年才逐步增加到一万人以上。这小国虽然穷,却不急功近利。
这里没有人炫耀财富,国王的皇宫甚至比许多民宅还小。强调平等与平衡,让不丹人对自己国家充满自信,而不是像其他贫穷国家,视自己的文化为落后象征,只想丢弃。
这些年,在国王吉莫大力提倡下,传统建筑与服饰得到了保护。走在不丹的城镇或乡间,没有违章建筑,到处都是白墙与深色的不丹传统木制棂窗,即便外来的高档旅馆阿曼(Aman)集团都要符合政府规定。“不管从外头看、从里头望出去,每一扇窗都显示了不丹的特色,而且,你很难从建筑物去发现超级有钱人,因为大家都差不多。国王很重视平等。”当地的向导尼曼指出。
从国王到富人,没有人炫耀财富。这里没有精品LV、没有劳斯莱斯;同样,不管你是全世界多有钱的企业,一旦进入不丹,街头广告招牌都齐头式大小。因为,没有高物质欲望、没有贪婪,犯罪率也相对较低。一如晋朝诗人陶渊明笔下《桃花源记》,夜不闭户,路不拾遗。
在追求快乐的过程中,不丹并非总是做对决策,但洁米强调,他们勇于改正。譬如不丹曾经开放塑料袋进口,结果造成严重污染问题,因此政府又颁令禁止。
不丹的生活并非完美,每天餐桌上看到的,不是辣椒煮起司就是辣椒煮蔬菜,桌上肉类十分稀有。不丹人还很穷,他们还在小心翼翼求发展。然而,简单的辣椒食物,吃着吃着,却有一种简单的美味与幸福感。
也许,这是为什么当GDP当道一个世纪之后,人们会回头来关注不丹这个宁愿慢富也不要发展失衡的小国。
6.1.3 北欧模式
在哥本哈根、斯德哥尔摩以至马尔默市(Malmo)这类低碳城市中,节能减碳和环保既是政府政策,也是人们的生活态度。绿色的精神由北欧的简约设计,延伸至人们的消费模式,以及对生活的质朴的定义。
因此,峰会期间丹麦政府为与会者提供免费巴士和地铁;会场和酒店没有热得令人几近窒息的暖气,而是令人舒畅的室温;高级会所的午宴上,端来的是只有一道菜的午餐。
最令人惊叹的是,虽然冬天的日照时间极短(基本上下午3时便开始天黑),各家各户都把屋内的灯光调得非常柔和,有的甚至只点燃几根蜡烛。他们的态度是够用便可以了。
丹麦王国首都哥本哈根(Copenhagen)位于丹麦西兰岛东部,市区整洁、美观,具有特色的古建筑同新建楼房相互辉映,错落有致。它是丹麦政治、经济、文化的中心,全国乃至北欧最大的城市,也是具有悠久历史的贸易港口。在哥本哈根晴朗的天空里,没有任何雾气或灰尘的阻隔,一伸手似乎可以触得到云彩。这里的市民非常注重环保。晚间通往郊外的路没有一盏路灯,丹麦人认为,仅靠车辆的前灯后灯就足够大家辨识路况。
2009年年底,为迎接联合国气候变化大会,哥本哈根推出了一系列的“绿色”举措。哥本哈根市政厅的工作人员介绍说,该市投入250万丹麦克朗建造自行车停放场,以鼓励市民优先选择骑自行车为交通工具,其次是公共交通,然后才是汽车。丹麦哥本哈根市政府宣布到2025年使哥本哈根成为世界上第一个零碳排放城市。哥本哈根市政府在一份声明中说,这个计划包括50项措施,分两个阶段实施,第一阶段到2015年把该市的二氧化碳排放在2005年的基础上减少20%,第二阶段是到2025年使哥本哈根的二氧化碳排放量降低到零。哥本哈根市长丽特·比耶勒高称:“我们努力向世界展示这个城市在齐头并进地推行发展措施和气候友好措施。”
丹麦政府资深气候与能源顾问托马斯表示,丹麦能大胆做出承诺,来自于良好机制运行下,政府公共部门,私营企业及研究机构之间的紧密联系与合作。丹麦风能工业协会媒体负责人尼尔森也表示,丹麦之所以能在全球能源领域起领先地位的关键,在于过去几十年中,政府一直以各种方式支持各种开发项目。
哥本哈根对提出的应对气候计划有如此大的信心,是源于这个市区独特的低碳发展模式和政府的政策支持。哥本哈根市政府提出,加大在风力涡轮机项目上的投入,使风力发电成为主要能源;推广电动车和氢动力车,让这些车免费停放并免费在街角充电;通过使用生物质能源等使发电厂的碳排放降为零;鼓励市民对绿色能源开发投资等。哥本哈根还鼓励市民垃圾回收利用,同时依靠科技开发新能源新技术。哥本哈根的韦斯特布鲁地区是低碳模式发展的典型代表,该地区加大资金投入,运用能源、水资源、废弃物和绿色空间等领域确立向持续发展迈进,二氧化碳释放量减少了14%,即每年减少2500吨。
事实上,早在20世纪90年代初期,哥本哈根就已经以低碳城市,低能耗住宅世界闻名,其“斯科特帕肯低能耗住宅”曾获得了1993年的世界人居奖。其技术措施主要包括:大面积的太阳能集热水器;采用了低辐射玻璃、高性能热交换器、新型节水器具和节电设备等。哥本哈根的低碳模式值得中国城市学习,比如北京、上海等大型城市,城市污染已经面临严重威胁,政府应该采取可执行措施,推动其可持续发展。
位于瑞典首都斯德哥尔摩市中心东南的Hammarby地区,这里八成的居民不开私车,选择徒步、骑车或坐公交上下班;卫生间是厨房的能量源,污水处理成沼气后便可用于炉火。
Hammarby地区的垃圾筒为分类垃圾筒,上有蓝绿黄三种不同分类标签,分别代表报章废纸、食物垃圾和可燃烧垃圾。
垃圾桶是立在地面上的,同时它们有发达的联通系统在地底交错。垃圾投到筒内后,将会先躺在地底,而后定时和其他在不同时段被投入这些垃圾箱的废弃物一起,以每小时90公里的时速,通过各自类属的真空管道,被负气压抽吸至700米外的垃圾集中处理站进行处理。
Jonas Tornlom是这套垃圾抽吸系统提供商——瑞典恩华特公司的市场总监。他站在几无异味的垃圾集中处理站内说:“目前在Hammarby新区已完成的建设中,共有3座这样的垃圾中央处理站,每个站供应给2000户家庭使用。”
按照斯德哥尔摩市政府的规划,这个小镇的建设还将持续到2015年,共为2.5万居民提供1.1万套住所,并为另外1万人提供工作场所。
于是在设计这一低碳小镇之初,政府就在考虑,该如何把建造新区可能新生成的垃圾,与旧有的垃圾结合起来做一次性的解决?
斯德哥尔摩市政府一开始和不同的电厂、水源厂一起商议这一计划时,针对最头疼的垃圾处理、建筑处理、交通等问题,做出了一整套环保、干净、绿化的解决方案。这给了恩华特这样专事垃圾处理的公司以巨大的商机。
一旦居民户数达到2000户,便可设置这样一套系统。由于属公共管道,先期投入由开发商或者地区政府来合资,而后分摊至居民为每家1万瑞典克朗左右。而这2000万瑞典克朗,便全部支付恩华特公司,包括成本、装置费、收益等在内。其后的运营,则主要交由开发商、物业操作,或者遇到技术障碍时再向恩华特求助。
Jonas Tornlom认为,这是一个政府、企业、居民三方共赢的选择。再也无须工人、垃圾车繁重的清理和搬运工作,政府在人力和减排方面的压力大大降低。然后再设法将Hammarby小镇居民的垃圾处理费较其他地区减半,居民们实际上也得利。
“这套系统完全利用电脑程序操作,其中一个好处便是远程监控。即使在斯德哥尔摩,我们也能看到韩国那边的管道状况。”
被抽吸至集中处理站的垃圾,大部分被回收利用,98%的废物都可以变成能源。垃圾处理商RENOVA公司的再循环及废弃物处理部门研发经理Hans Wettergren介绍,厨房垃圾会被送往另一个处理厂,生产肥料或者沼气。
当中国国内多个垃圾焚烧发电项目相继引发轩然大波之时,Hammarby小镇的垃圾焚烧电厂却在宁静中运作。
在瑞典,垃圾分类早已成为国民意识。由于96%的Hammarby居民做到了主动将垃圾进行分类,避免了塑料等有毒物质进入焚烧环节而产生有毒气体。“在扔弃的第一步,就遵循能回收尽量回收的原则,最终焚烧的只是少量完全无法回收利用的干垃圾。”Hans Wettergren说。
这套地下的垃圾抽吸系统,只是Hammarby小镇整体能源循环系统的一部分。与之配套的,还有能源供应循环系统与供水排水循环系统,相互间构架起一座生态城的典范。
Hammarby人自己爱提的口号,包括一句“从洗手间到煎蛋卷的炉火”(From Toilet to Omelet)——洗手间排出的废水,经处理后部分成为沼气,大部分供公共汽车使用,另有部分转给厨房用做炉火。废水处理产生的热量,还可被能源部门利用,也可用于提取供暖,其余固体废渣则由于未污染,可以返回农业生产或用于花园肥料。
Erik Freudenthal介绍:“Hammarby的减污减排效果,胜在整体规划——即把所有的环保技术全部融合在这个小镇里。一开始就谈,在下一步建设之前,就谈每一种产生不同的垃圾和污水,先做每一步的计划。”
Hammarby小镇占地仅1.5平方公里,全部综合投资总额却高达45亿欧元。而斯德哥尔摩政府只投入了其中的2亿欧元,其余全部由30家开发商出资。
瑞典近年来在创新、环保领域推行的“政府—企业—用户”三位一体式操作方案,在此又一次得到最好的印证。一开始地块由斯德哥尔摩市所有,后进行私有化处理分割卖给了30家开发商。而最重要的规划部分,则必须还是由市政府建设局、私人建筑设计院、房地产开发商等共同商议。
Hammarby当时还邀请了一位并不喜欢这一切的批评家来点评方案,还让一些罪犯、警察前来提供意见,告诉规划者应如何避免住房方面的犯罪。
所以尽管看上去投入巨大,但30家开发商长期来看还是能赚得盆满钵满。不少人愿意来这里生活,有的人宁愿放弃斯德哥尔摩市中心的大宅,在小镇上排了三天队以购买房屋。现在Hammarby一套公寓的租金,平均在每月850~1500欧元不等,包括暖气与供水。
在Hammarby人看来,如果把对碳交易的理解,仅限于国际间排放量买卖这一种生意方式,未免太没有创意。每年1.2万的访客,其中一半来自国外,在了解这个小镇改造经历的同时,取经求教者也不在少数。
当600公里外各国政要与团体正在哥本哈根为碳排放吵得不可开交之时,住在Hammarby的人,已经接近他们10年内碳排放减半的目标,并继续宁静享受着他们的低碳生活。
现在,Hammarby所扮演的角色,已是继诺贝尔、宜家、沃尔沃等“全球品牌”之后,瑞典最愿意拿出的名片之一——无论是为了介绍自己的经验,还是为了赚你荷包里的钱。
每个国家经济水平、自然条件和人口规模等不一,城市规划投入也有不同,Hammarby模式未必能依样照搬,但是如何解决城市低碳生活,未来只会越来越受关注。
6.2 绿色建筑:低碳宜居
在哥本哈根联合国气候变化大会召开几个星期前,世界最有影响的绿色建筑组织,诸如绿色建筑协会联盟、世界绿色建筑学会、可持续建筑联盟等机构共聚一堂,达成了一项极为重要、具有里程牌意义的突破性协议,就是在描述和定义什么是绿色建筑时,只能采用一种全球通用的语言,即测量建筑物的碳足迹。就是说,衡量单体建筑或整个建筑社区是不是真正的绿色建筑,“碳足迹”将是唯一的评价工具。
6.2.1 传统建筑的高能耗与绿色建筑业
随着城市化高峰的逐渐到来,建筑能耗所占的比重也越来越大,并成为温室气体的重要排放源之一。建筑物排放的CO2,包括建筑材料的生产、建筑施工和使用过程中所产生的CO2.据统计,每建1m 2的房子,将向大气中排放574千克CO2.在英国,近一半的二氧化碳排放来自于建筑物,欧洲为45%,从全球平均水平来看,这个比例也高达40%。
发达国家由于城市化水平较高,建筑业发达,建筑能耗长期居高不下。据统计,美国的单位面积建筑能耗为每年187千瓦时/平方米,人均建筑能耗为每年16030千瓦时/人;加拿大比美国还高,分别达到每年202千瓦时/平方米及18206千瓦时/人;日本稍低,分别为178千瓦时/平方米及7774千瓦时/人。与这些发达国家相比,中国的单位面积建筑能耗与人均建筑能耗相对很低,分别为每年30千瓦时/平方米和每年743千瓦时/人(摘自美国能源情报署:《国际能源展望2006》)。
虽然从数字上看,目前中国建筑能耗远低于发达国家水平,但是随着经济的发展及中国工业化进程的加快,城市化进程正处于不断加速发展阶段,中国建筑能耗的大幅增长将不可避免。
城市建设上升期推动建筑业超越工业、交通等部门而居于社会能源消耗的首位。中国现在每年新增建筑面积约为20亿平方米,高楼大厦时时在我们身边拔地而起。但令人担忧的是,这些新建筑大多数未采用节能技术,而既有建筑又都未经过改造。比原有建筑耗能还高的设计和材料,例如不通风的房型、导热系数极大的落地窗、外飘窗等却经常成为流行趋势。单位建筑面积能耗攀升,建筑能耗总量大增,建筑能耗在社会总能耗中的比重亦节节上升,已从20世纪70年代末的10%,上升到近年来的28%左右,这个比例是世界同纬度国家的3倍,而且还有继续上升的趋势,预计到2030年最高将达到40%。因此,推广绿色建筑,实现节能发展,已刻不容缓。
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑(摘自《绿色建筑评价标准》GB 50378)。
从长远来看,绿色建筑具有较好的经济效益、社会效益和环境效益,将逐渐获得市场的认可。绿色建筑除隐藏着许多节约能源、资金、创造就业机会的经济效益之外,带给我们的还有巨大的社会效益和环境效益,实现绿色建筑的行业低碳发展,是构筑未来低碳生活的必要途径。
节能是绿色建筑必须具备的一大功能,其核心问题是充分合理地根据自然气候条件,对建筑物的规划和形体设计综合考虑;根据建筑热工的要求,优选具有良好隔热性能和水蒸汽透过性能的建筑材料,合理设计围护结构的构造;综合利用煤、电、气等能源,使建筑物逐渐走上可持续发展的良性轨道。
从20世纪70年代石油危机以来,发达国家很多科研机构便致力于建筑节能的研究,建筑节能的研究方向因而得以细化为:太阳能与建筑一体化;通风、空调、蓄能及自动控制;建筑采光及节能等。这些研究方向综合了建筑设计、材料科学及计算机模拟技术等众多学科的专业知识。
兴建一栋节能建筑与建造相同面积的传统建筑相比,前者材料成本稍大,两者在建设过程中所需消耗的能源相当,但是在使用和维护过程中,为达到相同质量的室内热环境,单纯考虑建筑围护结构的能耗,节能型围护结构消耗能量仅为传统型围护结构的一半。而且随着材料科学和材料制造工艺的不断进步,节能型围护结构的能耗还有进一步降低的潜力。
绿色建筑必须在建筑设计阶段综合考虑如何利用太阳能取暖,利用自然光照明,利用自然风通风降温等,最大限度地减少室内环境对人工采暖通风设备的依赖,从而达到建筑与自然的统一。
发达国家不仅首先从科学研究的角度提出了建筑节能的某些研究方法和观点,同时还比较早地将科学研究的成果迅速地应用于建筑工业的实践中。这其中,对建筑节能的工业化推广有着现实指导意义的理论和体系有:美国的LEED评估体系;英国建筑研究机构BRE, Building Research Establishment制定的BRE环境评估方法(BREEAM-BRE Environmental Assessment Method),加拿大的建筑环境性能评估标准(BEPAC-Building Environmental Performance Assessment Criteria)等。
“能源及环境设计先锋奖(Leadership in Energy and Environmental Design)”是美国绿色建筑学会对建筑物是否符合节能和环境协调性能要求的一套评估体系,其体系根据一系列的具体参数,对建筑施工现场、水的利用效率、能源及气候、材料及资源和室内环境质量5个环节,以及是否具有革新设计思想这一额外环节,对建筑物进行评分,根据建筑物最后得分总和将建筑物评定为四个等级:合格(26~32分)、银奖(33~38分)、金奖(29~51分)、铂金奖(≥52分)。这其中,能源和环境这一环节所占分值最高17分,并且拥有所有6个环节中最多的3个先决条件。可见,能否获得LEED认证,关键在于建筑物是否符合节能要求这个环节。LEED认证是国际建筑界等级较高的认证,其初衷是通过技术手段,使传统高能耗的建筑逐渐改造成低能耗的绿色建筑。中国科技部21世纪办公楼也通过LEED认证。在中国,有越来越多的建筑师和开发商开始研究,并试图在国内推广LEED认证体系。
发达国家的政府在推广建筑节能的过程中也发挥了很大的作用。英国政府从1986年开始制订国家节能计划,将建筑节能由低到高分为10个等级。政府在强制执行节能计划时,一方面要考虑不同阶层购房者的心态,另一方面强调就地取材解决节能材料,减少运输费用,尽可能降低住宅成本。因此,英国各地根据国家节能计划因地制宜地制定政策,推动了住宅节能工作的开展。目前英国的新建住宅基本上都达到了最高节能等级的要求,并且住宅的内部舒适程度也因节能构造的增强得到了明显的提高。按新标准设计的节能型住宅比传统住宅在能量消耗上要减少75%。
欧洲各国通过各种法规来保障住宅综合性能的完善。世界卫生组织曾发布过“健康住宅”的标准,1985年欧共体理事会发布《关于技术协调和标准化的新方法决议》,依新方法决议制定的《建筑产品指令》对建设工程提出了6项基本要求:结构抗力与稳定,防火安全,卫生、健康与环境,使用安全,噪声防护,节能与保温。
德国于2002年2月1日开始实行新的建筑节能规范:EnEV2002.这一新规范的一个新型严格有效的节能措施,就是实行对新建采暖地区住宅实行按建筑面积为基准的耗能标准控制。规定了建筑体型系数建筑外表面积与其包围的采暖体积的比值相对应的建筑物最大允许能耗标准,和建筑最大允许平均散热系数,以及一系列实施上的具体管理措施。德国最新建筑保温节能技术规范的核心思想,是从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗、屋顶)的最低保温隔热指标,转化为对建筑物真正的能量消耗的控制,达到严格有效的能耗控制。根据特定计算方法得出的能耗计算结构必须符合节能标准的要求,否则不予批准建造;不符合节能标准要求的老式建筑也必须经过节能改造,才能准予出售或继续使用。
瑞典也十分重视住宅配件的标准化问题,1967年就制定了《住宅标准法》,并规定使用按照瑞典国家标准制造的材料配件来建造的住宅项目能获得政府的贷款。在北欧地区,更注重热量回收系统,通过通风管将各房间空气收集起来,并回收其中的大部分热量,污浊的空气由设在屋顶部的风机抽出排放。这种技术用在多、高层住宅中更显优势。在节约能源的同时,利用洁净能源也是欧洲国家在不断研究的课题,如利用太阳能和风能就是其中的例子。欧洲国家主要是采用光电转换技术,将光能转换为电能。英国有些住宅房顶和玻璃阳光室顶部铺设了太阳能收集板,解决住户日常用电量,电力充裕时可向电网供电,太阳能不足时可从电网输入。
欧洲国家自20世纪70年代起就由政府牵头,不遗余力地开展建筑节能工作,取得了丰硕的成果。例如丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30%,1992年又增加了9个百分点。但采暖建筑能耗1985年比1972年却减少了318万吨标准煤,采暖能耗占全国总能耗的比重,也由39%下降为28%。德国的超级低能耗住宅的能耗水平已降为20世纪70年代以前住宅的十分之一。
美国人口约2.5亿,目前住宅自有率为66%,人均居住面积59m。美国的住宅几乎全部为三层以下。在很多州的法律中有明确规定,若要盖三层以上的住宅,要经过非常繁杂的审批手续。美国没有集中供暖的措施,供暖及费用由各户自理。所以房屋本身的节能水平是一个非常重要的指标,建筑节能甚至成为一些家庭购房的首要指标。
美国能源部长,物理诺贝尔奖获得者朱棣文在世界各地游说推广“降温屋顶”:“如果各国将所有房子的屋顶都刷成白色,将人行道变成水泥色而非深色调,其效果将相当于减少全世界道路上所有车辆11年排放的二氧化碳总量。”如果在未来的20年里将全球的屋顶都涂成浅色,能节省240亿吨CO2.相比于全球去年CO2排放量240亿吨来说,这就像是地球的CO2排放停止一年。
这种闪亮的白色塑型覆盖材料做成的新型屋顶,不仅仅是一种保温材料,还是一种能使地球降温的方式。在炎热的天气里,白色屋顶至少能减少20%的空调电费。降低能源消耗意味着减少CO2排放,而它正是导致全球变暖的罪魁祸首之一。而且,相比黑屋顶来说,白色屋顶的花费仅仅多15%左右。
关于白色反射性屋顶的尝试正在全世界展开。在美国,沃尔玛超市是反射性屋顶的忠实追随者之一。10年来,反射屋顶都是沃尔玛新开门店的标准设施。全美4268家沃尔玛门店中,有75%以上的门店都安装了反射性屋顶。从阿联酋的迪拜到印度的新德里,到日本的大阪,致力于降低能源消耗的各地方官员都正在采纳反射性屋顶方案。加利福尼亚、佛罗里达和佐治亚州已经批准了建筑法规,鼓励商用建筑物安装白色屋顶。这项发明特别适用于夏天就成为热岛的城市。
屋顶覆盖材料制造商们正争先恐后地研发新产品,都希望能在“降温屋顶”运动从超市平屋顶扩展到城郊一般人家的斜屋顶之时从中获利。
建筑节能材料具有广阔的市场前景,很多外国公司抓住机遇,从细小处做起,逐渐成为建筑节能产业中的巨头。在世界企业500强公司中,涉足建筑节能产业的就有许多。如美国欧文斯科宁公司推出了挤塑聚苯乙烯板(XPS)薄抹灰外墙外保温体系。此外,有很多专业的化学品公司针对外墙外保温系统开发出专用的可再分散乳胶粉,用于配制专用商品砂浆,如德国的巴斯夫公司、拜耳乐公司、瓦克公司等。
其实,发达国家的建筑节能产品涉及面很广,考虑问题极其全面。如瑞典的工业化标准和“模数协调基本原则”,涉及住宅的各部分,如浴室设备、厨房水槽、窗框、窗扇等。欧洲的卫生器具大多采用节水排水装置,坐便器水箱的配置都是31或61排水量,水箱封闭不易打开。除此之外,室内新风系统、热量回收系统、中央吸尘系统、防火门电磁阀控制系统和户内消防软管系统的配置都是我国国内少有的。门窗等建筑配件更是推出了很多构思精巧、设计美妙的产品,例如,瑞典三层固定玻璃扇中间带百叶,可在关闭的情况下通风;挪威集合住宅中的双层玻璃扇,既能同时开启,又能单独开启。这些产品从各个层面保证了建筑物的节能效果。
芬兰地处北欧,冬季漫长,气候寒冷,不仅民用能耗高,而且传统的森林工业和冶金工业也是高能耗产业,使芬兰成为世界上人均能耗最多的国家之一。对于能源资源匮乏、主要依赖进口能源的芬兰来说,节能至关重要。
芬兰环境部于2002年制定了建筑物隔热新标准,新建筑物的墙体必须要有绝热层,室内要有通风设备。为了降低室内能源消耗,芬兰新的建筑物均采用新型绝热墙体材料,增加墙的厚度,采用二层或三层玻璃窗,每个房间的供热装置安装自动调节阀门。据称,以上这些措施可使建筑物热能消耗减少10%~15%。
我国,绿色建筑业的发展也走上了快车道。
位于长沙开福区“太阳山麓”的太阳星城项目,正是这样一个以低环境影响、低能耗、最终达到低碳排放为建设目标的绿色低碳社区。太阳星城从规划、设计开始到建设、运营的全过程均实施严格的碳审计,全程监控、评价及控制项目内的碳排放量。并且,在社区建成后,将遵从ISO14001环境管理标准进行管理。
顺从地理气候的自然规律、汲取人类传统的营造智慧、融合当代先进的再生能源技术是太阳星城这个绿色低碳社区的开发指导思想。在这个指导思想下,除了在建筑方面从设计到施工必须严格按国家规定的绿色评价标准执行外,在绿色低碳社区的建设方面还做了三个主要技术方案。
在社区整体环境方面:实现长久地保护多样化的天然植被及其“碳汇”功能,最大限度地利用原地域对水和空气的自然净化机能,维护和谐的自然生态系统,实现天然植被和水资源合理综合利用,降低维持洁净的社区环境所需要的能耗和碳排放。
在提高再生能源使用率和提高能源使用效率方面,实现对采用新技术和新型设备的最大适应性和弹性,针对新型能源设备、设施投入实施有前瞻性的动态规划,最终实现项目存续期内再生能源使用和能耗转换综合效率的最大化。
在低碳材料应用方面:大面积地选用低碳、可循环再生、本地出产的低碳建筑装饰材料和原材料,在整个项目的续存期内提高循环用水、循环用材的比例,实现废物排放及碳排放的最小化。
根据对各项碳减排技术实施效果的测算,除掉项目建设过程中一次性的碳减排量以外,太阳星城绿色低碳社区每年总体的可持续的碳减排量约为48987吨。
国家建设部已经对太阳星城所应用的七项绿色技术进行了立项,作为2009年建设部科学技术项目。这七项绿色示范技术是:雨水回收利用技术、太阳能应用技术、室外园林景观的本土化技术、外遮阳技术、中水处理技术、照明节能技术、生活垃圾处理技术。
同时,国家建设部已将“太阳星城”项目评定为2009年国家绿色建筑与低能耗建筑“双百”示范工程;长沙市建设委员会已将“太阳星城”评为“长沙绿色建筑示范工程”。
太阳星城项目的最终目标是将其建造成一个真正与自然环境友好和谐、可持续生长发展、最少资源消耗、最低碳排放、最适宜人居住、四季阳光明媚、静夜繁星灿烂的绿色低碳社区。
6.2.2 绿色建筑创新之路
由麦格劳-希尔建筑信息公司与世界绿色建筑协会联合开展调查的“全球绿色建筑趋势SmartMarket Report调研报告”显示,绿色建筑的实践因为获得来自全世界建筑市场的动力而正在驶入快车道。
报告的反馈结果来自45个国家700多位调查者,他们代表了绿色建筑早期的市场实践者——已经在绿色建筑推进过程中进行过不同程度的探索。调查显示94%的反馈企业预期2013年之前将投身于绿色建筑,在其所有项目中绿色建筑所占比例至少达16%。此外,53%的反馈者预计5年后其绿色建筑项目的比例将不少于60%。绿色建筑已经成为一种全新的景观,并且延伸到广阔的全球市场的各环节、各部门和各地区。
快速增长的绿色市场。目前,绿色建筑水平最高的市场在欧洲,44%的反馈企业表示其超过60%的项目为绿色建筑。北美预计是最大的绿色建筑市场,96%的反馈企业表示其在2013年实施绿色建筑的项目比例不低于16%。但是增长最快的市场却是在亚洲,调查中大量投入绿色建筑的企业数目预计从2008年的26%上升到2013年的73%,亚洲市场是一个快速增长的绿色市场,亚洲将很快成为世界最大的绿色建筑市场。
办公楼宇引领绿色建筑。全球各区域的调查均显示办公写字楼项目是绿色建筑发展最为活跃的板块。预计到2013年,办公写字楼在亚洲绿色建筑分类中将仍然占重要份额(65%),但是因为其他建筑板块的增长,其统治地位将稍微下降。住宅建筑(58%)将超过目前的政府项目(51%)跃居第二。教育和医疗项目也出现增长,工业部分的绿色建筑比例在全球范围内下降。
在不断发展的全球建筑市场中,亚洲被证明是市场扩张步伐最为迅速的区域。三年之后,预计中国将在2010年成为建筑市场领跑者,建筑业年产值增长率超过9%。越南紧随其后,印度预计年增长率达到8%。在这些发展迅速的地区,能源节约的压力和机遇同样高悬。然而,在亚洲采用绿色建筑的设计和建造需要面对许多障碍。由于最大程度关注成本、不同的预算清算和缺乏培训,绿色建筑实践者面临一系列维持市场增长的挑战。在亚洲“公众缺乏可持续发展意识”和“缺乏受培训的专业人员”这两个问题最为明显。
报告显示,在绿色建筑市场不断发展的同时,绿色材料和技术知识的需求也会增加,这将有助于降低绿色建材的成本,也会鼓励材料厂商投身于绿色产品。进一步增强绿色意识,同样有助于教授业主方和建造者有关绿色建筑技术,并获得由此产生的建筑物整个生命周期的效益。这些“绿色知识”对于人们的“绿色建筑等于昂贵”的认识将产生一种实际的勘误作用。
根据美国专业咨询公司麦肯锡和瑞典国有大瀑布电力公司2007年联合发布的研究结果,建筑领域的能源消耗和温室气体排放占全球总量的40%左右,而建筑保温是减少能源消耗和温室气体排放的最好方法。咨询公司ABI指出,各国政府在建筑标准上的严格要求使绿色建材的应用越来越广泛,市场总值预计将从2008年的4550亿美元增长到2013年的5710亿美元。
美国匹兹堡CCI中心是匹兹堡重要的绿色建筑,也是可持续发展计划的典型。建筑物座落在匹兹堡老市区南部,是一座用旧楼改建的建筑。这里交通便利,社区服务设施齐全。该建筑现作为节约能源和资源、可回收利用能源和相关技术的展览之用。
人类追求建筑的功能和舒适的同时,建筑能耗不断增长。节能、降耗、绿色、健康,成为全世界对于未来建筑的共同追求,建筑能耗降低,将对全社会节能减排起到决定性的作用。正在上海举办的世博会,就是全球绿色建筑科技的汇集地,引领着全球建筑业的绿色节能的发展方向。今日先进的节能智慧,或许将为明日人类的绿色未来提供可能。
全长1045米,宽约100米的世博轴是世博会园区空间景观和人流交通的主轴线,也是园区内最大的单体项目,以其低碳环保的设计,成为全球生态建筑的典范。
世博轴在设计中充分引入生态、环保和节能的理念,通过阳光谷及两侧草坡,把绿色、新鲜空气和阳光引入各层空间;同时还采用地源热泵、江水源热泵、雨水收集利用等环保节能新技术。最具特色的是6个圆锥形阳光谷,如盛开的“鲜花”随意“飘落”在世博轴上。美丽的阳光谷不仅可以将阳光、空气引入地下各层,大幅降低照明、通风、降温所使用的能耗,还像漏斗一样收集雨水后再处理,可提供厕所、绿化灌溉等用水。
世博会另一座永久性建筑——世博中心,已成为国内唯一一座按照中国三星标准和美国LEED金奖双重控制执行的绿色建筑,堪称世博园里绿色建筑的典范,也代表当今世界节能建筑的前沿水平。
世博中心外立面石材和玻璃幕墙实现了自然通风和采光,其通透的外墙明亮透彻,不仅将周边景致尽收眼底,也大大降低了建筑自身的体量;屋顶太阳能总装机容量达1兆瓦,还采用LED照明、冰蓄冷、水蓄冷和雨水收集等多项节能环保技术。世博中心可再生能源利用率达52%,可再循环的建筑材料用料比达28.9%,每年可节约的能耗相当于2160吨标准煤,年减少二氧化碳排放5600吨,年节约自然水16万吨,占年用水量的76%。
世博园最具标志性的中国馆,其实也包含了许多“绿”的智慧。层层出挑的造型,在夏季可自然形成上层对下层的遮阳;景观设计加入小规模人工湿地,可实现循环自洁,成为生态化景观。还采用大量太阳能技术,顶部、外墙有很多太阳能电池来维持能源供应。
举办世博会开幕式的文化中心,夜色中美轮美奂,仿佛漂浮浦江的巨大贝壳。这座绚丽的建筑,也采用了光电幕墙系统、江水源冷却系统、气动垃圾回收系统、空调凝结水与屋面雨水收集系统、程控绿地节水灌溉系统等多项环保节能技术。
而世博主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米,装机容量达到2.8兆瓦,是目前世界最大单体面积太阳能屋面,发电量可供上海4500户居民,光伏建筑一体化应用的先导。除了世博园里的规模体量最大的永久性建筑采用了当今最先进的节能环保建筑科技,世博会上展示的场馆几乎都有自己的“绿色名片”。
西班牙馆、印度尼西亚馆、挪威馆、加拿大馆、巴西馆等诸多以木、竹、藤,乃至回收材料制成的场馆,无不提醒着人们,未来城市建筑“绿”的力量,启示人们寻求建筑如何摘掉“能耗大户”的帽子,达到低能耗、高舒适、重环保之间的平衡。
在城市最佳实践区,来自德国的“汉堡之家”,堪称超级节能建筑,运用各种建筑节能手段,这所未来房子,能耗仅为普通住宅的十分之一。
来自中国上海的案例“沪上·生态家”,更是用15万块上海旧城改造时拆除的旧石库门砖头砌成,将生态智能技术集于一身,通过“风、光、影、绿、废”5种主要“生态”元素的构造与技术设施的一体化设计,将展示未来更绿色的“上海房子”。
生态节能建筑重在理念和实践,并非都需要很先进的科技和很高的成本,比如“沪上·生态家”就充分利用了穿堂风、自遮阳、自然光、天井绿等上海传统建筑中的节能方法,即使在夏三伏、冬三九,房子也可以很适宜而不需要增加能耗。
世博会是全球绿色建筑理念的集中地,通过互相交流学习,将更多新技术和传统智慧结合,将对人类未来的建筑形式,起到关键性作用。
6.2.3 绿色建筑,不是绿色豪宅
在这个楼盘销售以广告轰炸和概念炒作盛行的年代中,“绿色建筑”也不可避免地成为房地产商们琅琅上口的新名词,以至于让人们误以为绿色建筑就是高档建筑。
绿色建筑是一个广泛的概念,当然绿色并不意味着高价和高成本。比如延安窑洞冬暖夏凉,把它改造成中国式的绿色建筑,造价并不高;新疆有一种具有当地特色的建筑,它的墙壁由当地的石膏和透气性好的秸秆组合而成,保温性很高,再加上非常当地化的屋顶,就是一种典型的乡村绿色建筑,其造价只有800元/m可谓价廉物美。
在中国老百姓收入普遍偏低的情况下,大家对房价和房屋成本是非常敏感的。引进绿色建筑标准和技术时,必须充分考虑这些问题,规定绿色建筑所采用的技术、产品和设施,成本要低,要对整个房地产的价格影响不大。
值得一提的是,一旦应用了这些技术和设备后,投资回报率是很高的,因为住户可以最大限度地减少电费、水费和其他能源费的开支,一般5年到8年之内,就可以把成本收回来。比如,德国一家公司援助的一项建筑节能改造项目,政府给每户出3000元钱,住户自己出2000元钱,国外援助2000元,总共一户投资7000元钱,对建筑进行了从外保温到供热、智能、玻璃、门、天花板和水循环系统的全面改造。改造后,住户一年所减少的开支就达到3000元以上,周边的许多老百姓也要求运用这些技术。
所以说并不是现代化、高科技的就是绿色的。把绿色建筑和建筑节能的发展定位在高端、贵族化,不一定会取得成功;事实证明把发展道路确定为中国式、普通老百姓式、适用技术式,绿色建筑才能健康发展。
以前的智能化就走过弯路,许多智能建筑,停留在保安、音响控制等方面,线路搞得非常复杂,造价也非常昂贵,甚至耗电量居高不下,这不是智能建筑应有的发展道路。信息时代,智能化应该是多用信息,少用能源。现在有些地方推行智能开关,用手机就可以控制家里的能源开关,冬天走的时候,就把供热开关关掉,下班之前半个小时,手机一按,就能把供热开关启动,这样回到家里时,屋里已经暖洋洋的。主人在外边工作的时候,家中不供热,能省1/3的能源。再如,许多南方地区,房子里的空调40%是为了应对室外的阳光,安装一个很小的智能测温装置,当太阳光正热时,遮阳帘自动升起来,减少射入室内的阳光,减少空调的能耗。这样的智能建筑才是绿色的,才是符合时代要求的建筑。
现在,因为绿色建筑的标识不明确,人人都可以滥用,“绿色建筑”也就成为一些房地产开发商提高房价的欺骗性概念。现在应大力推广绿色建筑的标识,通过对建筑的节能、节水、节地、节材和室内环境的具体性能进行实测,给出数据,规定对生态环境的保障。把绿色建筑从一个简单的概念变成定量化的检测标准,对达到标准的给予绿色建筑的标识,这样伪绿色就会现原形,最终会退出房地产市场。
6.3 绿色规划:低碳版图
低碳经济时代势不可挡。在技术层面上,低碳经济要求我们为房地产业建立一个低碳的能源系统、低碳技术体系和低碳产业链。改变高耗能的生活方式,采用先进的节能手段打造绿色建筑,是今后建筑业发展的必然趋势。而城市规划作为先期设计后期引导的“城市版图”,是极其重要的一环。
6.3.1 生态住宅区、零排放社区和低碳工业园
一座具有良好生态的城市应该是结构合理、功能高效、关系协调的城市系统。在这里,环境清洁优美,生活健康舒适,人尽其才,物尽其用,地尽其利。真正意义上的生态城市似乎过于完美,但是具备生态城市某些局部特征的生态区已经出现,如生态住宅区、零排放社区和低碳工业园。
生态住宅区的目标是在有限空间内构建一个节约资源和能源,充分利用自然资源和能源,景观怡人,符合美学和传统观念,生活和管理方便的节约型生态体统。与此相似的概念是低碳社区,是指在社区内除了将所有活动所产生的碳排放降到最低外,也希望通过生态绿化等措施,达到零碳排放的目标。前者更加注重整体之间的和谐发展,而后者则以每个环节最大限度地减少排放为重点。位于英国萨顿市(Sutton)的贝丁顿社区(BedZED)是首个世界自然基金会和英国生态区域发展集团倡导建设的零碳生态社区,即零排放社区,有人类“未来之家”之称。得益于两大特色:其一是按照节能原则设计的建筑物。其二是社区能耗来源于内部的可再生能源。贝丁顿的理念是,可持续生活可以是简单、负担得起和具有吸引力的,现代生活的舒适性不会因为环保而被牺牲。
除了住宅社区,低碳模式也适用于工业园区。低碳工业园,就是建立在减少碳排放基础上,由制造企业和服务企业形成的企业社区。在该社区内,各单位通过共同管理环境事宜和经济事宜来获取更大的环境效益、经济效益和社会效益。2009年6月5日,在“金融与重庆可持续发展研讨会”上,由英方独资设立的环保企业重庆诺实科技有限公司表示,将在2010年开工建造世界首个低碳工业园区。与一般的工业园不同,低碳工业园既能获得比单个企业通过个体行为的最优化所能获得的效益之和更大的效益,还在实现经济效益的同时,最大限度地减少因企业生产而产生的碳排放,实现经济效益和环境效益的统一。
中国自20世纪80年代开始生态环境建设的探索。1999年起,海南、吉林、黑龙江和贵州等省相继获得批准建设生态省,广州、上海、宁波等约20多座城市都先后提出建设生态城市,天津、苏州等提出建设生态工业园区的奋斗目标。在多年的实践中,中国已有生态城市建设案例上百个,但真正成功、在国际国内产生重大影响的例子很少甚至没有。但是,行进到今天,生态环境理念开始渗透到城市建设的各个角落。
低碳城市目标的提出,就标志着这样一个新的发展阶段的来临。2008年年初,世界自然基金会(WWF)在国内就以上海和保定两市为试点推出“低碳城市”发展的示范项目。近年来,保定市已形成光电、风电、节电、储电、输变电与电力自动化六大产业体系,新能源企业达160余家,“中国电谷”和“太阳能之城”等享誉海内外。上海作为我国经济发展的先锋,近些年也主打环保牌,在低碳城市建设方面逐渐领先。这两个城市在低碳化发展方面具有一定的条件和潜力。
低碳工业化住宅是在减少二氧化碳排放的基础上,采用现代化的科学技术手段,以先进的、集中的、大工业生产方式代替过去分散的、落后的手工业生产方式建造的住宅。工业化住宅的标志是住宅建筑设计标准化,构件生产工厂化、施工机械化和组织管理科学化。
实质上,低碳工业化住宅是用工业化生产的方式来建造住宅,是机械化程度不高和粗放式生产的生产方式升级换代的必然要求,以提高住宅生产的劳动生产率。工业化的建造方式能够显著降低建造过程中的能耗、水耗和材料的消耗,仅能耗一项就比传统施工方式降低20%~30%(《住宅产业化节能减排效益分析报告》,深圳市建筑科学研究院有限公司,2008年)。而且工业化的建造方式还能够显著降低施工方式带来的环境污染,提高住宅的整体质量,降低成本,降低物耗、能耗,从而达到清洁建设,减少二氧化碳排放的目标。
低碳工业化住宅在我国还处于起步阶段,万科地产以绿色节能为理念走在了前面。万科地产在低碳发展、节能减排和绿色建筑的研究与实践,部分体现在推进工业化住宅和精装修方面。万科研究和实践工业化住宅,以实际项目为原型建立试验楼,并最终推广至实际的工程项目。同时,万科积极与政府沟通,强调工业化住宅和精装修工法对节能减排的重要性。通过与各大知名科研院校合作,增强产品的进一步减排潜力。
万科先后在上海、深圳、北京等区域开始工业化项目的实际操作。上海万科新里程20、21号楼总建筑面积1.4万平方米,是万科首个工厂化住宅项目,也是我国真正意义上的第一套工业化住宅,标志着万科的住宅工业化已经告别了纯实验阶段。该项目整合了上下游产业链,包括规划、设计、施工、安装、部品及监理等环节在内的50多个核心合作伙伴,涉及各种标准200多个。2007年对项目进行了建筑能效评估,与未采取节能措施的住宅建筑相比,在正常居住使用过程中,全年可以节电63.8万千瓦时,折合标准煤233.5吨,减少二氧化碳排放684吨,节能率超过60%。
万科地产的低碳工业化住宅取得了巨大成功,2008年,万科新开工的住宅工业化项目达到9个,覆盖上海、深圳、北京3个城市,新开工面积超过60万平方米,已经竣工交付的工业化住宅产品面积达到7.4万平方米。2009年,万科工业化住宅项目计划新开工面积约120万平方米。房地产开发商可谓建筑产业群的整合核心,像万科这样的开发商具有很强的影响力,有能力带动更多的合作伙伴承担社会责任,在实践过程中整合上下游产业链,以整个产业链的力量实现建筑行业的节能减排。
推行节能住宅,也是欧美国家当前推行城市低碳化的一大热点。英国政府在推动建筑节能方面可谓不遗余力。首先是公共建筑。政府规定2008年中央政府机关建筑物能耗要在1990年的基础上降低20%,卫生保健部门2010年能耗要在2000年的基础上降低15%。从2008年6月起,要求将博物馆、展览馆和政府办公大楼等大型建筑的能耗情况张榜公布,以动员社会力量加强监督,促进全国实现节能减排的目标。在此基础上,英国政府将拨款1千万英镑改造英国境内中小学校,以减少其CO2的排放量。其次,在个人家庭住宅建筑节能方面英国政府更是下了不少工夫,规定在新建筑设计时,必须综合考虑光照、风力等各方面的节能问题,开工前必须有获得当地政府批准的建筑能耗分析报告,否则将被拒绝施工建造。
为降低新建筑物能耗,2007年4月英国政府颁布了“可持续住宅标准”,对住宅建设和设计提出了可持续的节能环保新规范。在具体操作层面,政府宣布对所有房屋节能程度进行“绿色评级”,从最优到最差设A级至G级7个级别,并颁发相应的节能等级证书。被评为F级或G级住房的购买者,可由政府设立的“绿色住家服务中心”帮助采取改进能源效率措施,这类服务或免费或有优惠。
美国环保局也对有利于节能的建筑材料授予“能源之星”标志。美国采购法规定政府必须采购“能源之星”认证产品。“能源之星”间接地成为政府强制性行为,是国外产品进入美国市场的技术壁垒。德国政府的《能源节约法》规定,消费者购买或租赁房屋时,建筑商必须出示一份“能耗证明”,告知消费者该住宅每年的能耗。新法规还鼓励企业和个人对老建筑进行节能改造,并实行强制报废措施。
6.3.2 零排放建筑
“绿色创意之家”的样板住宅于2009年4月18日在东京正式与公众见面。从电视机、洗衣机到通风空调、照明系统,小楼里汇集的所有家电无不体现“绿色环保”概念,可减少日常生活43%的二氧化碳排放量。该住宅活用节能、创能、储能方面的先进技术,充分利用大自然的风、光、水、热等绿色资源,实现了整个家庭在正常生活的前提下二氧化碳零排放的构想。
所谓“零排放”是指无限减少污染物和能源排放直至为零的活动,即利用清洁生产,3R(Reduce, Reuse, Recycle)及生态产业等技术,实现对自然资源的完全循环利用,从而不给大气、水体和土壤遗留任何废弃物。
其内容主要包括两个方面:一方面是要控制生产过程中不得不产生的废弃物排放,将其减少到零;另一方面是将已排放的废弃物充分利用,最终消灭。
“零排放”概念正在成为建筑业的新宠。2000年,全球共有573项建筑工程申请LEED认证(美国绿色建筑委员会颁布的能源与环境建筑认证)。到了2008年,这一数据则飙升至16000项。英国绿色委员会发布报告称,将在2020年让所有非住宅建筑物实现“零碳排放”目标;而美国、加拿大、日本等也陆续推出降低贷款利率、减税等政策鼓励房产开发商建造节能建筑。
我国目前有宁波零排放大楼、广州珠江城及清华大学中意环境节能楼等零排放概念建筑的代表。
宁波诺丁汉大学可持续能源技术研究中心大楼2008年9月正式投入使用,它被称为“玻璃屋”,是意大利知名环保建筑设计师利马里奥·库西内拉设计的。这幢大楼之所以被称为“零排放大楼”,主要是因为通过内部系统:太阳能点灯、雨水冲厕、地热取暖,整座大楼在运作过程中没有任何废气排放,自然界的能量被运用得恰到好处。它最与众不同的地方就在于整个楼顶和窗户边的金属装饰材料、楼前草坪上的金属篱笆,都是太阳能发电板。白天,太阳能板把日光转化为足够热能,带动发电系统,使电梯、机械通风和冷却水系统运转。如果有额外能源未被使用,还可以将它们储藏在电池里。据了解,大楼内的照明和办公用电不仅能自给自足,还可以把没用完的多余电供给与之毗邻的体育馆。而建筑物三角形风扇的造型,可以多角度采光通风排热。据诺丁汉大学可持续能源技术研究中心主任乔大宽教授测算,未来25年,该大楼可节约448.9吨煤和减少1081.8吨碳排放。
“零排放建筑”的设计思路和技术具有示范效应。在北京市拟建的零排放大楼中,屋顶、外立面甚至楼外绿地将遍布太阳能电池板,在楼间还会示范建风力发电设备,以保证大楼内照明等基本用电可自给自足。大楼冬季采暖和夏季制冷全部通过地源热泵实现。为充分利用太阳能,零排放大楼初步选址较为空旷、无高楼遮挡的丽泽金融开发区,较为显著的交通位置有利于“零排放建筑”代表了未来建筑业的发展方向——低能耗、高效益。目前,“零排放建筑”的发展正处于起步阶段。一般测算,“零排放建筑”的资金投入是普通建筑的1.5倍左右。以零排放住宅为例,万科董事长王石曾坦言,当前环保产业尚处于培养市场阶段,仅靠企业自觉实现是不够的。环保产业与中国企业的理性发展之路还需要国家政策的保驾护航,采取减少税收、降低贷款利率等措施,发挥其绿色能效示范效应。
6.3.3 低碳城市的规划版图
城市规划又叫都市计划或都市规划,是指对城市的空间和实体发展进行的预先考虑。其对象偏重于城市的物质形态部分,涉及城市中产业的区域布局、建筑物的区域布局、道路及运输设施的设置、城市工程的安排等。
产业革命导致世界范围的城市化,大工业的建立和农村人口向城市集中促使城市规模扩大。城市的盲目发展,贫民窟和混乱的社会秩序造成城市居住环境的恶化,严重影响居民生活。人们开始从各个方面研究对策,现代城市规划学科就是在这种情况下形成的。
城市规划通常包括总体规划和详细规划两个阶段。城市的总体规划是一种综合性的城市规划,它是确定一个城市的性质、规模、发展方向以及制定城市中各类建设总体布局的全面环境安排的城市规划。而城市详细规划就是指为实施城市总体规划而提出具体规划要求的地区性规划。在规划阶段,低碳城市应当以最大限度地减少碳排放作为设计原则与标准。具体包含很多内容,诸如绿色建筑、零排放交通等。
纽约、伦敦、东京、新加坡和悉尼等国际大都市,都有自己的城市发展战略规划。
纽约是世界的政治经济中心,也是联邦政府的重要经济支柱,但是也存在居民住房、办公和交通容量有限性的问题。为了使城市能够高效运转,而保持一个高品位的生活环境,纽约市的城市规划体现出很多特点:
(1)积聚式发展。为了能够使城市容纳更多的人口,纽约采取了许多措施:强化聚集发展,更加充分利用城市的可利用空间(除绿化用地外),促使有限的城市中心区空间能够容纳更大比例的人口等。纽约的“中心区运动”是一种降低城市中心区人口居住压力的解决方法。当地政府担心土地开发商由于没有拥有土地的支配权而进行资产转移,因此考虑把开发权由政府初步转移到开发商手中以扫除顾虑,以促进城市中心区的空置土地得到更为有效的开发。
(2)便捷公共交通。纽约还强调保证新建房产接近公共交通、工作地和服务供应点,以减少人们上下班、娱乐等活动对交通设施的压力。并采取相应措施促进交通节点,特别是轨道交通节点的建设。纽约还建议推广远程办公(在家通过使用与工作单位连接的计算机终端工作),有利于缓解城市交通拥挤。
(3)建立中央商务区。在经济方面,纽约认为CBD(中央商务区,Central Business District)的健康发展是地区财富的基础,是经济发展的推动器,是吸引经济要素聚集的巨大磁场。此外,使城市更富有人性化,通过加强交通网络的建设增强CBD的实力是中心区运动的关键。
(4)绿化建设。19世纪中期弗雷德里克提出关于“中央公园”的预想,纽约因此成为第一个在高速发展的大都市建设“绿色公园”的城市,它的建设目标不仅是为了给公众提供一个富有环境活力的开放式空间,更重要的是实现保护和恢复自然生态系统,兴起“绿色草皮运动”,重新投资城市公园、公共场地、自然资源和创造一个区域性的绿色通道网络等。
国外大城市的规划经验十分值得中国借鉴。虽然北京、上海和广州等大城市的发展背景、阶段和所处国情不同,但很多共通的东西还是值得仔细反思的。
城市整体规划应有助于解决房价畸高的城市化弊病。以上海为例。1999年,上海全市房地产均价在3176元左右,2003年达到近5000元/平方米,此后房价一路飙升,最近两年更是飞速增长,截至2009年6月底,均价已经达到15800元/平方米,在市中心等地段,房价可达20000~30000元/平方米。在深圳、北京和广州也出现同样问题。怎样加大土地供应,为中低收入者提供住房,是大城市规划必须考虑的重要问题。
轨道交通对城市发展的作用越来越大,土地开发利用价值不言而喻。借鉴纽约规划经验,建设以轨道交通站点为圆心,可承受步行距离为半径的高密度开发,不仅能减少城市发展对中心区和交通运输的压力,而且也能起到对城市环境的保护。
温总理曾就城市规划说过:“城市规划是一项全局性、综合性、战略性的工作,涉及政治、经济、文化和社会生活等各个领域,制定好城市规划,要按照现代化建设的总体要求,立足当前,面向未来,统筹兼顾,综合布局。”
6.3.4 市政管理低碳化:垃圾发电、LED照明与城市绿化
1.垃圾发电
城市生活垃圾的泛滥成灾成为国内外城市面临的迫切问题。世界各国的专家们已不仅限于控制和销毁垃圾这种被动防守,而是积极采取有力措施,进行科学合理的综合处理利用垃圾。
用垃圾焚烧来发电不仅能大大减少填埋而节约土地资源,也减少了填埋对地下水和填埋场周边环境的大气污染,而且用垃圾发电可以带来相当可观的收益。我国有丰富的垃圾资源,其中存在极大的潜在效益。现在,全国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元(运输费、处理费等),而将其综合利用可以能创造2500亿元的效益。
随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展,垃圾发电方式很有可能成为最经济的发电技术之一,从长远效益和综合指标看,将优于传统的电力生产。垃圾中的二次能源物质——有机可燃物所含热量多、热值高,每燃烧2吨垃圾可获得相当于燃烧1吨煤的热量。如果我国能将垃圾充分有效地用于发电,每年将节省5000万~6000万吨煤炭,其“资源效益”极为可观。
垃圾发电引起了欧美一些国家的极大兴趣,它们相继建起了垃圾发电站。最先利用垃圾发电的是德国和美国。德国有垃圾发电厂50座,总容量1000兆瓦。现在,德国的垃圾发电厂每年要花费巨资,从国外进口垃圾。英国伦敦垃圾发电站的发电能力高达100兆瓦,每天处理垃圾60万吨。日本的垃圾发电厂数量多达149座,但总容量仅有557兆瓦。据统计,目前全球已有各种类型的垃圾处理工厂近千家,预计3年内,各种垃圾综合利用工厂将增至3000家以上。
目前中国大中城市每年产生垃圾约1亿吨,城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。根据国家环保总局预测,2010年我国城市垃圾年产量将为1.52亿吨,2015年和2020年将达到2.1亿吨,其中存在极大的潜在效益。若充分利用这些垃圾资源发电,不仅可以缓解能源紧张,还可避免每年因垃圾运输、处理所造成的损失。有数据显示,我国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元,而将其综合利用却能创造2500亿元的效益。
目前,我国的一些省份已经开始关注垃圾发电并投资建厂。工程总投资近2亿元、亚洲地区最大的垃圾填埋气体发电项目——上海老港再生能源有限公司填埋气体发电项目于2008年7月23日正式在上海投入运行。据估计,该项目年均垃圾处理量将达292万吨,每年发电1.1亿千瓦时。到2014年,老港填埋气发电可减少二氧化碳排放量达到600万吨。
垃圾焚烧发电也可以利用《京都议定书》下的清洁发展机制(CDM)融资。2007年8月下旬,泰达环保与荷兰国际能源系统公司就天津贯庄垃圾焚烧综合处理项目签订了碳减排购买协议,这是全球第一个垃圾焚烧发电CDM项目。天津贯庄垃圾焚烧发电厂建成后日处理垃圾将达1000吨,年发电量将达1.1亿千瓦时。根据泰达环保有限公司研发的“垃圾焚烧发电方法学”估算,该项目10年期将减排二氧化碳120万吨。
2.LED照明
1879年10月21日,美国著名科学家托马斯·阿尔瓦·爱迪生发明了第一个电灯泡,人类从此进入电灯照明时代。
1962年,第一只半导体发光二极管(LED)诞生了,这种新型的固态照明带来了照明领域的第三次革命。半导体照明也叫LED,也就是发光二极管,它是由砷化镓、磷化镓等半导体制成的。半导体照明是照明史上一项重大的技术突破,可直接将电能转化为可见光和辐射能,它是真正意义上的绿色照明。
相对于传统的照明设备,LED的优势十分明显:一是亮度高、热量低。可达传统灯泡亮度,耗电量是普通灯泡的30%左右,甚至比白炽灯产生更少的热辐射。二是使用寿命长。在恰当的电流和电压下,LED的使用寿命可达10万小时。三是环保。LED是由无毒的材料做成的,热量辐射很少,且可以回收再利用。四是节能。在亮度相同的情况下,LED灯的耗电是白炽灯的1/8,是日光管灯的1/3.
由于具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,LED被广泛应用于各种指示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。从2000年起,美国共投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。在“国家半导体照明工程”的推动下,上海、大连、南昌、厦门和深圳等地相继形成了半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。现阶段,我国从事该产业的人数达5万多人,研究机构20多家,企业4000多家;其中上游企业50余家,封装企业1000余家,下游应用企业3000余家,并涌现了一批锐意创新、技术过硬的先进企业。
作为新一代绿色照明的代表,LED所产生的环境效益将十分巨大。在美国,若55%的白炽灯和55%的日光灯被LED取代,每年能节省350亿美元,减少7.55亿吨二氧化碳排放量;如果日本100%的白炽灯换成LED照明,能减少1~2座核电厂发电量,每年节省10亿公升以上原油;中国台湾25%白炽灯和100%日光灯换成LED,每年节省110亿度电;据调研测算,截至2010年,如果中国现有1/3照明光源采用LED灯,可以节电1500亿度电,每度电按0.8元计算,可以节约1200亿元。按照现有电力能源结构估算,相当于减排2500万~4320万吨二氧化碳,减少二氧化硫排放135万吨。
LED在上海世博会上获得了大面积应用,世博园区也由此诞生了迄今全球最集中的半导体照明技术应用范例。据不完全统计,世博园区内共有10.3亿颗LED芯片使用;世博场馆室内照明光源中约有80%采用了LED绿色光源,相较于普通白炽灯省电达90%左右。
上海市光电子行业协会秘书长唐国庆在接受采访时指出,从景观照明来讲,LED使上海世博会成为一场视觉盛宴;而在各个展馆里面,比如世博中心里的显示屏,美国馆、加拿大馆里面很漂亮的展示手法等,都采用的是LED照明。
上海世博会是第一个正式提出“低碳世博”理念的世博会,LED照明正是契合了“低碳”和“节能”理念,在世博园中实现了大规模应用。
据专家介绍,目前半导体照明与传统照明在光效对比方面已显现出较好的节能效果。例如,LED在景观照明方面可以节能70%,在液晶电视背光源方面可以节能50%,在道路照明方面可以节能40%~50%。
在中国国家馆内的“低碳行动”展区,组织方通过普通节能灯、普通白炽灯及LED灯的对比来告知游客,普通白炽灯(40W功率规格)每使用8小时碳排放量约为0.30Kg,而LED灯(相当于40W白炽灯照度)每使用8小时碳排放量约为0.04Kg。LED灯在减少碳排放量方面具有明显优势。
目前,随着光电子技术的发展,以及中国对新能源产业的重视加大,具备环保、节能特性的半导体照明产业正迅速成为最热门的产业之一。根据国家半导体照明工程研发及产业联盟提供的数据,2009年中国半导体照明应用产值达600亿元,同比增长30%以上,成为全球LED产业发展最快的区域之一。
3.城市绿化
亚里士多德说过,“自然从来不犯错误,那么有可能犯错误的就是人类了”。人类在改造自然的过程中,随着工业的发展,城市人口的集中,城市环境的污染日益严重,越来越多地威胁到人类赖以生存的环境。
城市绿化是低碳城市发展战略中不可缺少的一部分,保护和改善人民的生活环境和生态环境,保护人民的身体健康,促进社会可持续发展,城市园林绿化建设中担当了重要角色。现在的城市绿化,不再是以前的“拆墙建绿”、“见缝插绿”等狭义的绿化,而是城市现代化建设的重要内容,是一项重要的政府职责,应该是“规划建绿”、“依法治绿”。
城市绿化好处多多:既能美化环境;又能调节气候,减少污染,增进健康。树木就像抽水机,一棵松树一个夏天能向空中排出142吨水分,使周围200米的气温下降3~4℃、空气湿度增加15%~20%;树木就是氧气制造厂,一亩阔叶林一天吸收二氧化碳90千克、排出氧气50千克。若城市居民人均拥有10平方米树木,就能自动调节二氧化碳和氧气,使之保持平衡,保持空气新鲜;树木就是天然吸毒吸尘器。树叶能吸收二氧化碳、硫化氢等有害体;还能吸附尘埃、油烟等粉尘。城市绿化还有其他好处,如为居民提供休息娱乐场所、减轻噪声等。
什么样的城市才能称为园林化城市呢?位于英格兰中部的米尔顿·凯恩斯(Milton Keynes),曾是一个名不见经传的小村庄。由于当地政府全面科学的规划和有序开发,如今它已成为英国的经济重镇,还是该国新城镇建设的成功典范,每年吸引众多的国外市政管理代表团来此取经。它始建于1967年,25年后的1992年就成了规模超过15万人口的城市,这个新城的公园占地超过了城市总用地的1/6,人均公园绿地面积在100公顷以上。因此,米尔顿·凯恩斯市在英国又当之无愧地被称为绿色城市。
中国城市中普遍存在各种污染问题,特别是和绿地系统密切相关的水系污染问题,也困扰着“园林城市”的建设。合肥、成都、北京先后由政府斥巨资进行城市水系整治,但目前的状况是:合肥环城公园靠近居住区的黑池坝的河水颜色发黑,散发出微微的异味;成都的府南河整治一年后又恢复了原来臭气熏天的污染状况,只可惜了滨河两岸优美的绿带;北京近日完成了城西水系的治理,开通了水上旅游航线,但护城河,特别是北土城的护城河污染日趋严重,而同市民休闲密切相关的很多公园、绿地都沿此河布置。
近年来大规模的城市改造工程的开展,成年树木大量被砍伐,造成绿地中遮荫树减少,新建各类绿地中盛行“装饰”之风,过于强调绿地的美化作用,整形修剪的花灌木、草坪及艺术水平一般的雕塑占据大量的空间,忽视了人的基本需求,也降低了城市的绿化覆盖率,而在新加坡近年特别强调对人行步道的遮荫。
上海近年也特别重视绿化。在21世纪的第一年上海提出到2020年将把森林覆盖率从10%增加到30%,一个优美、舒适、和谐、持续良性循环的生态环境指日可待。如今的上海,到处可见绿色,尤以小区绿化最为突出。我们乐于看到这样一个市区绿地成景、郊外绿树成片、干道绿带相连、立体绿化连绵的新上海。
绿是生命之道,城市之魂。绿色的城市,清新健康的环境,在未来的生活中,将成为人们不可或缺的必需品。生态社区的兴起,低碳城市的规划开始让我们的城市显得生机勃勃;垃圾发电使生活垃圾不再成为负担;LED照明已经走进千家万户;城市绿地随处可见,清新空气不再奢侈。绿色正成为人们努力实现的生活主题。