种植屋面技术分会年会暨第六届种植屋面技术研讨会
韩丽莉
韩丽莉:我今天演讲题目是“城市环境、海绵城市与立体绿化”。我讲的内容有这样几方面。城市环境面临的问题、城市立体绿化对改善环境的作用、海绵城市建设的新思路、当前发展立体绿化的几点建议。
先讲第一个问题。现在城市环境面临的突出问题是什么。
这是我们单位生态研究所提供的数据,热岛效应,这个数据是来自于北京,1992年、2001年、2008年不同时期的图片。城市热岛效应是各大城市,国内也好,国外也好,一个突出的现象。此外,从1992、2001、2008年不同的图片来看,最严重的时期是在2001年,到了2008年发现中间成片的块被打散了,成了片状,这就是绿化起到的作用。
各个城区热岛效应都很突出。北京急需缓解城市热岛效应的区域很多,每个区都有。而且在城区热岛效应最严重,就是因为楼太多了。在城市中心区,防止热岛效应连片,就叫城市热岛评估,就是安全评估。从这个角度来说,从2007、2008年开始,北京做了很多工作。从热岛效应开始,逐渐从强热岛开始做一些改变。
热岛效应跟种植屋面关系特别密切,热岛中心气温减去同时间、同高度远郊的气温差值,就是热岛强度。一般是1到3度。城市中心区特别热,原因就是楼多,下地面都是铺装。城市热岛效应成因主要是砖石地面,还有一些建筑。
水资源的问题,一边是城市当中水的大量消耗,现在都南水北调了,另一方面洪涝灾害又非常严重。
大气环境,PM2.5已经成为当下社会关注的焦点。PM2.5是可入肺颗粒物,PM10通常所说的浮尘是可吸入颗粒物,作为PM2.5来说已经严重影响到人的呼吸道和心血管。
我们单位做了个数据,在车载DOAS的情况下,做了北京市二氧化氮、二氧化硫的浓度测定。北京焦化厂在北京东五环和东四环之间,还没有搬走的时候,二氧化硫、二氧化氮含量非常高。到了2008年,焦化厂开始搬迁,二氧化硫和二氧化氮浓度下来了。很简单,很多时候就是城市当中的一些工厂是大的污染源。从车载DOAS做华北地区关于风向、二氧化硫、二氧化氮的数据也同样表现出这样的特征。
关于长江三角污染源密集的分布,数字来源于清华大学环境科学与工程研究院院长,长三角污染源太密集了,南京、常州、无锡等等全都是在这个范围当中,我们现在环境保护是到了不得不提的地步。今天日本人说的,我们现在的状况就是50年代的东京,说明他们也走过这样的路。
第二个问题,污染怎么解决。热岛效应的情况在我们种植屋面当中做过测定,这是在科技部节能示范楼做的项目当中的数据,左边是用热像仪拍的,右边是数码相机,基本同角度拍摄,最低温度是24.9度,这是水面,所以在热岛效应当中,水的作用最大。山水城市很好,没有水的城市,一个是没有生气,另外对热岛效应也没有作用。热岛效应反映最热的地方是铺装,黄色的地方也是很热,是石材等等。所以做种植屋面要以植物、水包括水生植物为前提,如果大量做铺装和硬质景观,肯定效果不好。
作为宜居城市来说,对顶层住户的居住舒适度是非常大的提升,在很大程度上作为宜居城市,如果光考虑地面部考虑屋顶,这是打折扣的,是自己交不了差的。此外,在建筑设计中,现在还有一种做法就是掩体建筑,就是半地下,上面做屋顶绿化,是有利于节能减排的,这也是我们提倡的。
节能的作用反映在哪里呢?建筑围护结构传热、玻璃投射太阳辐射导致能耗大约占整个空调能耗的较高,因此墙壁围护结构,如果采用墙体绿化进行遮阳,将有效缩减空调能耗。
涵养水和雨水循环利用。今天下午白老师针对海绵城市有很大章节的讲解,实际上就是屋顶花园的截留雨水作用,我们数据早就有,但是从建筑在做这些标准的时候,包括绿色建筑评价标准的时候,都没有看到这样的数据,所以没有特别在意。从截留雨水的角度来说,如果屋顶绿化有了这样的作用,排水工程可以有相应的减少。
屋顶绿色植物具有滞尘、杀菌和吸收低浓度污染物及增加空气中负离子的作用,具有很强的空气净化能力和清新能力。
花园式屋顶绿化平均滞尘量为12.3g/平方米每年,简单式屋顶绿化平均滞尘量为8.5g/平方米每年。高空绿化相当于是接力棒,把空中二此扬尘给解决了,这是很重要的指标。我们单位有测定结果,也是跟生态室的专家要来的。PM2.5是个非常复杂的东西,大家不要小看它,觉得是不是绿化能包治百病,我跟大家说,包治不了百病,因为夏天和冬天滞尘能力是有很大差别的,夏季的时候因为植物的枝繁叶茂,叶面积大,可以吸附各种颗粒,绿地中PM2.5浓度小。但是春季、秋季、冬季的时候,温度差异并不大,因为跟季节有关系,跟叶面积稀疏有关系,这是必须承认的现实,就是它的滞尘作用。
第三,关于海绵城市的新思路。
这个图片是把一个城市模拟成海绵,海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性,下雨时吸水、富水、渗水、净水,需要时将富存的水释放并加以利用。这是一个国外的图片,在海绵城市的案例。
海绵城市建设应遵循生态优先的原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度实现雨水在城区环境中的积存、渗漏和净化,促进雨水资源的利用和生态保护。
海绵城市建设,低影响开发雨水系统构建的基本原则是:规划引领、生态优先、因地制宜、统筹建设。规划引领各城市、城市各层级进行联动,这恰恰是我们中国最难办的事,很多时候包括我们在北京推广屋顶绿化的时候,我们谭会长也有体会,北京市29号文都下了这么多年,但是从市政府下了文以后,始终建委、规委、园林绿化局等等很难开一次会,没有联动机制,所以这事办不了。我们这次靠园林绿化局在推动这事,靠我们谭会长在努力争取屋顶绿化孔进,实际上现在看,联动机制尤其是各个专业之间的联动,将来必须要提倡,而且也是我们非常担心的。
1,保护水生态敏感区。2,集约开发利用土地。3,合理控制不透水面积。4,合理控制地表径流。5,明确低影响开发策略和重点建设区域。
城市绿地是建设海绵城市、构建低影响开发雨水系统的重要场地。提出不同类型绿地低影响开发的控制目标和指标。合理确定城市绿地系统低影响开发设施的规模和布局。此外,城市绿地应与周围汇水区域有效衔接。就是园林与水务衔接,跨界才能做大事,不能就着自己的领域在鼓捣,必须跨界经营。所以不管是建筑业、水务、园林、规委、建委、财政都要联动起来。此外,应符合园林植物种植及园林绿化养护管理技术要求。不能种完植物,植物都让水泡死了或者长势不好,景观这边也要注意,不能偏废。此外,合理设置预处理设施,要对径流的水进行截污处理、沉淀等措施,也是非常重要的环节。此外,充分利用多功能调蓄设施,调控排放径流雨水。有条件的地方,要人为的做一些雨水湿地。
低影响开发,概念是指在场地开发过程中,采用源头、分散式措施,维持场地开发前的水文特征。措施是,渗、治、蓄、净、用、排。
低影响开发特点是什么呢?维持径流总量、削减峰值流量、延缓峰值影响。
绿色屋顶率等于绿色屋顶面积除以建筑屋顶总面积,这是把绿色屋顶作为低影响开发控制指标及措施来写进去的。
在建筑规划角度,只要是屋顶坡度较小的建筑,可采用绿色屋顶,理论上讲,在北京坡屋面这块基本都不敢做,因为坡屋面防滑技术现在不过关。甚至在补贴方面都是基本不采用的。所以现在我们说的坡度较小的屋面,基本在10%坡度以内的坡度要求做。此外,在做的过程中,宜采取雨落管断接或设置集水井等方式将屋面雨水断接并引入周边绿地内小型、分散的低影响开发设施,或通过植草沟、雨水管渠将雨水引入场地内的集中调蓄设施。
建筑材料也是径流雨水水质的重要影响因素,应优先选择对径流雨水水质没有影响或影响较小的建筑屋面及外装饰材料。
水资源紧缺地区可考虑优先将屋面雨水进行集蓄回用。
单向措施上,作为各类低影响开发措施来说,包含的内容很多,其中主要有透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、雨水湿地等等。薄的土层是不大于150毫米,就是15公分,厚的一般是不大于600毫米,就是60公分。从指南当中也提到,绿色屋顶的设计是要参考中国建筑防水协会主编的《种植屋面工程技术规程》。
我查了一下资料,北京市有这么一个政策,在市规发2012年591号文,《北京市规划委员会关于加强雨水利用工程规划管理有关事项的通知》,是2012年5月15日。对下凹式绿地、透水铺装、雨水调蓄设施相关指标都做出了严格规定。在施工图审查的时候,对于施工图当中的雨水利用工程要进行严格审查。
在刚才政策当中特别提到,本通知当中的居住区“屋顶硬化面积”按屋顶(不包括实现绿化的屋顶)的投影面积的计算。在立项审批的时候,从立项角度,要求建设单位在编制建设工程可行性研究报告的时候,应对建设工程雨水控制与利用进行专题研究,并在报告书中设专节说明。在设计审查的时候,对于新建建筑,包括含改建和扩建的建筑,在施工图报审阶段,应含涉及雨水控制与利用的所有外线施工图和达到施工图深度的外线图纸及说明。规划建设许可证在规划、设计通过专项审查后颁发。施工验收也非常关键,而且规定在不少于一个雨季的调试后才可以验收。
一说起建筑小环境中的雨水收集系统,咱们就想到雨水池、雨水罐,其实不见得,也可以做蓄水来用,所以观念要改变。
这些也是建筑周围的雨水收集系统,当然也是景观,还有雨水污染的一些措施的跟进。
再说说我们发展立体绿化的建议。
国家园林城市的标准中,也提出了立体化要求。上世纪90年代推动园林绿化城市开始,现在所有城市想评园林绿化城市,没有立体绿化的分值是过不了关的。在国家园林城市评比当中,也提到比如像阳台、庭院、屋顶、墙面,都要做绿化,这是1997年的要求,到了2010年,要求各个城市要有推进屋顶立体绿化的鼓励政策、具体措施和实施方案。作为今后立体绿化的发展,全面评估开展立体绿化的社会效应,以及在建设海绵城市中的贡献,应该提出相应的指导意见。所以我们不能就着绿化说绿化。为什么说将来一定是跨界的合作,我们要把我们所做的领域的工作,跟别的国家的新的政策,产业政策也好,国计民生也好,都要挂起钩来。
另外,立体绿化中这些坡面的绿化,就是各种绿化方式,还是需要有研究的空间。比如坡屋面,我们现在根本做不了。尤其这种陡坡,更做不了。一个是对于新技术的研发,另外是对于地域物种和适宜于节水的措施也要跟进。我记得我在2004年做的科技部节能示范楼,现在想想真是高大上,十年多了,那个屋顶居然在建筑设计的时候,就在九层有雨水收集系统,有储水罐。所以九层的水用来做八层屋顶绿化灌溉,而且还有地下的雨水收集系统。当时我们做项目示范的时候,还请了国际上一些热岛效应方面的专家去考察,他们非常惊讶,觉得你们中国居然已经考虑到雨水截留,现在看正好是方向,说明我们已经做了很多尝试。
还有一些其他雨水收集系统,包括地下式的、地上能看到的,可能我们要牺牲一点景观。比如这里头都是杨柳飞絮,但是可以节省一点景观做这些工作。还有道路雨水的回收,这都很容易做到,但是这就需要公路局的合作。所以想做雨水收集、做海绵城市,光有口号是没有用的。昨天遇到一个专家,他是16个城市的海绵城市的评审,他跟旁边水务局的专家说,你看你们北京,连市长都不出面,副市长也不出面,其他城市都是市长和副市长亲自带队做海绵城市的工作,能看出他们很重视。北京就水务局的领导出去了,说林市长负责,林市长连面都没出,他说你们北京根本不重视。第一轮还没进入到专家评审,在资料评审的时候,就直接pass掉了,包括上海。所以真正要做这个工作,16个城市拿到这个钱了,想把这个工作继续做下去,没有各个部门联动,根本就推不下去。这个钱是烫手山芋,能不能花好,能不能交给全国人民一个满意的答卷,还真是要打个问号。
还有路面雨水截污工作,还有停车场、广场的雨水截留。截留雨水有很多方法,有很多技术措施,我们民间也做了很多工作,现在如果进入到政府支持的层面,就是件很高兴的事。包括绿地的渗流方式,台坎滤网挂栏等等,还有生物渗流的系统等等,还有雨水绿化收集措施,这些措施我们都很全。屋顶绿化也可以用透水铺装,还有透水铺装的构造层次。
我们还要研究垂直绿化,垂直绿化说心里话,是一个占天不占地的特别省事的绿化,我们在做这个绿化的时候,一个是要保证成活,第二对墙面不要有损伤,同时我们引进了一个新的概念,我们把垂直绿化叫做建筑的软建材,或者叫有生命力的建材,就比其他建材要高大上。比如像这是巴西的植物园,这个建筑上做绿化,完全可以作为建材的一部分。做好了一定是作为软建材出现,而且它的生态效益又很明显。比铺砖来说,对热岛效应的改善要好得多。
此外,还要推动各个城市,包括地方,来做屋顶绿化。做什么事大家都是看北京,所以屋顶绿化在北京做,对全国有很强的蝴蝶效应。其中上海、重庆等这些直辖市,做屋顶绿化方面也有很多经验。尤其是在热岛效应突出的一些城市,包括广州、深圳,开展形式多样的立体绿化,改善局地的环境条件,功不可没。
在发展立体绿化方面,还有一个建议,就是积极推进绿色建筑评价工作。这个图是一个建筑师给我的,从建筑规划角度已经做成这样了,那就想到,真正做绿化、做立体绿化,没有建筑的配合是不行的。所以如果我们在顶层设计,能把立体绿化提前介入到规划层面和顶层设计当中,这将是一个非常非常有意义的事情,所以我们才能够根据中国绿色建筑设计标识来实现不管是三星级还是二星级还是一星级的建筑。我昨天微信发了一个消息,山东省三星级的建筑是有奖励的,三星级奖励每平米50块钱,二星级奖励30块钱,一星级奖励20块钱。北京建委是三星级奖励30块钱,二星级是奖励22.5块钱,一星级不讲理。这就是咱们国家三星级认证的证书。
绿色建筑设计基本理念:第一是整合设计理念,把园林和规划、把景观合在一块。第二是被动优先理念。第三是生态经济优化。
关于绿色建筑设计策略体系:生态城市、选址与场地设计、气候适应性建筑、外围护结构与新型结构、室内环境控制,机电设备系统。
这是清华大学节能楼,既有屋顶绿化,又有其他各类的绿化。昨天我在微信提到绿色建筑的概念,有的微友可能没有理解,他认为绿色建筑就是屋顶做绿化,其实不是。屋顶绿化只是这么多节能措施当中的一个措施,所以节能绿化是一个综合性的。
积极倡导立体绿化新材料、新技术的研发和应用,包括光伏板和屋顶绿化结合。很多时候大家都以为,有了这个就不应该有那个,实际上跟做能源方面的专家交流,他们说实际上屋顶的太阳能光板在吸收过程中,不是说一天8小时、10小时都在吸收,只是一个阶段,有了绿化,对它的吸收是有效果的。这个观点我听到了之后觉得比较新,希望大家跟我一起来验证这件事。
此外,我们还要积极倡导立体绿化都市农业新思路,尤其是屋顶菜园、屋顶果园、屋顶药园等。
立体绿化要作为创造宜居环境的新举措,这是国外的图片,这是养鸡场,养鸡场的屋顶都要考虑做绿化,过去也说过这个观点,鸡要是舒服了,产的蛋质量还能高点,鸡如果不舒服了,可能毒素也多。包括小狗的狗窝、汽车,都可以做。
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