可持续城市建筑给水排水设计-后世博反思与启迪 5页

'可持续城市建筑给水排水设计———后世博反思与启迪张伯仑(华东建筑设计研究院有限公司,上海200002)摘要从本土化、简约化、城市化、精细化、标准化、系统化、产业化、普及化、跨界化等方面对上海世博会场馆与案例进行分析反思、探寻启迪,阐述后世博时期可持续城市建筑给水排水设计理念。关键词可持续城市建筑给水排水设计世博会反思启迪0前言利用和质量、建筑节能效率的可持续发展理念。展从公元前4000年至公元前3000年出现城市雏馆根据上海地理环境、气候特点和自然条件,参照其形至今,伴随着人类社会不断进步,作为人类文明标在瓦朗斯市的经典案例并加以适当调整,使之成为志的城市一直在演变和发展中,城市化(urbanization)适应上海当地实际情况的生态建筑典范。及其带来的城市问题正逐步显现和积累,成为制约城伦敦零碳案例馆原型是英国伦敦真实存在的贝市健康发展的“瓶颈”,建设可持续城市(sustainable丁顿(BedZED)社区,是世界上第一个“零二氧化碳city)将是人类生存和发展的必然趋势。排放”社区,建成于2002年,由82套公寓、复式住可持续城市,指按可持续发展原理建立起来的宅、独立洋房,以及公共工作空间、展览中心、幼儿社会、经济和自然协调发展、物质、能源和信息高效园、社区俱乐部、足球场等组成。原建筑所在地气候利用、生态良性循环的人类聚居点,其本质是社会和特点是夏季温和但湿度不大,冬季寒冷且湿润。展馆谐进步、经济高效运行、生态良性循环。结合上海气候特征和城市最佳实践区可提供江水源围绕“城市,让生活更美好”的主题,中国2010区域供冷条件,进行优化设计以提高能源使用效率。年上海世博会在可持续城市发展领域进行了广泛探1.3反思与启迪索与展示。本文研究和总结部分最佳实践区的建1.3.1兼收并蓄,定制延展设、展馆及展示案例和外国自建馆的设计与展示情相对而言,建筑给水排水专业较少介入可持续况,针对建筑给水排水设计现状进行分析反思,探寻城市及绿色建筑研究,缺乏有针对性的实用技术措后世博时期可借鉴的启迪。施,认为本专业所占份额不多、干系不大,常处于游1因地制宜,强调本土化发展离在外或随波逐流的尴尬地位。1.1理念建议选择吸收适宜的可持续城市及绿色建筑理因地制宜,注重先进、适用技术与当地实际情况论和技术方法,逐步建立符合地域特点、气候特征和的有机结合,强调本土化发展,选择符合当地区域特经济发展水平的可持续城市建筑给水排水设计体色的建筑给水排水技术。系;开展对传统民居的绿色技术研究,在保留建筑文1.2场馆与案例化的同时,有序进行建筑给水排水绿色更新;尽快出麦加“米纳帐篷城”案例馆、温哥华“文化遗产和台《可持续城市建筑给水排水适用技术推广目录》。宜居城市”案例馆、马德里“公共廉租屋的创新试验”1.3.2雨水控制与综合利用案例馆、杭州“五水共导”案例馆“、水城”鹿特丹案例随着土地成本的不断攀升,特大型城市地块开馆“、水都”大阪案例馆等均呈现强烈的地域特征,展发高密度化、混合业态化、地下空间网络化、开放化、现各自通过适用技术实现城市宜居性的宝贵经验。建筑物巨型化、组团化、高层化现象日益加剧,再加法国罗阿大区案例馆以“城市环境下的环保能上我国疆域辽阔,降雨特征千差万别,仅一本国家源和可持续家园”为主题,体现罗阿大区在生活空间《建筑与小区雨水利用工程技术规范》已很难覆盖各给水排水Vol136No17201095 地区雨水利用情况。2.3反思与启迪面对特大型城市过度城市化和泛城市化并存的2.3.1倡导“建筑绿色”,限制“机械绿色”潜在压力,建议在《建筑与小区雨水利用工程技术规建筑给水排水专业关于被动技术的研究还很范》基础上,结合当地实际情况,开展更广泛研究与少,时下较多地关注系统的选择和设备选型。实践,制定具有地域特点的雨水控制与综合利用实绿色建筑首先应是低成本、平价和节约型建筑,施策略。例如,上海市应“市政雨水的综合管理和建应避免相互攀比和过度“高新”,大力倡导“建筑绿筑小区雨水的控制和综合利用相结合,提高城市防色”,限制“机械绿色”。鼓励运用简洁方便和推广性[1]汛能力,加强径流污染控制,合理利用雨水资源。”强的绿色节能技术,开展具有本土特色的建筑给水1.3.3建筑中水回用与简易净化排水被动技术研究。鼓励使用本地的、性价比高且建筑中水处理及回用的投资、运行成本偏高,经易于获取的建筑材料。鼓励量大面广的普通住宅和济效益偏低、水质风险偏大,建议除必要场所外,严一般性建筑的绿色设计和建造。格控制中水回用。即使一定要用,也必须先进行详2.3.2循序渐进,稳步推进细的技术经济分析,在保证安全的前提下,尽量采取在德国“,被动房”理念是建立在传统观念和生简易、高效的净化措施。活习惯改变基础上,从其诞生到被接受历经近201.3.4可再生能源应用年。因此,在研发和推广符合国情、简约化的建筑给可再生能源应用受地域条件影响较大,但建筑水排水系统和技术时,也应有足够心理预期和准备,给水排水专业对其研究往往不够深入,只能无奈地循序渐进,稳步推进“,简约”但不“普通”。被专业公司牵着鼻子走。2.3.3注重性价比,提高生命力应理性、科学地看待可再生能源应用,注意适用“被动房”初期投资成本不高,但运行成本可大条件和建筑类型,防止滥用、乱用和多用。建议慎用大降低,具有较高性价比。性价比是决定系统和技地源热泵热水系统,尤其是其高温系统COP值一般术是否有生命力的主要因素。应在方案设计阶段全较低,务必请相关专业公司提供采用场所管群长期面分析所用系统和技术的可实施性和操作性,并根运行土壤热平衡模拟分析报告,以避免“伪可再生”据多专业协同优化过的运行策略调整方案设计,以和“被绿色”情况发生。防止花大价钱买“摆设”甚至“鸡肋”的情况出现。2符合国情,提倡简约化设计3点面结合,关注城市化影响2.1理念3.1理念提倡简约化设计,尽量选择对环境和生态影响单体建筑建设应兼顾区域可持续发展,注意城较小的建筑给水排水系统和技术。市化对单体建筑影响和制约,可持续城市建筑给水2.2场馆与案例排水设计应与城市微环境协调统一。汉堡“新耐久性建筑项目”案例馆诠释汉堡“港3.2场馆与案例口城”(HafenCity)项目将老城区改造成大型生态德国弗莱堡“沃邦居住区:旧军营生态改造范商务社区的成功经验,展示德国在新建筑设计和旧例”案例的水源利用与保护、广州“城市建设可持续建筑改造中融入的简约化概念,第一次向中国系统发展———水环境治理行动”案例的建设山水型生态地传递“被动房”设计理念。城市、荷兰“水城”鹿特丹案例的“水城2035工程”人“被动房”(passivehouse)概念始于20世纪80工池塘和绿地、瑞士日内瓦—苏黎世—巴塞尔“改善年代末,只有在年热能需求、热负荷、空气密度和基水质,让城市生活更美好”案例的喷泉式饮水器、日本能源需求等方面符合德国达姆施塔特被动房机构本大阪“环境先进城市·水都大阪的挑战”案例的公布的特定标准,才能称作合格“被动房”。这种建“防洪抗灾”和“水滨城市改造”、北京“国奥村”案例筑的成本仅比普通建筑高5%～7%,但运行成本非的雨洪利用、土耳其伊兹密尔“城市沟渠再造”案例常低,普通建筑可通过改建达到“被动房”标准要求。的大通道工程、法国巴黎大区“打造未来的城市”案96给水排水Vol136No172010 例的水和水治理、阿根廷“罗萨里奥市河滨公共区域术,使空气、水、光等自然资源最大限度地得以利用。的建设管理”案例的的巴拉那河滨修复工程等,均从4.3反思与启迪不同视角展示城市化对建筑给水排水的影响。4.3.1增量成本和增量利润3.3反思与启迪在可持续城市建筑给水排水设计前期,应作增3.3.1与城市微环境协调统一量成本和增量利润的精细化分析,探讨绿色节水技由于我国专业划分的限制,建筑给水排水专业术的经济适用性和技术可行性,控制初期投资和运一般较少考虑小区或单体建筑的水环境对城市微环行费用,达到增量成本和增量利润平衡,摒弃盲目堆境的影响。然而,可持续城市建筑给水排水设计要砌技术。建议适时开展建筑全生命周期的节水效益求从城市化、区域化的宏观角度来考虑,结合城市微分析和碳平衡研究,类似防火分区、排烟分区等,在环境分析所用绿色建筑理念和技术的可行性,使设大型或超大型建筑中逐步引入“节水分区”和“节水计与城市微环境协调统一,避免突兀或冲突。建议半径”概念,使“节水”效益最优化。开展城市景观水体被动式“气候效应”研究,合理布4.3.2既有建筑绿色更新局喷泉、水幕、水池等景观水体,人为调节局地小气既有建筑的绿色更新是可持续城市建设重要组候。从“城市微气候改造”出发,重新核准“透水性地成部分,贯穿于城市发展每个阶段,在提高整个城市面面层”洒水定额和工作时间。节能、节水水平具有举足轻重的作用。建议针对不3.3.2科学管理雨水同类型既有建筑实际运行状况进行评估,精细化测为缓解城市化带来的“热岛效应”和“雨岛效算、分析不同要求绿色更新后的效果和投入,为有计应”,建议比照欧美国家成功做法,尽快出台雨水管划地分批、分类、分级进行既有建筑绿色更新提供可理条例或法规:要求地块开发后的暴雨洪峰流量必量化的数据和建议。须小于开发前水平,实行就地滞洪调蓄;倡导采用生4.3.3能效监管态途径控制雨水径流污染,降低对城市冲击和影响。建议政府从宏观层面上,监控各区域的能源效3.3.3理性利用可再生能源率,调控各区域的能源使用情况,积极鼓励建筑高效单体建筑可再生能源利用应注意对周边区域影节能、节水地运行。对既有建筑,加强民用建筑能耗响,防止由此产生的次生污染。例如,屋顶大面积太和节能信息统计,健全建筑能耗公示制度,发展融资阳能集热器安装产生的光污染,地源热泵热水系统租赁节能,完善能源合同管理。对新建建筑,依据国对土壤微生物自然群落的破坏,水源热泵热水系统家和地方法律、法规、产业政策、技术标准和规范,开对水资源和航运的影响等。展拟建项目的合理用能评估工作。4效益评估,加强精细化分析5适度超前,完善标准化建设4.1理念5.1理念可持续城市建筑给水排水设计,应考虑技术、经济可持续城市建筑给水排水设计,应有适度超前和社会效益统筹,可适度超前,但须加强精细化分析。和科学完善的规范、标准做技术支持。4.2场馆与案例5.2场馆与案例“海贝壳”以色列馆的“低语花园”体验区中种有德国馆的“发明档案馆展厅”介绍来自德国的创54棵芦柑树,采用精细化“滴灌技术”为树补液,每新产品“、未来规划师展厅”演示未来城市生活的新滴水中都含有肥料,在体现以色列先进农业技术的形式。德国在太阳能光热利用、雨水控制与利用同时,也展示其物尽其用的节水与节能技术。等领域处于世界领先位置,较早拥有较完善的国世博轴、世博文化中心、世博中心、沪上·生态家家标准体系。例如:DINVENV1297721:2001等均建有能耗监测系统,可对用水量、用电量等进行Thermalsolarsystemsandcomponents2Custom实时计量;伦敦案例馆展示的英国贝丁顿零碳社区,builtsystems2Part1:Generalrequirements;DINV对小区建筑物实现能耗监控;日本馆采用环境控制技ENV1297722:2001Thermalsolarsystemsand给水排水Vol136No17201097 components2Custombuiltsystems2Part2:Test我国许多建筑为寻找亮点、争创“第一”,有意无意地methods;DINVENV1297723:2001等。把某些系统做得过于庞大、繁杂和突出,严重违背可5.3反思与启迪持续城市建筑“Lessismore”的宗旨。5.3.1国家系列标准的完善其实,有些节水技术不一定高效、节能,有些节目前,国家层面的可持续城市设计标准还较缺能技术不一定环保、节材,有些节材技术不一定低乏,没有形成完整的体系和框架。同时,由于历史的价、节地,有些节地技术不一定低碳、高效。因此,在原因,专业设置过细、过碎、过多,各专业间的标准条进行建筑给水排水设计时,一方面应虑及其他专业文也存在相互矛盾、相互抵触的问题。因此,建议针的特点融会贯通,另一方面应平衡水专业本身的各对可持续城市建筑给水排水设计,适度超前,尽快制种技术优势和谐互助。定并科学完善相关系列标准。6.3.2模块化施工5.3.2地方特色标准的修订建议注重在施工过程中贯穿绿色建筑的理念,因我国地域差异大所造成的适用性差别,建议推广住宅全装修和模块化施工,大幅度减少施工阶以贯彻执行国家绿色建筑和节能建筑规范为基础,段对资源和能源的消耗,提高施工效率,缩短施工周根据各地情况,依据实际工程实践经验,从自身特点期,减少因建筑施工对城市、环境和人民生活的影出发对当地现有绿色建筑和节能建筑类标准进行修响,间接降低施工成本和建筑造价。订,丰富和完善相关条款,出台有针对性的实施细则。在建筑给水排水设计时应注意对模块化施工的配6均衡发展,注重系统化集成合,尽可能采用较标准、统一的系统形式和布管方式。6.1理念7政策引导,鼓励产业化发展可持续城市建筑给水排水技术已从单一技术向7.1理念多系统集成、复合功能发展。通过政府的政策引导作用,将全生命周期的理6.2场馆与案例念引入可持续城市建筑的规划、设计、施工、监理、采法国阿尔萨斯“水幕太阳能建筑”案例馆的水幕购和技术研发过程中。太阳能墙系统,既能用来发电,又能调节室内空气,7.2场馆与案例还能用来遮挡阳光,起到给建筑降温的作用。法国美国旧金山“全球变暖:通过姐妹城市合作,为罗阿大区案例馆的植物屋顶和翠竹外墙系统,与空国家模型探求本地方案”案例馆用模型的方式表现气净化系统结合,不仅能帮助建筑除湿、调节气温、一些对加州能源和资源使用产生变革性作用的技术净化空气,还能在暴雨时延缓径流,并有效排水。成手段,加州是美国通过政府立法应对全球气候变暖都“活水公园”案例馆的“天人合一”和“人水相依”的较为成功的范例。再如,德国汉堡案例馆展示了德东方哲学与生态理念,集人工湿地生物净化系统、模国政府对太阳能技术应用的支持。拟自然森林群落和环境教育中心设施等为一体。7.3反思与启迪德国馆、美国馆、加拿大馆、芬兰馆等广泛采用模建议政府对从事可持续城市建筑给水排水规块化施工、现场组装的方法,既大大缩短施工周期,又划、设计、施工、监理、采购、运营、使用和技术研发的提高施工质量,建筑施工正渐渐步入工业化时代。单位和企业给予政策扶持和奖励,出台相应优惠政6.3反思与启迪策,支持和鼓励可持续技术的发展。6.3.1设计集成8绿色人文,推动普及化教育经过近30年的努力,目前,主要工业化国家可8.1理念持续城市建筑已从盲目追求单项技术的完美、极致,通过绿色人文改变人的行为意识,使绿色、健康、向多系统集成、复合功能过渡,更注重建筑整体的均高效的建筑给水排水理念和系统走进居民日常生活。衡发展,强调设计集成和综合效益。由于某些所谓8.2场馆与案例“示范”建筑的误导作用以及部分厂家的推波助澜,德国波恩市和乌兹别克斯坦布卡拉市“节能从98给水排水Vol136No172010 学校抓起”案例、捷克馆循环利用自然降雨、挪威馆非对称、超常规形态的建筑使排水管连续偏转、雨水净化、荷兰馆黄浦江水被过滤制取纯净水、大洋底层架空排水、特殊屋面排水、异型空间消防等渐趋洲广场深0.1～0.3m浅水广场、摩洛哥馆喷泉与水频繁。在建筑给人们带来强烈视觉冲击和愉悦的同景等,均引入自然、生态的理念,倡导真正“生态”的时,也预示着以REVIT软件为代表的三维设计时可持续城市建筑设计方向。代到来,其对建筑设计行业影响力远大于20世纪8.3反思与启迪90年代初AutoCAD软件广泛应用,不可避免地将8.3.1示范型绿色建筑引领改变现有设计模式,产生新设计流程、设计专业和设由示范型绿色建筑展示先进的建筑给水排水技计标准,甚至水、暖、电多专业共存格局也将会由此术,可起到引领可持续发展方向、倡导先进低碳理念而发生变化,建筑给水排水专业应有足够心理预期作用,更可引发人们对可持续城市和绿色建筑的关并做好充分准备。注。建议定期开展可持续城市建筑给水排水技术研当务之急是对此作跨界深入研究,尽快引进、学讨,总结示范型绿色建筑的成功经验并加以推广。习、消化新设计软件和设计流程,积极参与建立符合8.3.2全民可持续理念教育国情的新设计模式,更新相关规范和标准,制定相应建议重要节点建筑、标志建筑、公共建筑在能耗技术规程和技术措施,由被动等待转为主动应对,促监测系统基础上,以适当方式展示建筑给水排水专进建筑给水排水专业良性和持续发展。业“节地、节能、节水、节材和环境保护”成果,在城市9.3.2新建筑技术影响开发建设中推广绿色建筑及可持续规划概念。上海世博会喊出“低碳世博”口号,许多场馆也9对话沟通,留意跨界化走向作了演示,但建筑给水排水专业有关“低碳”相应研9.1理念究和实践还不是很系统、具体、透彻。应加强专业间对话与沟通,留意其他相关专业建议可借鉴包括中国在内广大发展中国家成功新建筑形式和新建筑技术的发展走向,及时更新并经验,形成初步有中国特色建筑给水排水减碳计算丰富可持续城市建筑给水排水设计技术与方法。法则,并在实际操作中不断予以丰富和完善,以应对9.2场馆与案例未来可能的碳核准或环境税征收需要。在本届上海世博会上,德国馆由4个剧烈变形10结论几何体镶嵌而成,芬兰馆宛如一只白色碗状“冰壶”中国2010年上海世博会的许多建筑特别是最矗立在水面上,奥地利馆恰似一把瓷质吉他静静地佳实践区的建设案例、展馆案例、展示案例和外国自平躺着。其他,如英国馆“种子圣殿”、以色列馆“海建馆等,均较好地体现了可持续城市建筑理念,显现贝壳”、罗马尼亚馆“青苹果”、日本馆“紫蚕岛”、比利了较集中、较前沿、较适用的建筑给水排水设计技时馆“脑细胞”、美国馆“拥抱”、加拿大馆“冰山”、挪术,展现了人与自然、城市和谐发展的远景,从中可威馆“松树”、意大利馆“游戏棒”、阿联酋馆“沙丘”、领略各国为提高城市生活质量、建设宜居家园所做的西班牙馆“藤条篮子”等均呈现出一种不平衡、不稳不懈努力并获得许多有意义的反思和可借鉴的启迪。定的建筑形式,反映对生活、自然、文化、艺术和哲学参考文献的思考和探索,演绎求大同存小异、理性但不规则的未来建筑形式走向。1王珏.城市雨水资源化及其策略探讨———以上海市为例.给水排水,2010,36(7):12～17另外,印度馆“有机建材”、阿联酋馆“零碳社区”、万科馆“负碳排放”、罗阿案例馆“环保家园”等※通讯处:200002上海市江西中路246号绿色建筑咨采用新建筑技术阐释可持续城市概念,表达“和谐”、询与研发中心“宜居”的城市环境保护理念。电话:(021)632174209.3反思与启迪E2mail:bolun_zhang@ecadi.com9.3.1新建筑形式冲击收稿日期:2010206222给水排水Vol136No17201099'