生态城改造分级关键技术
摘 要：在生态城建设取得日益广泛共识的大背景下，阐述生态城市规划建设的模式和既有传统城市生态化改造分级的一些关键技术。
关键词：生态城改造，分级，关键技术
改革开放32年来，全国各地城市政府正从单纯追求繁荣转向绿色生态，在这个有深远历史意义的转变过程中，深圳等一些“先行先试”的城市将再次起到带头兵、领头羊的作用，再次引领全国走向生态文明。过去的30年，深圳曾扮演我国城市工业文明发展的领头羊角色，或许今后也将扮演生态文明时代生态城市发展的领头羊角色。
1 创建生态城市的三种思路
国际上至今为止尚未对生态城有过明确的、一致认可的定义。众多学者从不同的知识背景和工作需求出发对生态城概念进行过描述，概括起来有以下几类：①经济学者认为：生态城是一个以生态技术为基础、建立生态产业为手段、发展循环经济为目标的经济运行系统；②系统学者认为：生态城是一个由社会－自然－经济等子系统组成的、具有巨型复杂生态系统的典型特征；③社会学家们认为：生态城是一个生态价值观、生态伦理观、生态意识观为主导的社会观念，并能实现社会公正、平等、安全、舒适的人居环境。人类在这样的环境中居住，其思维潜力、聪明才智和创新能力将充分地涌流；④组织学者认为：生态城市是人工构筑物及制度与自然本底及对生态多样性等方面融合共生的自适应体系，具有自组织系统的特征；⑤美学家们认为：生态城市是一个空间结构丰富多样而又有序、服务功能完善、符合生态美学要求的人工与自然的共生共荣的系统；⑥地理学家们则认为：生态城市是一种城市化区域中，融合了城乡特征的新型人类聚居区，是全球或区域生态系统中分享公平承载能力份额的可持续子系统……，尽管有众多的流派与各自的定义，但仍可将生态城规划或生态城改造，即如何将既有城市改造成为低碳、生态、绿色的城市分为三种不同的思路。
第一种思路是目标导向。这种思路是依据现有的理论框架和模型设立一系列目标，然后一步一个脚印去实施。虽然这看起来是最理想的办法，但在实践中易犯乌托邦式的错误。此类错误就是常常将目标设得很高，甚至超越了发展的阶段，成为可望不可及的空中楼阁。理论家们对生态城的发展编制了很多模型，比如循环模型、共轭模型等等，希望通过这些模型可以把生态的发展目标、概念、内涵、运行机制都研究得比较透彻。但是，所谓模型就是对实际问题和影响因子的高度简化。正是理想化的模型成就了理论构建，但忽视了许多实际的影响因子，其结果是这些模型往往存在缺乏可实施性和针对性的通病。
第二种思路是问题导向。即对当前制约城市可持续发展的主要问题或瓶颈，逐个进行深入分析并力求实事求是地提出解决之道，走务实道路。坚持此思路的人认为：生态城市作为一个人工与自然的复合体，无疑是世界上最宠杂的复杂系统。正是因为人类知识的有限性不能构建出符合真实城市的分析工具，还不如脚踏实地去解决眼前的问题更为有效。即先从现象和问题入手，通过理论和技术创新来求解剖析，工程师和规划学家们比较喜欢这种思维方式，并因能解决问题而工作动力十足。坚持此思路的人是永不缺乏成就感的。但其缺点是容易缺乏全面系统的考虑，正如小尺度的建筑是清晰的“居住机器”，而对更大尺度的社区，单纯的建筑师们常会陷入寻找真正问题的迷雾。这样一来，对于如何把握作为复杂大系统的城市的各个子系统如何协调运作改善生态性能常缺乏研究，所编制的规划有时候会有产生系统性矛盾和冲突的地方，甚至会产生“南辕北辙”式的错误。
第三种思路是经验导向。鉴于发达国家的城市化进程比我国早了一、二百年，他们在城市建设的历史上有哪些成功和不足？在城市发展史上，人们曾尝试过许多城市改造、复兴方案，有哪些是值得人们借鉴的？支撑这一思路的假设在于：城市的发展和演变是有规律可循的。因此，应该对过去、现在和将来认真进行总结反思。所以，此思维方法也被称之为“渐近式”方法。持经验导向思维的人认为，作为一个“聪明人”，不要在同一个坑里面跌倒两次，也不要在人家跌倒过的地方再摔跤，即充分利用“老马识途”汲取成功经验与失败教训。但经验导向容易犯的错误是往往会被过去的成功所“锁定”，不能超越过去的成功，不能对变化了的形势做出新的判断，提出新的策略。此外，也有专家批评道：采用该方法进行的研究，其内容和形式都会受到历史学究们的观点支配，如他们的兴趣范围、他们所取得的有关决策者行为的证据，以及他们对自己“听众”的理解等等。
正是因为单一的思维方式难以有效解决生态城市类的复杂问题，所以人们应该把目标导向、问题导向、经验导向三种思维进行综合。形象的比喻，要让一条船行驶得又快又稳，船头必须有个指南针和方向舵，即目标导向。而且船上要有桨和风帆，使船有行进的动力，这是实用主义，即问题导向，能解决前进中的动力源问题；此外，又必须有航海图，让海员们对照走过的航线来确定自身的位置，才能及时修正航向朝理想目标前进。此即是渐进主义，即经验导向。这样的集成的方法论结构就可以有效推动“船”的行驶，缺一不可。建设生态城如此，做其他事情也是如此。
所以，建设生态城必须在相关理论的指导下先分解问题，再进行综合协调。即必须考虑采取各类措施的成本和成效。比如绿色建筑星级标识中的一星、二星、三星标准，三星代表的是我国建筑节能的最高等级标准。而执行绿色建筑一星的标准也就意味着，就是要利用最基础、最便宜的节能技术。推而广之，生态城规划设计也类似。
2 建筑节能技术
2.1 一星级的建筑节能技术
2.1.1 既有建筑节能改造与绿色建筑
在既有建筑的节能改造和绿色建筑的建设过程中，要贯彻以下五项原则。
第一，建筑的节能不仅要着眼于减少能源的使用，还必须考虑尽量采用低品质（低能值转换率）的能源。这样建筑整体的能效就会更高。比如南方地区的绿色建筑首先要考虑的就是通风；在北方地区，建筑首先要考虑朝向和通过窗户加强太阳能光热利用。这样，用最低品质的太阳能，带来很高的能效。南方地区通过建筑的通风设计利用新鲜空气在室内的流动，把人产生的热量带走，这就是最基础也是最高效的能源利用，这些技术一点都不高深。2000年前人类祖先在建筑设计中就广泛采用过此类方式。要尽可能多利用低品质的能源，比如地热能、太阳能、风能和生物质能等，应该先于复杂的技术设备应用。
第二，建筑设计中尽可能应用简单技术，如通风、外遮阳等，达到能源节约的目的。居住区设计要从建筑的布局和外形设计上注意通风，形成风道，让每个房间都能享受无污染空气的流通。徽派的建筑中通常有一个非常窄的天井，它在夏季，能像烟囱一样起到拔风的作用，把热空气带走，使得房间更凉爽。所以说绿色建筑并不是代价高的建筑，在南方应把通风、遮阳这两项低成本技术作为最主要的节能手段。
第二，将利用低品质能源进行建筑整体性或基础性调温，而高品质的能源如电力、煤气等进行局部性、精细性调温，作为绿色建筑设计的通则。比如深圳建科院报告厅设计成自然通风，平时基本可以不开空调，只有在特别炎热的夏季，在通风降温的基础上，再采取座位空调的送风，来增强建筑内的舒适度，平均下来能耗就比普通建筑要低得多。现在有些建筑采用玻璃幕墙全封闭式，夏天太阳一晒，开足空调也难以降温。据测算，北方建筑夏季一扇窗子就相当于一个400W的电灯泡，十扇窗子就是4000W，要用5000W以上的空调能量才能抵消。如果建筑采用外遮阳方式，就可以减少90%以上的射入建筑物的太阳能热量及所需的制冷能耗。对这些最基础的问题，我国仍有许多建筑师不熟悉，建筑物业管理者也不了解，从而在我国许多城市形成了不少“能源杀手式”的建筑，这是非常可惜的。
第四，建筑可以成为能源产生的单位。美国的能源部长朱棣文曾到住房与城乡建设部来谈建筑节能合作，他提出一个计划——根据伯克利大学所做的科学研究，全世界的屋顶如果全部刷成白色，就可以完全抵消太阳照射产生的温室效应。他建议中国和美国一起，把所有的屋顶都刷成白色。但笔者认为，中国的建筑与美国不同，美国的住宅80%是一两层建筑，而中国80%以上住宅是多层和高层建筑，建筑顶部的空间非常有限。现在有3种选择：①学美国人把屋顶刷成白色，反射太阳光，从而达到为地球降温的目的；②把屋顶做成绿色屋顶花园，发挥保温、遮阳和雨水收集利用的综合节能作用；③在屋顶上安装太阳能热水器、太阳能光伏板，成为能源产生的场所。如何开发利用屋顶空间资源，应该先把这3种方案进行深入比较研究，寻找最佳方案。美方也认为非常有道理，表示还要再认真研究。
第五，从单一产能建筑走向集合。欧美发达国家的城市化进程已经基本完成，在任何一个城市都难以看到脚手架；难得兴建一幢新建筑。而我国的城市化仍处在快速发展之中，拥有巨大的建筑市场，全世界40%的建筑在我国建成。世界上最大的塔吊公司的总裁曾经说过，世界上一年需要的塔吊机是1.6万台，其中1万台的需求来自中国。我国每年要建成上千个万人小区，抓住这一机遇，把这些小区设计成分布式能源系统来综合考虑建筑群的节能问题。
实际上，太阳能、地热能、风能、电梯的下降再生能等都可以用来发电，应该把这些统一利用起来。比如利用太阳能光伏发电板聚能发电、太阳能聚热，用光导管导进太阳光用于地下车库直接照明等。可以把垃圾集中起来，产生沼气，然后再带动微型的燃气轮机运转。屋顶风力发电、污水热泵、水源热泵、海水热泵、地源热泵等，可以利用的可再生能源还有很多，完全可以组成一个新的能源体系。这样一来，建筑群所构成的小区不仅是用电的单位，还是清洁能源的发生器（图1）。
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