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庭院景观

屋顶与生态文明

文字:[大][中][小] 2015-9-2    浏览次数:1195    

  热岛效应是无法回避的现实

  现代城市,人口密集,高楼林立,夏季城区高温,热岛效应严重。造成城市热岛效应的原因,除了人类生产生活产生的热量外,主要是夏季城市建筑吸收和蓄积了大量太阳辐射热。从城市规划学的角度和我们很多城市的现状来看,城市平面面积的三分之一是房屋建筑。也就是说,在夏季的烈日下,占城区三分之一面积的屋顶和高大挺立的楼房直接暴露在阳光下,接受和蓄积太阳能。我们通过实际测量得知,在北纬38度的河北省保定市,夏季屋顶温度达到70.5度。再加上城区中没有树阴遮蔽的大街和广场,形成一个巨大的蓄热源。
  过去曾经有一首军旅歌曲,其中有两句歌词是“青石板上烙大饼,罐头盒里煮大米”,这是军人们在野外夏季艰苦生活的真实写照。同在一个天穹下,生活在城市里的人们只不过有房屋和绿树的遮蔽条件,有空调和电风扇等降温手段而已,但也就是因为有这样的降温“手段”,对整个城市的生态环境来说,客观上是加大和加剧了城市的热岛效应。过去,全国只有南京、武汉、重庆三市有“火炉”城市的说法,近几年,无可奈何地戴上“火炉城市”帽子的城市是日渐增多了。
  屋顶“平改坡”利弊并存
  对人类住房的屋顶变化规律作一个历史的回忆,人们不难发现:屋顶的“平”和“坡”之间的演变轨迹是非常明显的。在科学技术不发达的过去,在土木砖混结构的建房时期,建筑材料的梁栋多是采用天然的木材,由于木材的强度限制,在相当长的时期内,是三角结构的屋架,配上坡形的屋顶,即“坡顶房”居于主导地位。而所以采取“坡顶”做屋面,主要是为了屋顶的排水快捷,防止屋顶渗漏。但在钢铁水泥大量出现,成为建材主体之后,钢材的高强度和水泥的利用,使“坡顶”很快让位于“平顶”,“平顶房”成为了屋顶建筑的主流形式,这是科技进步和建材进步的必然趋势,是人类房屋建筑历史的一大进步。
  近些年来,我们的经济发展了,实力增强了,人们对居住环境的要求提高了,而过去的老房子,由于当时在屋顶建筑的设计、材料选择和施工手段上,对承重、隔热保温标准要求较低,冬天的保温和夏季的隔热效果不好。现在搞“平改坡”,是一种修补,一种“补课”,但是,这并不是说房屋必须进行“平改坡”。根据现有的技术进步,新型防水、隔热、保温材料层出不穷,只要合理选用,辅之以适当的施工工艺,完全可以解决现有问题,可以达到理想的保温、隔热和防渗效果。
  从另一方面看,新建楼房采用坡顶,大量的楼房进行“平改坡”,使城市夏季整体的受热面积增大,增加了城区夏季的热量蓄积,加剧了城市的热岛效应,对整个城市的生态改善似乎也是弊大于利的。花巨额投资进行的“平改坡”,也许买来的是一个使整个城市生态环境变坏的苦果。我们认为,大力推行“坡顶房”,是一种囿于单一目标追求(保温、隔热、防水)而丢失多项利益(绿化、太阳能等综合开发利用)的非理性的选择。
  从资源有效开发利用的角度看,在平顶房的房顶,不管是绿化,还是太阳能的利用,都有很大的开发利用价值,有很大的开发利用空间。但改成坡顶后,基本上只能是作为一个遮风挡雨的顶子了。“坡顶房”,是对屋顶这一极具开发利用价值的绿化资源的极大浪费。
  能否做到楼有多高,绿有多高
  社会进步到21世纪,生态环境问题尖锐地摆到了人们的面前。建筑和生态的关系已经成了人们关注和研究的重点问题,而绿化规模大小,绿量的多少又是城市生态好坏的关键。
  现在的城市绿化,大量的资金和力量在地面进行。近几年提出了“城区绿化以栽植高大乔木为主”的指导思想,较之以前的砍树种草,搞大草坪,是很大的进步。但乔木的生长高度一般只能长到15米左右,相当于五层楼房的高度,放眼城市屋顶,五层楼房以上基本上看不到绿色的影子。
  能否找到一条城市绿化的新路子,即除地面以外,向高层发展,把城市的绿化整个抬高一个层面,做到楼有多高,绿有多高的模式,还需要研究,需要探讨。最近几年,很多有识之士已经提出这个问题,不少地方政府也提出了“屋顶造绿”的口号。
  2002年春天,我们开始进行屋顶绿化的研究,实施的是用蔓生藤本植物的爬山虎对屋顶进行覆盖绿化的绿化方案。根据实际观测,夏季7月保定在无风的情况下,当气温是38度时,直接裸露在阳光下的屋顶温度达到70.5度,有爬山虎绿化绿荫遮蔽的屋顶是38度,相差30多度。有爬山虎屋顶绿荫遮蔽的顶层房间,比没有屋顶绿化的顶层房间,室内温度低5~8度。屋顶绿化,不但遮蔽了阳光对屋顶的直接照射,减少了屋顶热量蓄积,而且,植物蒸腾还带走了周围环境中的大量热量,对降低顶层楼房的室内温度,效果极为可观。大面积的屋顶覆盖绿化,对吸附空气中的尘埃,增加空气湿度,改善空气质量也极为有效。3年的屋顶绿化实验,使我们看到了其对城市生态环境改善的巨大作用,而我们实施的绿化方案,等于在高楼屋顶铺装了一块硕大的青枝绿叶的“绿毯”,为高楼的屋顶撑上了一把能遮天蔽日的“绿伞”,其景观效益也赢得了人们的普遍赞誉。
  屋顶是更广阔的生态建设空间
  从城市建筑的现状和规划讲,房屋、道路、庭院各占城区面积的三分之一,理论推算,如果把屋顶全部绿化起来,城区绿化覆盖率可增加30多个百分点。如果屋顶绿化能够得以普及,其对城市生态环境的改善作用将是极为巨大的。绿化覆盖率高对城区环境的影响,从天津大学这个典型的例子就可以看出一二:天津大学的绿化覆盖率高,炎炎夏季,天津大学校区内的温度比天津市区低1.5度,这是天津大学的骄傲,也是给人们的重要启示。如果我们把屋顶普遍绿化起来,绿化覆盖率提高了,城区的热岛效应必将得到有效遏止,城区的人居环境必将得到整体改善。
  屋顶,是一种极具开发价值的宝贵资源,有待开发,更有待保护。有一句话,叫“土地是不可再生的资源”,从保护土地的角度讲,这句话是不错的。农村到处张贴的标语“但留方寸地,留与子孙耕”,非常震撼人心。但从另一个角度讲,这句话并不确切。高层建筑可以使土地平面的利用率十倍百倍地提高。科技的进步,为土地的再生利用提供了广阔的空间。
  现在,中国的人均耕地已不足1.5亩,不到世界人均耕地面积的一半,在粮食危机的警钟不时敲响的时候,土地的再生利用,应该是人们抓紧研究的重大课题。而屋顶用于绿化种植的开发利用,更应该是这个研究的重中之重。
  从2002年开始,我们循着这个思路,开始进行屋顶的开发利用实验。我们3年来的实验体会是:在屋顶进行种植和绿化,只要满足了植物生长必备的水肥条件,屋顶种植,不但可以产生让人赏心悦目的景观效果,产生重大的生态效益,还可产生喜人的经济效益。我们在屋顶种植的丝瓜,由于光照好,通风好,其成果不亚于地面种植。我们还体会,在平顶房上实施屋顶造绿和屋顶种植,是比较容易进行的,其经济效益、景观效益、生态效益都是极为明显的。对遏止热岛效应,改变城市人居环境,效果显著。
  现在,房地产业已经成为国民经济的支柱产业,它还将伴随经济的高速发展而继续兴旺,我们每年的新增城镇建设用地是400多万亩。面对这样一个强劲的发展趋势,面对这样一个即将隆起的庞大的建筑群落,我们的意见是:留下一片平顶,给人们留下一个发挥聪明智慧的空间,留下一个施展才智的地盘,向屋顶要土地,向屋顶要绿化,向屋顶要就业,向屋顶要节电,向屋顶要经济效益,向屋顶要生态文明,把屋顶作为向城市热岛效应宣战的战场。这是一个关系人类生态文明进步的大事,是可持续发展的一个重要战场,是一个值得从战略高度给予考虑和关注的大问题
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