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曼弗雷德·科勒:绿色基础设施在欧洲的新应用

个人简介:

曼弗雷德·科勒,男,世界屋顶绿化技术联盟主席。

曼弗雷德·科勒

大家下午好!非常高兴能再次向大家做汇报,这是一个关于我项目内容的报告,主要讲的是海绵城市概念。在海绵城市当中,绿色架构是非常重要的一个元素。

在演讲之前,我想先向大家介绍一下我的同仁:这是2010年王会长与王仙民先生在多伦多参加一个会议,这是2015年的王仙民,现在我又到昆明来,我想用这一张幻灯片拍与王仙民,以及他同仁参加世界绿色屋顶大会的照片。王仙民性格非常好,而且他在屋顶绿化和立体绿化方面经验非常丰富,他是中国屋顶绿化的先驱,我在此向他表示纪念。

现在我来讲讲为什么要在城市里打造绿色屋顶和立体绿化。这是一个非常重要的概念,因为世界范围内,城市当中的绿色空间越来越少,你会发觉现在城市建设非常迅速。用一张图来展示一下,在最左边的柱状图代表世界,中间有日本、韩国、欧洲、南非、印度尼西亚、南亚、中国、巴西和南美,依次从左到右X轴为代表,可以看到现在平均物种的种类正逐渐减少。

我今天向大家介绍的,尤其是将要介绍的这个项目,得到了德国联邦政府的支持,他们力图推广的一项措施。这个规划综合了集雨、下水、污水的分离以及过滤,形成中水再次向社区周边进行水的利用,这里面包括雨水的聚集,以及浇灌,造福于这个社区。如果想打造一个有生态的海绵城市,在雨水管理方面就要非常的生态。例如在德国,也包括在欧洲很大部分的地方,他们从事了相关方面的研究,将雨水的聚集,再将雨水进行处理之后返回给社区,再次利用中水和软水,形成相关的信息和知识,这些只是在网络当中进行分享。

这是一个非常典型的案例,可以看到在城市中从高处到低处下雨时水的流级非常快,因此要采取一些方法,避免的流失,要把水很好地利用起来。所以现在我们做了七年,这些是我们的改善,城市空间得到了改善,城市生活质量得以提高,水得以利用,水的流失都有减少,并且对能源的效率得以改善,现在很多国家也逐渐在参与这个项目。当然在一开始的时候他们会问一些问题,会问我们一些基本的问题,包括如何能够在周边生活?或者生活上有什么便利?这些空间是否再能够用于娱乐?如果在一开始设计时,包括雨水采集和过滤、最后进行处理,一开始种一些树木,所以在规划时就有愿景。在设计时本着尽可能让各阶层人员参与的立场和原则,能够听取更多民众的意见,这样使他们在我们打造海绵城市的过程当中有一个主动性和参与性。我们打造这样一个架构是闭环的,也就是说它融入了各个要素,首先是水,这水是雨水,有采集区,经过处理,然后避免它流失,经过采集区采集来的水再进行处理,有些水可以用来浇灌,有些水可以用来冲厕所或者做清洁等等。

这是我们的一个案例分析,分为三个阶段:第一阶段是项目的启动阶段。第二阶段是项目的评估和项目的优化。最后阶段是项目真正的实现。在一开始的时候把它进行了设计,最后评估设定了一些关键绩效指标,在这个图表大家可以看到对雨水进行了管理,采用以下的这几种工具,第一种工具是绿色的屋顶,具有绿色屋顶的外立面。然后是室内,同时还有一个池,池是把水进行聚集,有些水会渗透的,一些水是部分进行过滤后再使用。也可以看到水用来冲厕所,当然这水也要进行处理。所以说这些是必须要经过计算,这些计算是哪些水,有多少立方的水需要把它保存,多少水是拿来渗透的。这就是绿色屋顶,看起来非常的棒。这些图表尽可能展示了一个非常广泛、面积非常大的绿色屋顶。让我们的生活,让我们一眼看其没有那么单调,它有两个特点:一个是广泛性,一个是密集型,密集型说明在我们的屋顶有屋顶花园,也可以打造城市农业,可以在屋顶上种植一些家常菜等等,这使一切都变成了可能。

刚才说我们还有一个水的聚集区,水的采集区可以把水通过水泵、滴灌的方式把它运载到屋顶上进行浇灌,这是屋顶的绿化,今天早上发言人也说了世界各地屋顶绿化的情况,这是非常棒的公司采用了一个绿色盆栽盒子,在外立面挂了这些盒子,来种植一些植物和盆栽等等,而它成了我们外立面的一个部分,它能够保持冬暖夏凉,这些植物也具有一定的特点,防旱,尤其是防干燥的风等等。因此我们有这三种类型的解决方案,打造城市绿色。

同时我们在地面上有房,可以雨水渗漏的花园,避免水在路面上堆积,造成路表破坏、路面破坏或者水聚集对行人造成不便,对车辆造成不便,可以看到在德国只要打开了水龙头,所用的饮用水都是可以饮用的。这个地方是可以渗透,这些水专门用于渗透,所以说在地表上设定的都是一小块一小块的方石,中间增加了缝隙。当然如果把雨水转化为打开水龙头可以喝的水,一定要达到标准,德国饮用水标准也是非常高的,在整个欧盟都是有相当高的标准。

这就是水的渗透,特别安排了一部分水量进行渗透,因为它可以灌溉我们这些草地,因为在德国有联邦法,对于水的利用都有相当的规定,包括用什么样的水,多少量、用来灌溉的是多少?可以看到在左边有了这种渗透以后,使得草坪非常的滋润,在右边这水有控制一定的量,保持它一定的干燥,这在建筑物,同时也要保持解决的方案。可以看到这是花园,还有过滤,水采集好了以后经过过滤,然后把水分为几个部分,哪些用于渗透,渗透到土壤当中灌溉土壤上的植被,哪些水用于进一步的处理,冲厕所,还有一些水是可以更高的研究,过滤后可以进行饮用水,这是我们在柏林做的一个项目,而且我们选择了两个主要试点区域,在每个区域是有3000人的居民,所以我们通过雨水收集形成更多的出水设施。

这是我们的淋漓计划,对其进行了地报水的管理,所以可以再次看到水的流动方向,而且可以利用这些径流的雨水,可以吸引沉静到大学或者操场上,儿童游乐场的雨水,把它们收集起来。而且我们不需要专门的地下基本设施,现在在德国进行技术设施修建的费用也是越来越高,很多城市基础设施也是有一百年的历史,如果去翻修是非常麻烦,所以我们格外增加一些雨水收集的系统,把它们增值到古老的建筑或者老的系统里进行雨水收集。通过这个方法可以节约资金。当然还有很多小的细节,都是我们雨水收集系统里的,可能我在这里不可能全部讲细节。总之我们有相关过滤的系统,而且这都是人们关心的主题,我们为了收集雨水并不降低净化的标准,可以看到这是一个专门净化的措施。

最后可以看到这是我们的淋漓项目,在整治过后效果是非常宜人,而且我们也可以把这样一个公共和私人空间进行完美的整合。

我们不断地进行讨论,讨论集中区的修筑应该是什么样,可以看到我们有非常的部署,这是集水区,通过形成雨水储存的盆地区进行存储,尤其是可以使用这一区域来捕获雨水,但之后如果出现了干燥的情况,我们还可以把这个地重新填平做成一些游乐场或者游乐设施,在右手边可以看到这是一个典型的蓄水池,我们也是使用了一些混凝土的结构进行修筑。

总之,我们可以不用混凝土或者其他的方法,用一些材料也系可以的,这是一个引流的地区,比如说南部慕尼黑在10月份雨水非常丰沛,在这里需要一些特别的设计,在夏天也是如此,所以我们需要专门设计大规模的集水区,它们甚至在地表或者地面之上,我们有中央化的雨水解决方案。

最后我们来看一看进一步的例子。

在这个项目之中可以看到这是不同的规划草图,一共有ABC三个解决方案,我们列出了相关的想法。比如说雨水收集、地面的铺砖等等,在绿色区域也有不同的解决方案,也就是说不是所有项目都通过一个方法来做,我们需要让业主和投资方给到他们一些解决方案,并且可以看到三套方案,这就是我们用红色、绿色、黄色三种区域,绿色是非常好的,黄色是预警的区域,红色是禁戒区,这是我们通过像交通信号灯的方式来标识这些区域水资源的丰沛情况。

这一区域从上世纪60年代修筑的,这是典型传统德国的房屋结构,可以看到在中间有一些闲置的土地,所以我们需要利用它们来进行雨水的收集。而且在房屋之间想要利用这样一些空地进行娱乐设施的修建和雨水的收集,以及其他水系统的收集和管理。在A里面可以看到这是我们做的一些融合,而且我们也有相关的解决方案,减少了这些红色的区域。可以看到大多数是绿色和黄色区域,使得红色区域得到显著的减少,我们做了经济学的研究。而且希望增加绿地面积,最后耗费了很多资金,一共是有三个解决方案。

这是B,我们想要进行比较,看一看哪个是最好的,但是这里其实是有多种方法,而不是拘泥于一种方法,所以我们要对它们的特性进行比较研究。

这是C,所以我们要比较ABC之间的优劣势,可以看到B是最好的地而且成本是最低的,而且在B里面景观效果也是最好的,A和C都有不同的黄色区域。

现在来看一看室内的设计情况和案例,而且可以切入很多的其他方面,比如说空调的强度或者遮荫的系统都可以使用。因此在室内我们也是用石来代替。这是我们当地的结合,就是说雨水可以在地表进行流动,之后设计一个雨水的储存,有很多地下的暗流收集是看不到,但它是非常震人,并且这是很好的解决方案。如果要去步行或者散步,也是完全可以的,因为它的渗透性非常强,我们可以在地下进行蓄水。我们团队里的同事对我们做了很多支持,可以看到这就是我们土地分配的情况,包括哪些区域用于雨水的收集,而且可以看到在城市气候里面雨水蒸发情况是非常普遍。因此我们需要对这种气候来进行调控,而且必须要针对人的情况来进行调节,尤其我们在栽植物的时候要考虑到间距,到屋顶的距离是多大下面是绿地面积的一个影响,而且我们也做多项研究作支撑,可以看到随着温度的提高需要更多的绿色植物来进行支持,这就是我们的顶峰,但在顶峰下滑之前我们还有一个缓冲期,因此城市植被以及水这些存在微妙的关系,它们可以互相平衡,这是我们的邻里的项目,可以看到这是非常独特的项目,这幢建筑南北走向,以及绿地的分配情况,希望能够对其进行最简单的模式,在设计时尽量简单,带带执行时是相当复杂,所以一开始设计一个精密的模型,这样通过完整的建模才能进行正确的实施,而且其他配合的也可以迎头赶上进行协调。我们的准确的数字是非常重要,从学术上来说我们也是要把这些数字先弄准确。

这是针对柏林的一些预测分析,可以看到首先我们是从小范围的模拟做起,把它扩展开来做大范围的预测,现在来看看地表水的使用,首先我们是不是收集够了足够的雨水来进行清洁地表水呢,这是对柏林的一项研究,首先可以看到相关的雨水或者污水分离的系统,并且可以收纳一部分雨水来进行联合的净化,最后我们把一些最脏的这部分送到污水处理厂,剩下这部分水可以进行回收。在夏天这个情况是非常普遍的,必须要进行出水,而且把这些非中性化的水,也就是说排出来的水都进行循环,很多这些水其实是非常清洁的,所以我们把它进行分离,包括地面溢出的这部分水也是可以分离的。

现在我们首先做好预算,在柏林可以看一下基础设施或者雨水管理对柏林有什么样的影响,或者我们还有什么样的潜力可以探索。黑色部分是我们结合的污水,红色是有额外出水的设施,还有更多渗水设施的污水,所以我们根据这三种水来进行比较。比如说这是一条非常关键的分割线,是在这里,这是我们对污水进行仿真,以及对河流的喝水进行佛针的两条曲线对比,可以看到哪些水进入了河流,以及进行系统的分析,这是来自绿化设施的水,通过这种绿化或者净水可以减少废水的排放,认为在基础设施上面的投入可以增进水的循环,而且目前的数据也是支持这个结果的。

现在可以告诉政府,可以通过这个方法,通过绿化人们的生活来达到净水的作用,这也是我们运营方非常关心的一些要点。

下面是进一步的细节例子,我们绿色屋顶数据的收集是从哪里来的?

我们在城市层面上来进行了研究,比如说和大学进行合作,可以看到这只是一些测量,从平米或者更小的毫米、微米等等单位做出研究,我们从这片地的基质,以及它的面积进行准确度的测量,在右手边可以看到相关细节都可以展现出来。通过这些数据可以看到相关的水和储存水,以及温度之间的比例变化,这是在2015年8月到9月份收集到的书记,在右手边可以看到雨水和绿色屋顶,以及碎石屋顶的三个曲线变化情况。这些都是和你捕获的水成比例,我们在内部可以收集大量的雨水,另外可以看到通过粒石和碎石是没有作用,中间是绿色的屋顶,其实是可以帮我们收集很多的雨水。最后是植物帮我们捕获的水分是非常大,虽然存在一定的蒸发现象,但比起用石头铺设的屋顶来说,植物作用是非常显著,所以通过这个信息就可以看到绿色屋顶可以给我们实现非常好的生态平衡。

这个图表向大家展示出来,现在是我们每天的蒸发量,以及在我们每个月的蒸发量,还有我们比较使用了立体的绿化和没有进行绿化之前进行的比较,发觉水土流失在此之前是非常的严重,所以说水是没有得到良好的利用,但使用了我们这样一个项目,将所有综合在一起得到非常好的改善。这里面有很多的数据。

这是我们的一个总结,我们面临的挑战,我们要知道对于相关的参数进行研究,以此给我们提供更好的工具。另外,在下水方面我们类型也是不尽相同的,包括在欧洲,还有在德国,下水体系有些是如果需要借鉴是不同的,有些是混合型的下水系统,有些是分开的,污水和雨水是分开的,所以说这里是一个巨大的挑战。

现在我们侧重的是对雨水管理,这里面的管理包括在整个社区的管理,还有在建筑物和采集区的管理,这是欧盟绿色架构政治,它提出了一种框架,在整个全欧洲构建一个绿色生态的欧洲,尤其是将自然的环境与人文环境综合在一起,方法是通过良好的生态方式和一个良好循环的方式尽可能减少污染和改善人们的生活。这就是我们欧盟绿色架构的框架。

在这里有两个网站,大家有兴趣的话可以去下载一些相关的资料,第一个是上面的网站关于欧盟环境自然生态体系的构建,下面一个网站是关于城市的规划。

我们有一个愿景,虽然在城市地面空间越来越少,有越来越高的高层建筑,但这个高层建筑不是光秃秃的钢筋水泥,而是有生态建筑,今天上午有发言人介绍过不同的高层建筑物立体绿化。

非常感谢大家,我的演讲到此结束!

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