城市化與可持續發展生活方式與產業的互動

1生活、生產與社會互構的可持續發展之道在快速變化的政治、社會和經濟環境中，只有改變才能為可持續發展提供有效的動力，可持續發展才成為社會轉型的主流。變革的關鍵在哪里呢?生活方式的變化與產業變革存在巨大的結合點。在研討城市化的進程與可持續發展的關系時,有必要建立生活方式與產業的關聯。可持續的取向是,產業政策鼓勵發展低碳減廢的生產模式,比如利用回收材料生產建筑保溫材料或是預制構件;同時,這樣的應用產品因其性能、價值和設計在日常生活中廣泛應用而減少環境負荷,并在使用中讓人們體會到環境品質的提升和整體生活樣式出新。在這樣的情況下,產業和生活方式互動,目標是一致的。所以,對可持續生活方式的有效推動,核心力量是“創意體系”。只有將生活、生產與社會性統合為一,才有可能取得整合的可持續社會發展。那么從設計的角度來講,就是落實產業改革、改良生活方式,同時以生活方式推動產業改革。簡而言之就是4個“E”的結合—資源保育(Environment)、技能發展(Education)、體系效益(Efficiency)與社會賦權(Empowerment)的四位一體的可持續之道。以上4個關鍵概念的交互作用,有助于達致經濟、社會和環境可持續性的三重結果。作為結果,可被形容為“真設計”的可持續發展之道(TheCraftofSustainability)。只有真設計才會讓綠色新興產業飛行。2家項目的社會參昆明世博IN的家項目是一次實踐性的研究過程,它是南中國地區一個生態及智能化住宅區開發項目。該項目坐落在昆明世博園址中面積為6hm2的山谷中。項目包括了一個2000m2的游客和展覽中心和4座大小不一的原型的生態及智慧化示范住宅建筑,為整個255hm2小區展示未來生態和智慧化家居的視野之用。本工程致力于發展的特點包括:1)一種可持續的、環保的、利用開放式智慧化技術的、改善現有住屋水平和建造技術的、適合中國西部地區的城市化發展的住宅形式和生活形態模型;2)通過開放式的游客中心和示范工程的展覽促進教育和公眾參與計劃;3)廣泛合作的研究項目貫穿于整個項目的設計、建造和使用過程,包括持續長期的后續項目的研發,如竹結構屋的性能測試和90m2公寓綠色智能住宅示范研發等;4)通過IN的家項目整合近百計的合作伙伴,為營造可持續和高質量的住屋提供改革及創新的動力;5)廣泛應用綠色與智能建筑技術。游客中心是向公眾宣傳演示可持續發展理念的必要性和實現這個目標的科技手段在建筑中的體現。它為促進智能和綠色產品的使用提供了一個平臺。這個游客中心同時也是一個面向中小學生的教育中心,在這里可以召開容納200人的研討會或其它綜合功能的集會。4座原型住宅探討了革新意義上的和傳統意義上的科技建造手段,包括利用輕鋼材料和竹結構建造的建筑。這些住宅具有不同的尺度,并廣泛采用了各種建筑設計手法。其目標是盡可能地運用中國本土的建造材料與產品,并以進口產品為輔,將這些融合為一體運用到適合中國的建筑系統中來。這些原型住宅提供給不同制造者共同工作的機會。這種原形住宅可以通過邀請中國家庭在其中短暫居住來測試其運行狀況,同時它也為大學中可持續生活形態研究提供了不可多得的機會。項目基地中心的濕地公園旨在將原生態系統回歸到山谷之中。這是可供參觀者休閑的理想空間,并反映出可持續生活形態的宗旨。濕地中的池塘和滿目的蘆葦營造出一個令人著迷的場所,激發著中小學生的好奇心。參觀者們所體驗的生活形態背后是由一系列的科技手段支持著的。世博會IN的家項目的理念是根據項目的地理區域來采取適當的和可行的解決方式。主要可持續技術包括:在基地中保存分水嶺、太陽能熱量科技、住宅智慧控制、雨水的收集和各類節水技術、新型環保建筑材料如竹結構和輕鋼結構等。我們的期望是這些科技解決手段能夠在這里成功的被試驗并很快能利用到中國西部地區的住宅建設中來。3安排文化旅游項目教育項目的重點是鼓勵更多的公眾思考中國未來房屋的發展。項目重點是通過整個生態城、開放式的游客中心和示范工程的展覽,從活動中學習,讓參與公眾透過參觀展覽,啟發他們了解和構思更多嶄新的設計與建造方法,以建造更為環保的住宅家居。4濕地基地的植物景觀1)保存分水嶺(基地)項目建筑對基地的覆蓋率被控制在整個基地的10%以內。這保證了分水嶺被保存并且在建造過程中不會導致水源的間斷或沉降。2)雨水的收集和排放(基地)雨水通過5個指定的集水渠來收集進行循環利用。收集來的雨水先通過沙床的過濾,再通過中水處理系統進行循環。經過處理的雨水被用來灌溉莊稼、洗車或者被轉移到水庫進行儲存。3)建造在坡地上的建筑(基地)在住宅設計中追尋對基地環境最小的干擾,原有基地的自然的坡地被保存下來,而且沒有產生任何的建筑垃圾。4)蘆葦栽種河床過濾器(基地)蘆葦河床過濾器種植在集水庫周圍,用來對雨水進行被動的過濾,同時它也是一種生物的循環系統。5)水可滲透的鋪路石材(基地)可滲水的鋪路石材被用在室外的步行路上,使雨水能夠滲透并浸入土壤中。供給路邊的植物更多的水源并充實地下水源。6)引進本土動物品種(基地)昆明世博會的基地緊鄰山腹,那里有許多的本地動物品種棲息,包括許多稀有的品種。在項目中,本土的動物群將被引入基地中,使基地更好的與周圍環境相融合。7)保留自然原生樹林(基地)在項目建造的過程中,絕大部分的原生自然樹林被保存下來,以維持原有的景觀。8)新種植的本地植物品種(基地)除了保留原有的自然景觀,許多新的當地植物品種也被引入基地中,效果是良好的。一系列的濕地植被的種植起到了純凈環境和過濾水源的作用。9)在南向山坡上建造(所有住宅)4竹子結構在住宅中的運用10)絕緣技術(所有住宅)在一些住宅的外表面采用了絕緣材料噴漆,以加強對能量利用的性能。這種絕緣材料的運用并沒有增加建造的費用,實例顯示外墻面絕緣材料的運用減少了冬季大量的熱量損耗,因此在一個長時間的循環過程中減少了對能源的使用。11)具有自然采光的房間(所有住宅)12)朝南的房間(所有住宅)13)主要房間的對流通風(所有住宅)對流通風無疑是建筑中的一種新型技術,這曾經是一種傳統的建造技術,隨著能量供應的充沛和空調系統的應用逐漸被人們所忽視。在該項目中,建筑設計經過精心考慮以保證每一個主要的房間都具有對流通風的可能。它減少了用于制冷和通風的開支,并且提供了一個和室外環境閉合的聯系。14)鋼結構的預制房屋/可循環利用地材料(第2號住宅)這4座住宅的其中一座采用了預制的輕鋼結構。材料首先在工廠預制好,然后在工地上組裝。這樣建造所需時間有效地縮短了。15)竹結構的預制房屋/可循環利用的材料(第1號住宅)在IN的家項目中,對竹子的運用很好地擴展了人們的思路?？深A制的竹子結構在第3號住宅中,被運用為基本的建造材料。16)節水龍頭(所有住宅)通過安裝ECO-Logic電子衛生廁所系統和洗手盆里的黃銅控制閥,對水源和能源的節省上升到40%。淋浴的開關控制和浴缸的充水控制將節約30%~80%的水源,有40%的水源和能量將分別使用。17)節水型的廁所沖洗系統(所有住宅)所有的衛生間都裝配了6/3L的雙管沖洗系統,以達到節水目的。與傳統的11L單管沖洗系統相比,這種6/3L的科技手段具有將節水量提升至28%的潛力。18)太陽能熱量科技(所有住宅)太陽能可以在朝南向的屋頂上通過太陽能集熱板來極大可能的獲得。太陽能集熱系統可以收集太陽光能量并利用其加熱水源。這個系統由太陽能收集器,蓄水池,泵,管道系統和控制系統組成。收集起來的太陽能將被用作加熱水和供暖。在晴朗的夏季,太陽能集熱系統可以提供1120L的45℃的熱水。通常它可以提供普通住宅所需69.43%的熱量。19)覆草屋頂(第3號住宅)覆草屋頂對于環境有許多好處,例如制造氧氣,吸收CO2,并且是吸引鳥類和昆蟲的好地方。同時對于暴風雨也有一定的抵擋作用,可以使其減緩甚至消除暴風雨的席卷。低矮的植被可以吸收70%的雨水,空氣中的氮和磷等污染物質可以迅速地被清除,在他們污染到地表水域和空氣的同時已經被植物進行過濾了。20)院子里舒適的冬日玻璃暖房(第2,3,4號住宅)在冬季,具有雙層窗的玻璃暖房將在庭院里帶給人舒適溫暖的感覺。21)污水循環系統(所有的住宅)通過安裝污水處理系統,諸如洗澡、洗衣等低污染的生活用水可以被循環利用。被處理過的水可以用來灌溉、洗車或集中到水庫儲存。22)Low-E玻璃(所有的住宅)Low-E玻璃,雙層玻璃窗和天窗的使用為居住者提供了一個更舒適的環境,夏天通過對太陽光輻射和通風的控制使室內更加涼爽,冬天通過絕熱性能避免熱量的流失使室內保持溫暖。23)雙層玻璃窗(所有住宅)24)熱儲蓄(游客中心)在游客中心的南向墻面上建構了熱儲蓄系統用以提供給室內的辦公空間太陽熱能。一塊300mm厚的水泥墻體被涂上一種深色涂料,并覆蓋上一塊雙層玻璃,玻璃與水泥墻之間留出了100mm寬以創造一小部分充滿空氣的空間。太陽光中的熱量穿過玻璃并被黑色的表面所吸收,被儲存在墻體中。墻塊在白天被加熱,在夜晚將熱量釋放出來。通過通風口將被加熱的空氣導入室內空間。Low-E玻璃材料的作用便是防止獲得的熱量重新流失到外界中去。25)LON-WORK(基地)LON-work是項目中的職能智能系統的綜合體。26)住宅智慧控制中心(所有住宅)不同的合作者在住宅中安裝了各種最新的智能系統。安全系統、照明系統,能源控制系統和AV系統等。這些都可以通過網絡中心來遠程遙控。27)太陽能空氣調節器(第1號住宅)28)無水衛生間(游客中心)在游客中心安裝了無需用水的衛生間。一種“泡沫”材料被用來代替水進行沖洗。29)使用綜合能源的汽車(基地)使用天然氣和電能的綜合協作驅動設備在燃料經濟上發起了一種革新。這將在世博會IN的家項目中進行展示。5竹結構體系住宅竹屋是世博IN的家生態城的一部分。多層現代復合竹結構住宅是中國現代房屋發展進程中的里程碑。竹集成材發展成的2×4工法以及各類墻體板材的開發與實踐是整體性與可持續性房屋體系改革的積極示范。使用竹材的原因是它可能是這一帶對生態最有利的建筑材料,4年即可生長成材,并在生命周期里吸收CO2。竹幾乎可以在中國大部分地方生長,竹結構很輕,而且因此比沉重的混凝土結構更能有效地抗震。竹屋可以由當地村民建造出來,而不需要重型昂貴的施工設備。本項目中竹屋所使用的技術是基于一個遮雨系統和復合板,隔熱性能很高。這一技術的應用潛力不可估量。它為中國的新鄉鎮提供可以負擔得起的、生態的建造方式。竹結構體系住宅是按照輕型木結構住宅的結構形式由竹積層材按一定的方式通過金屬連接件連接在一起而形成的盒子結構。該結構體系由主要結構構件(結構骨架)和次要結構構件(墻面板、樓面板和屋面板)共同作用,能承受豎向荷載和橫向荷載,最終將荷載傳遞到基礎上,其抗豎向作用和橫向(風、地震)作用的能力均超過木結構房屋,具有經濟、安全、生態、環保的特點。在竹結構體系中,隔柵之間或隔柵與樓面梁之間是通過螺釘和不銹鋼連接件固在節點上的,形成一種介于鉸接和剛性連接之間的半剛性連接。竹結構的連接節點是由構件端部結合到一起的很短一段長度和把它們連接起來的連接件所組成的。如果這樣看待節點,就可認為力從構件傳遞到節點上,節點再把這些力依次傳遞和重新分配給其它構件?？梢园堰B接節點處所承受的力分解為:抗拔力、剪切力,以及彎曲產生的剪應力。將竹材制成結構用材有多種技術路線,但對于可持續房屋項目,竹積層材的制造技術最為合適,具體工藝流程如下:選料斷料→鮮竹開條→鮮片粗銑→高溫熏蒸→高壓碳化→恒溫烘干→精確干銑→分色選片→涂環保膠→組胚熱壓→四面刨光→梳齒指接→二次墊壓→四面刨光→成品。齒板連接是竹積層材的最薄弱的環節,竹積層材的破壞一般開始于齒板連接的破壞。試驗中觀察到對于長跨梁在彎曲過程中破壞時表現為齒板連接處斷裂,對短跨梁在彎曲過程中破壞時表現為接近破壞載荷時出現局部破壞;所以對長跨構件齒板處的連接應加強,對短跨構件應防止局部失穩破壞。為了既保持材料強度又便于機械加工,我們把竹集成材的平均含水量控制在9.0%的標準上。切割加工時,使用超硬芯片鋸和金剛石切割器。釘釘子時需要注意的是竹子有容易炸裂的特點,雖然也能直接釘入釘子,但這樣經常引起炸裂,所以需要先打孔再釘入釘子。6基于led的系統設計IN的家現階段的工作是在2010年底落成一組2000m2多的低碳家庭式生態型酒店。生態酒店實際上是實驗性地以世博園為基地,引領西南區域可持續發展型休閑旅游模式的示范工程。項目由4組高低錯落的L形開放四方院獨立單元有機組合。項目依照LEED高標準制定有關環境、資源、健康舒適等整體性能為基礎的定量性可持續和能源與資源效率分析。在生態技術方面,酒店供冷系統采用經模擬驗證的被動設計策略而決定不設置供冷系統;供熱方面,在采用高保溫圍護體系的回收復合木材Low-E門窗、空氣墻和覆土屋頂的同時,利用太陽能熱水系統、生物質鍋爐、毛細管地板供暖系統提供輻射式高舒適采暖,冬季新風系統采用熱回收空氣交換裝置。另外,項目廣泛利用太陽能光電板供應公共區