崇明生态住宅

/(一)生态住宅和生态住区：背景和概念1．背景人居环境是一类由自然生命支持系统所维系，为人类技术和社会行为所驾驭的社会—经济-自然复合生态系统.住宅和人居环境是人们生活起居的主要场所，也是城市和区域环境的重要组成部分。随着小康社会建设进程的快速发展、人民生活水平的不断提高和环境意识的增强，对居住条件的要求已从安居为目的向更高需求提升.住宅和住区的生态环境已经被越来越多的居住者、购房者所关注。特别是20０3年春季“非典”流行以来，人们的住房需求正从物理空间需求向生活质量需求,从污染治理需求向生理和心理健康需求,从城市绿化需求向生态服务功能需求,从面向形象的住区美化向面向功能的城市可持续发展演变.过去的住宅、住区和房地产开发的方式与结果往往具有以获取阶段性利益为趋导、以耗费大量自然资源为代价，给社会造成越来越大的环境压力、人与自然关系失调、投资成本和运行维护费用高等不可持续性特征。于是,许多以“生态”为理念的住宅和居住小区的规划、设计和建设应运而生.联合国首届人居大会提出“以可持续发展方式提供住房、基础设施和服务”的目标。1992年，联合国环境与发展大会通过的《２1世纪议程》将“促进人类住区的可持续发展”单独列章予以重点论述，对改善住区规划和管理,综合提供环境基础设施，促进住区可持续发展的能源和运输系统等制定了行动依据、目标、活动和实施手段。2０01年,人居特别联大会议全面审查和评价“人居议程”的实施情况，指出：“走可持续发展道路是解决人类住区的必由之路，人类住区的发展与资源开发利用和环境保护相适应,人类住区的建设应利用先进的科学技术成果和手段"。在我国经济发展速度保持全球一枝独秀的同时,我们不得不正视在一些地区出现的日趋严重的城乡人居环境问题:如人口积聚，车辆猛增,道路不足，建筑林立；土地匮乏,耕地被占与退化；污水横流，垃圾围城,视觉压抑，噪声扰民,空气浑浊；热岛、温室效应明显;水资源短缺、能源不足、物资浪费严重；等等。这些问题在全国、全世界各地均不同程度存在。快速城市化带来的上述环境效应，其生态学根源就在于物流、能流过程的耗竭与滞留，生态服务功能的退化与灾变，生态系统结构的破碎与板结，以及行为和机制的短视和缺损。我国能源人均占有量不足世界平均水平的1／2，土地人均占有量不足世界平均水平的1/4,水资源人均占有量不足世界平均水平的1/４，中国以世界可用淡水和耕地资源拥有量的7%养活了２１%的世界人口.因此，中国的城乡建设进程不能简单模仿西方发达国家的模式,否则我们至少需要一个半地球提供资源才能达到现代美国人的生活水平。面对现代化的挑战,我们不得不另辟蹊径,探索一种在有限资源条件下的城市可持续发展的系统方法，促进人居环境建设的４类生态转型,即：从物理空间需求向生活质量需求；从污染治理需求向生理和心理健康需求；从城市绿化需求向生态服务功能需求;从面向形象的城市美化向面向过程的城市可持续发展.探讨生态建筑和生态住区问题就是一种尝试。２。概念生态学是关于包括人在内的生物与环境之间相互关系的一门系统科学，是人类认识环境、适应环境、改造环境的一种世界观和自然哲学，也是人类模仿自然、设计环境的一门美学和工艺学.其实，任何任宅和居住小区都是自然和人结合的生态住宅和生态住区,只不过有些小区生态关系较合理、人与自然关系较协调和谐,有些生态关系不合理、不和谐,或人与自然关系恶化而已。生态住宅和生态住区是人们对生态关系良好的人居环境的通俗叫法。它是从可持续发展的战略来定义的，是人类经过历史选择之后所追求的一种住宅和住区模式。生态建筑、生态住宅和生态住区不只是一类物理构件和人工设施的组合体,或人类活动的简单的挡风避雨隔热、栖息劳作的庇护场所,而是“按生态学原理规划、设计、建设和管理的具有较完整的生态代谢过程和生态服务功能，人与自然协调、互惠互利，可持续发展的人居环境".它是规划合理，人与自然协调和谐,环境清洁、优美、安静、适用,居住舒适的人类住区，在时间上有其新生旧灭的演变过程,空间上有其内部、外部及区域的耦合关系，代谢上有其输入输出过程。生态住区系由自然基础设施（土地、气候、水、自然能、生物)、生态代谢设施(水、电、气、热、废弃物)、人工设施（建筑物、构筑物、设施、道路)和人类生态服务体系(教育、医疗、保健、休闲、劳作、交流、物业管理）组成，包括绿色空间（绿化空间）、蓝色空间(包括水资源、水环境、水景观、水生境等)、红色空间(建筑物）和灰色空间（道路与交通、室外人类活动空间)(图１），通过物理过程、化学过程、生物过程、经济过程和人文过程及其相互关系耦合而成的一类结构合理、功能完善的人居生态系统。生态建筑、生态住宅和生态住区中的所谓生态是指人与环境间协调健康的生态关系，包括物理环境（地理、水文、气候、景观、建筑、交通、基础设施）、生物环境(有益或有害植物、动物、微生物及其生境的多样性、适宜性与活力）、流通环境(物质流、能量流、信息流、资金流、人口流的源与汇)、社会环境(体制、政策、法规及服务设施与管理水平）、经济环境(就业机会、便利度、房产市场）和文化环境（居民的文化素质、历史文化的延续性、标识性）之间的相互关系，以及居息、代谢、调节、社会等功能相互联系、相生相克综合而成的生态功能（图2)。这种协调健康的生态关系具有身心保健、环境净化、生态缓冲、自然保育、废弃物循环、景观整合和弘扬生态文明等功能。它要统筹兼顾、充分综合与展现自然和人文生态服务的多种功能，贯彻节地、节水、节能,注意可再生能源利用，使各种资源在利用与消耗过程中达到长期、持续、稳定、广泛的内在乎衡，实现生态控制论的整体、协调、自生和良性循环的原则。生态住区建设需要配套的硬件(健康的建材、设备和生态技术等）、软件(优化的系统综合规划与设计,体制、法制、管理服务体系）和心件(生态文明、行为诱导、生活方式、能力建设等)相辅相成的耦合，以协调道理(自然规律）、事理（人类活动的合理规范与管理）和情理（人及社会行为的准则）3方面的关系。（二）崇明岛的生态资源分析崇明岛是我国第三大岛,位于万里长江入口，三面环江,一面临海,地理位置优越，生态环境良好，自然资源丰富，是崇明腾飞的得天独厚优势所在。而上海的发展为崇明的开发创造了条件和机遇，同时也对崇明的建设提出了更高的要求,崇明将成为二十一世纪上海建设的一个热点。崇明的开发将围绕生态岛要求而展开.崇明有丰富的可再生能源，包括生物质能、风能、太阳能及潮汐能等。生物质能主要是农作物秸杆和畜禽粪便以及生活垃圾.随着崇明生态林的建设扩大，农作物将有所减少，农作废弃物也将有所减少，但还是有大量的农作物秸杆等废弃物可以利用，通过秸杆集中化等技术,变废为宝，产生的沼气可以用于生活，也可用于发电；建设畜禽粪便综合处理场,生产沼气和有机肥；生活垃圾可焚烧发电。据测算,崇明生物质能资源量有２0多万吨标准煤.崇明有较丰富的风能资源，据调查表明：崇明东部沿岸5０米高处多年平均风速7.1m／s,平均有效风能32９ｗ/ｍ2，年有效风力（４—25ｍ／s)累计时问达7３00小时以上，按年上网电量估算的风力发电机组的设备利用小时（指折算为满负荷运行小时)为2000小时左右。崇明有大量围垦和待围垦的滩涂，特别是崇明东滩,每年向东滩淤涨速度可达数百米，每隔5—6年可圈围数万亩，2０15年前崇明将围垦滩涂约3０万亩，20３０年前将围垦５0万亩，50万亩围垦土地，若利用20％，可装机40万Kｗ，年发电量8亿Kwｈ。上海地区太阳能辐射量平均值为4461兆焦/平方米，年平均日照时间为17０0小时,按利用干分之一的太阳能年辐射量计算，则崇明有效利用太阳能可达１6万吨标准煤。崇明地处长江口，长江北支潮差3。5米左右，据测算可建一个７０万千瓦的潮汐能电站,年发电23亿千瓦时；除此外潮流能和波浪能也可开发利用.崇明岛有着优整洁净的生态环境和丰富的旅游资源。崇明岛孤悬江海,岛周绿堤环绕，生态环境优越，岛上林木森森．绿荫浓郁，乌语花香,水洁、土净、风清,具有未经斧凿的天然风光，自然人文景观繁多。自净能力强,生态过程活跃，这在大城市生态环境质量逐步下降,而市民对生态环境质量要求不断提高的上海大都市，尤为弥足珍贵.崇明这方净土，正适合被发展成生态居住区，充分利用它的各种生态资源，发挥巨大的经济和社会价值。（三)崇明岛的生态住宅发展作为中国南方的农村,崇明岛历来就能找到生态住宅的影子.在天人合一哲理的影响下，从聚落选址、总体布局、室内外环境设计、陈设乃至取材及营造技术，中国传统的民居住宅都有着充分利用自然环境的优势，往往充分尊重自然、因地制宜、就地取材，并且也形成了与自然环境相适应的生活方式和人文环境。因此，崇明岛的生态建筑发展,不能完全摒弃传统民俗与地域文化而一概照搬国外的经验，因为自然环境与人文活动的完美融合也是生态住区实现的目标之一,建筑文化是需要有多样性的.但是，在传统民俗及住宅的遗留基础上，还需要融合进更科学、现代的住宅建造元素。选址规划在选址上，按风水的基本原则和格局，住宅以负阴抱阳背山面水为最佳选择，具有自然环境和相对封闭的空间,有利于形成良好的生态循环的小气候。背山屏挡冬季北向寒风,面水迎来南向季风，朝阳具有良好的日照,缓坡避免淹涝之灾和保持水土，并易在农副业的多种经营下形成良好的生态循环。在崇明岛,生态住宅的规划可以从南到北塑造以院落为中心和单元的基本平面格局。即屋宇为阳（实),而院落为阴(虚）,这种阴阳相成,虚实相间的院落序列空间，可以很好地协调人与自然的关系，较好地解决日照、通风、保温、隔热、反光和防噪等问题.院落是乡村居民生活的中心，它能较好地协调人与自然的关系.院落大小与屋宇比例适当，院落承接阳光雨露，日月精华，纳气通风，以具有“藏风纳气，通天接地”的功能。院落和室内过厅穿堂联在一起形成一个较大的气流网络.院落大者可以叠石理水，植树栽花,曲径通幽地把院落扩大为私家园林;而院落小者也可以种植几只翠竹或满架苍藤.人生活在院落里,亦领略了大自然的妙处.建筑材料由于中国土地辽阔,在生产力低下的农业社会中，就地取材就成为一个非常重要的营筑措施。天然材料不仅对人体无害，且虽经加工,在很大程度上仍能反映自身的特征和满足人们返朴归真、回归自然和与大自然融合的心理要求。西藏的石屋、东北的井式木房、云南的竹楼、西北的窑洞、内蒙古的帐篷都是就地取材，适应当地气候,并与大自然融为一体的。天然材料所特有的纹理质感和色彩激发起人们的心理感应。木材纹理如烟云流水，质地温暖亲切；大理石或似山川沟壑或似云海波涛给人以无穷遐想.运用自然材料大有景外之景、“不着一字尽得风流”的效果.随着现代科技与新型材料的发展,越来越多的生态型、节能建材出现并投入使用,同时具备保温、隔热、美观等多种功能。崇明岛的生态住宅建设必须因地制宜地选取适合当地生态环境、满足日常生活需要的建筑材料，并减少市内外的空气环境污染,营造健康生活空间。水环境系统崇明岛有可充分利用的水资源,但是需要建立优质的供水、节水体系,以改变岛上居民长期的用水习惯，提高生活质量。在长江的枯水期，由于海水倒灌、咸水入侵，影响到供水水源，使崇明岛的饮用水具有较重的咸味。长江三峡水库工程建成以后，在丰、平水年对咸水入侵几无影响，但在枯水年将产生明显不利影响，使咸水入侵的时间提前，历时加长.南水北调工程中东线工程临近河口调水，它将直接导致长江口来水水量下降.特别在枯水年的枯季,东线调水的流量占人海总流量的比重较大，将会造成较明显的影响。为此,崇明岛可以利用有利的沙滩资源,在岛屿的南侧西端，选择合适的沙洲,建立足够大的“避咸蓄淡”的水库，在丰水季节或咸潮的间隙蓄进长江淡水，供咸潮入侵期间使用。同时,利用得天独厚的长江淡水资源，规划建设集约型的大型水厂，取代目前的小型简易水厂。通过一流的常规处理和成熟的深度处理制水工艺，调整、完善现有的供水管网，以国际一流的生活饮用水水质服务于未来的崇明岛.光环境系统生态住区的室内采光应采取自然光,并使用节能灯具。光照环境对居住着的心理、生理活动都有很大影响.研究表明室内采光的增加有助于治疗“冬季忧郁症”。由于崇明岛内大面积为生态农业作物，住宅的立面可适当增加开窗面积，一方面为观景方便,另一方面增加自然采光,同时也增加了建筑物的外立面设计变化。生活能源利用崇明岛有各种可以充分利用的丰富能源。过去，岛上居民长期使用生物质能作为生活能源，包括取暖、炊事等，这是生态自然观极好的反映。世界各地成功的生态建筑都充分利用清洁的生态能源,以减少污染和有限能源的消耗.如屋面板对太阳能的利用，有助于冬季房屋的保暖；风能、水能、沼气等转化为电能，等。这些在崇明的生态住宅设计和建设过程中均可充分利用。如生态住区使用集中空调，宜采用采暖、空调、热水三联供集成技术,并宜采用智能计量收费系统;集中空调的余热应考虑回收利用。废弃物处理在生态住宅的屋顶可设置蓄水集雨设施，收集、储存雨水和中水利用，提高水资源利用效率和降低地面源污染排放。生活污水集中收集处理,生活垃圾分类收集处置，使资源循环利用。而在以农业为主的崇明岛，生活废弃物的循环利用率是很高的。信息化设施必须加大投入，完善崇明岛的信息化基础设施，以此构成生态住宅、智能住宅的升级基础。崇明岛的政府行政管理、社会公共服务、企业生产经营都要积极运用数字化和网络化技术，着力加快社会信息化步伐。为此，需要：1）加快信息基础设施建设，建立健全信息网络体系.以发展电话和数据业务为主线，加快光纤传输网、光纤接入网建设，加快实现通信的数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化进程,促进电信网向信息网过渡。２)积极推广应用信息技术。加快政府信息建设和社会公共领域信息化建设,积极推进产业信息化,用信息服务推进农业以及社会化服务体系建设。建设崇明岛网络信息中心,完善信息资源管理，在专业信息化、政府信息化和企业信息化方面取得全面进展.通过崇明岛的信息化基础设施建设，提高生态住宅的智能化水平，包括互联网、电子保安监控设施、智能家用电器的控制、集成物业管理系统等，使居民在享受自然环境的优雅时，也能领略信息时代带来的便捷和迅速.生态住宅和