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高温和暴雨中,让我们谈谈绿色屋顶吧

滞蓄雨水还能降低地面温度——一举两得的绿色屋顶能在中国流行吗?德国的成功经验值得参考,张冬方报道。

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德国的绿色屋顶。图片来源:efb-greenroof 

高温和暴雨无疑是今年夏天中国最热的话题之一。上海打破了145年的最高气温记录,而此前南方的暴雨更是造成五个省至少33人死亡

气候变化和厄尔尼诺现象被认为是推高气温和降水量的原因,而城市热岛效应也与夜间城市气温的居高不下关系密切

积极推进城镇化的中国政府正在试图推行海绵城市的概念,使其成为城市对抗强降水的新手段。已经有30个城市加入海绵城市建设试点项目,目标是通过增加绿地面积,改造下水系统,将70%的降雨就地消纳和利用

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而在建设海绵城市的诸多手段中,绿色屋顶是一种一举两得的技术,可以同时达到滞蓄雨水和改善热岛效应的双重功能。而作为绿色屋顶的积极研究和推广者,德国的经验对中国有重要的参考价值。

隔热又蓄雨的绿色屋顶

绿色屋顶是一种高技术含量的屋顶建设技术,需要在防水的建筑屋顶铺设土壤等介质以种植植物,有些绿色屋顶还需要完善的排水和灌溉系统。据德国气象服务站(Deutscher Wetterdienst)2015年的研究报告《打造可持续性发展的城市空间》(Urbane Raeume nachhaltig gestalten),不同的建筑结构以及绿化面积大小会影响到温度,
市中心建筑为例, 百分百绿化率的绿色屋顶可降低地表附近气温将近1.5度。

绿色屋顶也有助于雨水管理:一部分雨水保留在屋顶植被当中,而不是排入下水管,而后通过蒸发实现自我循环;极端天气时,一部分雨水滞蓄在植被中,而后才慢慢流出,减缓极端天气的瞬时冲击,排解排水系统的压力。

汉堡港口城市大学(HafenCity Universitaet Hamburg)从2014年到2017年对汉堡绿色屋顶策略对雨水管理产生的影响进行了跟踪研究。研究人员马歇尔·李希特(Michael Richter)和沃尔夫冈·迪克号特(Wolfgang Dickhaut)在为国际绿色屋顶协会(International Green Roof Association)撰文时指出:种植土超过6cm的粗放型绿色屋顶(extensive green roof )可以保留60%的降雨,而生长介质超过50cm的密集型绿色屋顶(intensive green roof)雨水保留量超过90%。从雨水降落到雨水溢流,也就是雨水滞蓄的平均时间为277分钟。

绿色屋顶在德国:从鼓励到强制

早在上个世纪60年代,德国就出现了绿色屋顶的建设潮流,70年代研究防水技术和材料,80年代研究其生态效应,不同的地方政府也开始出台政策支持绿色屋顶。

但真正促使德国绿色屋顶政策得到大范围制定和执行的,是联邦法律。加拿大景观建筑师戈雅·尼安(Goya Ngan)在其研究报告《绿色屋顶政策:鼓励可持续性设计的手段》(Green Roof Policies: Tools for Encouraging Sustainable Design)中指出,1992年联合国地球高峰会(1992 UN Earth Summit)召开,由此产生的21世纪议程(Local Agenda 21)催生了欧洲许多国家一系列可持续发展战略,而欧盟关于生态环境的指令也影响到了德国联邦法律,从而影响到了地方绿色屋顶政策。

如今,很多德国城市都有绿色屋顶支持政策,包括财政补贴,减少雨水费,或制定地方法规等。从2014年到2019年,汉堡市环境和能源局将推出价值三百万欧元的绿色屋顶资助项目。

支持政策带来了绿色屋顶的大发展。据欧洲绿色屋顶联合会(European Federation of Green Roof and Wall Associations,以下简称EFB)2015年白皮书(2015 White Paper),德国2014年有八千六百万平方米绿色屋顶,并以每年八百万平方米的速度在增长。


此外,德国建筑绿化专业联合会(Fachvereinigung Bauwerksbegruenung E.V. 简称FBB)2016年针对绿色屋顶发展政策,对人口超过一万居民的1488个德国城市进行问卷调查的结果为:存在直接补贴的城市为6%,减少雨水费的城市为79%,而有着绿色屋顶建设计划的为51%,较2014年有11%的增幅。

德国屋顶园艺联合会(Deutscher Dachgaertner Verband e.V. 以下简称DDV)负责人沃尔夫冈·安泽尔(Wolfgang Ansel)在采访中说,“我估计德国现在有1亿到1.5亿平方米的绿色屋顶,最近其作为应对气候变化的举措发展尤其迅猛。”

一些城市甚至开始强制新建筑配备绿色屋顶。早在1996年,绿色屋顶建设在慕尼黑就成为义务。“慕尼黑和斯图加特都已成为城市绿色屋顶的样本。”安泽尔说。而最近,德国第八大城市埃森(
Essen)也在讨论,在其市中心规定新建、改建、翻修建筑须建成绿色屋顶。

成本和效益的衡量

绿色屋顶的推广仍存在障碍,主要集中在标准和成本两个方面。

在世界范围内,EFB在2015年白皮书中指出,绿色屋顶缺乏一个高质量的轻量系统,以适应各地不同的气候和生物多样性。

而在德国,有景观发展和建设研究会(Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.V. 简称FLL)这样的专业机构负责制定发布绿色屋顶的技术指标和指南。

另一个障碍就是高成本。绿色屋顶的成本包括一次性成本,即安装成本,和续生成本,即维护和灌溉。收益也包括一次性收益和长期收益。其中一次性收益包括节省了安装雨水管理设备的费用,或者更低的雨水费。在西方很多国家都有雨水费一说,即对建筑的不渗水面积进行收费。不同城市收费标准不一,以汉堡为例,种植土大于5cm的绿色屋顶的雨水费是同等面积普通屋顶的一半。长期收益包括使用寿命长,能让房产升值,维护绿色屋顶也创造了就业岗位,更不用说节能和环境的好处。

不过,在这个成本和收益的公式里,主要问题是:其一,高成本发生在前,收益远远发生在后,其二,收益难以量化。

汉堡市的绿色屋顶政策报告中,有一份绿色屋顶和砾石屋顶的成本对照:按300㎡来算,前者第一年的初期成本为9437
€,是后者的三倍多,但40年后二者的长期成本已经持平。而如果算上补贴,绿色屋顶40年周期的成本优势可达到5098€。

根据建筑环境咨询公司ARUP今年的一份报告则显示,越早进入这个市场,绿色屋顶成本劣势越小。报告提到:瑞士的第一批现代绿色屋顶始于上个世纪90年代,其当时高于一般屋顶的成本为20$/ft²。而今在苏黎世,因为竞争和规模经济,其高出一般屋顶的成本仅为3$/ft²。

如何在中国推动绿色屋顶?

很多西方国家都会来德国学习绿色屋顶的技术和推广政策。而上海市农科院高级农艺师赵定国也认为德国的经验和教训值得借鉴。他从1999年开始从事轻型屋顶绿化技术研究和推广。

其实中国城市很早就尝试屋顶绿化了,北京、上海都有一些历史超过40年的知名屋顶花园,而真正推动了绿色屋顶发展的是(使用种植土较少的)轻型屋顶绿化方案的提出,赵定国介绍道。

《法制晚报》报道,北京市政府从2005年起开始推广屋顶绿化,至今全市屋顶绿化面积超过了200万平米。

不过,总的来说资金以及观念普及都是绿色屋顶进一步推广需要解决的问题,而中国城市大量多业主商品房的复杂产权状况也是绿色屋顶推广的障碍,赵定国在一篇发表于《中国建筑防水》杂志的文章中指出。

至于中国该如何推广绿色屋顶,赵定国认为,一是政府先行。他特别指出:德国汉堡的屋顶绿化受到到访的美国芝加哥市长的关注,而后芝加哥市政厅建设率先做了屋顶绿化。二是政府资助,三是法律推进。

在采访中他表示,绿色屋顶的推广目前还没有专门的法律支持,但前两条中国已经在参考,例如“2008年北京奥运会对空气质量的要求,推动了城市重视屋顶绿化;2010年上海世博会,许多外国展馆展出屋顶绿化和外立面绿化,推动了政府补贴屋顶绿化的决心。”另外,在北京的200多万平方米绿色屋顶中,有约80万平方米得到了政府资助。

也许,气候变化背景下越来越频繁的高温和暴雨,以及正在试点的“海绵城市”概念,会成为绿色屋顶在中国发展的新的契机。

 

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