城市生态工程

城市生态工程CompanyLOGO前言联合国教科文组织1971年在“人与生物圈计划”中提出“生态城市”的概念。CompanyLOGO目录二、城市生态系统的结构、功能和特点三、生态城市人居的支撑技术和标准一、生态城市的概述四、生态建筑设计方法与技术CompanyLOGO一、生态城市概述：城市的含义一般来说，城市是指具有10万以上人口，住房、工商业、行政、文化等建筑物占50%以上面积，具有较为发达的交通线网和车辆来往频繁的人类集居区域。CompanyLOGO生态城市的概念•生态城市ecologicalcity从广义上讲，是建立在人类对人与自然关系更深刻认识基础上的新的文化观，是按照生态学原则建立起来的社会、经济、自然协调发展的新型社会关系，是有效的利用环境资源实现可持续发展的新的生产和生活方式。•狭义的讲，就是按照生态学原理进行城市设计，建立高效、和谐、健康、可持续发展的人类聚居环境。CompanyLOGO生态城市的内涵•社会生态化，即社会和谐•经济生态化，即经济高效•环境生态化，即自然融入城市，城市归于自然。CompanyLOGO城市生态学•以生态学（ecology）的概念、理论和方法研来研究城市的结构、功能、动态调控的一门学科。•城市生态学是生态学一分支，也是城市科学（urbanscience）分支，城市生态学将城市视为一个生态系统，研究其形态结构外，更侧重于各组分之间的关系，及组分之间的能量流动、物质代谢、信息流通，人为活动形成的格局及其过程。CompanyLOGO二、城市生态系统的结构、功能和特点城市生态系统：是指特定地域内的人口、资源、环境通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会、经济、自然复合体。CompanyLOGO城市生态系统的结构CompanyLOGO城市复合的生态系统示意图环境影响主要矛盾：人类活动与自然还原能力的矛盾人类活动冶金、电讯、石油、化工、机械建材、森林、食品、纺织、皮革造纸、文教、其他。自然生态社会生态经济生活建筑：基建勘探、建设交通：铁路公路、内河铁路、航空港口信息：电讯情报、出版新闻农业：农、林、牧、副、渔科教：科学教育、文化艺术。金融：金融保险、信托。贸易：商业外贸、旅游服务、饮食劳动产品主要矛盾：生产和生活的矛盾资源废物主要矛盾：经济开发和环境容量的矛盾CompanyLOGO城市复合生态系统的子系统名称系统对象系统特征城市自然环境系统城市自然空间和物质环境，包括水文、地质、地理、气候、气象、土地资源、旬、一藏、植被、动物及其栖息地、天然能源、水资源、海洋、河流、湖泊、沟渠、山体、空气、原材料一以及自然景观等。此系统是生命体赖以生存的基底环境，许多组分容易遭到破坏，许多资源不可再生。城市建成环境系统城市的人造空间、物质环境和设施，各类建筑物、构筑物、道路街巷、机场、码头、港口、人文景观等，也包括耕地、人工林地、人造山体、人工湖泊和公园绿地等。城市建成环境与自然环境相叠加，是城市活动的容器和载体，承载着城市的资本、信息、人口、劳动力，以及其他物质和非物质产品。在自然环境系统遭到破坏时，对建成环境系统中的某些部分(例如耕地、人工林、人造山体和人工湖泊和公园绿地等)的改善，可以起到一定的补偿效果。CompanyLOGO名称系统对象系统特征城市运转保障系统交通和航运网络、供水网络、排水网络、供电网络、信息发布及传递网络、供热网络、燃气网络、排污网络、垃圾收集网络、燃油供应网络、安全网络(消防、治安、防洪、防空、防疫、防恐等)。城市运转保障系统与建成环境的交集构成了机场、码头、水厂、电厂、变电站、热力厂、炼油厂、燃气厂、污水厂、垃圾处理厂(场)以及其他城市基础设施和安全设施。此系统是支持城市功能运转的系统，决定了城市的效率。这一系统包含了城市发展的生命线工程。城市生活系统居住、社区、文化、艺术、人际网络、消费模式、民风民俗、历史遗存、传统风貌等。城市生活系统与建成环境系统以及运转保障系统的交集构成了人居建成环境、居住建筑、街区街道、和配套服务设施等物质空间。CompanyLOGO名称系统对象系统特征城市生产系统产业链、产业结构和分工：工业、加工业、手工业、仓储业、建筑业、传统及特色产业、高新技术产业、农林牧副渔、原材料和能源利用、生产性消费。城市生产系统与建成环境的交集构成了产业布局、产业园区、工厂、工地、仓库、产业建筑和配套设施等物质空间。城市服务系统政府、政策、体制、制度、法律、法规、规划、设计、社团、金融、保险、中介、房地产、物流、贸易、高等教育、成人教育、医疗卫生保健、民政、社保、传媒(广播、电视、因特网、报纸、杂志)、文化创意等。城市服务系统与建成环境系统的交集构成了服务建成环境、设施和建筑等物质空间。城市的服务系统的服务对象不仅包括生活和生产系统，也包括其他各个系统，包括服务系统自身。城市输入输出系统包括了区域政治经济和人口影响力、资源(包括水资源)、能源(包括太阳能、风能等低碳、可再生清洁能源)、空气、动植物、土壤、原材料、建筑材料、资本、信息、人口、劳动力、游客以及其他物质和非物质产品。其水平和能力取决于包括城市自身在内的区域政治、经济、人口和自然状况及其空间结构、构造和网络，还取决于区域交通运输(水陆空)和贸易网络、区域通信网络。CompanyLOGO城市复合生态系统模型（剖面模拟）CompanyLOGO三、生态城市人居的支撑技术和标准•开放灵活的街坊系统构成的高品质、高可达性街区；•通过综合措施达到100%绿色建筑和95%可再生能源；•行人、非机动车和公交优先的安全便捷的交通；•垃圾作为资源充分回收利用；•健康的卫生标准和水环境，废水、雨水得到充分回收利用；•高品质的自然生态和人工绿化环境。生态城市的人居环境：紧凑、混合、方便、安全CompanyLOGO（一）能源技术•（1）太阳能光热技术•太阳能光热技术利用是通过转换装置把太阳辐射能转换成热能的利用技术。如：太阳能热水器、太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能热发电等。光热利用比较简便而直接，成本较低，容易普及。•（2）秸秆燃料燃烧技术•农村有大量的农作物秸秆，秸秆是一种重要的生物质资源。新的研究结果表明：秸秆可用作秸秆气化炉的燃料和热解液化。（3）浅层水平埋式地源热泵技术地源泉技术是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。同时，它还可供应生活用水，是一种有效地利用能源的方式。（4）末端低温辐射技术辐射地暖供暖是以热射线放出的辐射热为主的既舒适又节能的一种供暖方式，其低温辐射表面温度低于80℃。近年来，随着供暖形式的多元化。低温电热辐射供暖在我国迅速发展起来。使用效果大都十分理想。（5）太阳能采暖系统主动式太阳能采暖系统，即指在房屋上安装了太阳能集热器，室内放置贮槽和常规的散热器，由管道将它们连成采暖系统。它对太阳能的利用效率高，不仅可以供暖、供热水，还可以供冷，在发达国家应用非常广.CompanyLOGOCompanyLOGOCompanyLOGO（二）气候、水文资源综合利用技术1.利用自然风创造良好“风环境”以解决热岛效应和通风问题的技术2.雨水的收集与利用技术3.污水处理与回用技术4.植物节水绿化技术CompanyLOGO1.自然通风•利用风压实现自然通风：建筑应面向夏季主导风向，房间进深较浅，利用风压在建筑内部产生空气流动，以便于形成穿堂风。在不同季节不同风速、风向的情况下，采用相应措施（如适宜的构造形式、可开合的气窗、百叶等）来调节室内气流状况，从而实现完全被动式的自然通风，达到节约能源，减少污染的目的。•利用热压实现自然通风：自然通风的另一种机理是利用建筑内部的热压即平常所讲的“烟囱效应”，热空气上升，从建筑上部风口排出，室外新鲜的冷空气从建筑底部被吸入。也就是说，室内外空气温度差越大，进出风口高度差越大，则热压作用越强。CompanyLOGO•利用风压与热压相结合实现自然通风利用风压与热压来进行自然通风往往是互为补充密不可分的。一般来说，建筑进深小的部分多利用风压来直接通风，而进深较大的部位多利用热压来达到通风的效果。外维护结构采用厚重的蓄热材料，使得建筑内部的热量降至最低。•利用风的垂直分布特性使高层建筑实现自然通风每个单元内部房间利用热压来进行自然通风，各个单元之间通过透明玻璃相分隔，从而避免风压和热压过强而产生紊流。•机械辅助式自然通风空气和噪音污染比较大的城市，直接通风会将室外污浊的空气和噪声带入室内，不利于人体健康。因此，必须使用机械辅助实现自然通风。将整幢建筑的进风口设在檐口高度，并在风道中设置过滤器和声屏障，以最大限度地除尘、降噪，让新鲜空气通过机械装置进入各层楼板，从靠近走廊一侧的气孔排出。而房间内的热气体则通过房间上方靠近外墙的气孔进入排气通道，最终再次从屋顶排出。进气和出气通道均设置在外墙，彼此平行相邻。CompanyLOGOa)屋顶绿化蓄水。屋顶绿化提供了储存降水的可能性，减轻高强度降水对城市防洪排灌系统的压力和冲击，提高水资源的利用同时也可以明显减少处理汗水的费用，起到建筑物及其周边降温及提高湿度的作用。b)地表雨水收集。地下储雨池用于收集屋顶、庭院和地面的雨水，所收集的雨水主要用于冲厕、洗车、绿化用水、景观用水或消防用水等。c)地上储雨容器（桶、罐）多用于收集屋顶雨水、所收集的雨水主要用于庭院洒水、浇灌花草，节约自来水。d)雨水回渗：利用透水地面渗透，渗水井渗透，利用草坪渗透。2.雨水收集利用CompanyLOGO美国：强制“就地滞洪蓄水”英国：世纪圆顶雨水收集利用系统德国：放跑雨水要收费丹麦：居民用水22％靠天降日本：出口雨水CompanyLOGO团城——古代雨水利用工程我国：26CompanyLOGO•80年代末——甘肃省实施的“121雨水集流工程”•北京市水利局和德国埃森大学的“城市雨洪控制与利用”示范小区雨水利用合作项目于2004年底完成。2008奥林匹克场馆建设中也采纳了雨水利用技术。•上海浦东的孙桥现代农业园区，把6万平方米的大棚顶盖的雨水开发起来了。27CompanyLOGO植物根系过滤技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些污染物的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物的一门环境污染治理技术。植物根系过滤技术不仅是一条生物学的，绿色的净化途径，更是一种有效的、廉价的原位绿色技术。雨污水主要是靠植物根系过滤净化，基质和微生物在污水净化中也起到一定的作用。3.污水回用技术人类使用过的水，污染杂质只占0.1%左右，海水中的污染杂质占3.5%左右。城市供水量的80%变为城市污水排入管网中，收集起来再生处理后70%可以安全回用——城市供水量的一半以上可以成为再生水，返回到城市水质要求较低的用户上替换自来水。CompanyLOGO对人体健康不应产生不良影响对环境质量和生态系统不应产生不良影响对产品质量不应产生不良影响应符合应用对象对水质的要求或标准应为使用者和公众所接受回用系统在技术上可行，操作简便价格应比自来水低廉应有安全使用的保障污水回用应满足的要求CompanyLOGO污水回用的意义•补充了水资源的短缺，大大减少自来水消耗量•污水回用或综合利用，减少了向水域的排污量，带来可观的环境效益，并且环境效益与经济效益是统一的。•以污水为原水的回用水净化厂的制水成本低于甚至远远低于以自然为原水的自来水厂。CompanyLOGOCompanyLOGOCompanyLOGO北京西客站中水系统工艺流程机械隔栅曝气调节池计量设备和泵接触氧化池1斜管沉淀池中间池和加压泵接触氧化池2砂滤罐清水池供水泵和反冲泵中水原水混凝剂液氯CompanyLOGO•北京西客站中水系统运行成本项目电费药费人工费维修费折旧费合计元/吨0.210.080.150.150.270.87CompanyLOGO水资源循环示意图CompanyLOGO4.植物绿化技术植物具有良好的生态效益，如涵养水源，提高空气湿度，降温，防风滞尘等。植物绿化主要分为场地绿化