循環(huán)經(jīng)濟(jì)(Circular Economy)是指在人類生產(chǎn)和生活中,最有效利用資源和保護(hù)環(huán)境,以“減量化、再利用、資源化”為原則的新型生產(chǎn)方式和生存模式。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)有企業(yè)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、城市和區(qū)域四個層次,而位于這四個層次中,處于基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和支柱性的社區(qū)住宅是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要平臺。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計,社區(qū)住宅和其他建筑使用的能耗約占社會總能耗約三分之一,社區(qū)住宅占用大量土地,建筑活動造成的污染約占全部污染的30%以上。因此,傳統(tǒng)的社區(qū)住宅建設(shè)應(yīng)轉(zhuǎn)向為資源節(jié)約、環(huán)境友好、高效經(jīng)濟(jì)、社會和諧的新型模式。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)中,社區(qū)住宅是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要載體,融合了節(jié)能、減少污染和資源回收利用等多項功能。
一、社區(qū)住宅建設(shè)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)
(一)社區(qū)住宅建設(shè)的土地及環(huán)境資源承載力分析
1.土地:與社區(qū)住宅關(guān)系最為密切的是土地。一方面,隨著經(jīng)濟(jì)增長、人民生活水平的提高,對土地提出剛性需求;另一方面,由于土地的有限性,位置固定性和單一性,不可制造和不可再生等因素,土地成為最緊缺的資源。
在土地資源緊缺的同時,我國的土地產(chǎn)出率仍處于較低水平。2003年全國平原面積為1019.6萬元/平方公里,與日本(2001年8983萬元/平方公里)相比,中國尚不足其1/8;與紐約(2001年)的差距更大,僅為其1/30。說明我國在土地利用上有非常大的上升空間。
2.環(huán)境等其他資源的3R分析
我國在環(huán)境等其他資源上與發(fā)達(dá)國家相比有較大的差距,如按現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)增長模式和生活方式進(jìn)行,我們的能源、水、環(huán)境等的承載力將無以為繼。
(1)減量化分析
(2)再利用分析
(3)資源化分析
注:廢物當(dāng)量按通行的換算法換算:1億噸的廢水造成的經(jīng)濟(jì)損失=400億立方米的廢氣造成的經(jīng)濟(jì)損失=0.5億噸的固體廢棄物造成的經(jīng)濟(jì)損失=1億噸標(biāo)準(zhǔn)廢物當(dāng)量
(二)社區(qū)住宅的循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必要性
社區(qū)住宅是指與人類活動密切相關(guān)的人類生存環(huán)境載體,包括提供人類活動的空間場所、物質(zhì)、能量以及在人類社會活動過程中形成的一切社會經(jīng)濟(jì)關(guān)系。社區(qū)住宅建設(shè)是改善人居環(huán)境的核心內(nèi)容(見圖1)。
1. 必要性
(1)住宅占用大量土地。據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》公布,2003年我國城市人均住宅建筑面積為23.7平方米,農(nóng)村人均住房面積為27.2平方米。這就意味著每增加一個人口,住房居住面積將增加25平方米左右,按容積率平均2計,用地需增加12.5平方米左右。對于城市建設(shè)以及相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)施和生活服務(wù)設(shè)施用地需增加100平方米左右。
(2)住宅消耗大量能源。在我國人均能源資源占有量不到世界人均水平的1/2的情況下,我國住宅外墻能耗是西方國家的4~5倍,屋頂耗能是2.5~5.5倍,外窗耗能是1.5~2.2倍,門窗空氣滲透量是3~6倍,住宅總能耗是西方國家住宅總能耗的3~4倍。
(3)住宅消耗大量其他資源。據(jù)有關(guān)專家統(tǒng)計,每年用于住宅建設(shè)消耗的物質(zhì)占全國物質(zhì)產(chǎn)品的10%以上,其中,木材消耗占全國消耗總量的20%,水泥占47%,鋼材占14%,玻璃占40%。同時,住宅消耗大量的水,我國是世界上最缺水國家之一,人均水的占有量為世界人均值的1/4。而我國社區(qū)住宅的水重復(fù)利用率幾乎為零。
(4)社區(qū)住宅建設(shè)與消費方式。當(dāng)前我國的社區(qū)住宅建設(shè)有違循環(huán)經(jīng)濟(jì)的消費理念,我們的住宅建設(shè)是否應(yīng)該建更多的全裝修房,建更多的節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、少環(huán)境污染的社區(qū),對舊住宅的拆除進(jìn)行更為嚴(yán)格的審批制度。
圖1 住宅與環(huán)境危機(jī)
2. 循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅的概念
循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅是指通過合理的規(guī)劃布局、建筑設(shè)計和建筑技術(shù)手段的采用,在建筑全生命周期內(nèi)降低資源和能源的消耗,減少廢棄物的產(chǎn)生和對環(huán)境的破壞,并強調(diào)社區(qū)自治組織和自我調(diào)控能力,為使用者提供健康、舒適的生活環(huán)境,是具有現(xiàn)代化環(huán)境水準(zhǔn)和生活質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展的新型社會共同體。
社區(qū)住宅涉及人與自然、人與社會的多元關(guān)系,是社會-經(jīng)濟(jì)-自然-人群等四大系統(tǒng)交叉的復(fù)合系統(tǒng),是建設(shè)和諧統(tǒng)一的循環(huán)型社會的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和基本元素。社區(qū)住宅的建設(shè)在展示現(xiàn)代人類文明進(jìn)步,在社會向資源節(jié)約、環(huán)境友好、社會和諧的方向發(fā)展,改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式和價值觀念,落實循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢等方面,具有長遠(yuǎn)的意義。
3. 循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅內(nèi)容和目的
循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅的內(nèi)容和目的主要包括:
(1) 社區(qū)與自然的平衡;
(2) 與自然的和諧;
(3) 能源的有效利用(見圖2);
圖2 能源的有效利用
(4) 綠色經(jīng)濟(jì)和消費。
4. 循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅主要類型
自二十世紀(jì)六十年代起,“生態(tài)建筑”的理念和技術(shù)在西方發(fā)達(dá)國家內(nèi)首先得到了迅速發(fā)展,尤其是建筑技術(shù)和人的健康、人文的結(jié)合,使社區(qū)住宅在發(fā)達(dá)國家中受到推崇。
(1)生態(tài)社區(qū)住宅:二十世紀(jì)七十年代,即從環(huán)境出發(fā),更好地利用自然規(guī)律、遵循自然規(guī)律,為人類創(chuàng)造更好的人居環(huán)境。
(2)節(jié)能節(jié)地節(jié)水社區(qū)住宅:節(jié)能節(jié)地節(jié)水社區(qū)住宅的出發(fā)點是力爭節(jié)約能量和物質(zhì)資源,實現(xiàn)一定程度的物質(zhì)材料的循環(huán)。
(3)生物社區(qū)住宅:生物社區(qū)住宅是將建筑視為活的有機(jī)體,倡導(dǎo)生物社區(qū)住宅的目的在于強調(diào)設(shè)計應(yīng)該以適宜人類的物質(zhì)生活和精神需要。
(4)自維持社區(qū)住宅:自維持住宅的設(shè)計研究自上世紀(jì)六十年代開始。它具有的特點是社區(qū)住宅并不與煤氣、上下水、電力等市政管網(wǎng)連接,而是利用太陽、風(fēng)和雨水維護(hù)自身運作。
在我國,近年來也開始關(guān)注建筑的技術(shù)性能,這方面的工作尚處于探索和嘗試階段,但有關(guān)循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)集成的建筑實踐已經(jīng)出現(xiàn),如上海莘莊的上海建科院的辦公樓(見圖3)等。
圖3 上海建科院建筑示范樓
5.循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅基本評判標(biāo)準(zhǔn)
從技術(shù)層面來說,先進(jìn)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅多體現(xiàn)在以下諸方面:
* 有合理的布局和整體規(guī)劃,能充分利用自然條件,減少對環(huán)境的干擾;
* 節(jié)約能源,提高清潔能源的應(yīng)用;
* 體現(xiàn)資源節(jié)約或循環(huán)利用,使用3R材料;
* 提供健康的室內(nèi)外環(huán)境,減少各種廢棄物的生成和排放。
循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅建設(shè)的原則是:經(jīng)濟(jì)性、實用性、民族特點、循環(huán)性、3R。
二、基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)下社區(qū)住宅建設(shè)的技術(shù)支撐
技術(shù)支撐是社區(qū)住宅建設(shè)的要求,是循環(huán)經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)的基礎(chǔ)和保證,主要涉及以下幾個方面。
(一)清潔能源與節(jié)能技術(shù)
1.綠色能源的利用
清潔能源與系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)主要包括:太陽能光熱利用、太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用;不同地貌的風(fēng)能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用;水源熱泵、地源熱泵技術(shù)的采用;室內(nèi)新型通風(fēng)空調(diào)末端研究與應(yīng)用;建筑照明綜合技術(shù)應(yīng)用研究等。
建筑節(jié)能以及綠色能源的使用,不但可以減少不可再生能源的消耗量,而且大大減少了由于社會消費造成的環(huán)境污染。
2.建筑節(jié)能
建筑節(jié)能是通過科學(xué)合理的建筑熱工設(shè)計,運用建筑技術(shù)手段來改善住戶的居住環(huán)境, 吸收傳統(tǒng)民間住宅的精華,采用自然通風(fēng)系統(tǒng)使得建筑能夠冬暖夏涼,從而達(dá)到節(jié)約能源消耗、減少環(huán)境污染的目的,建筑節(jié)能應(yīng)達(dá)到一定的比例(如50%)。
3.其他節(jié)能措施
其他節(jié)能措施是指除建筑節(jié)能外,住宅開發(fā)采用的能源節(jié)約技術(shù)和措施。如暖通設(shè)備節(jié)能、物業(yè)管理節(jié)能措施等。
(二)社區(qū)住宅節(jié)水與污水處理技術(shù)
目前我國生活污水的污染比重不斷上升,缺水地區(qū)也越來越多,嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,影響了人們的生活和健康。社區(qū)住宅的一項重要任務(wù)就是減污和節(jié)水。
內(nèi)容主要包括:1.雨水收集與處理應(yīng)用技術(shù);2.中水處理綜合技術(shù);3.雨水中水的生物過濾、回用技術(shù);4.節(jié)水器具和控制技術(shù)應(yīng)用;5.飲用水入戶技術(shù)應(yīng)用。(見圖4)
圖4 節(jié)水與污水處理
處理后水可用于廁所便器沖洗、道路清洗、消防、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工等,達(dá)到循環(huán)利用之目的。
(三)3R建材與固廢處理技術(shù)
在社區(qū)住宅建設(shè)中,應(yīng)選用生產(chǎn)能耗低、技術(shù)含量高、集約化生產(chǎn)程度高、無毒、無害、無放射性、無揮發(fā)性有機(jī)物、對環(huán)境污染小、有益于人體健康。
開發(fā)應(yīng)用可再生建筑基礎(chǔ)材料、結(jié)構(gòu)材料、墻體材料,重點研究適用的新型建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、3R建筑材料、高性能分戶墻體和隔熱保溫系統(tǒng),提高可再生混凝土、礦渣磚、透水地磚等建筑材料應(yīng)用比例。在建筑物內(nèi)外使用新型納米涂料和具有自凈功能的涂料,推進(jìn)拆卸建材的回收利用、混凝土回收利用、散裝水泥的推廣應(yīng)用。在建筑建造和運行中加強垃圾的分類處理,減少土地資源、建材包裝的浪費,提高環(huán)保性能。
對廢棄物管理與處置系統(tǒng)的評價主要包括以下方面:
1.生活垃圾收集率;
2.生活垃圾收運密閉率;
3.生活垃圾回收利用率。
(四)周邊綠化與景觀技術(shù)
對綠化系統(tǒng)的評價主要包括以下方面:
1.綠地面積:集中公共綠地中的綠化用地面積應(yīng)大于等于70%,小區(qū)綠地中的鋪地與道路面積以15%~30%為宜。盡量保持綠地的自然性,以利于補充城區(qū)地下水。
2.垂直綠化面積達(dá)到總綠化面積的比例:小區(qū)內(nèi)的屋頂、陽臺、山墻等綠化為垂直綠化,即立體綠化。
3.植物配置豐實度:是指小區(qū)綠化生物多樣性的體現(xiàn)。如喬木、灌木、草本和藤本植物等的種類數(shù)量與搭配,構(gòu)成一個和諧有序、穩(wěn)定的群落,使之具備合理的時間結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。
4.喬木量:從植物的性能來看,喬木的環(huán)境改善功能要大大超過草地和灌木。喬木吸收二氧化碳的能力是相同面積草地的2.5倍。應(yīng)以喬木為綠化骨架,喬、灌、草互相結(jié)合,形成具有一定面積的立體種植,使設(shè)計群落具有最大自然性與生態(tài)效益。
三、前衛(wèi)村社區(qū)住宅示范集成案例
社區(qū)住宅性能涉及眾多因素,以下是上海大學(xué)循環(huán)人居與健康實驗室,在承擔(dān)的崇明島前衛(wèi)村社區(qū)住宅示范樓中的理念和技術(shù)集成(見圖5)。
圖5 前衛(wèi)村住宅示范樓
(一)設(shè)計
1.結(jié)構(gòu)體系:磚混結(jié)構(gòu)或混凝土框架結(jié)構(gòu):使用磚塊(或砌塊),填充保溫材料。鋼結(jié)構(gòu):使用再生鋼材,外掛保溫材料。
2.樓板:填充絕熱材料(如發(fā)泡聚苯乙烯等);鋪設(shè)地板供熱系統(tǒng)。
3.門窗:門窗氣密性設(shè)計;窗戶采用內(nèi)充氬氣的3層玻璃窗及涂低反射率物質(zhì),并漆不溶涂料;可外掛超導(dǎo)熱管太陽能光熱裝置。
4.屋頂:可覆蓋生命力強的植被,可填充保溫層,可掛太陽能光電板。并可設(shè)微動力通風(fēng)系統(tǒng)出屋面,可設(shè)采光管(鏡面反光管)等。
5.集熱空間:在南面設(shè)集熱空間,以溫室的形式采集熱能,上下端均設(shè)出風(fēng)口起拔風(fēng)作用,成為熱緩沖層,保證房間的室內(nèi)溫度。
(二)新型能源綜合利用及控制技術(shù)
綜合利用太陽能、地下熱能、風(fēng)能、生物質(zhì)能,通過控制技術(shù),將上述能量轉(zhuǎn)化為熱能、電能,實現(xiàn)能量的儲存及輸出。
(三)資源節(jié)約及綠色材料的綜合應(yīng)用
1.外墻涂料:采用硅丙納米外墻涂料,經(jīng)久耐用,有自清潔能力。2.內(nèi)墻涂料:采用光觸媒內(nèi)墻涂料,能吸收分解居室內(nèi)的有毒有害氣體。窗玻璃采用鍍膜技術(shù),冬天可吸收熱量,夏天又能隔熱,調(diào)節(jié)室溫。水箱內(nèi)部涂刷涂層,可抗菌防藻。
(四)微動力自然通風(fēng)系統(tǒng)
吸收傳統(tǒng)民間住宅的精華,采用自然通風(fēng)系統(tǒng)。
(五)室內(nèi)環(huán)境健康檢測及處理技術(shù)
利用微處理器和專用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法控制實現(xiàn)的多通道氣體品質(zhì)監(jiān)測和安全監(jiān)控系統(tǒng),瞬時檢測到甲醛、一氧化碳、可燃?xì)怏w和灰塵、異味的存在,并啟動控制單元裝置,排除污染物,凈化空氣。
(六)建筑智能化控制
家庭安全防護(hù)系統(tǒng)(與社區(qū)聯(lián)網(wǎng))及智能家居(包括e-home)。
(七)高性能污水凈化和中水回用技術(shù)
使雨水回收和中水回用達(dá)50%。
(八)多功能屋頂花園建設(shè)與管理
應(yīng)用屋頂草坪建設(shè)專利技術(shù),在民居屋頂建造屋頂綠化草坪,一方面,增加綠化面積和供氧量;另一方面,利用屋頂草坪對室內(nèi)溫度的調(diào)控效應(yīng),減少極端溫度對人體舒適度的影響,夏天可降低室內(nèi)溫度30%左右,冬天增加室內(nèi)溫度2℃左右。
在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)社區(qū)住宅建設(shè)中,應(yīng)該建立相關(guān)技術(shù)法規(guī)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系,加強社區(qū)住宅建筑的驗收與評價體系研究工作,實現(xiàn)與國際標(biāo)準(zhǔn)和體系的接軌;制訂社區(qū)住宅的綠色能源、用水、材料社會消費和廢棄物處理模式。結(jié)合建筑的綜合性能監(jiān)測研究,制訂完善的社區(qū)住宅運營指標(biāo)體系與管理系統(tǒng)。
(作者單位:上海大學(xué)房地產(chǎn)學(xué)院)