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最熱之夏,建筑如何給城市降溫

稿源: | 作者: 南方人物周刊記者 徐梅 日期: 2022-08-01

全球變暖正在摧毀人們賴以適應氣候的兩大關鍵——規律性和可預測性。氣溫波動劇烈,高溫熱浪將越來越頻繁,氣象專家稱“氣溫大起大落將成為氣候常態”。 我們的城市該怎么辦?如何增加氣候適應性和城市韌性,在城市規劃和治理中更智慧、更有溫度。

2022年6月19日,游客在德國柏林一處公園的噴泉乘涼(新華社/圖)

杭州人工增雨、濟南試行集中供冷、南昌戶外核酸采樣可以不穿防護服……夏季高溫促使各地各城都拿出應對之策。

2022年夏天,熱浪席卷北半球多個城市。7月15日,英國氣象局發布有史以來第一個異常高溫紅色預警,英國宣布進入緊急狀態。內閣辦公廳大臣馬爾特豪斯建議倫敦民眾非必要不在紅色高溫預警期間搭乘軌道交通出行,鼓勵居家辦公。倫敦市長薩迪克·汗則宣布,將為該市無家可歸者提供幫助,他們可能是在炎熱天氣中最容易受到傷害的人群之一。

同處“歐洲燒烤模式”的法國巴黎則在鐵鑄噴泉上安裝了柔和水霧噴嘴,以充滿藝術意趣的方式為城市降溫。遍布巴黎的Richard Wallace鐵鑄噴泉已有150年歷史,最初是為人們提供免費潔凈的飲用水。2024年巴黎夏季奧運會期間,人們會看到更多具有飲用和噴霧雙重功能的現代噴泉在奧運場館周圍投入使用。

“如果世界上絕大多數科學家的判斷無誤,十年之后,我們就會迎來一場重大災難,整個地球會陷入極端天氣狀況,洪水、干旱、疾病和致命熱浪所掀起的巨大漩渦,規模之大,空前絕后。”早在2006年,紀錄片《難以忽視的真相》在上映前就有這樣一段預告。

自1999年起,地球的夏天日漸炎熱,進入21世紀后的每個夏天都被稱為“史上最熱的夏天”。“夏天總是很熱,但現在的夏天,已不是我們年輕時的夏天,也不是你們祖父那個年代的夏天了。”聯合國秘書長安東尼奧·古特雷斯稱“世界正在燃燒”,極端高溫是地球給全人類的紅色警告。

研究大氣與氣候的科學家已達成普遍共識。溫室氣體的排放量達到一定規模,大氣的化學性質與氣候規律都會因此而改變。城鎮化和城市是氣候變化的主要緣由,城市排放的溫室氣體大約占了全球70%。在極端高溫天氣圍困的城市中,密集的人口以及城市建筑夜晚所釋放的熱量造成的“熱夜”現象,使得城市高溫之痛難以驅散。

全球變暖正在摧毀我們賴以適應氣候的兩大關鍵——規律性和可預測性。氣溫波動劇烈,高溫熱浪將越來越頻繁,氣象專家稱“氣溫大起大落將成為氣候常態”。

我們的城市該怎么辦?如何增加氣候適應性和城市韌性,在城市規劃和治理中更智慧、更有溫度?《南方人物周刊》采訪了北京大學建筑與景觀設計學院副院長、中國城市科學研究會景觀學與美麗中國建設專業委員會秘書長、中國城市規劃學會城市生態規劃學術委員會委員李迪華。

北大建筑與景觀設計學院副院長李迪華

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耐受高溫不等于認識到高溫危害

南方人物周刊:我國夏季多地高溫非常常見,因為高溫常見,對高溫這一極端天氣的危害是否反而會認識不足?

李迪華:受氣候和空調普及較晚等因素的影響,對比西歐各國,中國人可以說對高溫有更加大的耐受程度。這種耐受可能容易導致對高溫危害的忽視。

城鎮化帶來人口高度聚集,生活和工作環境中空調普遍使用,使得越來越多的人傾向于在相對穩定舒適的室內環境中生活與工作,對溫度的適應能力有減弱的趨勢。這是個生活條件改善后需要關注的新問題。

夏季,年輕一代喜歡空調環境和更低的溫度。數年前的夏天,和學生一起騎自行車考察,近中午1點抵達一座小鎮時,大家已經是饑腸轆轆。同學們仍然堅持要找一個有空調的房間午餐,頂著烈日騎行了半個小時。夏天教室和研究室的空調溫度設定,只要是學生聚集的地方,一般會設置在20度左右,很少會是倡議的26度。

受全球氣候變暖的影響,當然包括城鎮化和城市建設的影響,導致地球增溫、城市熱島效應加劇。今天的人生活在比過去夏季溫度更高的環境中,基本上是可以肯定的事實。

面對有惡化趨勢的高溫環境,從高溫危害的認識角度,我們對于那些必須暴露在高溫環境中的作業人群,以及對高溫敏感的人群的關照,是不是足夠?這也是一個很大的問題。

南方人物周刊:7月15日,英國宣布整個國家因為持續高溫進入緊急狀態。這也意味著相應的疏解措施和勞動保護,比如減少上班時長、合理安排居家辦公等等。

李迪華:英國的做法應該是合理的。西歐、北歐、部分中歐國家和北美居民普遍沒有高溫的生活經驗。我自己就親身經歷過類似的情況。2019年夏天應邀到奧地利維也納一個研究機構訪問。計劃學術交流的那天,遇到了高溫天氣預報。按照規定,如果“樹蔭下超過30攝氏度”(相當于氣溫35度),辦公室房間沒有空調的話,就可以居家辦公。奧地利城市空調普及率本來就不高,這個機構的辦公樓是一棟世界文化遺產建筑,絕大多數辦公室和會議室都不能安裝空調。早上抵達時,邀請人特別著急,擔心不會有人來單位。講座開始時,會議室基本上坐滿了人,邀請人心情才放松下來。

最近關于高溫的新聞很多,很多不同職業的人主動或者被動在高溫天氣進行戶外作業。應該呼吁加強相關立法,進一步擴大對高溫天氣情形下的職業安全防護與保護。現狀情形是,每年的高溫補助發放都需要勞動部門提醒。更重要的工作是,關注高溫天氣下所有人的生命安全,加強對敏感人群的保護,尤其重視必須的高溫作業的工作條件改善,包括遇到高溫天氣,在非緊急的情況之下,他們有權利減少工作時長,減少戶外工作。

2022年7月12日,一名男子拿著電扇走在英國倫敦街頭?(新華社/圖)

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中國城市雨熱同季散熱難

南方人物周刊:2007年紐約頒布“紐約規劃”前曾經做過一個城市碳排放溯源調查,居然75%的碳排放源自城市建筑物,而不是大家想到的交通污染。最近也有專家提醒城市建筑夜晚散熱,“熱夜”令人無從逃遁。

李迪華:這是一個特別嚴峻的問題。中國屬于大陸季風氣候國家,雨熱同季是最顯著的氣候特征之一,具體表現是夏天的高溫高濕,空氣的熱容量非常大。

這個氣候還有一個特點,就是夏季風很弱。夏季風弱,空氣流動緩慢,熱量擴散因此困難。中國各地,冬天晝夜溫差一般在10度左右,甚至更大;夏天一般縮小到10度以下,甚至可以低至5度。想象一下,白天溫度35度,晚上還有30度,是什么感覺?居民的感受,除了晝夜溫差很小,還有就是即便到了晚上仍然熱到無處可逃。

中國城市還有一個特點,就是多盆地型城市。地形因素更進一步加劇了熱量,包括阻止熱量和污染物的擴散。很多城市每到夏天都處于這種晝夜高溫之中,這種現象一定程度上是氣候的產物,可以說是一種自然現象。

既然是自然現象,所謂的應對之策能否發揮作用可能會受到各種限制。比如使用空調局部降溫的同時會給環境釋放更多的熱能。讓空氣流通起來,在特定空間中能夠有效增加熱舒適性,同樣需要消耗一定的能量。此外,遮蔭是非常有效的降溫手段,南部歐洲城市特別喜歡在步行街或人行道上拉活動涼棚,白天張開,夜晚收起,效果很好,額外能量投入相對來說很低。

西班牙南部城市塞維利亞夏季街道遮陽?(受訪者供圖)

散熱在中國城市的夏季是個特別大的難題。除了空氣中的二氧化碳,水蒸氣才更是阻礙空氣散熱的“元兇”。有旅行經驗的人,一定知道“熱夜”一般只會發生在我國東南和南部熱帶和亞熱地區,以及中部亞熱帶地區盆地地區,暖溫帶盆地型城市偶爾會發生。同樣的白天高溫,到西部地區如甘肅、新疆,只要有遮蔭就會感覺舒適,夜晚通常都是舒適涼爽的。前者氣候特點是高溫高濕,后者高溫干燥。干旱和半干旱地區,空氣濕度低、熱容量小,日落后熱量會快速耗散并且會因此產生空氣對流而形成風,即便溫度沒有降下去,舒適感也會大大改善。

我國南方城市,包括東部地區絕大多數城市,夏天的空氣相對濕度經常會非常高,給人的感覺就是“悶熱”。一般人體感覺比較舒適的濕度區間為45%-65%,超過65%就會感覺到潮濕,若環境溫度再超過30度,感覺就會明顯不舒適。

2022年7月14日,在上海市普陀區一居民小區,核酸檢測人員用冰塊降溫。當日,上海中心氣象臺發布今年第3個高溫紅色預警信號,最高氣溫超過40攝氏度?(新華社/圖)

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通過科學規劃和建筑設計給城市降溫

南方人物周刊:從城市規劃上有什么應對之策?

李迪華:所謂的城市規劃,在物質空間層面就是做建筑、綠地和道路空間布局。我們在做這樣的布局的時候,一定要遵循讓自然做功的原則。

比如說,不能夠把高層建筑建設在城市的上風方向,這樣做會堵住來風;也不能建在城市熱交換強烈的關鍵區域如大型綠地和水體周圍,這樣做會阻礙空氣流通和熱擴散,降低這些關鍵區域的晝夜溫度調節作用。我考察過一個山西的城市,開發商在城市所在盆地的東南開口位置修建了密集高樓后,居民明顯感覺到夏季風減少,城市變得更加悶熱了。

過去的規劃中有特別多不合常理的做法,比如說各地都時興“山景房”、“水景房”。結果就是,山體和水體被一排排鱗次櫛比的高樓所包圍。在夏季,通常水體和山體的溫度相對于城市來說,都是比較低的,所以它們都是城鄉之間進行熱交換的重要場所。它們周圍密集的高層建筑會阻止這樣的功能發揮,影響氣溫的自我調節作用。這樣的規劃對于風的形成和熱的擴散都是不利的。

從規劃角度的“應對之策”,原理非常簡單,城市規劃方案和建設中,一定要小心翼翼保護城鄉之間的自然風廊,道路和建筑布局要有利于城鄉熱交換,促進空氣對流。

需要特別提醒一點,中國東南和南部地區,受到熱捧的“濱水房”(包括“海景房”)并不一定是城市中最好的人居環境。選擇這樣的環境,意味著每年夏季都要長時間將自己和家人暴露在高溫高濕的環境中,這對人的健康是個很大的挑戰。

南方人物周刊:建筑設計上是否可以針對城市極端高溫頻發做一些設計?

李迪華:從建筑設計的角度,一定要向傳統建筑智慧學習。今天遇到的高溫天氣,不是專門針對當代人的。幾千年以來,氣候雖然有波動,總的趨勢來說,高溫一直是全國各地人們在夏季要面對的生存挑戰。古人為我們留下了非常豐富的氣候適應性建筑的智慧,有幾種形式特別值得我們關注。

比如嶺南的“深天井”建筑,就是所謂的嶺南民居。嶺南民居的特點之一是“封閉”,建筑多在二層以上,窗戶很小,有一個特別深的天井。這種深天井建筑今天在廣州、佛山等地方還大量保存著。無論多么熱,走進這種傳統建筑里面,立刻就會感覺到涼風習習。感覺熱了,往地上灑些水。太陽從窗戶照下來一曬,因為水分蒸發,就會有不錯的降溫和空氣流動效果。基本上不怎么用空調,裝個風扇,就會感覺特別的舒適。同時,建筑的墻體做得非常厚,隔熱效果非常好。

到了安徽、江西、湖南、廣西,包括云南在內,多是形式上更加開放的“天井建筑”。到了北方,就是所謂的合院建筑,北京的四合院最為典型。這種形式的建筑多為一層局部二層,圍繞天井或者綠地布局。它們的特點都是通過利用建筑空間的合理布局,達到空氣流通,有利于保溫,同時夏季熱交換效果還很好。

騎樓街是中國傳統建筑中非常具有氣候適應性的一個典型。過去不只是廣東才有騎樓,我國北方和西南很多傳統商業街建筑都有騎樓或類似功能的活動竹木做的涼棚,俗稱風雨廊。遮陽擋雨,還幫助聚集人氣,是繁華街市的一大特色。騎樓街在城鎮化的過程中逐漸被拆除和棄用,真的是一件非常遺憾的事情。

這些傳統民居建筑給了我們很多的啟示。首先,建筑設計中,一定要考慮好建筑的通風,盡可能地有利于自然通風。只要空氣流動,即使溫度高一點,它的熱舒適性也會改善。建筑不自然通風,感覺很容易“悶熱”,進而影響人的身心。

其次,建筑節能設計非常重要,具體包括保溫和遮陽。這些方面,目前做得還遠遠不夠。走在大街上,很少能夠看到眼簾中的建筑是專門做了節能設計的,比如采用了外遮陽、深窗和雙層“皮膚”等可見節能建筑形式。

再次,更加理想的方式,是將建筑節能和太陽能利用相結合。太陽能熱水器在我國很多地方使用很普遍,太陽能發電技術應用已經很成熟,應該是未來重要的方向。

通過建筑設計“給地球降溫”有很多事情可以做,可謂大有所為。

2022年7月14日,上海豫園商城啟用噴霧裝置進行防暑降溫?(新華社/圖)

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城市綠地和水景觀降溫作用要統籌考量

南方人物周刊:說到給城市降溫,我們很自然想到綠樹綠地,這是很直觀的城市降溫防護方式。如何避免想當然的“綠色生態”調節?

李迪華:確實存在一個問題,在城市環境治理中,總是想當然地認為有樹、有草、有綠地以及有水就是生態。這些做法,不小心就是“偽生態”甚至“反生態”。有不小“誤區”需要破解。

首先,要直面一個問題,提高城市綠地率能不能夠緩解城市的熱島效應?

這個問題的答案比較復雜。通常情況下是能的。綠地蒸發和植物的蒸發蒸騰作用,會產生降溫效應,綠地或水體周圍,熱島效應在局部環境得到緩解是沒有問題的。就整個城市而言,城市綠地率無論多高都是有上限的,有限的綠地不可能均衡分布,同時綠地對緩解城市熱島效應的作用是有限的。此外,綠地和水體可能會增加周圍大氣的水蒸氣,在高溫靜風氣象條件下,感覺會更加悶熱。

關于城市綠地(含水面),一定要堅持實事求是。一味地強調通過高綠地率改善城市環境品質,意味著要把更多的真正生態的土地,比如“真生態”的農田、濕地、山林地、草地征用來建設城市,變成需要高昂的建設和養護成本的人工綠地,無異于“反生態”。

第二個問題是,行道樹能否“降溫”?答案當然是肯定的。行道樹能夠遮陰,蒸騰和蒸發作用會吸收空氣中的熱量。夏天陽光暴曬時,行走在行道樹下人的舒適感肯定會增加。但行道樹可能會阻礙空氣流動,通過行道樹進入空氣中的水蒸氣會增加空氣的熱容量,阻礙熱和污染物擴散。行道樹能夠讓人感覺舒適,卻未必能給城市“降溫”。

第三,水景觀能廣泛應用于改善城市環境嗎?水景觀,包括水體、噴泉等的降溫效果肯定是最好的,同時它可能有負面效應,前面已經提及。需要特別警惕,幾乎所有中國城市都面臨缺水,城市水景觀無論出于什么目的,其數量都應該嚴格限制。此外,城市水景觀的水質和安全管理,高昂的建設與使用養護成本,都是需要關注的議題。

城市規劃和建設一定不能簡單化和絕對化,既要有人文關懷,還要算生態賬,也要算經濟賬。《人民日報》海外版多年前采訪我,講的就是這個觀點。一位市長看到后給我電話,興奮地說,“按照您的主張,市長歡迎,開發商高興,百姓開心。”綜合考量,城市綠地率應該控制在20%-10%之間。只要布局合理,綠地率只要達到10%,城市綠地環境就可以非常好。

南方人物周刊:城市急迫地需要學習應對氣候適應性,有針對性地提升城市韌性,由于氣候問題不是一個職能部門能夠解決的,不少城市已經開始行動,組織氣候和健康專家一起協同工作,例如紐約2008年成立了“環境修復辦公室”,鳳凰城2021年成立了“高溫響應和緩解辦公室”。我們的城市目前是否還處在應急響應階段,缺乏系統性的規劃和應對?

李迪華:2019年在丹麥哥本哈根舉行了 “C40 WORLD MAYORS SUMMIT”,這是應對氣候變化的國際城市市長峰會,大會有七十多位全球市長參加,包括巴黎、倫敦、羅馬、紐約、洛杉磯等城市的市長。中國城市沒有一位正市長出席,我們城市參會代表職位最高是一個副市長,大多是規劃局長或者副局長。

我們對待全球氣候變化問題的態度跟世界有差距。中國城市的市長對氣候變化的危機意識還不夠強。適應氣候變化這個事情,還沒有進入到市長們的日常工作當中。一些城市拿大把錢刷標語,修景觀大道,改建筑立面,在城市建筑、橋梁、行道樹、公園和城郊山體裝霓虹燈,搞“亮化工程”“美化工程”,卻忽視了城市還有更加重要的應對氣候變化的暴雨、洪澇災害、極端高溫等工作,更不愿意花錢支持氣候行動的公眾參與。

應對氣候變化,推進“雙碳”戰略和行動的重要性,中央認識到了,國家已經出臺一系列的政策文件。在基層,氣候問題還沒有真正受到重視,沒有進入基層工作的日常視野。

2022年7月13日,法國巴黎,行人在一處噴泉給水瓶灌水?(視覺中國/圖)

南方人物周刊:極端高溫背后有哪些生態和安全風險?

李迪華:全球氣候變暖已經在導致包括極端高溫在內的各種災害天氣的頻發。站在更大的尺度上看,它帶來的不只是生態風險,還可能是不可預知的生態災難。

我們已經看得到很多極其危險的信號,比如冰川退化、海水升溫……包括氣候的不可預測和極端化。更大的災難什么時候到來?我們有沒有辦法讓它逆轉?這些問題,對我們來說都還是未知數。

每一個人其實都應該投身到降低氣候災害風險的行動中,包括從切身做起減少二氧化碳排放。每一個人都應該做,這些東西不應該僅是國家的任務,而且是每個地球公民的義務。

南方人物周刊:我們普通人具體可以做什么?

李迪華:最直接的就是減少能源的消耗,比如說室內能夠不開空調的,盡可能不開。確實必須開空調的時候,那么夏天一定要把溫度設定在26度,冬天一定設在18度。既要發揮科學技術帶給我們的調節室內溫度的福祉,同時又不去濫用它們。只要你這樣去做,你就加入到了降低二氧化碳排放、減緩氣候災害發生這樣一個全球工作中來了。

減少浪費、空盤行動、綠色出行,這些都屬于這個范疇。

只要能夠不去額外地增加能源消耗或者資源消耗,這種生活方式都應該優先嘗試,都應該優先選擇。

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南方人物周刊 2022 第27期 總第725期
出版時間:2022年09月12日
 
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