City Energy Experiment

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City Energy Experiment

  1. 1. City Energy Experimentthe 2010 World Expo and its Beyond Vice President, China Green Building Council China Building Energy Saving Committee Chief Planner, EXPO 2010 Shanghai, China Vice President. Tongji University Prof. WU, Siegfried Zhiqiang prof.wus@gmail.com 2012.02.21
  2. 2. 1 中国生态城市的问题与挑战 Challenges and Problems of Urban Sustainable development in China
  3. 3. Challenges & Problems of Urban Sustainable development in China中国生态城市面临的问题与挑战 Rapid Urbanization 高速的城市化进程 From 1978 to 2010, the Urbanization of China is accelerating 1978-2010 年的 31 年间,中国的 城镇化水平显著提 高
  4. 4. Challenges & Problems of Urban Sustainable development in China中国生态城市面临的问题与挑战300000 70000 Related coefficient between Energy Consumption & GDP - 0.919 能耗与 GDP 之间的相关性 60000250000 Related coefficient between Energy Consumption & Urban Population 能耗与城市人口之间的相关性 0.983 50000200000 Urbanization has a greater impact on 40000150000 energy consumption than economy growth does. 30000 城镇化对能耗的影响比经济增长更大100000 20000 50000 10000 0 0 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 63 67 93 53 55 57 59 61 65 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 95 97 99 01 03 05 19 19 19 19 19 20 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 20 20 GDP (100million RMB) ( ) Energy Consumption (10thousand Ton Standard Urban Population (10thousand) ( 亿元 ) 能耗 Coal) 城市人口(万人) ( 万吨标准煤) Data Source:1953-2006 Statistic Year book of China 数据来源: 1953-2006 年中国年鉴
  5. 5. Increasing CO2Challenges & Problems of Urban Sustainable development in China中国生态城市面临的问题与挑战 Emission 高碳排放的压力 2008
  6. 6. Challenges & Problems of Urban Sustainable development in China中国生态城市面临的问题与挑战 High SO2 Emission-more serious than CO2 Emission 高硫排放— — 比碳排放更严重的问题 SO2 Em is s ion(10 thous and Ton, 2002-2008) 2002年 -2008年 二 氧 化 硫 排 放 量 ( 万 吨 ) 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Coal Consumption equals 70% total amount of Energy Consumption 煤炭在中国能源消费中的比例占到了 70% 左右 In 2005, total SO2 Emission was 25.49 million Ton, rank 1 in the world 2005 年,中国全国二氧化硫排放总量高达 2549 万吨,居世界第 Economical loss per ton SO2=20000RMB 一 每吨二氧化硫造成的经济损失约为人民币 20,000 元(约合 2,500 美元) Economical loss caused by SO2 Emission per year>60 billion 也就是说,中国每年遭受 600 多亿美元与二氧化硫排放有关的经济损失
  7. 7. 2 上海世博会:未来低碳生态城市的实验示范 Shanghai Expo : an Experiment for Future Eco-Cities
  8. 8. Background 背景•Theme : Better City, Better Life The Bund 主题:城市,让城 市 更美 好 陆家嘴•Site Location : Downtown Old Town 老城厢 Waterfront along the Huangpu River 选址:城市中心区边缘,浦江两岸 Lujiazui• Site Area : 6.68km2 陆家嘴 建设面积• Visitors : 73,080,000 参观者•Dates: 2010.05.01-10.31 (185 days) EXPO 世博会
  9. 9. 800 600 351 400 272 14 13 14 9 9 118 8(estimated) Visitors per day 77 ( Thousand) 82 Area per visitor per day(m 2 )Montreal Osaka Lisbon Hannovor Aichi Shanghai
  10. 10. Better City, Better Life
  11. 11. 城市的辉煌与诟病 URBAN 37% 1970 RURAL 63% 2000 RURAL URBAN 53% 47% 2030 RURAL 40% URBAN 60%
  12. 12.  人与自然的环境和谐Environmental Harmony人与人的社会和谐Social Harmony 历史与未来的发展和谐Development Harmony
  13. 13. World Expo as an Experimental City of Sustainability 全场演绎三大和谐 Development Experimental Belt : History and Future 历史与未来的发展和谐带 Environmental Experimental Belt : Human-Being and Nature 人与自然的环境和谐 带 Social Experimental Belt: Human-Being and Society 人与人的社会和谐带
  14. 14. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标Traditional Industrial City传统工业城市
  15. 15. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标 模式 1: 减少排放
  16. 16. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标 模式 2: 循环利用
  17. 17. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标 模式 3: 就地集水 就地采能 就地取材
  18. 18. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标 模式 4: 节地
  19. 19. World Expo asan Experimental Cityof Sustainability全场演绎三大和谐4 Grand-Eco-Targets( GET )
  20. 20. Experiment 1TUET ( Table of Urban Ecological Technologies )生态技术总表 City Site Zone Pavilion EnergyTransport WaterInfrastructure WasteGreen Space AirHousing LandFacilities
  21. 21. Experiment 2SOWIN ( Simulation on Wind Velocity of the Whole Site 6.68km )全场风值模拟
  22. 22. Experiment 2+SOWIN ( Simulation on Wind Velocity of the Special Area )全场风值模拟 +
  23. 23. Experiment 3SOSUN ( Simulation on Sun Radiant of the Whole Expo Side )全场日辐射模拟SERA (Site Energy Resouce Analysis)场地潜能分析
  24. 24. Experiment 4COMDI ( Comfort-oriented Micro-climate-Assessment and Design Improvement)舒适评估设计优化
  25. 25. Experiment 5LEDBlock ( Urban Life on LED )LED 街坊
  26. 26. Experiment 6LEAC ( Lifelong Eco Assessment and process Controlling)全过程生态评控
  27. 27. Recycle & 能Balance in Energy5 factors五个要素的 能 Energy循环与平衡 地 Land 水 Water 物 Material 气 Air
  28. 28. 五大系统的生态化 生态要素 生态系统技术目标 (减量、增质 / 效、循环) •最大限度降低能耗; 能 •充分提高能源效率与循环利用率 ; •最大限度的开发利用可再生能源 •最大限度减少污水排放; 水 •最大限度提高水的质量; •增加可循环利用水资源 •最大限度降低物化能耗; 物 •充分使用绿色建材; •最大限度使用、回收利用可再生资源 •减少空气污染 气 •提高空气质量 •改善通风循环 •节约土地、精明开发 地
  29. 29. 7月 23日 7月 23日 40.0 70% 39.0 60% 38.0 相对湿度 37.0 50% 温度 36.0 35.0 40% 34.0 30% 33.0 32.0 20% 31.0 30.0 10% 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 广场无阴影 30.6 34.2 33.5 36.9 37.8 38.9 38.9 34.2 35.7 32.9 广场无阴影 60% 56% 55% 40% 26% 25% 20% 53% 42% 49% 广场有阴影 30.5 32.1 33.4 35.9 35.6 38.0 36.7 33.6 32.5 32.1 广场有阴影 64% 50% 52% 40% 39% 22% 38% 56% 52% 55% 高架上部 30.3 35.1 34.0 36.9 34.8 39.2 39.3 33.9 36.4 31.3 高架上部 60% 50% 52% 43% 38% 19% 18% 54% 24% 55% 高架上部有遮阳 30.2 33.2 32.5 35.2 34.1 38.2 38.4 32.8 32.0 31.2 高架上部有遮阳 64% 51% 55% 44% 44% 19% 19% 56% 55% 57% 高架下部 30.4 31.7 高架下部 60% 58% 高架下部有喷雾 32.2 32.5 32.3 32.0 34.2 33.8 33.5 33.3 高架下部有喷雾 64% 55% 60% 44% 53% 46% 53% 49% 喷泉 30.5 34.0 34.0 36.5 36.0 37.2 38.5 33.7 36.2 32.7 喷泉 60% 56% 50% 43% 40% 28% 21% 56% 40% 52% 树荫 30.3 32.3 33.2 36.0 36.5 36.5 37.8 33.6 34.1 32.1 树荫 60% 62% 55% 40% 24% 40% 24% 56% 44% 55% 排队人群 32.0 34.0 33.9 33.5 34.2 35.5 37.5 34.5 34.0 32.5 排队人群 64% 52% 52% 56% 46% 54% 25% 50% 54% 59%当日大暑,天气晴朗, 27℃ ~ 35℃ ,体感酷热。测试结果:下午 13-15 时,高架步道下部大面积遮蔽 + 喷雾处约比高架上部低 5-6 度,比高架上部有遮阳处约低 4-5 度,广场阴影处比直晒处约低 2 度,树荫处约低 1 度(树冠较小)
  30. 30. Land 地世博轴阳光谷— — 节地Sun Valley of Expo-Axis
  31. 31. 多层次立体化的绿化生态Vertical Greening
  32. 32. 历史保护建筑生态更新Eco-Renovation of the Preserved Building
  33. 33. Bring historic memory of modern industry to the future of shanghai将近代产业记忆带给未来的上海Buildings with area of380000m2 have beenpreserved in the exposite, including factoriesand residential house.In the enclosed area,250000m2 industrybuildings have beenreserved for expo.园区保护了 38 万平方米的建筑,包括厂房与住宅。在围栏区中保护了 拆 留25 万平方米的工业产房。
  34. 34. Industry Heritage Eco-Renovation :Transformation from Oldto New Use for Expo工业遗产保护更新锈带再生
  35. 35. 同济大学文远楼历史建筑生态更新实验 WEN YUAN Building ExperimentGeothermal Technology 地源热泵技术;Solar Energy 太阳能;Radiant Ceiling 辐射吊顶技术;Indoor Shading System 内遮阳节能系统;Green Material & Insulation System 绿色材料及保温体系;Roof Garden 屋顶花园;Green Lighting 节能照明系统;Intelligent Control & display 智能控制即时展示系统;Rain drops collection system 雨水收集系统;Solar heating water system 太阳能热水系统。
  36. 36. 历史保护建筑生态更新Eco-Renovation of the Preserved Building•Renewal Energy 新能源发电技术photovoltaic generation 太阳能光伏发电技术;Wind Energy 涡轮涡杆风能发电技术•River-water-source Heat Pump•江水源热泵技术•Green Material 绿色建材应用技术•Active Natural Light Guild Technology•主动式自然导光技术•Natural Wind 自然通风技术•Structure Reinforcement 结构加固技术•Water Recycle 水回收利用技术•Smart Monitoring 智能化集成平台监控技术
  37. 37. Eco Zoning生态控规体系
  38. 38. • 园区内 60-70% 的室外照明将采用 LED ;控制指标 • 清洁能源和可再生能源使用比例达到 50% 以上 能 ; EnergyIndicator •永久性场馆全部考虑太阳能一体化设计与多种可 再生能源技术综合集成永久性新建建筑节能 •工程废弃物和垃圾 100% 回 65% ,既有建筑改造节能 50% 收利用; •资源化利用达到 50% 以上; •可再循环材料使用重量占所 水 用建筑材料总重量的 10% ; Water •老建筑的保护和利用占园区 总建筑面积的 1/5 ; • 雨污水收集处理率达到 •60% 以上的路面由建筑垃圾 100 % ; 和钢渣制成 • 雨污水综合利用率达到 30% 以上; 物 • 室外透水面积大于 Material 40% ; • 水质达到 III 标准 气 •地下空间结合永久场馆和交通枢 Air 纽设施集约开发,引入生态技术; •内绿化覆盖率达到 50% 以上; • 交通零排放; • 园区内建筑和照明二氧 地 •80% 以上场馆采用屋顶绿化、立 体绿化和室内绿化 化碳排放减少 30% Land
  39. 39.    E1 土地 E2 能 E3 水 E4 物 E5 气 • 利用再生能源比例 • 人均节水指标 • 大气质量指标 • 建设规模 < __ • 垃圾处理率 > __ > __ > __ > __ • 水体质量指标 • 垃圾再利用率 • 用地生态布局评价• 节能效率 > __ •C O 2 排放量 < __ > __ > __ • 能源运输转换效率 • 有害物质含量 • 建筑布局考虑自然 • 建设用地评价 • 环卫系统布局原则 > __ < __ 通风S1 规划 • 场地环境质量评价 • 能源系统布局原则 • 污水净化率 > __     • 水循环利用率 • 用地性质相容性       > __ • 供水、雨水、污水系 • 生态容度       统布局原则
  40. 40.    E 1 土地 E2 能 E3 水 E4 物 E5 气 • 现有交通设施评价 • 公共交通百分比 > __ S2 交 • 交通工具废气排放量 • 低环境负荷交通体系 • 公共交通系统布点布线    通 • 车辆绿色标识检查 • 广场及停车换乘枢纽配置   • 可再生能源与新能源的 • 分质供水 使用 • 减少市政设施废气排 • 多渠道能源供应 • 水质评价 放 S3 市 • 储存和收集可再生能源 • 水资源承载力评价 • 要求宾馆、饭店、酒 • 现有市政设施评价 • 垃圾分类回收政 • 雨水收集回用率〉 家等服务业统一安装安 • 被动使用风能 • 灰水回用率〉 装油烟净化器 • 被动使用地热 • 保护周边水资源   • 保护地下水 • 绿地率 > __% • 被动使用太阳能 • 节水景观 • 通风设计 S4 场 • 保证雨水渗透对地下水 • 减少对原有生态环境的破 • 减少热岛效应 • 可持续林业产品 • 非硬质地面的地被覆地 的补给 坏 盖率   • 就地雨水利用 • 建筑规模、容积与面积 • 屋顶绿化百分比 • 建筑体形系数 < __ • 节水设施及器具 • 可快速翻新材料 控制 < __ > __ • 建筑功能性与可适应性设 • 墙面绿化百分比 • 建筑窗墙比 < __ • 中水系统 • 可再生材料 计 > __ • 建筑日照与自然采光、通 • 透明屋顶比例 < __ • 集中热水供应 • 生态墙体材料 • 通风设计 风、噪声控制 • 建筑周边不出现风的   • 外墙气密性 > __     漩涡或死角   • 太阳能屋顶比例 > __     • 空调房屋内通风 S5 建   • 节能照明系统     • 非控制通风筑   • 节能电梯和扶梯系统     • 共用区域通风   • 节能空调系统     • 辅助通风   • 节能电器系统     • 室内热环境设计   • 节能给排水系统      
  41. 41. Design Guideline for Permanent Pavilions重要建筑设计导则
  42. 42. 3 中国低碳生态城市的未来前景 Future Trends of Eco City in China
  43. 43. Integrated Solution in City-Level单项技术在城市层面的整合 Building Block City 建筑 街区 城市
  44. 44. Existing Building & Town Eco-renovation + New Building & Town Green Design既有建筑与街区生态更新 + 新建建筑与新城绿色设计Eco-Renovation of the Preserved Office Building of Green BuildingBuilding Engineering Research Center of ShanghaiWenyuan Building of Tongji University Institute of Building Sciences 上海建筑科学研究院绿色建筑研究中心办公同济大学文远楼历史保护建筑生态更新 楼
  45. 45. RedMAP of China太阳能资源分布图
  46. 46. BlueMAP of China风能资源分布图
  47. 47. YellowMAP of China地源热泵利用适宜图
  48. 48. GreenMAP ( Bio-Waste ) ofChina生物能资源分布图
  49. 49. 8Pilot Cities推广示范城市
  50. 50. Thank YouVice President, China Green Building Council China Building Energy Saving Committee Chief Planner, EXPO 2010 Shanghai, China Vice President. Tongji University Prof. WU, Siegfried Zhiqiang prof.wus@gmail.com 2012.02.21

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