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阿布扎比的玛斯达尔：世界首座零碳城市，绿色的未来

木辛
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加入时间: 2004/02/23
文章: 7094

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标题: 阿布扎比的玛斯达尔：世界首座零碳城市，绿色的未来 (1741 reads) 时间: 2010-5-29 周六, 02:54

作者：木辛在海归商务发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com

去年听一位德国工程师提到阿布扎比的玛斯达尔城计划，后来又听一位中国人说，想要向玛斯达尔那样成建制的引进国外创新体系。前一周，德国总理梅尔克访问了阿布扎比，特意参观了在建的玛斯达尔城。Masdar City，一个新时代的标志，将渐渐走入人们的视线。

玛斯达尔城是什么样的城市呢？

请看下面的转贴：
绿色未来之城全球首座零碳城市Masdar City
　　当世界各国政府正在倾力因应油源不足与地球暖化的危机时，隶属于阿拉伯联合大公国*的阿布达比邦(Abu Dhabi)正要展开一项野心勃勃的造镇计划 ─ Masdar Initiative(马斯达尔再进化)。

　　这个计划的核心项目是要在距离阿布达比市东南东方11公里的沙漠区域，开发一处广达6.4平方公里的新市镇Masdar City(马斯达尔市)，这个邻近阿布达比国际机场的新市镇，如同中国上海崇明岛东滩**的生态城计划，都是以「零碳」城市做为造镇目标，只不过马斯达尔进一步将「零废弃物」、「零车辆(自用车辆)」列为发展主轴。

　　Masdar Initiative由官方机构阿布达比未来能源公司(Abu Dhabi Future Energy Company)统筹规划，主要合作对象有世界野生动物基金会(WWF;One Planet Living)、美国麻省理工学院(MIT)、英国Foster + Partners建筑设计与城市规划公司等，总投资金额为220亿美元，预计打造一处可容纳五万人的未来城市，并计划在2016年前开发完成。

　　在马斯达尔市6.4平方公里的范围内，将有30%的土地被划做住宅用地;24%为办公用地;13%的商业用地;6%的学校用地;19%为交通用地和8%文化与娱乐用地。整个城市规划具有下列特色：

　　建筑设计

　　◆全城以坐东北朝西南的走向兴建，以获得最佳采光及蔽荫效果

　　◆街道限制在三公尺宽、七十公尺长，以维持微气候稳定并促进空气流通

　　◆屋舍仿传统阿拉伯式建筑，兴建高度以五层楼为限

　　◆大量的植栽与水景设施，并利用风塔设施将凉风引入城内以达到降温目的

　　交通运输

　　◆全城禁止汽机车通行，改以大众运输工具做为交通方式

　　◆以输运需求设计三类交通方式，长程运输以联结马斯达尔及阿布达比的轻轨电车为主，城内交通将利用轨道或磁浮建立个人快速运输系统(Personal Rapid Transit)来取代，而短程的部分则以兴建步道，鼓励步行

　　◆其中，个人快速运输系统将提供2,500组车辆，以达到200公尺内都有交通工具的目标，进而满足每日15万人次的运输需求

　　电力供应

　　◆透过绿色建筑的设计，降低对电力的需求

　　◆预计每日全城电力仅需200百万瓦，为现有同等规模城市的四分之一(约800百万瓦)

　　◆发电方式以风力、水力、太阳能与氢气发电并行，并计划未来进一步提高太阳能发电的比例(若光能转换电能的效率再提高，80%建筑屋顶将改设太阳能板)

　　水资源利用

　　◆透过不同用途的规划，降低对饮用水的需求

　　◆预计全城每日仅需8,000吨的饮用水，为现有同等规模城市的五分之二(约20,000吨)

　　◆制造饮用水的海水淡化厂将以太阳能做为电力来源

　　◆大量建置雨水回收设施，以及高效率的污水回收与再利用

　　减废与减费

　　◆从开始的建筑营造，到日后的民生用品仅能使用可再生的环保材质

　　◆短期内透过回收再利用的机制，减少98%废弃物的产生

　　◆预计2020年达成零废弃物、零掩埋的目标
　
　永续发展
　　◆为了让Masdar Initiative可以成为世界各国的参考，在都市主力产业部分，将以环保相关产业为主，包括绿色运输、废弃物管理、饮用水和污水处理、绿色建筑与工业材料、生物多样性、气候变迁研究、再生能源及绿色金融机构

　　◆此外，在Masdar Initiative与世界野生动物基金会One Planet Living的合作项目中，对于开设有机食品店、推行公平贸易、兴建保留地方特色建筑物、野生动植物保育，以及订立公平的工资及工作环境等等，亦有所著墨与规范

　　在造镇的第一阶段，除了将优先与麻省理工学院共同设立马斯达尔理工学院(Masdar Institute of Science and Technology)，做为专注研究开发未来能源的前哨站，另外也将兴建一座总部大楼，以做为城市建设的重要示范。

　　马斯达尔总部大楼座落于城市的中心地带，由美国Adrian Smith + Gordon Gill建筑师事务所主导设计，总楼地板面积为160万平方英呎，具有低耗能、高效率、零碳、零废弃物等特色。在环保设计上，除了强调建筑用水只需同级大楼的30%，还可以自行生产能源，减少外部电力的依赖，多余电力甚至还可以提供周边建筑物使用。

　　这个兼负重要使命的总部大楼，在既定的办公空间之外，还规划了商场与住宅，整座大楼的主要特色来自顶部的超大遮蓬，曲折弯延的遮蓬由十一座玻璃结构柱做为支撑，遮蓬向阳面则铺设大面积的太阳能板，以提供建筑电力所需，而遮蓬底部的曲面散光性结构设计，还能减缓日光的直接照射，并将光线散射到室内各个角落。

　　此外，为了减少兴建过中能源的消耗，总部大楼的太阳能遮蓬及冷却塔都会提早完工使用，如此将可使后续的蓬内建筑工程，在环保优先的最高指导原则下顺利推展。

　　马斯达尔总部大楼预计于2010年底落成启用，之后的马斯达尔市开发则分为六个阶段进行，整个计划相关的建筑物与配套措施预计于2016年全数完成。

　　*阿拉伯联合大公国为七个独立邦(酋长国)所组成的邦联国家，除了国人较为熟悉的阿布达比(Abu Dhabi)与杜拜(Dubai)，其它五个邦国分别为沙迦(Sharjah)、阿吉曼(Ajman)、奥姆库温(Umm Al-Quwain)、拉斯海玛(Ras Al-Khaimah)、及富介拉(Fujairah)。

　　**中国政府为了迎接2010年上海世界博览会(本届主题：城市让生活更美好)，计划将位于长江口的上海崇明岛东滩(东侧滩地)，改造成中国第一个以「零碳」为诉求的生态城市(Eco-City)，并以自给自足、永续发展为建设目标。在86平方公里的计划范围内，预计容纳10万人，实际人类居住与活动的区域只占三分之一，其余土地则提供农业与保育使用，区域内的农地采有机耕作来种植粮食。整座城市将以风力、太阳能与生物燃料做为主要电力来源，一般交通工具禁止使用石油做为动力，并以氢气车、电动车或人力车取代。
（来源：https://fxf-forum.blogspot.com/2008/05/masdar-city.html）

这个建筑工地是一个庞大实验的一部分。这个实验试图创造世界上第一个没有汽车、不排放二氧化碳、没有垃圾的城市。这个城市由阿布扎比投资150亿美元建造，计划于2016年竣工，是玛斯达尔计划的核心。阿布扎比是阿拉伯联合酋长国的七个酋长国之一。新城市位于阿布扎比城郊外，几乎完全依靠太阳能，所需能量只需传统同类规模城市的20%。城市垃圾将被分类，循环利用，部分将加工成肥料，而污水将被加工为燃料。巨大的混凝土支柱让整个城市脱离地面7米，地下部分用于建造一个自动化电动交通网络，用以取代汽车。城市设计者预计这一工程将吸引1500家环保技术公司参与，其中既有国际大企业也有新技术公司，而最终这座城市将可容纳约5万名居民。
这座城市将是沙漠中可再生能源的“绿洲”，包围她的是一个人口500万的富裕产油国，其人均自然资源消耗量位居世界第一。从某方面看，她只是又一个吸引世界关注的庞大工程。事实上，阿联酋已经拥有世界上最高的建筑、一个庞大的室内滑雪场、世界最大的人工岛（地产开发商从海底挖掘出珊瑚礁和泥沙，倾倒在波斯湾，铸造成世界地图和棕榈树形状的人工岛）。
然而，许多专家乐观地认为，玛斯达尔城将成为一个实验场，用于测试建造未来环保城市所要解决的工程和建筑问题。虽然建筑师们已经设计建造了许多小型零排放住宅区和商业建筑，但大型的多用途商业建筑在节能环保方面一直令人失望，它们耗能太多，自产能源远远不能满足需要。问题之一在于随着规模增加所带来的复杂性令今天的设计软件根本无法解决。但是玛斯达尔城在设计时借助了众多电脑模型，在她身上所收集的数据将用于开发更优的模型，而这些信息将使建造未来的零排放城市更便宜，更容易。
但这个计划的首要目的是为了赚钱，并非单纯为了引进新技术。“我们当然希望玛斯达尔城赢利，而不是个吞钱的无底洞。”项目开发经理卡利德?阿瓦德在去年迪拜的一次地产展销会上说，“作为地产项目如果不赚钱，就无法维持下去。”事实上如果能够维持，那么也能够被复制。
“如果环境工程师通过建造这个城市获得了经验，那么在建造下一座城市时将变得更有效率，最终零排放城市将走出科幻小说，成为被效仿的楷模。”加利福尼亚大学的经济学教授马修·凯恩说。加州伯克莱可持续发展设计公司NaturalLogic的首席执行官吉尔·弗伦德赞同说，“一方面，我们把玛斯达尔城看做富人的游乐场；另一方面，她也是测试新技术的良好机会，如果成功，这些技术将被运用到其他城市和未来工程里。”
海湾国家天气炎热，阳光充足。由于不同的地理和气候条件，玛斯达尔的经验大部分未必适用于其他地方。比如德国的城市就没有如此充沛的日照，不能像这里一样严重依靠太阳能。再比如，旧金山也许根本不需要空调，无需借鉴玛斯达尔的先进冷却系统设计。但是，如果这个项目果真达到预定的环保目标，她至少能证明，建造这样的城市并非不可能。“人们说，‘咦？那太好了。真是个好主意，但显然是不可能的。’”弗伦德说，“当一座城市切实摆在眼前，将有助于打击这些悲观论调。”
史无前例的环保之城
玛斯达尔计划是阿联酋转变资源基础型经济庞大计划的一部分。石油资源并非取之不竭用之不尽的，作为世界第三大石油出口国，阿联酋希望把能源出口型经济转变为知识和专业型经济。Masdar一词源自阿拉伯语，意思是“资源”，该计划的目标是把阿布扎比改造成清洁能源的硅谷：一个人才、专利和新能源技术公司资源会聚之地。这是一项艰巨的挑战，对这个地区而言尤其如此。按照阿瓦德的话说，“过去的一千年里，这个地方不知‘革新’为何物。”
这座城市属于免税区，目的是把其他国家的环保科技公司吸引到此。（玛斯达尔的第一个是住户通用电气公司，其计划在此建造占地4000平方米的设施。）玛斯达尔学院是城市的核心部分，也是最早修建的部分，它和这座城市的关系正如斯坦福大学和硅谷的关系。玛斯达尔学院与麻省理工学院合作，后者将帮助其安排课程和培训教职员工。第一批100名学生将于今年秋天开学，毕业后获得硕士文凭，而最终学院将设立博士学位。
如果毕业生有好的创意，或有意自己创业，可以向玛斯达尔计划申请投资。在政府投入的115亿美元中（整个城市总造价估计为220亿美元，其余部分来自投资者），只有40亿计划用于城市基础设施建设。剩余的110亿将用于其他一系列投资。其中包括德国的一家太阳能电池厂，英国的海上风力发电厂和尼日利亚一个减少二氧化碳排放的实验工程。
城市基础设施依然是整个计划中最显眼的部分，她是迄今为止世界上规模最庞大的零排放加零垃圾计划，其他地方的类似项目均局限于中小规模建筑和小社区，比如伦敦南部一个可供250人居住的绿色住宅区。迄今建成的最具野心的零排放建筑是美国俄亥俄州欧柏林大学的刘易斯中心，占地1263平方米。玛斯达尔城占地6平方公里，仅总部就覆盖89500平方米，包括办公楼、商场和文化中心。
玛斯达尔城详细总蓝图和第一批建筑的蓝图已经完成，这其中包括玛斯达尔学院和城市总部。这座城市——包括公寓、实验室、工厂、电影院、咖啡馆、学校、消防站等等，将尽量实现能源自给自足。她的水将被循环利用，减少海水淡化处理所消耗的能量。城市下安装的真空管道将把垃圾运送到集中的地方，再进行分类处理，尽可能循环利用。无法循环利用的垃圾将通过气化处理转化成能源，残渣将被做成建筑材料。下水道污水也将通过特殊处理转变成干燥的可更新燃料用于发电。城市交通系统包括一条轻轨线路，连接玛斯达尔、阿布扎比城和机场。此外，还有一条贯穿全城的个人快速交通（PRT）系统。PRT采用自动电车，用于连接住宅办公区和轻轨站，以及城外的车库。
像现阶段所有零排放计划一样，玛斯达尔城也必须部分依赖化石燃料——在城市建设阶段和城市建成后用于夜晚供电。但是发展商希望通过碳汇交易（carbontrading）达到碳排放总量为零。在城市建设过程中，一个10兆瓦的太阳能电站将向附近的阿布扎比城输送电力，减少日间对当地火电站和天然气电站的依赖。通过这一方式所节省的碳排放将抵消玛斯达尔夜晚使用的化石燃料。随着城市的建设和能源需求的增加，这个太阳能电站规模将逐渐扩大，城市其他地方还将陆续安装其他太阳能电池板。它们产生的多余清洁能源将抵消城市建设和建筑材料生产过程中所排放的温室气体，甚至可以抵消技术顾问从世界各地坐飞机到阿布扎比旅行所耗费的化石燃料。
“迄今为止，发展商们几乎将一切都算了进去”，BioRegional的创始人普兰德赛说。BioRegional是一家专门设计零排放计划的英国公司，也是玛斯达尔计划的顾问之一，“在碳排放监督方面，我不知道还有比她更谨慎、更全面的项目。他们甚至追查到了每个二氧化碳分子！”
取代巴士和火车的PRT系统
玛斯达尔城将建在混凝土支柱上，高出地面，地下空间将建造个人高速交通（PRT）系统，取代巴士和火车。PRT系统所用交通工具可容纳4人，使用电力。玛斯达尔的规划者希望这套系统比传统公交系统更节省能源，并且更方便。
在PRT系统中，每个车站停泊多辆小型交通工具（又叫“豆荚”）。一个人（或几个人）登上“豆荚”后选择目的地，“豆荚”一路直达这个目的地。在典型设计中，每个“豆荚”形似电池驱动的高尔夫球车。区别在于，它是全封闭的，更大一点儿，没有方向盘。“豆荚”沿着固定轨道行驶，通过上下坡道连接车站，电脑控制“豆荚”出入车站。坡道容许个别“豆荚”停靠，与此同时其他“豆荚”在主干道上继续以最高速行驶。模拟程序显示，这一系统极其灵敏，“豆荚”之间可相距仅半秒。
“但是，虽然PRT前景可观，却一直未能得到推广，”西雅图华盛顿大学的土木工程教授杰瑞?施耐德说。原因在于，一次失败的尝试给PRT留下了恶劣名声。上世纪70年代，美国西弗吉尼亚摩根镇建立了一条类似PRT系统，采用全自动车辆，每辆车可容纳20人。也许是因为太新鲜，“人们上去就不肯下来。”施耐德说。现在技术已经突飞猛进，却一直没有更先进的PRT系统诞生。
事实上，两个实验PRT项目正在建设中。第一个将把乘客运送到伦敦希思罗国际机场的新候机厅，估计将于今年年底开始使用。玛斯达尔城PRT系统的首期将由荷兰2GetThere公司负责建造，计划于今年夏天开通玛斯达尔学院底层路段。
节能从每个细节开始
迪拜是一个庞大的以汽车为主要交通工具的城市，距离阿布扎比城约1小时车程。12车道的高速公路两旁摩天大楼鳞次栉比。夏季，没有遮蔽的地方，日照温度高达46℃。但在迪拜，有几个地方，即使在夏季正午的烈日下也可在室外行走，不必担心中暑引发心脏病。这些地方都是历史遗迹，包括带凉棚的露天市场和剧院。有一个叫Bastakiya的老城区，保留了些古老建筑。在空调引进前，是这些历史建筑保护当地人避免烈日的伤害。这些老房子和商店有着厚厚的墙壁，筑墙的材料为干燥的珊瑚和石膏，白天吸收热量，夜晚释放出来。由于这些建筑比邻而建，靠得很近互相遮挡而只留有狭窄通道，可以形成风道，进一步达到冷却作用。
建筑师杰拉德·伊凡登在设计玛斯达尔城总蓝图时曾考察过这些当地传统建筑，希望从中寻找节能的方法。但是由于整座城市几乎全部依赖太阳能发电，而太阳能发电的成本是传统电能的5倍，这就意味着，这座城市必须比附近城市节能5倍。
伊凡登所做的第一件事是去掉汽车：高速公路消失后，城市建筑只需用7至12米宽的街道隔开，这一距离既足够互相遮蔽烈日直射，又能允许间接阳光射入，是减少空调和照明耗电的捷径（空调和照明是商业建筑的两大能耗源头）。加厚的隔热层也能省电省钱：在玛斯达尔学院，伊凡登计划用30厘米厚的隔热材料。他还计划用铜箔做建筑物的“皮肤”，反射阳光。铜箔外将覆盖一层类似特氟隆的自我清洁涂料，抵挡沙漠灰尘的侵蚀。为减少淡化海水所需的巨大能量，伊凡登通过循环、低水压设备和无水便池等多种方式让城市水消耗量减少75%.
一小部分城市电能将来自垃圾燃料，甚至还包括地热能。其余部分来自太阳，但这其中并非全部是光电（将太阳光转化为电能）。一种更便宜的装置可收集太阳的热能，用于加热水，再用热水驱动吸收式制冷系统（一种空调，使用和丙烷制冷冰箱类似的技术）。
理论上，这一切都是可行的。但在实践中，难度小得多的项目也失败了。欧柏林学院刘易斯中心的设计也融合了许多节能措施：加厚的隔热层、自然通风系统、热交换器、减少照明需要的大量窗户、取代传统锅炉的热泵得一个60千瓦的屋顶太阳能电池组一年的发电量，估计相当于建设大楼所消耗的能量。然而，在建造过程中，耗能远超过最初估计。而对太阳能电池组发电量估计又过于乐观。为达到零排放的目标，大学不得不在附近又加装了一组太阳能电池，使发电量翻了3倍多。成本也增加了100万美元。
建筑师们发现，通常当工程规模越大，节能系统和实际环境因素互动的效果就越难预测。比如，在充分利用自然光照明的设计中，设计师可安装感应器，在光线充足的情况下自动关闭人工照明，但是感应区电灯的开启或关闭可能影响其它地区的感应器。在一些建筑中，这一现象形成反馈回路，导致电灯不停地开了又关，令人烦不胜烦。
相邻的取暖和冷却区也能互相影响，造成复杂而无法预计的反馈回路。当区域数量增加时，情况尤其复杂。联合技术公司的迈克尔·麦奎德回忆起公司曾为巴黎一座建筑设计一个取暖、通风和空调智能管理系统，该系统的设计目标是协调3000个不同区域的供暖、通风和空调。麦奎德说，“大楼建成之初，能耗惊人，经过对控制系统的大调整才达到设计的节能目标。”
从经济角度讲，零排放建筑一开始就不能出差错，比如欧柏林学院的刘易斯中心就是个例子。一旦出错，每次修正所需代价远超过一次到位。
真实之城还是主题公园
穆罕穆得·阿尔法希姆说：“上世纪60年代初，当美国忙着把人送上月球时，在阿布扎比，人们还没有听说过电灯、电扇。”阿尔法希姆是阿联酋当地人，写过这一地区的地方史。50年前，刚刚在这一地区发现石油，石油带来的财富尚未涌入。阿尔法希姆出生于当地最富裕的家庭之一，然而，他的姐姐和母亲均因为缺乏基本医疗条件早早去世。现在，阿联酋的人均寿命几乎和美国一样。从前，当地人喝略带咸味的井水，现在，他们的饮用水来自海水淡化工厂。脆弱、易燃的棕榈树搭建的简陋房屋早已被耀眼的摩天大楼取代。
在许多方面，在过去几十年，阿布扎比的发展似乎一直是为了赶上外面更发达的世界。现在，由于玛斯达尔这样的项目，这个曾经落后的酋长国有机会走在世界最前面。但是，就城市发展而言，它似乎正处于一个十字路口。可以想象几年后，玛斯达尔城小心翼翼计算着每一瓦能耗，城里的居民已用上了节能的无水便池；然而，与此同时，在不远处的阿布扎比城，耗油的卡丁车在法拉利主题公园跑道上呼啸；孩子们将尖叫着冲下海洋公园的水滑梯；庞大的空调咆哮着维持一个新购物中心的凉爽温度，而这个占地2500公顷的购物中心可容纳700家商店，将让占地640公顷的玛斯达尔城相形见拙。
两种截然不同的发展观正在争夺阿布扎比的未来：如果玛斯达尔计划无法在经济上自给自足，确实可能会沦为富人们的玩具、一个没有实际用途的环保主题公园，当然更不能希望靠她推广环保技术；如果能够盈利，玛斯达尔将成为推动可持续发展城市设计的成功典范，阿联酋的石油富翁也许会放弃在沙漠中建造又一座滑雪场，再造第二个玛斯达尔。（来源：宇宏客）

作者：木辛在海归商务发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com

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