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城市化对城市生态的影响

城市化對城市生態環境的影響
○城市化对大气環境的影响
城市中生产、生活活动释放出太量废热以及SO2、COx、NOx、等有害氣體和各种气溶胶颗粒物,不仅造成大气污染,同时还尝改变局部气候。随着城市化和工业化进程的加快,排入空气中的污染物不断增加,已超过大气的自净能力,造成了严重的大气污染。近几年我国环保部门对城市空气中的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和降尘等四项主要污染物所作的监测结果表明,城市中大气环境质量符台国家一级标准的很少,几乎所有城市的降尘、颗粒物和二氧化硫浓度均超标,氮氧化物虽未超标,但其浓度值呈上升趋势,前景不容樂觀。中国2000年排放的SO2已达3800万吨以上.成为世界上S02排放量最多的国家之一。颗粒排放量上升到12460万吨,比1982年增加14倍。由于SO2和NOx在空气中造成的污染、目前我国受酸雨危害的土地面积已占国土面积的1/3左右,主要集中在华中、西南和华南,己成为与欧洲、北美并列的世界三大酸雨区之一。酸雨造成我国一些地区森林死亡、农业减产、建筑物腐蚀,每年的经济损失在140亿元以上城市化对局部地区的气侯会产生影响,像域市“五岛 效应.其中热岛效应是人类活动对城市区域气候影响中最典型的特征之一。城市热岛的形成有自然的因素,但更重要的是人为的因素。随着城市形态的变化,建築覆盖物增多增高,使城市的大气边界层不断变化,而建筑物热容量大,导热率高,因而热传导率市区比郊区高.致使城市白天储热多,夜晚散热慢加上城市中燃烧大量的燃料,释放出很多热能,且排放的大量C02等温室气体能强烈吸收地面辐射,有明显的增温效应,造成城区气温比郊区高,形成城市熱岛效应。热岛效应会导致热岛环流的产生,在市中心气流上升并在上空向四周扩散。而在近地面层,空气则由郊区向市区流动,形成乡村風,补偿低压区上升运动的质量损失。这种环流可将在城市上空扩散出去的大气污染物又从近地面再次带回市区,造成重复污染。城市化对气候的影响还表现为干岛效应、涅岛效应、雨岛效应、浑浊岛效应和逆温现象,均要对人们的生活造成影响。
○城市化對水環境的影響
城市化对水循环造成影响。使原有的透水区域(农田、森林、草地)不断被混凝土建筑物及沥青路面所取代,城市不透水面积和排水工程的增加,减少了雨水的下渗,增加了地表径流流速,致使地表总径流量的峰值流量增加,滞后时间缩短,地表径流的侵蚀和搬运能力相应增加。地表径流冲刷堆积于街道、马路及建筑物上的大量堆积物,还可能引起水件的非点源污

染。城市化的发展加快了人们对地下空间的利用,如上、下水道及地铁等工程均对地下水的收支产生根大的影响。城市化过程中由于过量开采地下水,引起地下水量的失衡,引起地面沉降、塌陷、地裂缝和海水入侵等环境地质问题,并形成地下水位降落漏斗。城市化的发展彻底改变了区域的面貌,破坏了区域正常的水循环,影响水环境。
城市化过程中生活、工业、交通、运输以及其它服务业所排放的污染物大量进入水体,使水质恶化。据抽查,全国城市粪便年均3000万吨.无害处理率不足5%,许多城市粪便未经處理直接排入江河湖海,严重污染水源。全国域市污水捧放量每年约300多亿吨,其中97%未经处理直接排入江河。目前我国七大水系中近一半的河段污染严重,“三湖”(太湖、巢湖、滇池)尤为突出;50%以上的城市地下水受到污染;500多条主要河流和几乎所有的湖泊受污染面积達82%以上。尽管目前已采取了严格的排污控制措施,并兴建大量的污水处理厂,使城市生产、生活污水排放得到一定程度的控制,但城市化带來的水质污染问题远未徹底解决,并有进一步恶化的趋势。原因在于城市基础设施的下水道系统不完备,污水处理能力不足。
○城市化對生物環境的影響
城市化使生物环境的组成和结构发生改变,造成生产有机體与消费有机件的比例不协调。城市内高楼大厦代替了森林,水泥路面代替了草地、绿野,形成了“城市荒漠”,野生动物群在城市中消失,植物生长量比例失调,微生物活动受到限制,生物多样性逐漸减少,从而使生态系统失调,并影响到碳、氧等物质的循环。城市化过程是一个破坏原有的自然生物环境,重新建立新的人工生物环境的过程。
○城市化造成噪聲、電磁波的污染
城市现代化工业生产、建筑施工、交通运输、社会生活等活动都会造成一定程度的噪声污染。我国城市区域噪声污染严重,目前 中国城市平均等效声级均在55dB以上,其中85%的城市高于60dB,城市各功能區超标严重, 影响了城市居民的工作、学习、生活,损害其身心健康。城市中通信、通讯线路、輸电线路纵横交错, 电台、电视台、雷达卫星以及其它方面产生的污染也越来越值得重视。
○城市化造成的光污染
 据统计,全球每年照明耗电约2万亿度,生产这些电力要排放十几亿吨的CO2和一千多万吨SO2;我国照明耗电按总发电量的l0~12%计算,2001年照明耗电达1433.25~1719.9亿度。目前我国电力生产,2/3为火力发电。火力发电,3/4是使用燃煤。按每生产1度电产生的污染物CO2为1100克,SO2为9克计算,每年要排放7~9千万吨CO2

和60~70万吨SO2。
研究表明,地球环境变暖因素的50%是由CO2造成的,而大约80%的CO2来自化工燃料的燃烧。当今世界,不少城市的夜景照明,特别是那些"不夜城"的夜景照明真是把光象泼水一样洒在建筑物的墙上,或地面上,或树木上等等。从今年3月智利国际光污染会议的文件获悉,美国室外照明每年射向天空的光线的价值超过十亿美元,日本室外照明每年无意射向天空的光线的价值大约为两亿美元。笔者调查过的部分照明实例每平方米的立面的耗电超过20W的工程为数不少,而且照明的部分光线直接射向天空(估计约占总量的l/3)。不仅造成能源消耗巨大,浪费惊人!全球光污染也日趋严重!详见图2。因此,城市照明的光污染不仅破坏了优美的夜空;也浪费了大量的电力资源,发电产生的CO2和NO2等废弃物对城市环境造成严重的污染。
○城市化對交通環境的影響
1、城市规划落后于汽车发展的速度
交通堵塞是城市尤其是大城市十分头痛的问题,随着汽车工业的发展和我国加入WTO步伐的推进,城市汽车保有量的增加,交通堵塞将更加突出,造成这一问题的主要原因有以下几点:
①、城市道路及停车场规划滞后于经济发展的速度;
②、城市道路条件的改善远远赶不上汽车增长的速度;
③、老城区的改造规划更是受文物保护、当地经济、政策的决策思想等多方面因素的制约,经常出现改造不彻底的现象,虽经改造,但往往不能解决交通拥挤问题。随着汽车工业的飞速发展和我国加入WTO,汽车保有量将会急剧增长,目前我国城市规划存在许多不足,主要是对交通道路考虑不够,从而使塞车、堵车现象极为严重。
2、交通事故增多
城市交通安全是与汽车关系最大的问题,人人都要坐车,既使不坐车行走在人行道上也难以保证绝对安全,从时间、空间的范围来看,交通事故都已构成人类的一大危害。交通事故造成的伤害远不仅限于死伤者本人的身体健康和生命以及国家和个人财产的损失,还有几倍于死伤者人数的社会家属在心理和生活方面所受的伤害。
○超高層對城市環境的影響
1、天然采光不足,换气效果差
密集的摩天大楼使建筑物内的天然采光条件大幅度降低,只得借助于人工照明。为了保证安全性,摩天大楼的窗多数采用密闭型,自然换气几乎不可能,只能进行人工换气。现代摩天大楼内虽然都有较先进的通风及温控设施,但毕竟是全封闭式环境,同时也是电脑、通讯设备、空调、打印机等各种办公设备集中的地方,往往存在着较为严重的空气污染和辐射污染。同时摩天大楼使城市街区的日照

面积减少,日照时间缩短,有的甚至会破坏周围的景观环境,人们就像生活在“深谷”之间。
2、横向振幅较大,对挡风抗震要求高
建筑物的立面要受到风荷载的作用。随着高度的增高,风荷载增大,建筑物的横向振幅增大,如美国100层左右的摩天大楼上部的横向振幅达1m左右。同时,摩天大楼对于地震荷载的抵抗力差,抗震设计标准要求高。迄今为止,几乎所有摩天大楼都被用做办公,很少有人选择在强风下会轻微摇动的大楼作为住宅
3、引起“超高層峡谷风”和光污染
摩天大楼通常会给其周围的街道和普通建筑带来风荷载的变化。由于建筑物体形高大,风力又不能透过建筑物,必然绕过建筑物在它的周围形成较强的气流,因此摩天大楼使周围的道路及低层建筑物所受风荷载加大,形成所谓的“高楼峡谷风”。这种“高楼峡谷风”是摩天大楼的“峡谷”效应,使得某些街道上的风速特别大,以至影响到路人和行车的安全;一些高楼的部分表面因承受的风荷载过大,玻璃幕墙会出现“雪崩”一样的损坏[2]。例如,在不足2km2的上海浦东陆家嘴区域中有百余幢摩天大楼,它们对该区域风场结构和大气污染的时空分布产生了强烈的影响。
另外,摩天大楼的外部一般都整齐划一,不讲究错落有致,加上大都采用反光玻璃或其他反光建材做外部装饰,极易形成光污染。光污染是一种长期的视觉污染,会使人心情紧张、情绪烦躁。
○建築垃圾對城市環境的影響
1、佔用土地,降低土壤質量
建筑垃圾以固体非可燃性物质为主,在处理上不同于一般的生活垃圾。目前还没有专门的厂家或行业来对其进行处理,许多城市建筑垃圾未经处理就被转移到郊区堆放。随着城市建筑垃圾量的增加,垃圾堆放点也在增加,而垃圾堆放场的面积也在逐渐扩大。垃圾与人争地的现象已到了相当严重的地步,大多数郊区垃圾堆放场多以露天堆放为主,经历长期的日晒雨淋后,垃圾中的有害物质(其中包含有城市建筑垃圾中的油漆、涂料和沥青等释放出的多环芳烃构化物质)通过垃圾渗滤液渗入土壤中,从而发生一系列物理、化学和生物反应,如过滤、吸附、沉淀,或为植物根系吸收或被微生物合成吸收,造成郊区土壤的污染,从而降低了土壤质量。此外,露天堆放的城市建筑垃圾在种种外力作用下,较小的碎石块也会进入附近的土壤,改变土壤的物质组成,破坏土壤的结构,降低土壤的生产力。另外城市建筑垃圾中重金属的含量较高,在多种因素的作用下,其将发生化学反应,使得土壤中重金属含量增加,这将使作物中重金属含量提高。受污染的土

壤,一般不具有天然的自净能力,也很难通过稀释扩散办法减轻其污染程度,必须采取耗资巨大的改造土壤的办法来解决。
2、破壞市容
城市建筑垃圾占用空间大,堆放杂乱无章,与城市整体现象极不协调。城市内部空间有限,城市绿地往往成为城市建筑垃圾的临时集散地。众多城市绿地都不同程度地混杂有建筑碎块。可以说城市建筑垃圾已成为损害城市绿地的重要因素,是市容的直接和间接破坏者。工程建设过程中未能及时转移的建筑垃圾往往成为城市的卫生死角。近几年一些城市在推行生活垃圾袋装化制度,但由于建筑垃圾堆或其遗迹的存在,在一定程度上阻碍了这一制度的推广普及。它的存在成为生活垃圾散乱堆放的直接诱因,混有生活垃圾的城市建筑垃圾如不能进行适当的处理,一旦遇雨天,脏水污物四溢,恶臭难闻,并且往往成为细菌的滋生地。
城市化下的建築設計思考
○有關綠色建築
城市化表現在許多方面,而建築活動是比較有代表性的。我想,想要改變城市環境現狀的話,改變我們的設計思路是勢在必行的。綠色建築的設計思想我認為是首先需要學習的,主要包括以下兩點。
一是强调因地制宜,积极适应建筑立地的环境条件,也包括保持城市的传统与文脉。在项目的规划与总图设计阶段,选址和保护周围环境的设计方法是绿色设计的主要内容,同时还要注意对当地历史和人们的传统生活方式的讨论。在城市规划阶段,生态控制论的技术方法可以有效地提高规划的质量。在设计阶段,无论是生物气候设计,还是生物气候缓冲层的设计策略,都强调应用被动设计的方法,用以解决建筑节能和建筑通风。已有研究文章系统地说明了这种被动式设计方法,包括一些仿生建筑的设计,极大地影响着建筑的形态,比如建筑的朝向、几何形状、外围护的材料与色彩等。当然因此制宜还体现在设计中重视对当地建筑材料和太阳能、风能等资源的利用。
建筑与地域文化是当前建筑创作讨论中的一大热点话题,越来越多的文章对无视地域的现代主义建筑作了批评,更多的是强调了场所的重要性,提倡的是重视当地气候条件、材料、地域资源和社会文化的建筑创作,应该说因地制宜的绿色设计的原则,与建筑地方多样性的创作也是殊途同归。
二是强调“整体设计”思想,强调建筑的全寿命周期设计方法,单独的某一项技术不能称之为实施了绿色设计。 1999 年国际建协 20 届大会通过的北京宪章中指出:“建筑单体及其环境历经一个规划、建设、维修、保护、整治、更新的过程。建设环境的寿命周期恒长持久,因

而更依赖建筑师的远见卓识。将建筑循环过程的各个阶段统筹规划。”这里给出了整体设计的概念,就是从全球环境与资源出发,应用经济可行的各种技术和建筑材料,构筑一个从建筑全寿命周期的绿色建筑体系。
如何在设计之中应用高技术和优质的材料,就要应用寿命周期评价方法予以权衡,进行技术选择。现在欧美应用的高技术绿色设计方法往往和智能建筑设计相结合。按欧洲智能集团对智能建筑的理解是:使其用户发挥最高效率,低保养成本和最有效地管理其建筑本身的资源。这各绿色设计的理念是一致的。智能建筑的系统集成方法在改善建筑能源和室内环境的设计中,往往采用主动式设计方法,尽管要花费较大的成本,但从建筑全寿命周期的评估,经济上还是可行的。法兰克福商业银行总部大楼就是这种高科技绿色设计方法的代表作品。当然,很多常规技术依然是大量被使用,而且是行之有效的。
建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三个方面,包括建筑材料和设备制造,材料、设备从产地到建筑工地的运输及施工中的污染与能耗,这些将是建筑材料的舍取依据。
建筑的全寿命周期设计方法对于建筑设计的要求不再仅仅是三维空间效果的创作,而对于建筑的节能、通风、采光,以及环境影响等的评估、预测难度更大了,应用计算机模拟与计算要求更高了。这方面的技术还有待进一步开发,使其进入简便、实用的阶段。
○有關城市規劃
舒适、方便、宜人的城市环境并不是单单靠大量植树、种草、摆上雕塑、设置座椅就能实现的,也不能仅仅用建筑密度、容积率、绿化率等指标加以衡量。城市的舒适度根本上来自于其功能的合理性和空间的有效组织。来自于对城市良好人文环境的营造。源于建筑学的传统城市设计理论和方法。在错综复杂的城市问题面前,似乎显得“力不从心”。亟需建立新的城市设计理念和原则。从而完善城市的各种功能。营造更美好的城市空间,尽享城市生活的舒适和方便。
城市規劃设计的根本目的,是为了方便人的使用。遗憾的是。在我们的建筑教育和营造实践中。这一根本目标常常被忽视或偏离,如城市中的很多“水景”设计得很漂亮。但往往是只能远观而无法接近,居住区绿地设计花样翻新。也是供人看的多,可参与其中的少。不难发现,城市中的某些地段尽管很拥挤。但人们还是愿意去,而一些地方看上去很雅致。但总是空空荡荡、冷冷清清。这些都表明城市环境设计不能只停留在空间形状、体量、比例、尺度、色彩等形式美学的层面上,要了解人的需求,研究人的

行为特点。掌握人认知和使用空间的规律。现代城市环境设计应以人为本。以满足使用和功能要求为首要目标,最大限度地满足市民的日常生活需要,创造具有一定空间形态、舒适宜人的城市物质环境。与地段的修建性详细规划相比较,城市环境设计着眼于城市总体环境的质量,强调与开发项目之间的有机联系和环境的协调性。它涉及城市中所有公共空间,不仅包括街道和广场等城市公共用地空间,也包括私有用地中向公众开放的、无需任何费用、可随时享用的室外和室内空间。城市环境设计的主要对象是人们的户外活动。如购物、娱乐、商务、运动、交往等。首先考虑人的行为需要。其次考虑形式上的要求,进而进行空间组织与设计。


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