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新奇而富于特色的高科技應用,無疑是近年來各地舉辦大型展會的亮點之一。這些面向未來、可能對人類生產生活產生重大影響的科技,著實吸引眼球。
但是,喧囂過后,這些新技術能否真正得到推廣和應用,卻很少有人關注。第九屆中國(北京)國際園林博覽會與其他展會不同,極具實用性的科技應用將長期扮演主角。
化腐朽為神奇,將垃圾場進行生態修復,使其回歸生態平衡的自然形態;在不過度消耗水土等資源的前提下,利用現代科技手段走低碳環保之路,在保護環境的同時降低建設成本……園博會的“科技賬單”值得解讀。
土
通過生態修復
向垃圾場要土地
園博會最大的科技應用就是生態修復。位于永定河西岸的園博會會址,過去曾是數百公頃的建筑垃圾場。
園博園總規劃主要設計者之一、北京山水心源景觀設計院副院長夏成鋼,這樣回憶第一次來到永定河垃圾場的情景:正值秋季,西風凄涼,滿目黃土。
要改造、修復這塊土地,首先是資金問題。即使不考慮綠化等開支,地塊改造就需要巨大投入。同時,如此大面積的廢棄地改造、再生,在國內還沒有先例。包括中國國內的生態修復水平技術是否能夠滿足需要、是否能夠在2013年前完成這項工程,都是嚴峻挑戰。
而對于整個中國而言,歷經30多年社會經濟高速發展,環境損失比比皆是。城市廢棄地的整理再利用,對于土地資源緊缺、粗劣開發后遺癥頻現的中國城市而言,已成為當務之急。將在兩年后舉辦第十屆中國國際園林博覽會的武漢市也決定,將園址設在一處大型生活垃圾場上。
第九屆中國(北京)國際園林博覽會運行調度中心園區管理部工程物業組組長高世國說,通過一系列治理,垃圾場生態修復的最終設計要求是,土地承載力可以達到每平方米15噸。這樣才可以在上面進行新的建設。
除了強夯等程序,園博園區域還要進行防水等治理,但難題接踵而至。
比如在垃圾坑之上改造的“錦繡谷”,常規條件下會在原地渣土和后覆蓋的種植土中間加入土工布,否則可能出現水土流失,導致種植土的營養下滲,植物無法成活。但這種土工布表面平滑,非常容易導致滑坡。20米落差,近似于直上直下的坡度,還要覆蓋上1.7米至2米的種植土;既要留住營養,又要保證兩種土結合在一起——這是個罕見的難題。
最終經過多次論證,使用金屬拉網替代了土工布,既可以“抓住”種植土,又保證了土質的結合。
“錦繡谷”自2012年春季開始施工,到年底接近尾聲。在這里專門保存了一個剖面,以供游人了解再造土地的復雜工藝和艱難歷程。
“園博園區的土地修復以及錦繡谷的建設,也是整個園博會建設的最大挑戰和最大亮點。”豐臺區副區長張建國說。
水源主要來自
雨水收集和污水處理
水
“我們在科技應用方面,以實用性為主,避免花架子。”園博園區管理部常務副部長陳軍說。
在缺水的北京市,如何緩解水資源壓力、增加水資源的可利用率,是園博園在設計建設過程中首先要考慮的問題。
設計者為了滿足城市可持續發展和生態環境建設要求,實現雨水科學合理的處置與利用,建設了安全高效、地毯生態的城市雨洪利用系統,占地82公頃。
“園博園的雨洪利用工程,大體可以分為園林景觀和水利兩個體系。這兩套系統可以實現完美的配合,使降在園博園地區的雨水都能為園區所用。”北京市水利規劃設計研究院工程師劉學燕說。
在滲透與回用相結合的雨水綜合利用方案中:人行道和廣場上都鋪設了透水鋪裝材料,雨水滲入地下經過濾后被收集到地下儲水池。
園博湖濕地公園即是利用雨水系統,再生水是它的主要用水之一。為了保證園博園的持續供水,劉學燕介紹說:“先調用盧溝橋再生水廠的水,以及儲存在宛平湖旁邊大寧水庫、預留給南水北調工程的沖灌水。這些水經過濕地公園的凈化,成為園博湖的重要水源。”
污水處理技術的應用為園博園節約了一大筆運營成本:匯集起來的污水用格柵去除水中粗大的懸浮物和其他雜質,然后進入調節池進行水量水質的混合,再進入厭氧水解池采取“A/O生物接觸氧化法”處理。污水經過后續的沉淀、過濾,就可以作為中水使用,主要用于園區內的沖廁、綠地澆灑、道路沖洗以及景觀用水。
此外,高科技利用水的技術在錦繡谷中也得到了廣泛應用。
整個園區內的灌溉系統采用了目前世界上最新的基于互聯網的智能自動控制系統,可以做到精準灌溉。
園博園總規劃主要設計者之一、北京山水心源景觀設計院院長端木岐介紹說:“如何對上百種不同花木進行合理灌溉,在園博園中,‘精準灌溉’系統的應用將難題輕松解決。在園區內,每一棵樹錄入系統后,系統會根據樹種、樹齡等數據判斷出每棵樹的‘飲水量’。數據通過監測系統,對降水測算,計算出植物已‘喝掉’多少水,再根據這一數據調整對每棵樹的灌溉量。僅這一項智能控制系統,與傳統的人工澆灌相比,節水率達50%以上。錦繡谷實現‘精準灌溉’以后,水的利用率超過了85%。”
熱
地源熱泵系統
比電鍋爐省2/3
園博園的另一項主要新科技應用就是新能源
在園博園的主展館里,冷熱電聯供系統能夠將天然氣利用率提高5%至10%;主展館門前,風能會被存儲用來照明……新能源的廣泛應用,不僅契合了綠色循環的生態理念,還為園博園走低碳環保路線添磚加瓦,清潔能源與園林建筑相互結合,在不破壞園林造詣的美感之外,節約能源的工作也在默默進行中。
在園區整體設計方面,園博園廣泛采用新能源產品,進行園區整體節能。園博園區管理部副部長花偉軍介紹說:“園博園內的采暖、空調供熱、生活熱水等方面,均由地源熱泵系統供應,每年可節省1518.94噸標準煤,減少2840.42噸二氧化碳排放;園區內擬建設10座過廊式太陽能光伏輔助充電站,主要為園區內主路和草坪等提供照明用電,為監控系統提供電源,為園區各場館提供應急輔助備用電源。”
一個例子是采用蓄能式地源熱泵作為冷熱源。園博園從北至南采用分散布置、相對集中的原則,共設置5個機房,負擔附近區域建筑的空調系統。
同時,考慮到夜間低谷電價格比白天峰電價格低4倍左右,每個熱泵機房分別設置2至3個蓄能罐,夜間蓄能,白天釋放,充分節省運行費用。5個蓄能式熱泵機房獨立自動控制,集中到一處進行集中監控。
熱泵系統是一種先進的高效節能、可再生、無污染的采暖空調方式。地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源的既可供熱又可制冷的高效節能空調系統,通過輸入少量高溫位電能,實現低溫位熱能向高溫位轉移。由于地溫一年四季基本穩定,冬季從地下取熱,實現建筑物供熱需求;夏季將建筑物內熱量排至地下,實現建筑物供冷需求。
高效、安全、節能、環保的地源熱泵系統,要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能,比燃氣鍋爐節省二分之一以上的能量,運行費用為普通中央空調的50%至60%;采用地源熱泵系統不直接消耗煤或燃油、燃氣等一次性能源,避免了排放煙塵及有害物質。機組運行狀況穩定、可靠,維護工作量小,自動化程度高。
采用蓄能式地源熱泵系統,每年比常規空調系統節省76萬元運行費用。主要設備裝置運行沒有燃燒,沒有排煙,也沒有廢棄物,每年減少標煤360噸,減少碳排放673.45噸,環境效益顯著。
此外在園博園中,光伏電站與園區建筑也有機融合在一起,它主要為帶電站建筑提供照明用電,為監控系統提供電源,為配置弱電系統用電。
光伏發電還作為應急電源的解決方案也能起到重要作用。園區一旦發生停電情況,光伏發電就能第一時間用在最需要的設施和功能上,確保園區正常運轉。
根據測算,園區5座光伏發電站在預計使用年限中累計的發電量572萬度,可以節約標準煤2056噸,減少二氧化硫排放1745.6噸、碳氧化合物排放1516噸、減少二氧化碳排放5387噸。