綠色設施對校園水資源可持續發展的效用

許臣思

(華中科技大學建筑與城市規劃學院，湖北 武漢 430074)

1 教育與可持續發展

聯合國教科文組織在1997年給教育一詞這樣的定義:教育的目標是，使人更聰明、更有知識，更好地了解、道德、負責任、關鍵是能夠繼續學習。教育也是社會，通過對世界，特別是其缺點和不公正現象，提供關鍵的反射和促進更大的意識和認識，探索新的視野和概念，并發明新的技術和工具。教育也是傳播知識和開發技能、行為、價值觀念和生活方式，所需的更改所帶來的手段和促進公眾支持如果人類是要改變其航向，留下的走向日益增長的困難和可能發生的災難，并開始實現可持續性高峰攀登的熟悉路徑將需要持續和根本性的變化。教育，簡而言之，是人類最大的希望和努力實現可持續發展的最有效手段。

如果教育是促進可持續發展最有效的手段，那么當校園的環境質量提高，實現了可持續發展，就能夠比較有效地實現可持續發展。

通過美國校園規劃發展的歷史看，校園的環境正變得像美麗的城市［1］。起初美國校園規劃是從英國傳統學院的規劃復制而來的，然后發展逐漸形成了自己的特色。通過研究校園的可持續發展不僅幫助提高校園環境，更有助于發展校園文化。

2 校園環境與可持續發展

校園環境是除了教育水平以外最能直接顯示學校水平的方面。校園是一個非常復雜的尺度范圍，它一方面是學生和教師學習和工作的場所，同時又是大規模人群的居住社區。校園可持續發展已經成為當今校園發展的最重要的組成部分，它包括以下幾個方面的可持續化:建筑設計、景觀(綠色基礎設施)設計、交通規劃和政策的制定。通過制定可持續戰略和實施更多綠色項目，大學和學院發展會朝著可持續校園的目標更近一步。而實現這一目標的最有效的手段則是將重點放在綠色基礎設施上。通過研究綠色設施的價值和影響確定綠色基礎設施對校園可持續化發展的價值，將為未來中國校園的規劃與景觀設計起到重要作用。

3 綠色設施的基本含義與作用

3.1 研究的重要性

建筑師丹尼爾·威廉斯［2］認為，可持續設計能提供創建解決方案，解決經濟、社會和環境挑戰的方法，與此同時，可持續發展也對提高校園生活質量方面發揮著很多重要的作用。

綠色基礎設施作為整個校園綠色系統的連接部分，它可以在每個基礎設施建設工程與附近建設和諧的影響一定范圍以及氣候。另一方面它也可以作為一個整體，當足夠的綠色基礎設施覆蓋了整個校園，整個校園乃至校園周邊的環境都將得到大幅度的提高。

3.2 水資源的重要性

水是人體的重要組成部分，人的體重平均57%的部分是水。水也是地球上的基本部分，地球表面約70%是由水覆蓋的，以及海洋持有約96.5%的地球上所有的水。水同時也存在作為水汽空氣中、在河流和湖泊、融化的冰蓋和冰川、地面為土壤水分和含水層［3］。水是一切活物的基本要求。水是光合作用和呼吸作用的根本。最后，水可以是測試綠色基礎設施的很好的表現。

3.3 研究與水資源處理相關的綠色設施

人們已認識到綠色基礎設施規模的城市所發揮的重要性。在城市中的綠色基礎設施就隨處可見，例如雨花園、屋頂綠化、風暴水公園、生態洼地和其他相關的結構。校園規模的綠色基礎設施是對較小的規模環境的影響。因此，它提供了更好的模型和校園發展及規模較小的鄰域發展的解決方案。它也鼓勵更多機構打造綠色基礎設施，使其達到走向可持續的鄰里。

3.4 綠色基礎設施定義

賴文科恩［4］給了像這樣的綠色基礎設施的定義:它構成了一個健康的生態系統，這個系統聯系著土壤、水、空氣、植被和動物的生命。綠色基礎設施作為景觀中優質的元素給人類的居住環境提供服務。其包括為陰涼處提供雨水過濾的濕地，對建筑物進行降溫的樹木等等。綠色基礎設施可作為城市景觀，存在天然的庇護與修復所。綠色基礎設施所具有的管理雨水，改善氣候變化的職能非常有利于低碳發展。雨水花園、屋頂綠化、生態洼地、透水地面和滲透型鋪地都是綠色設施。

4 案例分析——佛羅里達大學綠色設施

佛羅里達大學是一個典型的可持續發展型校園，其為實現可持續發展作出了巨大的努力。最有名的計劃之一就是再生的水系統，佛羅里達大學自1948年以來經營自己的污水處理廠。校園所使用的99%的灌溉水都來自這一設施。另一項計劃是自然保育區土地管理(再生水)計劃，其中包括在校園內的所有主要濕地保育區。保護區土地管理(再生水)計劃文件現有的條件，并指定為自然保護區的管理活動。這些保護區定義為具有養護的未來土地使用指定在校園總體規劃之中。包括濕地邊界、洪泛區邊界、樹冠覆蓋率、陡峭的斜坡、考古遺址以及其他自然和人為的功能表示邏輯分離線之間使用。

4.1 佩里倉庫屋頂綠化

2007年4月植被被種植在佩里倉庫屋頂，這項工程旨在收集雨水，然后將雨水通過植物與自然的循環以空氣蒸發和植物蒸騰的形式重新釋放到大氣中。最終綠色屋頂不僅能回收雨水還能改善空氣質量(見表1)。

表1 佩里倉庫綠色屋頂的數據

屋頂綠化是旨在消除任何使用飲用水的同時收獲雨水的“閉環”系統。此綠色屋頂的排水通過管道將所收集的雨水存儲在兩個6 m3的水箱。從水箱的水通過附近水箱和適用于通過滴灌系統的種植屋面泵傳遞回屋頂。滴灌系統是設在屋頂上并設有自動關閉裝置，用以在雨量大的情況下自動減少灌溉用水。

佛羅里達大學位于北中央佛羅里達州的蓋恩斯維爾。蓋恩斯維爾平均全年降水114 d，每年共有51.1 in的降雨量。根據佩里綠色屋頂的報告，由屋頂收集雨水的系統可供應2/3的灌溉用水，其余部分由佛羅里達大學的再生水系統提供。

4.2 生態洼地——西南健身中心

西南健身中心建成于1994年，并于2011年完成擴建。2009年啟動的擴建項目，達到了LEED金牌認證的最低要求，使其成為佛羅里達大學校園所有項目的一個優秀范例。

在此項目中100%的雨水都將會被收集，收集的方式包括兩部分，一是建筑物的屋頂和排水渠管道，二是生態洼地的收集。生態洼地中使用的所有植物都是本地植物，生態洼地所使用的灌溉用水均來自佛羅里達大學再生系統。

雨水從屋頂上的管道和建筑物表面的管道收集系統流入洼地基地。洼地本身被排水渠分隔為六個區域并相互聯通，這六個區域的深度自東向西增加。收集的雨水將流至這六個連接的洼地中。然后水會流入或者滲透到洼地中的西南角上的最大的洼地。雨水將在洼地中被儲存72 h，然后再流到校園的排水系統。在這72 h內，植物與土壤將運用自己的生態功能去凈化所收集來的雨水。

此生態洼地有效的減少了該區域內雨水的表面徑流。其次，在不耗費任何能源的條件下凈化所收集的雨水。最后，生態洼地的植物也合理的消化了大部分收集的雨水。

5 結語

5.1 數據分析

來自佛羅里達大學的兩個案例研究重點都是雨水收集。佩里倉庫的綠色屋頂使用的灌溉用水60%是其自身收集的雨水。通過構建這綠色的屋頂，建筑物屋頂的熱反射減少、綠色植被的覆蓋被擴大，熱島效應也得到了降低。雖然在蓋恩斯維爾雨水并不匱乏，但是仍然不足以提供所有的灌溉用水。此外，雖然有備份源的水源，并且水源也來自再生水系統，但是這個綠色的屋頂也在消耗額外用水。理想情況下，屋頂所收集的雨水將供應所有它需要的灌溉用水。

5.2 校園發展綠色基礎設施

可持續性發展已變得越來越重要，因為通過可持續生活不僅為我們正生活的自然環境做貢獻，也給下一代子孫提供便利。在校園環境和高等教育環境下的可持續發展，也將會為學生和教師創造一個更光明的未來。一方面，綠色基礎設施是學生、教師和工作人員不能沒有的硬件，另一方面，它也對環境發揮了非常重要的作用。

5.3 建立一個完整的雨水處理標準

由于缺乏雨水管理的水質和水量的標準，因此建立一個完整的標準系統，以測試雨水凈化和收集的質量和檢測數量是必要的并且將會很有幫助。標準制定應考慮到在不同的校園當地不同的氣候和不同的天然資源。同時也有助于實現在不同地區推動可持續發展。

［1］Turner，PV.Campus:An American Planning Tradition.New York:Architectural History Foundation.Cambridge，Mass，MIT Press，1984.

［2］University of Florida.(n.d.).Conservation Area Land Management(CALM)Plans.Retrieved from http://www.facilities.ufl.edu/planning/calm/index.php.

［3］Williams，D E.Sustainable Design Ecology，Architecture，and Planning.New York:John Wiley and Sons，2007.

［4］Why do plants need water http://www.letusfindout.com/whydo-plants-need-water.