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醫務管理37:綠色能源與永續

生態城市

楊惟雯

 

 

100學年上學期「環境生態與永續發

展」期中報告

 

 

報告題目﹕綠色能源與永續生態城市

 

 

 

授課老師﹕陳泰安

 學生姓名﹕楊惟雯

系所名稱﹕醫管系二年級

學生學號﹕xxxxxxxx

報告日期﹕100-11-06

 


摘要

 

工業革命為人類帶來了富裕的生活,使得以人類為中心、人定勝天的思維深固人心。人的慾望乃無限擴張,但在生態限制下,大量提高生產的結果,反而使得資源消耗與廢棄物製造速度遠超過自然再生速度,使得地球生態加速超荷失衡。

 

另一方面,在各國紛紛競逐經濟成長的推波助瀾下,大規模的森林遭砍伐、都市快速興建,不僅威脅全球生物系的平衡及製造環境污染,也形成物種滅絕、氣候異常。

 

另伴隨著全球化及貿易自由化建立起的全球經濟體系,更加速生態資源的「跨代挪用」,導致自然資源加速耗竭,已嚴重威脅到未來世代發展的機會,加劇永續性危機。

 

尤其全球人口到2011年10月30日,已經超過70億人。人口成長所造成的糧食、居住、健康及教育等問題,更勢必影響全球的永續發展。

 

基本上,人類的過度消費、貪婪開發,已使得自然界不斷趨向「非永續」的方向,時至今日,人類終於發現,科技發展過程若忽略環境保護與永續發展的議題,人類將可能未蒙其利,先受其害。目前全球的海洋、土壤與地下水污染、全球暖化造成氣候變遷而引發的旱澇災害(例如非洲居民飽受乾旱之苦,單是東非一地,就有2,300萬人面臨饑荒;馬爾地夫因海水水位升高,將消失於世界版圖上;泰國持續3個多月的豪雨成災,淹沒首都曼谷;2009年8月台灣的莫拉克颱風也創下百年以來的單日最大降雨量紀錄,在南台灣造成超乎預料的災難等等…),都是明顯的例子。

 

未來,人類將面臨兩大迫切的危機:全球暖化與能源短缺,此正關係著人類能否繼續在地球上生存與永續發展。

 

因此,本文試圖從全球永續性危機的角度切入,藉著檢視生態環境危機與全球暖化現況,及檢討數種綠色能源的發展與潛在限制,試著探討人類社會如何去兼顧科技能源使用及經濟成長的問題,並探討永續生態城市的概念,期望能對我們如何與地球共榮共存提供參考的方向。

 

總之,我認為我們應謙卑地摒棄人類為中心主義,並重建生態為中心的值信念,進而創造出對環境關懷的永續發展新思維,以作為建構永續台灣願景的基礎。

 

 

目錄﹕

 

摘要                    ……………i

目錄                    ……………ii

本文

1. 前言                          ……………01

2. 永續發展的概念   ……………01                      

3. 生態環境的永續性危機   ……………02

4. 綠色能源運用與限制    ……………04

5. 永續生態城市的建構   ……………07

6. 結論與建議     ……………11

參考文獻      ……………13


一、前言

 

台灣因其美麗的山川風貌,於四百年前即被稱為「Formosa,美麗之島」。

而台灣經數代人的努力,也創造了舉世囑目的經濟起飛與政治成就,但由於忽略生態與環境的保育,也造成諸多明顯的生態與環境問題。包括水資源、空氣、土壤的污染、土石流、病蟲害的頻繁發生,生物族群量的銳減與物種的瀕臨滅絕之威脅,此皆會影響到未來世代的生活品質與永續發展。

 

尤其台灣地處颱風、地震、水災等天然災害較為頻繁的地帶,加上地質脆弱,每有颱風豪雨往往一雨成災,而九二一大地震更造成台灣前所未有的災難。

 

隨著經濟產業發展,都市化造成人口集中、建築物密集,也都增加災害的複雜性及多樣化,除天然災害頻仍外,公衛問題的發生頻率也逐年增高,如SARS的群聚感染。如何讓不永續城市轉變為生態永續城市,乃成為都市發展的重大課題。

 

有感於台灣的諸多生態環境日益惡化,個人認為有必要對有關環境保護、生態保育與瞭解人與自然的和諧共存關係之重要性議題深入探討。

 

因此,本文試圖從全球永續性危機的角度切入,藉著檢視生態環境危機與全球暖化現況,及檢討數種綠色能源的發展與潛在限制,同時也檢討人們對現代科技的認知與態度,省思人類如何正確的面對此重大生態環境危機,並探討永續生態城市的應用,期望能對人類如何與地球共榮共存提供參考的方向。

 

二、永續發展的概念

 

「永續發展」的概念,起源於人類對地球環境惡化的警覺,當人類認知到「我們僅有一個地球」時,永續發展乃成為21世紀的主流思想。

 

(一)永續發展概念起源

永續發展一詞最早是聯合國環境規劃署(UNEP)、世界環境及發展委員會與國際自然和保育聯盟(IUCN)等三個國際保育組織在其1980 年初版的「世界自然保育方案」報告提出,但是,在當時並未獲得重視。

直到1987 年,聯合國世界環境及發展委會(WCEF)發表了「我們共同的未來」,才受到重視。

1992年聯合國召開的地球高峰會(Earth Summit),通過了舉世矚目的「二十一世紀議程(Agenda 21)」,成為落實永續發展的主要範本。

 

(二)永續發展定義

永續發展的英文為「sustainable development」,中文也譯成「可持續的發展」。1987 年,聯合國世界環境及發展委會(WCEF)在「我們共同的未來」報告中,對於「永續發展」所下的定義為:「滿足當代人的需求又不危及後代人滿足其需求的發展」。

而「國際自然暨自然資源保育聯盟」(IUCN)等國際性組織於1991年出版之「關心地球」一書中,則定義為:「在生存於不超出維生生態系統承載量的情形下,改善人類的生活品質」。

即在經濟發展過程中,兼顧經濟發展、社會正義及環境保護三大基礎之平衡點,且不損害後代子孫生存發展的權利。

 

三、生態環境的永續性危機

 

(一)環境的動態平衡

自然環境有其整體性(integration),並循環生息。例如空氣、水體和土壤介質(media),都是密切相關,相互影響的。如空氣中的二氧化碳,常大量貯存於海水之中;水體中的一些物質,則是藉蒸發之際,重行逸入大氣之中。降水不但把空氣中的一些物質,帶入水中,也灑入土壤,滲入地下。

而在一個環境中所能提供的食物和空間是一定的,當一物種進入一新環境時,因為食物和空間充裕,該物種可迅速增值而使族群變大。然隨著族群中個體數量的增加,單一個體所能分配到的食物與空間漸漸不足,因而族群逐漸縮小已漸低族群密度,而當族群數量降到基準線以下後,因食物、空間充足,族群迅速增值而使族群密度又在度回升。所以族群與環境監會保持一個動態平衡。

目前「人類」這個物種不斷增大,全球人口到2011年10月30日,已經超過70億人。人口成長所造成的糧食、居住、健康及教育等問題,更勢必影響全球的永續發展。

 

(二)人與環境的互動

人類活動包括食、衣、住、行、育、樂,都需要使用到自然資源。在資源取用之際,不免對自然環境產生干擾與改變。

例如,山區的伐木行為,不但影響水源的保護,也直接減少野生動物的棲息環境。山坡地大規模的社區建築及高山蔬果囤墾,也不斷破壞水土保持。而大量的人口集中,衍生出對海埔地及港口的開發需求,對沿岸的動植物棲息環境,造成「無可回復」的破壞。工業和生活廢污的持續排放、棄置,己使海洋環境品質快速惡化,許多生物幾近滅絕。

尤其工業和都市發展,導致「溫室效應氣體(Green-house gases)」如二氧化碳、甲烷和碳氫化合物和氟氯碳化物不斷累積在大氣層中,暖化了地球,也改變既有穩定的降水型態,使有些地區遭致連續乾旱,抑或水患頻仍,旱澇異常情形頗為明顯。

農業人口不斷向都市集中,都市規模不斷膨脹,出現了像紐約、東京、上海、墨西哥市等人口超過千萬的「巨型都市」,都市規模愈大,甚至是蛙躍式發展,衝擊整個都市景觀及環境品質,進而影響基本居住的品質,包括生態敏感土地(如農地)消失、公共設施不足、舊市中心居住環境品質惡化等問題。

 

(三)生態環境危機

1962 年瑞秋‧卡森(Rachel Carson)的經典名著「寂靜的春天」問世,書中嚴厲指控殺蟲劑DDT對生態環境的危害,掀起了六0年代生態革命。

由於人類的經濟活動,大規模的砍伐森林、快速都市化,過度開發結果,不斷威脅全球生物系的平衡,也造成熱帶雨林銳減、物種滅絕、生態失衡、氣候異常及環境污染。

例如船舶漏油事件,對於海岸及海洋生物、鳥類都是一大傷害。目前全球有11,000各生物物種被列為瀕臨絕種,800個物種被認定為已經絕種,各國若不加以改善,生態資源將不斷減少。

 

(四)氣候變遷

學者普遍認為,二氧化碳排放是造成全球氣候變遷的主要原因。自從工業革命後,人類的經濟活動,尤其是石化能源的使用,大量排放二氧化碳,致使大氣中二氧化碳濃度增加,全球氣溫亦隨之上升,全球氣候異常,自然災害不斷,乾旱、洪水、火山、地震的週期越來越短,人類生命受到莫大的衝擊,若不加以防患,恐將引發物種滅絕的後果。

依英國氣象局哈德利中心(Hadley Centre)所做的最新研究指出,若當前溫室氣體排放趨勢不變,2050年代中期前,全球氣溫恐怕會上升攝氏4度,屆時,地球將面臨一場空前的生態浩劫。

 

(五)資源耗竭

由於全球人口到2011年10月底已超過70億人,所延伸的糧食、居住、健康及教育等需求數量龐大。

但許多例證顯示,自然資產的數量及生產力呈現逐漸降低的趨勢:從1984年起,全球的漁獲量已經開始下滑,人均穀類收獲量也是如此;同時臭氧層逐漸被破壞,溫室效應導致氣候改變;侵蝕及沙漠化正減少自然界的生物生產力;灌溉水的水位逐漸下降;土壤及水的污染正危害食物的品質;其他自然資源正以超過其再生的速度被消費;而生物的多樣性也逐漸消失。

而人類對自然的需求卻逐漸升高:以1950年到1990年為例,工業用原木的開採已超過二倍、水的使用增加三倍、油的消費量增加了將近六倍。

總之,人類的過度消費、貪婪開發,使得自然界不斷趨向「非永續」的方向,更擴大永續性的危機。

我國雖推動自然保育和公害防治的工作有一段時日,但迄今環保問題仍層出不窮。尤其近年來在西海岸密集的海埔地開發、水資源日漸匱乏、山坡地超限利用、高爾夫球場及農地違規使用、工業區與野生物的爭議未決,及空氣、水、廢棄物等污染仍嚴重等,也顯示生態環境保育的相關工作還有待更上層樓。

 

四、綠色能源運用與限制

 

自十八世紀工業革命起,人類開發出各種能源的使用方式,從使用煤礦的蒸汽機,發展到以石油燃料為主的內燃機,接著電力、核能的出現與使用,促使人類的生活方式出現重大改變。所以,工業革命可說是人類歷史的轉折點,也是生活方式的分水嶺。由於機器、汽車、飛機等現代化的生產與運輸工具的出現,使世界逐漸成為地球村,人類也在這個科技快速發展過程中,享受到前所未有的繁榮與便利。

 

不過就在人們歌頌這些現代科技帶給人類繁華文明之際,其實在這三百年的光景中,人們幾乎已將未來子孫的能源消耗殆盡,不少生態環境也被嚴重破壞。

根據世界能源統計年鑒2009 (BP Statistical Review of World Energy 2009)的最新資料顯示,在目前世界能源消耗率的估算下,全球石油蘊藏量平均只剩42年可用,天然氣與煤礦則分別是60年與122年。

同時人類大量使用石化能源所排放的二氧化碳,已累積至大自然無法消化的程度,因此造成大氣層存在過量的二氧化碳,使太陽的熱能包覆在大氣層之內,而產生所謂的溫室效應,造成全球平均氣溫急速攀高,並引發全球氣候異常變遷,各地天災頻傳。

 

能源是推動國家發展及經濟活動的基本動力,其對人民生活及國家安全之重要性不言可喻,而台灣因為天然資源蘊藏貧乏,能源幾乎全數仰賴進口,極易遭受國際能源情勢變遷之影響,而且能源不當使用,亦會對環境產生汚染問題。

加上,面對全球節能減碳的浪潮,綠色能源使用已經是各國最重要課題。因此,政府必須擬定穩健妥適之能源政策,也必須積極開發綠色能源,並改變目前大量耗能的生活方式以節約能源,這是我們責無旁貸的責任。。

 

(一)綠色能源定義

綠色能源也稱清潔能源,它可分為狹義和廣義兩種概念。

狹義的綠色能源是指可再生能源,如水能、生物能、太陽能、風能、地熱能和海洋能。這些能源消耗之後可以恢復補充,很少產生污染。

廣義的綠色能源則包括在能源的生產、及其消費過程中,選用對生態環境低污染或無污染的能源,如天然氣、清潔煤(將煤通過化學反應轉變成煤氣或「煤」油,通過高新技術嚴密控制的燃燒轉變成電力)和核能等。

 

(二)綠色能源種類

人類最常開發和利用的綠色能源有下列幾種:

(1)風能:風蘊藏著極大的能量,地球表面風的能量,可為人類利用;

(2)太陽能:太陽能是一種取之不盡且對環境無污染的綠色能源。針對目前「溫室效應」日益嚴重的狀況,盡可能地利用太陽能,不失為造福人類的好方法;

(3)核能:核能除了軍事用途外,也能發揮醫療、能源等功能。尤其在煤和石油日漸耗盡的今天,使用核能可替代逐漸枯竭的天然能源。所以許多科技先進國家,以及天然能源缺乏地區,大多積極開發核能發電;

(4)生質能:是指能夠當做燃料或者工業原料,活著或剛死去的有機物。生物質能最常見於植物所製造的生質燃料,許多的植物都被用來生產生物質能,包括芒草、柳枝稷、麻、玉米、柳樹、甘蔗和棕櫚樹。或者用來生產纖維、化學製品和熱能的動物或植物。也包括以生物可降解的廢棄物製造的燃料。

(5)海洋能:如潮汐能、波浪能、海流能等;

(6)氫能、地熱能、生物能等等……

 

由於太陽能與風能看似取之不盡,用之不竭,可以永續性地重複使用,因此有人稱為「再生能源」。除了生質能與有機燃料電池,其他綠色能源的使用過程不會排放二氧化碳,也沒有其他對空氣或水的污染,因此被視為潔淨能源。

目前世界各國莫不全力發展綠色能源產業,希望在推動減碳的同時,也能獲得足夠的電能,繼續發展產業。這些綠色能源只要我們合理開發、利用,必將對人類社會做出前所未有的貢獻。

 

(三)綠色能源之發展限制

不過,只發展綠色能源真的可以徹底解決人類未來的能源問題嗎?真的可以拯救地球免於暖化的危機嗎?

 

例如,倫敦外海誕生的全球最大離岸風力場,其實只能供應英國電力需求的百分之一,而且風力大小是有季節性的,遇到無風季節,再大的風力機組也是無用武之地。

同樣的,大型風力發電場對於生態也是有所影響的,尤其是候鳥的生態活動,過去幾年已發現候鳥因風力機的架設而死亡的案例。

另外,加拿大能源與環境研究首席David Keith博士與其他歐美學者的研究,都指出大範圍的使用風能發電有可能引起局部與全球的氣候改變,因為大面積的風力發電系統會改變氣流的風場,進而影響大氣中熱量與水氣的傳輸過程,致使氣候發生變化。

另外,荷蘭研究人員Pim Rooijmans曾利用中尺度數值模式模擬了在北海建造60km x150 km 的風力場所產生的影響,結果顯示沿海岸線的風速會明顯減弱,同時也改變雲的覆蓋率與降水,這份研究結果對於包括台灣在內的許多大力推展大規模離岸風力發電系統的國家,不啻提供了重要的警訊。

 

而近年中國與美國能源大廠簽署協議,於2010年6月起在內蒙鄂爾多斯建造全球最大的太陽能發電廠,該工程佔地65平方公里,發電規模可達20億瓦,預計將提供300萬戶家庭用電。但太陽能發電系統也有相似的處境,沒有陽光的夜晚就是太陽能使用上的致命傷,即使架設於陽光充足的沙漠地區,也只能在白天發揮效用,同時這些發電系統需要龐大面積,因此可取用的能源密度偏低。這些問題都是使用綠色能源所必須正視的先天限制。

 

另外,我們也應進一步瞭解這些綠色能源發電設備的生產製作過程以及對環境生態的影響。對於號稱零污染的太陽能板,其中矽晶太陽光電板的製程實際上與IC晶片相近,會產生空氣污染與大量工業廢水,而薄膜式太陽能板的製造則需使用劇毒性化學原料,這應是許多人避談的問題。

 

至於生物質能是碳循環的一個環節。光合作用將大氣中的碳轉化成有機物質,而有機物質在死亡或被氧化後會再以二氧化碳(CO2)的形式回歸大氣。這循環相對的所需的時間較短,而用作燃料的植物可以很快地不斷地重複種植替代。因此使用生物質能作為燃料依然可以維持大氣中碳含量的水平。

雖然生物質能是一種可再生能源,有時也被稱為"碳中性"的能源,但還是可能會助長全球暖化。這情況會發生在碳中性平衡被破壞時,例如森林開伐或都市化。使用生質燃料替代化石燃料仍會排放一樣多的CO2至大氣中。

且生質燃料或生質柴油,雖然可替代部分石化燃料,但對環境的衝擊更不容忽視。自從生質燃料被積極推廣以來,印尼和馬來西亞為了生產生質柴油,從事大片農田的轉作和雨林的開墾,使之成為棋盤式的油棕林,其總面積超過三個台灣的大小,這使得地球殘存的熱帶雨林面臨消失的浩劫。

 

而核能應用亦存在以下的潛在危險:如美國三哩島事故、前蘇聯的車諾堡事故及今年的日本福島核能發電廠意外災難,皆造成不少傷亡;核能電廠在運轉的過程中,會產生具傷害性的輻射性廢棄物,核廢料處理困難;核幅射對人體健康造成極大的威脅等,使人們對核能發電的安全性,產生不少疑慮。

 

至於氫能利用,也就是氫燃料電池,雖然不會排放二氧化碳,但是所需要的氫氣得利用其他能源來製造;若是使用含碳氫的其他有機燃料,則燃料電池也會排放二氧化碳,無助於達到抑制暖化的減碳目標。

 

由上述的討論,可發現綠色能源的確有其優點,但在應用時,亦有其供電穩定性不足、能源密度偏低,甚至破壞生態環境的先天限制。因此人類必須認知,世上並沒有完美潔淨的能源可供人類無度的揮霍,亦即,科技總是存在著某些限制與潛在的負面影響。

 

五、永續生態城市的建構

 

隨著經濟產業的發展,都市化造成人口集中、建築物密集,都增加災害的複雜性及多樣化,除天然災害外,公衛問題的發生比例也逐年增高,如SARS的群聚感染。如何讓不永續城市轉變為生態永續城市,乃成為都市發展重大課題。

 

根據聯合國資料,預估到2020年將有52%人口居住在都市地區,未來都市化問題將日趨嚴重,尤其是巨大都會的產生,將嚴重影響人類生活品質,尤其目前台灣地區都市人口已佔全部人口高達80%以上。因此,未來國家發展策略如何朝加強公共設施質量,為下一個世代建構符合高品質、環保、適居的生活環境,已是一個十分迫切的問題。

 

而都市發展對生態環境最大的破壞,通常來自於其所創造出的水泥叢林。為因應人類活動所需的大量不透水表面:包括建築物、街道人行道路面、停車場等取代了原有的多樣植物覆蓋且透水的自然表面,許多動植物無法在這樣的水泥叢林中生存,「自然」似乎在城市中消失了。

 

現代建築大師柯布(Le Corbusier)、萊特(Frank Lloyd Wright)、密斯凡德羅(Ludwig Mies van der Rohe),主張與自然融合及極簡設計,這些建築大師的設計理念,某方面也契合「從搖籃到搖籃」、「從綠建築到綠能建築」的思維。

 

所以,現代城市在追求發展同時,要能維護城市居民的生活品質,必得同步思考永續城市(sustainable city)的意涵:「趨向盡可能降低對於能源、水或是食物等必需品的需求量,也盡可能降低廢熱、二氧化碳、甲烷與廢水的排放的城市」,也就是這樣的城市擁有「彈力」(resilience)可以供給自身所需的能源、食物與水等必要資源,減少對於周遭鄉村的依賴,並且盡量使都市居民減少他們的生態足跡(Ecological footprint)。

 

(一)  永續城市的環境策略:柏林經驗

城市的發展應該要尊重自然作用,與其他生物共存互惠。在這樣的概念下,城市中的生物棲地漸漸受到重視,人們開始重視及保存在城市中尚未遭到開發破壞的自然環境,例如濕地;另一方面,除了消極地保存現有棲地,也積極地在城市中創造更多的生物棲息機會。增加城市中的樹木、植被和水域是增加生物棲息地的最直接方式,因此,柏林發展出了Biotope Area Factor(生物棲地指數)的政策,以衡量及確保都市中的生物棲息地的保存和創造。

生物棲地指數(Biotope Area Factor;BAF) 觀念的運用:

一個基地的生物棲地指數(BAF)所代表的是這個區域中「有效的生態表面」(Ecologically - effective Surface)面積和區域總面積的比重:即

  生物棲地指數 = 有效的生態表面積 ÷ 總面積

  

那麼什麼樣的情況才可以算是有效的生態表面,又如何計算呢?公式如下:

  有效的生態表面積 = 特定型態表面積 x 生態權數

亦即越是透水、越有植物覆蓋的表面,就越適合生物棲息,因此也越是「生態有效」,根據這樣的簡單邏輯,不同的基地表面型態有著不同的生態有效度,因此被賦予一個生態有效權數,例如,被柏油完全鋪死的停車場因為完全無法提供任何生物棲息機會,其權數最小的0,而完全透水的栽植區域可以提供良好的棲息機會, 其權數為最大的1。

柏林對無論是現有已開發或是新開發基地都有不同的BAF目標,以確保達到某個生態棲地標準,舉例來說,其對新開發住宅區的最小BAF指數要求為0.6,公共設施為0.6,商業區及學校為0.3。柏林將BAF納入了其都市景觀計畫中,作為其環境規劃的衡量標準,為了達成市政府規定的生態棲地水準,開發者必須設法達到規定的BAF值,如果沒有達到標準,就無法取得建築物執照。

柏林的Biotope Area Factor政策是一個積極、前瞻、聰明的都市生態政策,其背後精神和原則非常值得台灣研究參考。也期待有一天,台灣的城市也能夠有一個著眼於都市生態棲息地的政策。

 

(二)  德國綠屋頂發展案例

現代綠屋頂可以說是誕生於德國。

大約在1880年代末期,為因應柏林的快速工業化與都市化,柏林市內建築大批可供租賃的營房(rental barracks)給快速增長的勞工人口居住。那時,這類房屋的屋頂防水工程是透過塗布可燃性極高的焦油(tar)來處理。

但燃煤生火取暖或是炊煮時從煙囪噴出的滾滾濃煙中往往夾雜著星星之火,一旦這些火苗落在塗布焦油的屋頂上時,整區的房子都有被燒毀的風險。因此屋頂工H. Koch發展出使用包覆著一層砂與礫石的特殊焦油,一舉解決屋頂防水與防火的需求,而這個作法很快就遍及柏林的每棟房子。這種特殊結構的屋頂施作方式,由於有許多孔隙因此也成為野生種子著床之處,如此時間久了屋頂也就覆蓋了層綠油油、隨風搖曳的野草,看起來就跟現代的綠屋頂。

 

到1960年代,才有科學家開始認真研究這些戰前仍舊屹立的第一代綠屋頂。

柏林自由大學的萊因哈德.博恩卡姆(Reinhard Bornkamm,被稱為現代綠屋頂之父)著手研究這些前代綠屋頂的植物生態,並在柏林自由大學中的某棟建築物樓頂上,建立起堪稱第一個現代綠屋頂。

從現在對於綠屋頂技術的分類來看,Bornkamm的綠屋頂同時融合了野放與集約兩種綠屋頂形式,只可惜因為欠缺後續研究經費的支持,Bornkamm的綠屋頂就被拆除掉。

 

1980年代,Bornkamm的學生們後續透過紅外線空攝的方式,在柏林市中找到50棟使用當時Koch技術做屋頂防漏水的老房屋,並驚訝地發現這些老屋頂的防水能力依舊良好。

一般來說,現代屋頂防水層的壽命大約是10~15年之間,主要造成防水層使用壽命減損的原因,在於太陽的輻射以及經常性的熱脹冷縮。這個發現引起科學家的高度興趣,開始針對不同植物在屋頂上的適性,還有防止植物根部貫穿底部防水層材料做研究。而此時也有許多公司對於這種綠屋頂有濃厚的興趣,紛紛加入研發的行列,提出各自建立的不同綠屋頂模型。

但市場上太多不同規格的綠屋頂,往往讓有心安裝綠屋頂的客戶覺得不知知措,因此漢諾瓦大學的漢斯-約阿希姆.利澤克(Hans-Joachim Liesecke)教授針對這些綠屋頂系統,逐個進行嚴格的檢測並提出客觀的第三者產品評估報告。接著在1975年時,由科學家、園藝家、承包商以及政府代表組成的景觀發展與景觀設計學會FLL(Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau),制定出綠屋頂工程與品質規範的統一標準,讓社會大眾對於綠屋頂的接受度大增,也因此鼓舞了綠屋頂相關的研究與商業推廣。

 

而且德國政府也推出一系列綠屋頂的補助獎勵政策,藉此吸引市民嘗試,所提供獎勵的內容大概是裝設野放式綠屋頂,每平方公尺提供60~120德國馬克的補助。因此,在1983~1997年之間,光以西柏林地區,綠屋頂的覆蓋面積就有63,500平方公尺,獎勵成效驚人。

 

以台灣來說,近年夏季氣溫屢創新高,尤其台北的氣溫更往往較南部炎熱,這個現象也是都市過度開發、綠地減少所產生的「熱島效應」所致;由此可見「綠化」對一個城市的重要性。

 

所以,台灣推展「綠屋頂」,可以獲得以下幾個明顯優點:調解都市氣候、減緩都市熱島效應、管理降雨、減少地表徑流、形成多樣生物棲息地、提昇都市生活品質、作為建造永續都市的基礎等。

 

(三)  芝加哥的永續發展藍圖:綠屋頂以外的方案

2002年芝加哥通過新的能源條例,這是第一個明文提及裝設綠屋頂有助於節能減碳的市政條例。該條例規定要求所有新屋頂必須全部採用最低標準的反射式屋頂,以減緩都市熱島效應,但允許加裝綠屋頂或是太陽能板來取代反射式屋頂。芝加哥市政府環境部認為此舉將有助於減少都市內反射輻射熱的表面積,因此對於緩解都市熱島效應有顯著效果。

 

芝加哥市長Richard Daly在推動綠屋頂獲得極大的成功後,接著提出其他綠色提案:

 

1、   綠街道計畫(Green Alley Project)

該提案將都市發展焦點放在街道巷弄的綠化工作。初始目的是要創造出更多透水的鋪面,因為芝加哥部分地區欠缺良好的地下污水系統接管,因此時有嚴重的淹水問題。與一般的處理不同,芝加哥市打算採用透水鋪面而非昂貴的污水管線工程,來試圖找出對環境友善且能解決市內基礎設施不足的問題。

 

這項堪稱前衛的計畫有三個重點:

a、藉由透水鋪面減少降雨產生的地表逕流;

b、採用高遮蔽性(high albedo)的鋪面來減緩都市熱島效應;

c、採用回收建材(像是混凝土骨料、回收的輪胎橡膠等等),節約地球資源。

 

2、生態橋計畫(Eco-Bridge Project)

生態橋基本上會像一道防波堤配置在夢露港(Monore Harbor)外側,藉此創造出防波堤內一片親水空間,可供遊客與居民遊憩使用。

 

生態橋的構想始於1900年代芝加哥伯納姆計畫(Burnaham Plan of Chicago),是由在地的Adrian Smith + Gordon Gill建築師事務所設計。生態橋是作為提供遊憩機會、城市景觀、親水活動(釣魚、水上運動等)的大型計劃,長達兩英哩的建設在完工後,將可順利連結市中心以及格蘭特公園。

 

現今生態橋更在原來的基礎上加入了現代、永續的設計特色,採用風力發電機的同時,也融入成為當地景觀之一,此設計也被用來當做芝加哥投入永續發展承諾的具體呈現。完工後遊客將可以在位於生態橋中心的展望塔上,一覽整個城市以及鄰近的大湖景色,這項生態橋計畫將可展示出芝加哥在大湖生態保育的努力與投入。

 

從芝加哥市的例子,我們看到深層的綠化(如芝加哥推動的綠屋頂、綠街道、生態橋等工作)對於營造都市環境有多麼深遠的影響,永續都市環境不見得必須力求尖端營建技術的使用,或是採用回收的環保綠建材,才有辦法達成。

 

而在台灣,我們尚缺乏將綠化當做是一種資產來妥善管理的長遠眼光,充其量只是當做是環境美化的一個元素,隨時可以按照不同的開發目的來進行砍伐移除。

 

六、結論與建議

 

由於工業革命導入機器大量生產方式,及市場經濟的推波助瀾,相對地刺激人們過度消費;加上人們消費價值又走上追求流行時尚,亦造成大量過時商品被拋棄與浪費。

 

人類這種過度消費、貪婪開發的行為,不斷干擾生態系統和傷害自然環境,也使得自然界不斷向「非永續」的方向前進。尤其全球人口到2011年10月30日止,已經超過70億人。人口成長所帶來的糧食、居住、健康及教育等問題,更勢必影響全球的永續發展。

 

過去數十年來,台灣經濟快速發展,社會有了很大進步,但相對生態環境也付出相當大代價,影響永續發展的推動。我想,這是我們每個人都得深刻反省的問題。

 

能源是推動國家發展及經濟活動的基本動力,其對人民生活及國家安全之重要性不言可喻。尤其台灣天然資源蘊藏貧乏,能源幾乎全數仰賴進口,極易遭受國際能源情勢變遷之影響。因此,綠色能源使用乃成為我們應十分重視的課題。

 

但由上述的分析,可發現綠色能源的確有其優點,但在應用時,亦有其供電穩定性不足、能源密度偏低,甚至破壞生態環境的先天限制。因此人類必須認知,世上並沒有完美潔淨的能源可供人類無度的揮霍,亦即,科技總是存在著某些限制與潛在的負面影響。

 

因此,面對能源與環保問題的糾纒,我們要先釐清問題核心,試問我們有必要消耗這麼多物資與能源嗎?倘若我們依舊大量的耗用能源、不知節制,即使導入綠色能源,綠色能源的發展也有其潛在限制,我們遲早也是入不敷出,而地球遲早也會負荷不了人類的揮霍。

 

基於這種體認,本文建議解決能源不足及汚染問題,要從淨化人心做起,透過調整人類自身的消費價值觀,不再一味的追求物質慾望的滿足,即可避免物資與能源不必要的大量浪費,直接減少能源的消耗與降低溫室氣體的排放,迅速減緩能源短缺與地球暖化的持續惡化。

 

另外,依現今生態環境汙染源調查結果,指出建築產業儼然成為破環環境之最大元兇。尤其,目前台灣地區都市人口已佔全部人口高達80%以上,可謂深陷都市叢林之中。因此,我們更應有義務,為下一個世代建構符合高品質、環保、適居的生活環境,已是一個十分迫切的問題。

 

為積極推動「綠能建築」,內政部建築研究所特委請中華建築中心於88年9月1日公告受理「綠建築標章」申請,標章之核給須進行綠建築7大指標評估系統之評估,包括基地綠化指標;基地保水指標;水資源指標;日常節能指標;二氧化碳減量指標;廢棄物減量指標;污水垃圾改善指標;經綠建築標章審查委員會審查通過始可發給標章,評定為綠建築。

後來,隨著「綠建築解說與評估手冊」(2003)的檢討更新,決定於7大指標系統外,加入生物多樣性指標與室內環境指標,成為9大指標。藉此將使綠建築由過去「消耗最少地球資源,製造最少廢棄物的建築物」的消極定義,擴大為「生態、節能、減廢、健康的建築物」的積極定義。

 

且由於臺灣位居亞熱帶,建築物室內環境常因溫度太高而需要空調,但是空調的使用却導致了環境溫度的進一步升高。因此,本文建議在推廣「採用綠能」方面,包括鼓勵設置大陽能發電、風力發電等;節能方面又可考量室內LED照明及空調系統汰換成高效能產品,以收節能減碳效益。

 

此外,本文亦舉德國柏林發展出"生物棲地指數(Biotope Area Factor)"的政策、綠屋頂發展案例及美國芝加哥的綠屋頂方案、綠街道計畫及生態橋計畫等案例,闡述生態永續城市的建構概念,期望能對我們如何與生態環境共榮共存提供具體參考的方向。

 

總之,我們應謙卑地摒棄「人類為中心主義」,收歛起「征服自然」的愚昧行為,轉化為崇尚自然、尊重生命的「生態為中心」的謙卑倫理觀,並學習與大自然生物和諧共存,才能確保生物多樣性,大地也才得以生息,此自然能達到生態平衡之目標,並進而創造出對環境關懷的永續發展新思維,並藉以作為建構永續台灣願景的基礎。

 

 

 

參考文獻

 

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10.廖桂賢,「永續城市的環境策略:柏林經驗」,取自:Senate Department of Urban DevelopmentInternational Sustainable Solutions

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http://eem.pcc.gov.tw/eem/?q=node/31698

14.蔡錫昌,「芝加哥的永續發展藍圖:綠屋頂以外的方案」,取自:http://163.29.3.158/node/32359

 

參考網路

1.台灣生態研究中心 www.alishan.net.tw/taiwan/

2.環境生活資訊網   gaia.org.tw

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