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綠屋頂營造生態城市─芝加哥市政大樓

綠屋頂營造生態城市─芝加哥市政大樓

作者:蔡錫昌(轉型城鎮運動推動者)
大家應該對綠屋頂不會太陌生才對。過去頂樓赤裸炙熱的水泥地板或是黑色隔熱磚被一片清新綠意所替代掉的場景,越來越常出現在我們的眼前:號稱新北市第一座示範屋頂的新北市稅捐處、前幾年風光一時的台北花博展覽館、透過居民默默營造的社區空間、來自林憲德教授規劃的成大魔法學校、大受觀光客喜愛的北投圖書館、堅守綠能環保的台達電南科廠,乃至於小老百姓一輩子無從窺探某些豪華建案。



綠屋頂──或用另一種說法:不同面向的都市生活空間綠化──似乎是人們與生俱來希望與自然環境共存的渴望,在都市不同的區域我們可以看到這種渴望用不同形貌展現:不論是路旁看似隨意擺放的盆栽、不經意在自家屋簷頂上長出來的一片翠綠等等,這些小行動展現出營造生態城市的民間草根力量,不是只有政府或有勢力的企業團體才能在這片灰撲撲的水泥城市叢林做些什麼,往往那令人驚豔的一抹新綠正是出自居民之手。不過就讓我們來看看由政府發動的綠屋頂營造是怎樣的過程,以下要介紹的案例是美國芝加哥市政大樓的綠屋頂營造案例。

改變的開始:芝加哥市政府的屋頂花園

以人口量來看,芝加哥與台北市相近,但市區面積足足是台北市的兩倍大。密集林立的高樓讓芝加哥素來享有盛名,而各種千奇百怪的摩天樓造型在令人讚嘆的同時,卻也對環境造成日益嚴重的負擔。摩天大樓不但耗電量十足,人們在大樓內所從事的活動所排放大量二氧化碳也相當驚人,再加上高樓密度過高更加劇資源、能源的耗用,引起嚴重的都市熱島效應。

由於1998年熱浪導致大規模斷電的事件,讓當地電力公司Commonwealth Edison必須在後續四年支付芝加哥政府100萬美元的賠償費用,市長Daley於是將部分補償費用使用在發展綠屋頂相關技術,並補助那些與降低都市溫度相關的研究計畫上。

為了顯示公部門提出營造永續都市的決心,Daly率先將綠色概念「栽植」在市政府屋頂(該大樓被視為芝加哥市內最高行政威權的象徵),以作為表率。自2001年屋頂竣工後,煥然一新的氣象驅動著其他重大市政建設,諸如:2004年完工的千禧公園(Millennium Park)、建置太陽能光電供電的交通系統並設置自行車通勤站、市內超過40棟建築符合LEED規範(The Leadership in Energy and Environment Design)以及市內超過2百萬平方英呎的綠色屋頂覆蓋面積。

芝加哥市政大廳樓頂芝加哥市政府大樓的屋頂花園總面積為20,300平方英呎,並擁有將近2,000株植物150多個品種,包含100種的灌木、40種藤本植物以及2種樹木,整個屋頂的色澤隨著四季的交替。設計施工團隊在芝加哥市政府大樓的向陽面分別鋪設三種不同深度的輕量土壤(102mm、152mm、457mm),種植兼具耐寒性、耐旱性極佳的原生種矮灌木或樹木(因為屋頂的風速較平地快,容易讓植物喪失水份)。

經過幾個月的生長,吸引昆蟲與鳥類居住,甚至吸引蜜蜂築巢。市長為此還雇用兩名蜂農照顧蜂巢與採收蜂蜜,第一次採收的蜂蜜量竟拍賣5000美元(約15萬台幣),捐給在地畢業生就業輔導計畫。

當然這樣的屋頂花園也需要後期持續維護,但基本上只需要少量、低技術層次的維護就能持續屋頂花園的正常運作,像是:製作特殊混和的堆肥、更新保水層(mulch)、採用像海綿一般吸水但卻比正常的表土更為輕量的生長介質等等。

市政府針對所裝置的屋頂花園,展開長期監控溫度的相關研究,結果顯示屋頂花園對於改變屋頂周遭的微氣候有正向影響。比較起鄰近的庫克郡管理大樓(Cook County Adminstration Building),市政府大樓屋頂表面的溫度相對較低,根據2001年八月份所做觀測數據顯示芝加哥市政府大樓為100華氏度,而庫克郡管理大樓的屋頂溫度則為170華氏度,兩者差異相當明顯。

推廣綠屋頂效益:提供充足的相關資訊給各界參考

為了將綠屋頂推廣到民間,芝加哥市政府的都市發展與規劃部門舉辦多場綠屋頂研討會以及焦點團體座談。其中,市政府部門發現對於有心從事相關計畫的開發商來說,最大的難題在於欠缺綠屋頂相關的資料。有鑑於此,市政府在芝加哥綠科技中心(Chicago Centre for Green Technology, CCGT)建構一個研究區域,用來測試並蒐集綠屋頂相關的數據。芝加哥綠科技中心的現址曾經是被污染而被廢棄的土地,但經過徹底改造後,已獲得美國LEED認證為白金級的節能建築物。在這裡,不同層面的綠色產業集結於此,辦理相關的研討會、技術訓練會等相關活動,另外值得一提的是該建築採用景天科屬(Sedum)的野放式綠屋頂,因此也讓CCGT成為一個絕佳綠屋頂各種技術的測試場所。

在CCGT研究人員監測6種不同形式的綠屋頂以及兩種反射式屋頂(reflective roofs),並收集屋頂表面的溫度差異、屋頂過濾降雨的雨水品質、屋頂吸納降雨的遲滯時間等數據。這些數據用來提供社區架設綠屋頂的相關參考資料,此外市政府也可藉由這些數據來選出最符合芝加哥當地條件且最具效益的綠屋頂來加以推廣。

除了上述這些公共建築物的綠屋頂以及相關技術的研發,在民間推廣綠屋頂一直是芝加哥市政府的首要之務。例如1999年,都市熱管理計畫提供舒瓦復健中心(Schwab Rehabilitation Center)補助經費,用以裝設綠屋頂系統。


而在2004年芝加哥進一步頒布綠建築/綠屋頂政策,要求將屋頂美化與永續科技納入新建築的設計中,凡是小型商業大樓的綠屋頂大於929平方公尺,便提供5000元美金的補助。這項政策獲得極大回響,強力帶動芝加哥市裝設綠屋頂的潮流,現在芝加哥已經擁有200個以上的綠屋頂建案,這些綠屋頂涵蓋將近250萬平方英呎的面積,遠遠超過美國其他城市。在芝加哥推動綠屋頂計畫後,也同步開啟了各城市的綠屋頂熱潮,亞特蘭大、西雅圖與多倫多等城市也開始興起綠屋頂的熱潮。

綠化城市 由生活環境做起

芝加哥的綠屋頂案例並不是要說他們的綠屋頂做得有多成功,台灣也有需多有心的機構正在推動綠屋頂的營造,但會特別以芝加哥作為介紹的原因不只在於政府起頭所發揮的示範效果,也在於政府有心推動綠屋頂後續所做的一系列配套措施,唯有如此才不會陷入有高水準的示範案例卻苦無有心人後續跟上的窘境。也別忘記在文章一開始所說的,營造生態城市絕非政府或企業團體的權力,有許多國內外不同的團體與居民正透過不同的方式來經營他們所珍愛的生活環境,只要你我有心也可以一起來響應下列的作法:

1.營造可食用的地景(edible landscape):

在英國Todmordern居民自主性地發起Incredible Edible運動(中文譯:不可思議的可食用Todmorden),利用都市空間內的每一塊閒置空間來種植各種四季可食用的植物,從人行道的樹洞、候車站旁的草坪、沿著河畔的綠帶、甚至是教堂墓地也不放過(東方人對此恐怕不會苟同)。透過這些有創意的園藝造景,不但綠化了社區空間、調節社區的微氣候環境,此外也讓社區居民之間透過這項運動產生新的連結,更對糧食安全議題起了最好的環境教育意義。有心的你想看看能怎樣從自己的社區一同連結左右鄰舍來發起這項運動吧!



2.營造自家的綠窗簾:

最早始於日本某些倡議空間綠化的研究機構與社會團體,基本上是利用植物葉面來發揮遮陽功能,並利用植物蒸散水份所發揮的調節微氣候環境功能。透過這個作法,可以有效替建築物外牆遮蔽直接的日曬,讓室內溫度可以維持在相對舒適的狀態。營造的方式相當簡單:架一個竹支架、準備一個夠大的盆栽、種上個幾種不同的攀籐植物(絲瓜、南瓜、山藥等皆可),然後加上每日悉心的給水照顧,就可以創造出屬於你自己的一面綠窗簾,除了遮陽外在結果時期還可以額外加些菜。

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菜豆

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菜豆對光照強度的要求較高。在適宜溫度條件下,光照充足則植株生長健壯,莖的節間短而分枝多,開花結莢比較多,而且有利於根部對磷肥的吸收。當光照強度減弱時,植株易徒長,莖的節間長,分枝少,葉質薄,而且開花結莢數少,易落花落莢。

菜豆根系強大,能耐一定程度乾旱,但喜中度濕潤土壤條件,要求水分供應適中,不耐澇。生長期適宜土壤濕度為田間最大持水量的60%-70%,空氣相對濕度以80%為宜。開花結莢期對水分最敏感,此期土壤乾旱對開花結莢有不良影響,開花數、結莢數及莢內種子數減少。土壤水分過大時,下部葉片黃化,早脫落。空氣濕度過大會引起徒長、結莢不良。

菜豆具有深根性和根瘤菌,對土壤的要求不甚嚴格,但仍以土層深厚肥沃、排水良好的輕砂壤土或粘質壤土為好。土壤過於粘重、低溫、排水和通氣不良則生長不良,炭疽病重。菜豆喜中性至微酸性土壤,適宜的土壤pH為5-7.0,其中以州6.2-6.8最適宜。菜豆最忌連作,生產中應實行2-3年輪作。

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何謂硝酸鹽

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氮素怎麼會變成硝酸鹽? 氮素會被土壤中的細菌分解為硝酸鹽(硝化作用),植物吸收硝酸鹽,再把硝酸鹽製造成氨基酸與蛋白質。植物吸收的硝酸鹽,是在夜裡發生的,硝酸鹽得經過充分的日照,經過光合作用才能轉化為氨基酸與蛋白質。所以,胺基酸是在白天製造的。葉菜裡頭,一定會同時含有氨基酸與蛋白質、硝酸鹽。光合作用的(日照)時間長一些,硝酸鹽就會少一些。


為什麼硝酸鹽會過量? 
硝酸鹽來不及變成胺基酸有兩個原因。

第一,是光合作用不足(日照不夠),陰雨天不只是日照不足,天上(雨水)還會落下氮素,增加土壤中的氮素。避免陰雨天採收,或凌晨採收,傍晚採收最好。
第二,才是過度施肥,蔬菜裡含太多氮素。
從充分日照與適量施肥著手,就可讓硝酸鹽降低。對於葉菜類,儘量調整傍晚採收,讓蔬菜有充足日照行光合作用。

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吃的不對,硝酸鹽變成壞東西 如果清楚蔬菜營養成分,就會明白大自然的神奇安排。怎麼讓硝酸鹽要變成一氧化氮?原來是維生素C&E,吃葉菜的時候,就會同時攝取到維生素C&E、硝酸鹽。所以吃新鮮的菜很重要,新鮮採收的菜才能留住維生素。洗菜的方式更重要,很多長輩習慣切完菜再洗、或者反覆戳洗葉片、或者一直泡水,維生素易溶於水,水都是綠色了,菜就沒維生素了。

是誰讓硝酸鹽要變成亞硝酸胺? 口腔跟胃內的細菌,會把硝酸鹽變成了亞硝酸鹽,亞硝酸鹽遇到了胺類,就會變成可怕的亞硝酸胺。我們的胃部裡怎麼會有胺類?哪些食物含有胺類?
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水耕栽培

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