新加坡为更炎热的未来进行设计,但能否战胜酷暑?
森林覆盖面积减少,促使城市规划者在发展与缓解气温上升之间寻求平衡
本文由 AI 翻译,关键事实请以原文为准。
【新加坡】在新加坡这个钢筋水泥的丛林里,气温正令人不安地攀升。
新加坡气候研究中心的最新气候预测显示,到本世纪末,年平均气温可能上升高达5摄氏度。
随着气候变化导致全球背景温度升高,城市化也在局部地区加剧了变暖效应。
为满足住房和基础设施需求,新加坡一直在清理一些次生林。这些次生林是在先前被砍伐的林地上重新生长起来的,构成了本岛大部分的森林面积。这些生物多样性丰富的生态系统能自然地缓解城市高温。
观察人士指出,为了战胜酷暑,有必要进行减少土地清理的城市规划,并采取缓解高温和高效降温策略,以弥补绿化覆盖的损失。
观察家告诉《商业时报》,虽然新加坡的缓解高温方案已基本成熟,但目前的挑战在于如何有效地大规模整合这些方案。
不断缩小的森林
近年来,主要的森林损失包括为在登加(Tengah)建造新公共住房而进行的清理工作,该项目将建在700公顷的次生林上。然而,建屋发展局 (建屋局) (Housing & Development Board, HDB) 表示,其中约20%的土地将保留为绿地。
当局也计划清理金文泰(Clementi)马裕森林(Maju Forest)23公顷林地中的三分之二,同样是为了满足公共住房需求。
一项研究发现,事实上,在过去十年中,新加坡约有1780公顷的次生林(相当于超过2490个足球场)因开发而被清理。该研究还表明,在未来十年内,另外7330公顷(占本岛土地面积的十分之一)的林地也可能面临被砍伐的命运。
为了建设新加坡的绿色空间,国家公园局 (公园局) (National Parks Board, NParks) 发起了一项在2020年至2030年间种植一百万棵树的运动。到目前为止,已种植了超过90万棵树。
除了这项运动,当局还采取了绿化替代措施,例如补种树木和在城市地区增加植物,旨在抵消因开发而造成的绿地清理。
考虑到自然保护区、公园、花园和其他管理植被等,新加坡目前的整体绿化覆盖率超过40%。
但科学家警告说,城市重新造林无法完全替代森林及其成熟树冠所带来的气候效益。
生态设计公司 bioSEA 和新加坡国立大学(国大) (National University of Singapore, NUS) 正在进行的研究表明,自2011年以来,新加坡绿色和蓝色空间 (blue spaces) 的生物多样性价值可能已经下降了超过10%。
bioSEA的创始董事 Anuj Jain 博士说:“有必要优先考虑成熟的绿色和蓝色系统,例如以本土物种为主、具有多层次植被的森林。”这些系统提供的“生物多样性、碳储存、降温和空气过滤效益”远高于城市街景、公园和花园。
同样,新加坡国立大学(国大)建筑系的副教授 Yuan Chao 告诉《商业时报》:“无论我们采用何种解决方案,一旦森林为城市化而被砍伐,我们就无法回到那个基准水平了。”
防患于未然
新加坡气象局报告称,在1948年至2025年间,地表平均气温每十年上升约0.25摄氏度。但这种增幅并非均匀分布。
建筑物、道路和车辆会吸收热量并将其释放到环境中,这被称为城市热岛效应。研究表明,这导致新加坡城市地区与建筑较少地区之间的温差高达7摄氏度。
尽管如此,新加坡国立大学(国大)地理系的 Matthias Roth 教授认为,仅仅因为砍伐森林或建筑施工就说新加坡正在变暖是“过于简单化”的。因为气候变化、城市密度和几何形状、建筑材料、植被和气流“都至关重要”。
为了应对这一复杂挑战,Roth 教授为城市规划者提出了三个关键步骤。首先,减少热量吸收和降温需求。其次,设计自然凉爽且通风良好的社区。第三,尽可能高效地满足剩余的降温需求。
可持续发展与影响力咨询公司 Aeterni.eco 的高级顾问 Ngiam Shing Shian 指出,最大限度地利用现有建筑有助于减少土地清理。
这意味着敦促开发商尽可能通过改造来充分利用现有设施,而不是默认选择拆除。
她说,这也将涉及回收已在流通的建筑材料,并在现行分区政策下允许更多空间的再利用。
Ngiam 补充道:“由于财务和商业案例的原因,这些措施目前并未以我们所需的速度和规模进行。因此,需要设计足够的激励和抑制措施来引导公司朝这个方向发展。”
与此同时,将自然融入建筑与环境产业群也是可能的。建设局的绿色建筑标志(Green Mark)认证、国家公园局 (公园局) 的“空中绿意”奖励计划(Skyrise Greenery Incentive Scheme)以及市区重建局 (Urban Redevelopment Authority, URA) 的“城市空间与高楼绿化”(Landscaping for Urban Spaces and High-Rises)计划等举措旨在推动这一转变。
事实证明,在城市中点缀生物多样性丰富的微型森林,并让健康的土壤暴露在空气中而不是被混凝土地板覆盖,是缓解高温的有效方法。
例如,一项研究表明,城市发展有限公司 (City Development Ltd) 旗下城市广场购物中心(City Square Mall)外的微型森林绿洲有助于将周围温度降低多达5摄氏度。此后,该森林的面积在2026年1月扩大了一倍,达到520平方米。
bioSEA的 Jain 博士表示,受自然启发的设计也有助于缓解高温。他的公司专门从事“仿生设计”解决方案——例如,其“大象皮砖”模仿大象皮肤上的褶皱,用低碳材料创造出可为微气候降温的表面。
在他看来,如何让现有解决方案“协同工作是关键……而不是(专注于)其中一个或另一个”。“我们设想了一些设计,让我们的‘大象皮砖’能够与(垂直绿化墙)相结合,野生动物可以在上面筑巢。”
降温需求
气温攀升推高了对降温服务的需求,这部分需求占单个商业建筑能源使用量的40%至60%,约占新加坡总电力消耗的三分之一。
但 Roth 教授指出,来自道路和基础设施的废热——包括空调和其他建筑冷却系统散发的热量——也在加剧城市高温问题。
Engie东南亚区域能源基础设施董事总经理兼新加坡区域经理 Jacques Boonen 表示:“挑战不仅仅是如何提供更多降温,而是如何高效、可持续且大规模地做到这一点。”
不完全依赖空调的替代技术正逐渐受到关注。
迄今为止,新加坡已有近50座建筑采用混合降温等方法,即把空调设置在25.5至27摄氏度的较高温度,并配合风扇使用。这些方法可将与降温相关的能耗降低高达50%。
另一个选择是区域集中供冷,即集中生产冷冻水,通过管道输送到建筑物用于空调系统。
公用事业供应商新加坡能源集团 (SP Group) 的可持续能源解决方案董事总经理 S Harsha 表示,巨大的降温需求,尤其是在商业和工业建筑中,为能源优化提供了重要机遇。
新加坡能源集团负责运营滨海湾区域集中供冷网络,这是全球最大的地下区域集中供冷系统。该网络于2006年开始运营,预计到2030年将为50个连接的开发项目提供服务,其中包括即将建成的滨海湾金沙综合度假胜地二期。
根据新加坡能源集团的数据,此次扩建将使该网络的制冷能力增加多达10,600个制冷吨(RT),总容量超过75,500个制冷吨——足以冷却滨海湾地区的30座甲级写字楼。
Harsha 指出,与独立的制冷机组相比,区域集中供冷无需对单个建筑物进行维护和大修,从而在整个生命周期内至少节省15%的成本。
同样,Engie在榜鹅数码园区(Punggol Digital District)运营的集中式地下系统,其设计目标是与传统降温方式相比,节约大约30%的能源。
Boonen 预计,在未来十年,受新镇、半导体制造园区、医院和数据中心园区的需求推动,新加坡的区域集中供冷市场容量将从目前的32.3万个制冷吨(RT)大致翻一番。
至于可扩展性,他表示,在新开发项目中部署区域集中供冷“通常更直接”,因为基础设施可以从一开始就整合到蓝图中。
例如,将区域集中供冷系统纳入榜鹅数码园区的总体规划,使得降温基础设施能够与零售、商业和机构开发项目一同规划,“从而创造出一个更集成、更高效的解决方案”。
他补充道,与此同时,对现有开发项目进行区域集中供冷改造可能更为复杂,但“远非不可能”。
华联商业房地产投资信托 (OUE Real Estate Investment Trust) 的管理人已投资4300万新元,将其商业和办公楼项目 OUE Bayfront 连接到新加坡能源集团的滨海湾区域集中供冷网络。今年早些时候,该信托宣布将把之前用于制冷机系统的2100平方米楼面面积改造成优质办公空间。
Boonen 指出,区域集中供冷的“最大潜力”最终在于高密度、多功能综合开发区,在这些区域,多个有大量降温需求的建筑可以通过共享网络连接起来——例如将商业、住宅、机构、医疗保健和交通基础设施整合在一起的综合区。
他补充说,可扩展性取决于多种因素,例如降温需求密度、一个区域内建筑类型的组合,以及协调多个利益相关者之间基础设施规划的能力。
整合解决方案
Roth 教授指出,虽然区域集中供冷对于减少降温所需能源很重要,但对于城市高温问题,“没有单一的技术解决方案”。“缓解城市高温需要采取一系列措施,从建筑层面到社区层面全面运作。”
例如,数字孪生是资产的虚拟复制品,可以利用建筑管理系统的数据,如能源生成和消耗,来实时最大化能源效率。
机电工程咨询公司 HY M&E 的数字孪生系统架构师 Matthew Chew 解释说,数字孪生技术允许在实施前对降温策略进行模拟和微调。
他说:“建筑与环境产业群建成后会存在40到50年,所以你不能有‘哎呀’的失误时刻,因为代价很高昂。”
其他可用技术包括能反射建筑外墙太阳热量的特种涂料。建屋局发现这些“清凉涂料”可将环境温度降低多达2摄氏度,并计划到2030年在所有公共组屋区推广使用。
宝德新加坡 (Boustead Singapore) 集团技术办公室高级副总裁 Muhammad Khalil Shaiful Bahari 指出,关于缓解高温技术(如吸热窗玻璃)的讨论确实必须在设计阶段的早期进行。
他说:“平衡可持续发展目标与商业价值至关重要。”他补充说,“这不是一场零和游戏”。
他举例回忆道:“以前的办公室着装——我们穿衬衫……和西装。”但随着年轻员工适应气候现实,“如果他们穿着T恤来上班……那同时会环保得多,也舒服得多。”
根据国立教育学院助理教授 Wang Jingyu 的研究,在2017年至2024年间,新加坡“广泛的城市绿化举措”有助于在日间条件下降低已砍伐和未砍伐区域的地表温度。
然而,在已砍伐区域,降温效果较弱。
Wang 教授说:“城市重新造林是缓解气温上升最有效的解决方案。”他还警告要警惕“碎片化的森林砍伐”。
同样,新加坡国立大学(国大)的 Roth 教授观察到,城市发展可能会加剧局部变暖和热应激。他说:“因此,保护植被和设计能最大限度减少储热并保持通风的开发项目,有助于限制这种额外的城市热量。”
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