2013年11月11日 星期一
Green Roofs
美國最綠的城市：芝加哥市府大樓的綠屋頂巡禮
文/蔡錫昌 (永續公共工程入口網維運團隊)
基本資料：
案例地點
芝加哥，伊利諾
建構時間
西元2001年
客戶
芝加哥市
建築師
William McDonough + Patrners
景觀建築師
Conservation Design Forum
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工程師
Halvorsen & Kayle Associated
PC Katrakis & Associates
屋頂工程承包商
Bennet & Brosseau Roofing
植栽供應商
Bluebird Nursery
Intrinsic Perennial Garden
Midwest Groundcovers
The Natural Garden
Teerling Nursery
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景觀工程師
Atellier Dreuseiti
系統製造商
Roofscapes Inc.
薄膜製造商
Sarnafil
綠屋頂面積
20,300平方英呎
基質（土壤）厚度
4英吋、6英吋、18英吋
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資料來源：《Green Roofs： Ecological Design and Construction》, Schiffer Publishing Ltd.
在城市中，屋頂可以說是最少被開發與利用的空間，也正是這塊閒置空間提供了都市地區朝向永續發展的潛力。回顧過去30多年，許多綠屋頂相關技術的研發與推廣，讓歐洲地區逐漸重視屋頂空間的利用，而這股風潮也傳到美國並引起極大的回響。
這系列專文中的第一篇「綠屋頂-邁向永續城市的基礎設施」提出綠屋頂的幾項優點：一、調節都市氣候，減緩都市熱島效應；二、管理降雨，減少地表徑流；三、形成生物多樣性棲地；四、提昇都市生活品質；五、作為建造永續都市的基礎，並已經有眾多的學術性專文深入探討這些效益。本文將深入報導芝加哥市政府大樓綠屋頂計畫、號稱為全美國最綠的芝加哥的其他都市綠化作為，企圖勾勒出都市發展的永續面向供國內各界參考。
風城芝加哥 摩天大樓林立的都市
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。芝加哥在1884年就蓋出當時世界最高的十層樓超高建築，開啟世界各地競相追逐世界最高建築的風潮。1974年西爾斯塔（Sears Tower）完工，讓芝加哥自其他國家奪回世界第一高的寶座，這項頭銜直到2003年才被台北101大樓打破，但在短短七年間則被造價高達15億美元的杜拜塔所取代。施工技術與材料的長足進步，讓建築物「向上」競爭的時間週期越縮越短，但高樓對於周遭環境的負面影響卻也顯得日益嚴重。
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。
綠轉型的開始：芝加哥市政府的屋頂花園
芝加哥投入倡導綠屋頂大約是1997-1998年之間，根據當時的研究，芝加哥市的臭氧濃度約在180-280ppm，遠超過EPA設定地表臭氧濃度80ppm的安全標準；此外西北大學（Northwest University）所做的研究，顯示市中心的高臭氧濃度已經影響到近郊地區，市中心的溫度比起周遭近郊高出了近3-5華氏度。而在1995以及1998年所爆發嚴重的熱浪，導致上百人因中暑死亡、高樓冷氣空調的用電高峰癱瘓電力系統，讓近萬人無電可用，這些嚴重的後果促使政府當局認真探索有效的解決之道。
於是芝加哥市環境部開始與EPA共同合作，尋求減緩都市熱島現象的作法，採取1992年EPA出版的《冷卻我們的社區：關於植樹以及淡色系屋頂表面的指南》中的建議，藉由裝設淡色系屋頂，並將屋頂的防水瀝青層替換為植生層來降低屋頂溫度、減緩都市熱島效應。但這樣的作法仍不足以挽回日益嚴重的都市升溫現象。
1999年市長Daley訪問姊妹市德國漢堡後，獲知德國有一億八千六百萬平方公尺的綠屋頂，除了可避免屋頂直曬，幫助建築物降溫，下雨時還可以減少雨水逕流，協助貯水，降低能源與水資源的消耗。因此回國後市長Daly旋即指示研究透過綠屋頂來降低城市溫度的可行作法，並強調「屋頂被大家視為負債（閒置空間），我認為可以變成環境的資產」。
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（約十五萬台幣），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。
由於市政府大樓的屋頂花園只針對特定業界的專業人士做開放觀摩，並不對一般民眾開放，因此要一覽市政府大樓屋頂花園的祕密，就只有透過鄰近超過30層樓的建築物才有辦法將整個花園的全貌盡收眼底。有鑑於這個屋頂花園計畫的成功，芝加哥市政府組成跨部門團隊，聯合出版《屋頂花園指南》（A Guide to Rooftop Gardening）給有興趣發展自家綠屋頂的民眾參考。
市政府同時也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研究人員監測六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。
多面向的綠屋頂獎勵推廣措施
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。
藉由都市更新 讓都市煥然一綠
在2002年末，芝加哥推出都更計畫，並在各項與建築相關的計畫當中強制加入符合市政府認定標準的綠屋頂，希望藉此令承包商以及營建商能更加積極學習綠屋頂相關的技術，以贏得各項都更相關的政府工程計畫。
為了加強在商業中心以及日益破敗的舊市中心推廣綠屋頂，芝加哥市政府的環境部、都市發展與規劃部，各自規劃出幾個獎勵性質的政策。其中一個是在2002年提出的，旨在讓開發商可以在寸土寸金的商業中心蓋得更高、更密，對於處心積慮想要增加容積率以獲取更多報酬的開發者而言再好不過，但前提是一定要在新建案中採用市政府認定的綠屋頂。截至2004年，共有12個開發案過關，顯示這項獎勵措施推動地相當成功。此外，市政府也與開發商合作，藉由依照個案加裝綠屋頂的狀況來給予稅收增量融資（Tax-increment financing, 簡稱TIF。TIF對於城市的老舊地區來說，這是一個非常成功的開發政策工具。它的原理是地方政府藉由信用原則籌募資金，用於擴大衰敗地區的公共投資，以改善該地區的基礎設施，並藉此引導私人投資進入地方政府所指定區域的一種財政機制。）
小結
在永續的都市發展中，綠屋頂不會唯一的焦點，毋寧說是邁向綠色生活環境營造的其中一個項目，需要被鑲嵌在整體設計當中來審慎看待。目前所引介的兩篇關於綠屋頂的案例，不論是德國或是芝加哥市政府，都可以看到政府在裡面扮演重要角色：在設施效能的標準的建立、在相關知識技術的深入研究與資訊公開、相關立法的配套措施（藉由都市更新或是提供開發商更好的誘因來導入綠屋頂）。在芝加哥，我們看到市政府大刀闊斧以綠屋頂為主軸，發展出各式各樣的綠色方案，並在各個層面搭配以透明且公開的相關資訊與獎勵措施，這點值得台灣效法。回顧台北花博，各個展館展現出永續綠建築的潛力，但若能在綠色建築科技、綠色建築材料之上，再多些投入深層綠化的工作、再多些政策與法令的獎勵與推廣，或許台北的市容將有嶄新的面目。在下篇案例中，將另外探索芝加哥的其他綠行動方案，希望能啟發大家對於綠色未來的想像空間。
2013年11月5日 星期二
Energetic Yuan-Zai
好動的圓仔
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