1. City Energy Experiment
the 2010 World Expo and its Beyond
Vice President, China Green Building Council
China Building Energy Saving Committee
Chief Planner, EXPO 2010 Shanghai, China
Vice President. Tongji University
Prof. WU, Siegfried Zhiqiang
prof.wus@gmail.com
2012.02.21

2. 1
中国生态城市的问题与挑战
Challenges and Problems of
Urban Sustainable development in China

3. Challenges & Problems of Urban Sustainable development in China
中国生态城市面临的问题与挑战
Rapid Urbanization
高速的城市化进程
From 1978 to 2010,
the Urbanization
of China is
accelerating
1978-2010 年的
31 年间，中国的
城镇化水平显著提
高

4. Challenges & Problems of Urban Sustainable development in China
中国生态城市面临的问题与挑战
300000 70000
Related coefficient between Energy Consumption & GDP
- 0.919
能耗与 GDP 之间的相关性 60000
250000
Related coefficient between Energy Consumption & Urban Population
能耗与城市人口之间的相关性
0.983 50000
200000
Urbanization has a greater impact on 40000
150000 energy consumption than economy
growth does. 30000
城镇化对能耗的影响比经济增长更大
100000
20000
50000
10000
0 0
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
年
63
67
93
53
55
57
59
61
65
69
71
73
75
77
79
81
83
85
87
89
91
95
97
99
01
03
05
19
19
19
19
19
20
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
20
20
GDP (100million RMB)
( ) Energy Consumption (10thousand Ton Standard Urban Population (10thousand)
( 亿元 ) 能耗 Coal) 城市人口（万人）
( 万吨标准煤）
Data Source:1953-2006 Statistic Year book of China
数据来源： 1953-2006 年中国年鉴

5. Increasing CO2
Challenges & Problems of Urban Sustainable development in China
中国生态城市面临的问题与挑战 Emission
高碳排放的压力
2008

6. Challenges & Problems of Urban Sustainable development in China
中国生态城市面临的问题与挑战
High SO2 Emission-more serious than CO2 Emission
高硫排放— — 比碳排放更严重的问题
SO2 Em is s ion(10 thous and Ton， 2002-2008)
2002年 -2008年 二 氧 化 硫 排 放 量 ( 万 吨 )
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Coal Consumption equals 70% total amount of Energy Consumption 煤炭在中国能源消费中的比例占到了 70% 左右
In 2005, total SO2 Emission was 25.49 million Ton, rank 1 in the world 2005 年，中国全国二氧化硫排放总量高达 2549 万吨，居世界第
Economical loss per ton SO2=20000RMB 一
每吨二氧化硫造成的经济损失约为人民币 20,000 元（约合 2,500 美元）
Economical loss caused by SO2 Emission per year>60 billion 也就是说，中国每年遭受 600 多亿美元与二氧化硫排放有关的经济损失

7. 2
上海世博会：未来低碳生态城市的实验示范
Shanghai Expo ：
an Experiment for Future Eco-Cities

8. Background 背景
•Theme ： Better City, Better Life The Bund
主题：城市，让城 市 更美 好
陆家嘴
•Site Location ： Downtown Old Town
老城厢
Waterfront along the Huangpu River
选址：城市中心区边缘，浦江两岸
Lujiazui
• Site Area ： 6.68km2 陆家嘴
建设面积
• Visitors ： 73,080,000
参观者
•Dates: 2010.05.01-10.31 (185 days)
EXPO
世博会

9. 800
600
351
400
272 14
13 14
9 9
118 8(estimated)
Visitors per day
77 （ Thousand)
82
Area per visitor per
day(m 2 )
Montreal Osaka Lisbon Hannovor Aichi Shanghai

10. Better City, Better Life

11. 城市的辉煌与诟病
URBAN
37%
1970 RURAL
63%
2000 RURAL
URBAN
53%
47%
2030
RURAL
40% URBAN
60%

12.  人与自然的环境和谐
Environmental Harmony
人与人的社会和谐
Social Harmony
 历史与未来的发展和谐
Development Harmony

13. World Expo as an Experimental City of Sustainability 全场演绎三大和谐
Development Experimental Belt : History and Future 历史与未来的发展和谐带
Environmental Experimental Belt : Human-Being and Nature 人与自然的环境和谐
带
Social Experimental Belt: Human-Being and Society 人与人的社会和谐带

14. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标
Traditional Industrial City
传统工业城市

15. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标
模式 1: 减少排放

16. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标
模式 2: 循环利用

17. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标
模式 3:
就地集水 就地采能 就地取材

18. E xp e rime nt Ta rg e t 生态园区运营目标
模式 4: 节地

19. World Expo as
an Experimental City
of Sustainability
全场演绎三大和谐
4 Grand-Eco-Targets
（ GET ）

20. Experiment 1
TUET （ Table of Urban Ecological Technologies ）
生态技术总表
City Site Zone Pavilion
Energy
Transport Water
Infrastructure Waste
Green Space Air
Housing Land
Facilities

21. Experiment 2
SOWIN （ Simulation on Wind Velocity of the Whole Site 6.68km ）
全场风值模拟

22. Experiment 2+
SOWIN （ Simulation on Wind Velocity of the Special Area ）
全场风值模拟 +

23. Experiment 3
SOSUN （ Simulation on Sun Radiant of the Whole Expo Side ）
全场日辐射模拟
SERA (Site Energy Resouce Analysis)
场地潜能分析

24. Experiment 4
COMDI （ Comfort-oriented Micro-climate-Assessment and Design Improvement)
舒适评估设计优化

25. Experiment 5
LEDBlock （ Urban Life on LED ）
LED 街坊

26. Experiment 6
LEAC （ Lifelong Eco Assessment and process Controlling)
全过程生态评控

27. Recycle & 能
Balance in Energy
5 factors
五个要素的 能
Energy
循环与平衡
地
Land
水
Water
物
Material
气
Air

28. 五大系统的生态化 生态要素 生态系统技术目标
（减量、增质 / 效、循环）
•最大限度降低能耗；
能 •充分提高能源效率与循环利用率 ；
•最大限度的开发利用可再生能源
•最大限度减少污水排放；
水 •最大限度提高水的质量；
•增加可循环利用水资源
•最大限度降低物化能耗；
物 •充分使用绿色建材；
•最大限度使用、回收利用可再生资源
•减少空气污染
气 •提高空气质量
•改善通风循环
•节约土地、精明开发
地

29. 7月 23日 7月 23日
40.0 70%
39.0
60%
38.0
相对湿度
37.0
50%
温度
36.0
35.0 40%
34.0
30%
33.0
32.0
20%
31.0
30.0 10%
9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
广场无阴影 30.6 34.2 33.5 36.9 37.8 38.9 38.9 34.2 35.7 32.9 广场无阴影 60% 56% 55% 40% 26% 25% 20% 53% 42% 49%
广场有阴影 30.5 32.1 33.4 35.9 35.6 38.0 36.7 33.6 32.5 32.1 广场有阴影 64% 50% 52% 40% 39% 22% 38% 56% 52% 55%
高架上部 30.3 35.1 34.0 36.9 34.8 39.2 39.3 33.9 36.4 31.3 高架上部 60% 50% 52% 43% 38% 19% 18% 54% 24% 55%
高架上部有遮阳 30.2 33.2 32.5 35.2 34.1 38.2 38.4 32.8 32.0 31.2 高架上部有遮阳 64% 51% 55% 44% 44% 19% 19% 56% 55% 57%
高架下部 30.4 31.7 高架下部 60% 58%
高架下部有喷雾 32.2 32.5 32.3 32.0 34.2 33.8 33.5 33.3 高架下部有喷雾 64% 55% 60% 44% 53% 46% 53% 49%
喷泉 30.5 34.0 34.0 36.5 36.0 37.2 38.5 33.7 36.2 32.7 喷泉 60% 56% 50% 43% 40% 28% 21% 56% 40% 52%
树荫 30.3 32.3 33.2 36.0 36.5 36.5 37.8 33.6 34.1 32.1 树荫 60% 62% 55% 40% 24% 40% 24% 56% 44% 55%
排队人群 32.0 34.0 33.9 33.5 34.2 35.5 37.5 34.5 34.0 32.5 排队人群 64% 52% 52% 56% 46% 54% 25% 50% 54% 59%
当日大暑，天气晴朗， 27℃ ～ 35℃ ，体感酷热。测试结果：下午 13-15 时，高架步道下部大面积遮蔽 + 喷雾处约比
高架上部低 5-6 度，比高架上部有遮阳处约低 4-5 度，广场阴影处比直晒处约低 2 度，树荫处约低 1 度（树冠较小）

30. Land 地
世博轴阳光谷— — 节地
Sun Valley of Expo-Axis

31. 多层次立体化的绿化生态
Vertical Greening

32. 历史保护建筑生态更新
Eco-Renovation of the Preserved Building

33. Bring historic memory of modern industry to the future of shanghai
将近代产业记忆带给未来的上海
Buildings with area of
380000m2 have been
preserved in the expo
site, including factories
and residential house.
In the enclosed area,
250000m2 industry
buildings have been
reserved for expo.
园区保护了 38 万平方米
的建筑，包括厂房与住
宅。在围栏区中保护了
拆 留
25 万平方米的工业产房
。

34. Industry Heritage Eco-
Renovation ：
Transformation from Old
to New Use for Expo
工业遗产保护更新
锈带再生

35. 同济大学文远楼历史建筑生态更新实验
WEN YUAN Building Experiment
Geothermal Technology 地源热泵技术；
Solar Energy 太阳能；
Radiant Ceiling 辐射吊顶技术；
Indoor Shading System 内遮阳节能系统；
Green Material & Insulation System 绿色材料及保温体系；
Roof Garden 屋顶花园；
Green Lighting 节能照明系统；
Intelligent Control & display 智能控制即时展示系统；
Rain drops collection system 雨水收集系统；
Solar heating water system 太阳能热水系统。

36. 历史保护建筑生态更新
Eco-Renovation of the Preserved Building
•Renewal Energy 新能源发电技术
photovoltaic generation 太阳能光伏发电技术；
Wind Energy 涡轮涡杆风能发电技术
•River-water-source Heat Pump
•江水源热泵技术
•Green Material 绿色建材应用技术
•Active Natural Light Guild Technology
•主动式自然导光技术
•Natural Wind 自然通风技术
•Structure Reinforcement 结构加固技术
•Water Recycle 水回收利用技术
•Smart Monitoring 智能化集成平台监控技术

37. Eco Zoning
生态控规体系

38. • 园区内 60-70% 的室外照明将采用 LED ；
控制指标 • 清洁能源和可再生能源使用比例达到 50% 以上 能
; Energy
Indicator •永久性场馆全部考虑太阳能一体化设计与多种可
再生能源技术综合集成永久性新建建筑节能 •工程废弃物和垃圾 100% 回
65% ，既有建筑改造节能 50% 收利用；
•资源化利用达到 50% 以上；
•可再循环材料使用重量占所
水 用建筑材料总重量的 10% ；
Water •老建筑的保护和利用占园区
总建筑面积的 1/5 ；
• 雨污水收集处理率达到 •60% 以上的路面由建筑垃圾
100 ％ ； 和钢渣制成
• 雨污水综合利用率达到
30% 以上； 物
• 室外透水面积大于
Material
40% ；
• 水质达到 III 标准
气 •地下空间结合永久场馆和交通枢
Air 纽设施集约开发，引入生态技术；
•内绿化覆盖率达到 50% 以上；
• 交通零排放；
• 园区内建筑和照明二氧
地 •80% 以上场馆采用屋顶绿化、立
体绿化和室内绿化
化碳排放减少 30% Land

39. E1 土地 E2 能 E3 水 E4 物 E5 气
• 利用再生能源比例 • 人均节水指标 • 大气质量指标
• 建设规模 < __ • 垃圾处理率 > __
> __ > __ > __
• 水体质量指标 • 垃圾再利用率
• 用地生态布局评价• 节能效率 > __ •C O 2 排放量 < __
> __ > __
• 能源运输转换效率 • 有害物质含量 • 建筑布局考虑自然
• 建设用地评价 • 环卫系统布局原则
> __ < __ 通风
S1 规
划 • 场地环境质量评价 • 能源系统布局原则 • 污水净化率 > __
• 水循环利用率
• 用地性质相容性
> __
• 供水、雨水、污水系
• 生态容度
统布局原则

40. E 1 土地 E2 能 E3 水 E4 物 E5 气
• 现有交通设施评价 • 公共交通百分比 > __
S2 交 • 交通工具废气排放量
• 低环境负荷交通体系 • 公共交通系统布点布线
通 • 车辆绿色标识检查
• 广场及停车换乘枢纽配置
• 可再生能源与新能源的
• 分质供水
使用 • 减少市政设施废气排
• 多渠道能源供应 • 水质评价 放
S3 市 • 储存和收集可再生能源 • 水资源承载力评价 • 要求宾馆、饭店、酒
• 现有市政设施评价 • 垃圾分类回收
政 • 雨水收集回用率〉 家等服务业统一安装安
• 被动使用风能
• 灰水回用率〉 装油烟净化器
• 被动使用地热 • 保护周边水资源
• 保护地下水
• 绿地率 > __% • 被动使用太阳能 • 节水景观
• 通风设计
S4 场 • 保证雨水渗透对地下水
• 减少对原有生态环境的破 • 减少热岛效应 • 可持续林业产品 • 非硬质地面的地被覆
地 的补给
坏 盖率
• 就地雨水利用
• 建筑规模、容积与面积 • 屋顶绿化百分比
• 建筑体形系数 < __ • 节水设施及器具 • 可快速翻新材料
控制 < __ > __
• 建筑功能性与可适应性设 • 墙面绿化百分比
• 建筑窗墙比 < __ • 中水系统 • 可再生材料
计 > __
• 建筑日照与自然采光、通
• 透明屋顶比例 < __ • 集中热水供应 • 生态墙体材料 • 通风设计
风、噪声控制
• 建筑周边不出现风的
• 外墙气密性 > __
漩涡或死角
• 太阳能屋顶比例 > __ • 空调房屋内通风
S5 建 • 节能照明系统 • 非控制通风
筑
• 节能电梯和扶梯系统 • 共用区域通风
• 节能空调系统 • 辅助通风
• 节能电器系统 • 室内热环境设计
• 节能给排水系统

41. Design Guideline for Permanent Pavilions
重要建筑设计导则

42. 3
中国低碳生态城市的未来前景
Future Trends of Eco City in China

43. Integrated Solution in City-Level
单项技术在城市层面的整合
Building Block City
建筑 街区 城市

44. Existing Building & Town Eco-renovation + New Building & Town Green Design
既有建筑与街区生态更新 + 新建建筑与新城绿色设计
Eco-Renovation of the Preserved Office Building of Green Building
Building Engineering Research Center of Shanghai
Wenyuan Building of Tongji University Institute of Building Sciences
上海建筑科学研究院绿色建筑研究中心办公
同济大学文远楼历史保护建筑生态更新 楼

45. RedMAP of China
太阳能资源分布图

46. BlueMAP of China
风能资源分布图

47. YellowMAP of China
地源热泵利用适宜图

48. GreenMAP （ Bio-Waste ） of
China
生物能资源分布图

49. 8
Pilot Cities
推广示范城市

50. Thank You
Vice President, China Green Building Council
China Building Energy Saving Committee
Chief Planner, EXPO 2010 Shanghai, China
Vice President. Tongji University
Prof. WU, Siegfried Zhiqiang
prof.wus@gmail.com
2012.02.21