英国开发商建造零碳排放住宅
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2010-09-26
来源：景观中国网
新加坡面积只有710平方公里，是上海市面积的1/10，总共容纳500万人口，它没有内陆用地作为蓄水、自然景区、发电厂、港口、机场和耕地等，只能利用非常有限的土地和海域空间来安置这些基础设施。对新加坡政府来说，从土地资源和水资源管理、清洁增长和高品质的居住空间等策略，规划可持续发展的城市成为一种必要。
超神经统一体
新加坡面积只有710平方公里，是上海市面积的1/10，总共容纳500万人口，它没有内陆用地作为蓄水、自然景区、发电厂、港口、机场和耕地等，只能利用非常有限的土地和海域空间来安置这些基础设施。对新加坡政府来说，从土地资源和水资源管理、清洁增长和高品质的居住空间等策略，规划可持续发展的城市成为一种必要。
过去25年，新加坡的人口增长了70%，但是，绿色空间面积从36%增加到50%。上个世纪90年代，政府投资研发薄膜过滤技术，建造新生水工厂，以便把污水回收、处理，转变成饮用水。在缺乏自然资源而且无法提供廉价劳动力的基础上，这个小国意识到它的竞争力也来自科技与创新，2006到2010年之间，政府对发展科学技术的投入超过130亿新加坡元(约为89亿美元)，研发开支在2007年达到GDP的2.6%。
由纬度区命名的纬壹科技城(One North)位于新加坡中心填海区200公顷的土地上，预计投资150亿新元、未来20年内完成的发展项目，将容纳生物医学科学、信息通讯科技和传媒产业等。其中启奥园(Biopolis)和启汇园(Fusionopolis)被设计成推动不同学科的科学家之间的合作，目标是成为远东生物技术和信息技术的新兴中心。纬壹科技城将有13万人工作和居住，其中居民可能达6万人。工作场所、住宅、开放空间和大量基础设施流线形态的花园和公园，所有这一切都会聚在一个低层的绿色空间里。
日本建筑师伊东丰雄(Toyo Ito)曾经为纬壹城设计了总体社区规划，一种他称之为“超神经统一体”(Hyper Neuron Continuum)的设计方法，不是建立在城市基础设施的形式上，而是一个把建筑结合进去的根茎网络构造。利用植物学的隐喻，这个根茎网络是连续的超建筑身体，其中植物部分——树木、草坪、灌木及爬藤等不仅提供绿色景观，而且有助于提高区域的生物气候和环境质量，减少能源消耗，降低有害物质排放水平。
传统的城市规划中，由独立地块组成街区再配上街道和公共空间是几个世纪以来的基本框架，按照简单规则的方格网、轴线或者放射线来组织城市网络，街道把整个区域划分成小块，街道对应基础设施流线，形成一个个由街道、街区、边界、广场和纪念碑等构成的清晰城市结构。
“我们的概念是一个新的城市网络，HNC将结合街道、基础设施和建筑。这是路径的建筑和城市，在根茎状的、神经一般的网络系统中，街道和建筑物融为一体，组成一个森林公园城市。”伊东丰雄阐释说，“我们已经在水平延伸的HNC中发展了一个高速移动路径，创造出城市组成部分的流线——人、交通、能源和通讯，一个小型的、毛细血管般的基数设施网络在HNC的大区域中形成，未来的发展将包括高楼和绿地。”
伊东丰雄的方案为城市和社区规划提供了一种新的思考方法，这是一种跨学科的实践结果。关于生态和都市主义的关系，传统的方法往往只是涉及可持续性、如何减少能源消耗等等，在这里，生态城市不仅仅是新的设计形式，而是新的参与方式，走出城市与自然的二元对立，以形式与流动的关系来联系城市、自然与产业系统并创造共生关系。
在提炼一个更为有机而具有变化的城市主义概念时，生态学自身成为一种极其有效的渠道。传统的城市设计手法过于决定性，生态城市论认为，设计可以成为一种生态的介入，不仅是消极地保护自然，而是积极地在现代城市空间结构中以再生设计的手法，寻求机会嵌入有价值的生态空间元素。生态学的目标展现生命如何在一种动态的关系网中互相依存，这些相互作用的复杂性是无法用线性的机械模型来描述的，它关注的是城市中运行着的一切作用力和因子，并将它们视为一个无间断的内在关系网络。
“在城市演变过程中实现环境的可持续性发展，这个问题涉及了生活方式的选择、对能源消耗的限制、可再生能源和可回收材料的使用以及新的景观形式。”意大利城市规划建筑师的朱塞佩·马林诺尼(Giuseppe Marinoni)评价说，“实现能源有效利用，可再生资源与不可再生资源之间的平衡比率，主动生物气候系统和被动生物气候系统之间的交叉点，所有这些都需要一个能够协调和管理这些不同领域的综合设计系统。”
零碳排放住宅
英国石油公司(British Petroleum)是第一家公开承认全球气候变暖风险的石油公司，并且制定了自身减少温室气体排放的目标。它在华盛顿纽约大道一座与建筑同高的墙面上的广告——“太阳能、天然气、氢能和风能。哦，还有石油。这只是开始”——显示了这家世界第二大石油公司的身份危机。它还用调侃的口吻打出广告词：“我们相信可替代能源，就像太阳能卡布其诺咖啡。”英国石油公司和壳牌都增加了发展清洁能源的比例，BP的太阳能公司建在美国，壳牌选择在德国建立一个大型的新光伏电池制造工厂。
针对汽车尾气排放对环境的危害，英国石油公司在它1.7万个加油站中的200个安装了昂贵的太阳能板，用来修正它生态不友好的形象，它的口号是“好一点点”。洛杉矶罗伯森特大道和奥林匹克大道交汇处的加油站Helio House，被BP公司当做一个生态实验室来建造，那里水、热、光、能源和建筑材料的使用最大限度上保证能源的有效利用和可持续性。加油站顶棚由1653块预制不锈钢面板组成，屋顶上90块太阳能电池板所供电能相当于两个美国普通家庭的年用电量，因此一年可以减少2200公斤二氧化碳的排放量。
在20世纪70年代末期，美国能源署和航空航天局就花费了5000万美元，用于研究将太阳能传回地球的可行性。当时的结论是，技术上是可能的，只是整体计划因为设备昂贵而不可行。现代的光伏电池将太阳光转为电能的效率提高了8倍。尽管如此，现在供给一栋有3个卧室的住宅，光电的平均造价比15年的电费还要多。
相比之下，建筑师还是可以在减缓全球变暖的问题上发挥一些重要作用，毕竟，建筑耗费了世界30%以上的能源，其中多数是浪费的。最近的一项统计指出，英国的整体耗能和碳排放总量中，超过一半与住宅和办公建筑有关，另外还有1/3源于人们往来于家庭和办公室之间的交通。
到目前为止，技术性的绿色手段被广泛地应用在建筑设计和建造的各个方面，如采光、通风、保温隔热等。但是，对于究竟什么是生态设计还有太多的混淆和过度的技术依赖。人们容易被技术所误导，认为如果安装了生态装置，如太阳能接收器、生物循环系统、自动化系统和单面墙体的双层搁板等就是生态建筑了。但这些仅仅是生态建筑有用的组成部分之一，这些能源消耗系统需要完整地融合到建筑构造中。
在世界上存在着若干个环境评价制度中，适用性最好的评价制度之一存在于西雅图。它的做法是要求城市中所有新建的超过5000平方英尺(约465平方米)的建筑都要符合LEED标准，并且对符合LEED标准的私人项目提供经济、限高和容积率上的优惠。所以，西雅图成为美国拥有可持续建筑最多的地区之一。
但另一方面，许多获得LEED认证的建筑却远非节能，LEED王国里“皇帝的新衣”仍然华丽。即使那些不太关心全球变暖的建筑师也意识到，现在要获得声誉，需要一些低碳的资质。在真正的低碳建筑和那些仅仅被设计成低碳的建筑之间，一些反对的观点认为，到目前为止，根本不存在完全绿色或者可持续的技术。即使一些技术被贴上了生态、绿色或者可再生的标签，细枝末节的基础经不起系统推敲，它们整合后能否有助于实现可持续发展更值得质疑。
绿色建筑不能孤立于周边环境而存在，建筑间的联系以及相关辅助设施都会影响建筑环境的可持续发展性。瑞典马尔默提供了一个可行的整体实现可持续城市设计的范例，在土地售出之前，马尔默政府和开发商等各利益相关者一起创建一个质量管理方案，对建筑提出绿化面积、能耗和能源100%本地化的定量要求，混合使用太阳能光电板、风能和地下水热能等。
基于生命周期分析的研究表明，建筑的能源消耗和二氧化碳排放主要集中在建造和使用过程中，尤其是长达数十年的使用过程。更广义来说，建筑的节能和能效问题是城市居民对生活习惯和生活方式的认知。
有时候，问题的解决办法会先于问题而出现。最早在上世纪60年代从丹麦诞生的“合住房屋”(Co-housing)，某种意义上是“可持续性设计”的透彻表达。合住意味着把一部分私人空间和设施纳入公共区域，包括共享的厨房、客厅、儿童游戏厅、图书馆、网吧等，大概占据总建筑面积的20%。
在意大利，有几个类似的合居住宅项目正在启动，通过对一定经济模式和可行性研究，实现潜在的合居可能性。一个是比萨城(Pisa)城附近2.4万平方米的公用土地上，利用生物建筑材料和1000平方米的太阳能电池板建造共享的居住单元。
还有一个已经实现的例子是在米兰波维萨区，总共30户家庭搬进了一个修复改建的旧工厂，建筑师卢卡·波维利亚(Luca Beverina)为改建住宅提供的生态设施包括用来烧热水的太阳能电池板，一个带有冷凝锅炉的中央供暖系统和地下加热板，在墙壁和屋顶安装了特殊的绝缘体，并且提供居民带有热能回收系统的可控通风系统。负责这一项目开发的地产公司说，这种选择并不包含任何意识形态的姿态，而是人们建立在相同认知基础上的一种集体决定。
在二氧化碳的排放量比率中，工业生产会产生25%，交通运输32%，事实上，还有43%的二氧化碳排放量来自人们工作和生活的建筑物。在大楼排放的二氧化碳中，其中20%来自建造和拆除的过程，剩下的80%则来自大楼每日正常的运作。所以，建筑师重要的工作之一应该是如何提高大楼的能效，这不是一个泛泛的话题。
英国调整《建筑规范》之后，住房规划部长宣布截止到2016年，英格兰和威尔士所有建成的新房屋将要求实现“零碳”排放。一些以低碳建筑为主题的示范项目都特别强调了一个理念——为了实现在住宅使用过程中的节能和减排目标，建筑师必须通过设计倡导一种低资源消耗的生活模式。其中的道理显而易见，住宅本身所提供的只是一个居住环境，而住宅使用者的日常生活模式，包括人居生活中的交通、食物、废物循环等相关因素的选择，才是影响能耗和碳排放的关键。
金斯潘住宅(Kingspan Lighthouse)位于英国维特福德建筑研究院创新园内，建筑面积93平方米，两层标准层加顶层跃层，开放商是当前英国最大的现代化建筑施工系统MMC的制造商。金斯潘住宅是代表“可持续住宅规范”最高标准的“零排放住宅”，设计师希望鼓励住宅使用者改变他们习以为常的、以高资源消耗为代价的生活模式，转而以较温和的方式来合理利用现有资源。
金斯潘住宅的项目团队没有采用标新立异的技术手段，而是沿用了在英国建筑界发展多年的整合式可持续建筑设计模式。其中系统化的节能减排设计包括了减少住宅日常能耗和增加自身能源供给两个方面。为了减少住宅使用过程中的能源需求，住宅的表皮被设计成高度绝缘和气密，一种可用做墙体和楼屋面结构的高性能绝缘面板SIP，住宅的潜在热损失较普通住宅减少了2/3。为了减少相关热损失，住宅的窗墙比仅为18%(普通住宅为25%～30%)并采用双通风系统和智能监控系统。
英国是第一批宣布这样一种根本性政策动向的国家之一，它的经验不可避免地提出了这样的疑问：要实现生态和低碳建设，多少推动力应来自政府，多少推动力应来自私营部门？政府的干预是至关重要的，对于建筑行业这样庞大复杂而且产品生命周期在数十年才能计量的行业，如果政府没有适当的立法，建筑行业不太可能自我适应和调整。除此之外，英国特许建筑设施工程学会副理事长安迪·福特(Andy Ford)评价说：“相对于政府而言，行业也需要意识到，建立一个行业带头的驱动机制所能带来的机会和利益，而不要被动地等待政府立法。低能耗的建筑是一个很有吸引力的商机，值得关注和开创。从长远看，它在能源安全和应对社会事务方面还会带来很多额外的好处。”
新加坡面积只有710平方公里，是上海市面积的1/10，总共容纳500万人口，它没有内陆用地作为蓄水、自然景区、发电厂、港口、机场和耕地等，只能利用非常有限的土地和海域空间来安置这些基础设施。对新加坡政府来说，从土地资源和水资源管理、清洁增长和高品质的居住空间等策略，规划可持续发展的城市成为一种必要。
过去25年，新加坡的人口增长了70%，但是，绿色空间面积从36%增加到50%。上个世纪90年代，政府投资研发薄膜过滤技术，建造新生水工厂，以便把污水回收、处理，转变成饮用水。在缺乏自然资源而且无法提供廉价劳动力的基础上，这个小国意识到它的竞争力也来自科技与创新，2006到2010年之间，政府对发展科学技术的投入超过130亿新加坡元(约为89亿美元)，研发开支在2007年达到GDP的2.6%。
由纬度区命名的纬壹科技城(One North)位于新加坡中心填海区200公顷的土地上，预计投资150亿新元、未来20年内完成的发展项目，将容纳生物医学科学、信息通讯科技和传媒产业等。其中启奥园(Biopolis)和启汇园(Fusionopolis)被设计成推动不同学科的科学家之间的合作，目标是成为远东生物技术和信息技术的新兴中心。纬壹科技城将有13万人工作和居住，其中居民可能达6万人。工作场所、住宅、开放空间和大量基础设施流线形态的花园和公园，所有这一切都会聚在一个低层的绿色空间里。
日本建筑师伊东丰雄(Toyo Ito)曾经为纬壹城设计了总体社区规划，一种他称之为“超神经统一体”(Hyper Neuron Continuum)的设计方法，不是建立在城市基础设施的形式上，而是一个把建筑结合进去的根茎网络构造。利用植物学的隐喻，这个根茎网络是连续的超建筑身体，其中植物部分——树木、草坪、灌木及爬藤等不仅提供绿色景观，而且有助于提高区域的生物气候和环境质量，减少能源消耗，降低有害物质排放水平。
传统的城市规划中，由独立地块组成街区再配上街道和公共空间是几个世纪以来的基本框架，按照简单规则的方格网、轴线或者放射线来组织城市网络，街道把整个区域划分成小块，街道对应基础设施流线，形成一个个由街道、街区、边界、广场和纪念碑等构成的清晰城市结构。
“我们的概念是一个新的城市网络，HNC将结合街道、基础设施和建筑。这是路径的建筑和城市，在根茎状的、神经一般的网络系统中，街道和建筑物融为一体，组成一个森林公园城市。”伊东丰雄阐释说，“我们已经在水平延伸的HNC中发展了一个高速移动路径，创造出城市组成部分的流线——人、交通、能源和通讯，一个小型的、毛细血管般的基数设施网络在HNC的大区域中形成，未来的发展将包括高楼和绿地。”
伊东丰雄的方案为城市和社区规划提供了一种新的思考方法，这是一种跨学科的实践结果。关于生态和都市主义的关系，传统的方法往往只是涉及可持续性、如何减少能源消耗等等，在这里，生态城市不仅仅是新的设计形式，而是新的参与方式，走出城市与自然的二元对立，以形式与流动的关系来联系城市、自然与产业系统并创造共生关系。
在提炼一个更为有机而具有变化的城市主义概念时，生态学自身成为一种极其有效的渠道。传统的城市设计手法过于决定性，生态城市论认为，设计可以成为一种生态的介入，不仅是消极地保护自然，而是积极地在现代城市空间结构中以再生设计的手法，寻求机会嵌入有价值的生态空间元素。生态学的目标展现生命如何在一种动态的关系网中互相依存，这些相互作用的复杂性是无法用线性的机械模型来描述的，它关注的是城市中运行着的一切作用力和因子，并将它们视为一个无间断的内在关系网络。
“在城市演变过程中实现环境的可持续性发展，这个问题涉及了生活方式的选择、对能源消耗的限制、可再生能源和可回收材料的使用以及新的景观形式。”意大利城市规划建筑师的朱塞佩·马林诺尼(Giuseppe Marinoni)评价说，“实现能源有效利用，可再生资源与不可再生资源之间的平衡比率，主动生物气候系统和被动生物气候系统之间的交叉点，所有这些都需要一个能够协调和管理这些不同领域的综合设计系统。”
零碳排放住宅
英国石油公司(British Petroleum)是第一家公开承认全球气候变暖风险的石油公司，并且制定了自身减少温室气体排放的目标。它在华盛顿纽约大道一座与建筑同高的墙面上的广告——“太阳能、天然气、氢能和风能。哦，还有石油。这只是开始”——显示了这家世界第二大石油公司的身份危机。它还用调侃的口吻打出广告词：“我们相信可替代能源，就像太阳能卡布其诺咖啡。”英国石油公司和壳牌都增加了发展清洁能源的比例，BP的太阳能公司建在美国，壳牌选择在德国建立一个大型的新光伏电池制造工厂。
针对汽车尾气排放对环境的危害，英国石油公司在它1.7万个加油站中的200个安装了昂贵的太阳能板，用来修正它生态不友好的形象，它的口号是“好一点点”。洛杉矶罗伯森特大道和奥林匹克大道交汇处的加油站Helio House，被BP公司当做一个生态实验室来建造，那里水、热、光、能源和建筑材料的使用最大限度上保证能源的有效利用和可持续性。加油站顶棚由1653块预制不锈钢面板组成，屋顶上90块太阳能电池板所供电能相当于两个美国普通家庭的年用电量，因此一年可以减少2200公斤二氧化碳的排放量。
在20世纪70年代末期，美国能源署和航空航天局就花费了5000万美元，用于研究将太阳能传回地球的可行性。当时的结论是，技术上是可能的，只是整体计划因为设备昂贵而不可行。现代的光伏电池将太阳光转为电能的效率提高了8倍。尽管如此，现在供给一栋有3个卧室的住宅，光电的平均造价比15年的电费还要多。
相比之下，建筑师还是可以在减缓全球变暖的问题上发挥一些重要作用，毕竟，建筑耗费了世界30%以上的能源，其中多数是浪费的。最近的一项统计指出，英国的整体耗能和碳排放总量中，超过一半与住宅和办公建筑有关，另外还有1/3源于人们往来于家庭和办公室之间的交通。
到目前为止，技术性的绿色手段被广泛地应用在建筑设计和建造的各个方面，如采光、通风、保温隔热等。但是，对于究竟什么是生态设计还有太多的混淆和过度的技术依赖。人们容易被技术所误导，认为如果安装了生态装置，如太阳能接收器、生物循环系统、自动化系统和单面墙体的双层搁板等就是生态建筑了。但这些仅仅是生态建筑有用的组成部分之一，这些能源消耗系统需要完整地融合到建筑构造中。
在世界上存在着若干个环境评价制度中，适用性最好的评价制度之一存在于西雅图。它的做法是要求城市中所有新建的超过5000平方英尺(约465平方米)的建筑都要符合LEED标准，并且对符合LEED标准的私人项目提供经济、限高和容积率上的优惠。所以，西雅图成为美国拥有可持续建筑最多的地区之一。
但另一方面，许多获得LEED认证的建筑却远非节能，LEED王国里“皇帝的新衣”仍然华丽。即使那些不太关心全球变暖的建筑师也意识到，现在要获得声誉，需要一些低碳的资质。在真正的低碳建筑和那些仅仅被设计成低碳的建筑之间，一些反对的观点认为，到目前为止，根本不存在完全绿色或者可持续的技术。即使一些技术被贴上了生态、绿色或者可再生的标签，细枝末节的基础经不起系统推敲，它们整合后能否有助于实现可持续发展更值得质疑。
绿色建筑不能孤立于周边环境而存在，建筑间的联系以及相关辅助设施都会影响建筑环境的可持续发展性。瑞典马尔默提供了一个可行的整体实现可持续城市设计的范例，在土地售出之前，马尔默政府和开发商等各利益相关者一起创建一个质量管理方案，对建筑提出绿化面积、能耗和能源100%本地化的定量要求，混合使用太阳能光电板、风能和地下水热能等。
基于生命周期分析的研究表明，建筑的能源消耗和二氧化碳排放主要集中在建造和使用过程中，尤其是长达数十年的使用过程。更广义来说，建筑的节能和能效问题是城市居民对生活习惯和生活方式的认知。
有时候，问题的解决办法会先于问题而出现。最早在上世纪60年代从丹麦诞生的“合住房屋”(Co-housing)，某种意义上是“可持续性设计”的透彻表达。合住意味着把一部分私人空间和设施纳入公共区域，包括共享的厨房、客厅、儿童游戏厅、图书馆、网吧等，大概占据总建筑面积的20%。
在意大利，有几个类似的合居住宅项目正在启动，通过对一定经济模式和可行性研究，实现潜在的合居可能性。一个是比萨城(Pisa)城附近2.4万平方米的公用土地上，利用生物建筑材料和1000平方米的太阳能电池板建造共享的居住单元。
还有一个已经实现的例子是在米兰波维萨区，总共30户家庭搬进了一个修复改建的旧工厂，建筑师卢卡·波维利亚(Luca Beverina)为改建住宅提供的生态设施包括用来烧热水的太阳能电池板，一个带有冷凝锅炉的中央供暖系统和地下加热板，在墙壁和屋顶安装了特殊的绝缘体，并且提供居民带有热能回收系统的可控通风系统。负责这一项目开发的地产公司说，这种选择并不包含任何意识形态的姿态，而是人们建立在相同认知基础上的一种集体决定。
在二氧化碳的排放量比率中，工业生产会产生25%，交通运输32%，事实上，还有43%的二氧化碳排放量来自人们工作和生活的建筑物。在大楼排放的二氧化碳中，其中20%来自建造和拆除的过程，剩下的80%则来自大楼每日正常的运作。所以，建筑师重要的工作之一应该是如何提高大楼的能效，这不是一个泛泛的话题。
英国调整《建筑规范》之后，住房规划部长宣布截止到2016年，英格兰和威尔士所有建成的新房屋将要求实现“零碳”排放。一些以低碳建筑为主题的示范项目都特别强调了一个理念——为了实现在住宅使用过程中的节能和减排目标，建筑师必须通过设计倡导一种低资源消耗的生活模式。其中的道理显而易见，住宅本身所提供的只是一个居住环境，而住宅使用者的日常生活模式，包括人居生活中的交通、食物、废物循环等相关因素的选择，才是影响能耗和碳排放的关键。
金斯潘住宅(Kingspan Lighthouse)位于英国维特福德建筑研究院创新园内，建筑面积93平方米，两层标准层加顶层跃层，开放商是当前英国最大的现代化建筑施工系统MMC的制造商。金斯潘住宅是代表“可持续住宅规范”最高标准的“零排放住宅”，设计师希望鼓励住宅使用者改变他们习以为常的、以高资源消耗为代价的生活模式，转而以较温和的方式来合理利用现有资源。
金斯潘住宅的项目团队没有采用标新立异的技术手段，而是沿用了在英国建筑界发展多年的整合式可持续建筑设计模式。其中系统化的节能减排设计包括了减少住宅日常能耗和增加自身能源供给两个方面。为了减少住宅使用过程中的能源需求，住宅的表皮被设计成高度绝缘和气密，一种可用做墙体和楼屋面结构的高性能绝缘面板SIP，住宅的潜在热损失较普通住宅减少了2/3。为了减少相关热损失，住宅的窗墙比仅为18%(普通住宅为25%～30%)并采用双通风系统和智能监控系统。
英国是第一批宣布这样一种根本性政策动向的国家之一，它的经验不可避免地提出了这样的疑问：要实现生态和低碳建设，多少推动力应来自政府，多少推动力应来自私营部门？政府的干预是至关重要的，对于建筑行业这样庞大复杂而且产品生命周期在数十年才能计量的行业，如果政府没有适当的立法，建筑行业不太可能自我适应和调整。除此之外，英国特许建筑设施工程学会副理事长安迪·福特(Andy Ford)评价说：“相对于政府而言，行业也需要意识到，建立一个行业带头的驱动机制所能带来的机会和利益，而不要被动地等待政府立法。低能耗的建筑是一个很有吸引力的商机，值得关注和开创。从长远看，它在能源安全和应对社会事务方面还会带来很多额外的好处。”
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