深圳國際低碳城建設(shè)研究

深圳國際低碳城建設(shè)研究

最近的20世紀30年代，世界氣候變化和生態(tài)破壞日益嚴重。2003年英國首次提出低碳經(jīng)濟的概念,2009年的哥本哈根全球氣候峰會更是提出低碳的核心內(nèi)容是減少碳排放,發(fā)展低碳能源技術(shù),轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展模式和社會生活模式,最終實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。盡管目前對于全球氣候變化及生態(tài)破壞的原因還頗有爭議,但多項研究已表明城市是碳排放的主要地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計,美國來自建筑物和交通工具排放的CO2約占碳排放總量的72%;英國則有80%的化石燃料由建筑和交通消耗。城市規(guī)劃作為一定時期內(nèi)城市經(jīng)濟和社會發(fā)展、土地利用、空間布局以及各項建設(shè)的綜合部署、具體安排和實施管理,無疑在促進城市低碳發(fā)展中需要承擔重要的角色。1深圳國際低碳城試點項目改革開放三十多年來,深圳在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時,一直高度重視生態(tài)環(huán)境建設(shè)。早在1983年,深圳市就提出建設(shè)花園城市的發(fā)展目標。進入20世紀90年代,深圳提出了將建設(shè)成園林式、花園式城市的戰(zhàn)略方向;進入新世紀后,深圳市政府把打造“綠色建筑之都”作為推動城市建設(shè)發(fā)展的新目標,成為國內(nèi)綠色建筑起步較早、發(fā)展最快的城市。當前,深圳日益面臨土地、資源、人口、環(huán)境等承載力難以為繼的困境,為解決城市可持續(xù)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾,深圳迫切需要以低碳生態(tài)理念推動城市發(fā)展模式轉(zhuǎn)變,促進城市低碳發(fā)展、轉(zhuǎn)型發(fā)展。2010年1月16日,國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與深圳市人民政府簽訂了《關(guān)于共建國家低碳生態(tài)示范市合作框架協(xié)議》,成為住建部批準的第一個國家低碳生態(tài)示范市,重點探索在城市發(fā)展轉(zhuǎn)型和南方氣候條件下“漸進常態(tài)化”的低碳生態(tài)城市規(guī)劃建設(shè)模式,將深圳市逐步建設(shè)成為全國低碳生態(tài)城市的典范。為此,深圳已在光明、坪山新區(qū)等地開展多項“低碳生態(tài)示范市”地區(qū)試點項目研究。2012年5月3日,中歐城鎮(zhèn)化伙伴關(guān)系高層會議提出了深圳與歐盟各方務(wù)實推進可持續(xù)城鎮(zhèn)化伙伴關(guān)系發(fā)展的建議,并重點建議建設(shè)深圳國際低碳城,力爭將其打造為中歐可持續(xù)城鎮(zhèn)化合作旗艦項目?？梢哉f,在低碳生態(tài)城市規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域,深圳再一次肩負起先行先試的重任。結(jié)合深圳城市轉(zhuǎn)型特點、國內(nèi)低碳城市建設(shè)經(jīng)驗及國際低碳生態(tài)城市發(fā)展趨勢的分析,未來深圳國際低碳城將力爭實現(xiàn)氣候友好城市先行區(qū)、低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)、低碳生活模式引領(lǐng)區(qū)、國際低碳合作示范區(qū)、國家低碳發(fā)展實驗區(qū)的戰(zhàn)略目標。其發(fā)展承擔著集聚、示范、輸出三大使命,一方面,集聚先進的低碳科技、投資、企業(yè)和人才等發(fā)展要素以及高效集成的成熟低碳技術(shù);另一方面,體現(xiàn)中國智慧、汲取國際先進經(jīng)驗的低碳營城模式,在低碳生產(chǎn)和生活上起到示范作用;并向外輸出技術(shù)可行且高效集成、激發(fā)產(chǎn)業(yè)活力、富有城市生命力且實現(xiàn)多元主體共建共享的發(fā)展模式,體現(xiàn)先進、務(wù)實的低碳發(fā)展價值觀,打造建立可復制、可推廣的先進城市產(chǎn)品。深圳國際低碳城這一先進的城市產(chǎn)品將按照啟動區(qū)、拓展區(qū)、全域三個階段打造。其中啟動區(qū)可以視作城市產(chǎn)品的“研發(fā)”階段,通過積極推動低碳設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新,推動新技術(shù)、新方法應(yīng)用,統(tǒng)籌安排低碳生態(tài)的各項建設(shè)項目,并加強低碳生態(tài)設(shè)計的規(guī)劃導控,在實施全過程執(zhí)行低碳生態(tài)標準,為低碳城拓展區(qū)、全域的開發(fā)建設(shè)奠定基礎(chǔ)、制定標準。截至目前,啟動區(qū)詳細規(guī)劃已經(jīng)編制完成,各項開發(fā)建設(shè)正在按照規(guī)劃快速推進實施。2低碳城市規(guī)劃的核心主題是基于智能低碳生態(tài)設(shè)計的方法2.1低碳生態(tài)城市是城市發(fā)展的一個新視角一般認為,低碳城市是以低碳經(jīng)濟為發(fā)展模式和發(fā)展方向、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府公務(wù)管理層以低碳社會為建設(shè)標本,城市在經(jīng)濟健康發(fā)展的前提下,保持能源消耗和CO2排放處于低水平的城市。生態(tài)城市有效運用具有生態(tài)特征的技術(shù)手段和文化模式,實現(xiàn)人工—自然生態(tài)復合系統(tǒng)良性運轉(zhuǎn)、人與自然、人與社會可持續(xù)和諧發(fā)展的城市。盡管兩者在定義上略有差別,但其核心技術(shù)理念保持一致。仇保興(2009)結(jié)合我國國情,創(chuàng)新性地將低碳經(jīng)濟和生態(tài)城市這兩個關(guān)聯(lián)度高、交叉性強的發(fā)展理念復合起來,組成了“低碳生態(tài)城市”概念。即圍繞能源消耗、經(jīng)濟發(fā)展模式、環(huán)境改善等方面,將低碳目標與生態(tài)理念相融合,體現(xiàn)經(jīng)濟高效、社會和諧、科學建設(shè)、生態(tài)健康、資源節(jié)約等目標,實現(xiàn)“人—城市—自然環(huán)境”和諧共生的復合人居系統(tǒng)。伴隨著低碳生態(tài)概念的確立,我們認為低碳生態(tài)城市、生態(tài)城市和低碳城市的交集,可以看作是生態(tài)城市實現(xiàn)過程中的一個階段,是以符合生態(tài)系統(tǒng)為理念支撐,以碳排放減少為主要切入點的生態(tài)城市類型,其在低碳和生態(tài)規(guī)劃技術(shù)層面已實現(xiàn)了實質(zhì)性的共融。目前研究成果普遍認為低碳生態(tài)建設(shè)有減源和增匯兩大切入點。從減源的角度出發(fā),主要是控制向大氣排放溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前的任何過程或活動;從增匯的角度出發(fā),主要是從空氣中清除CO2的過程、活動、機制。由于空間規(guī)劃可以影響和引導人的行為活動,從而間接影響城市碳排放,因此對應(yīng)著以上兩大核心關(guān)注點,城市規(guī)劃主要可以采取減緩和適應(yīng)兩大策略。前者在于通過不同手段盡可能減少溫室氣體排放,減少城市規(guī)劃建設(shè)對氣候環(huán)境潛在的負面影響。后者則是采取適宜手段和行動去適應(yīng)已經(jīng)出現(xiàn)的氣候變化結(jié)果,并應(yīng)對未來可能發(fā)生的變化。2.2低碳城市規(guī)劃設(shè)計研究近年來國內(nèi)外學者針對低碳生態(tài)規(guī)劃的核心設(shè)計要素展開了較為豐富的研究,他們對核心設(shè)計要素的分類方法也因其研究目的而各有側(cè)重,歸納來看,其較為主流的研究觀點包括以下四種:(1)世界自然基金會(WWF)提出的“CIRCLE”原則,包括緊湊型城市遏制城市膨脹(Compact)、個人行為倡導負責任的消費(Individual)、減少資源消耗潛在的影響(Reduce)、減少能源消耗的碳足跡(Carbon)、保持土地的生態(tài)和碳匯功能(Land)、提高能效和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(Efficiency)。(2)日本學者則從商業(yè)等服務(wù)設(shè)施分布、居住方式與住宅、公共交通支撐系統(tǒng)、分布式能源供給系統(tǒng)規(guī)劃、資源循環(huán)利用設(shè)施等方面進行低碳城市規(guī)劃研究。(3)顧朝林、譚縱波等針對低碳城市產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、低碳城市能源系統(tǒng)、低碳城市交通與物流系統(tǒng)和低碳城市擴大碳匯系統(tǒng)提出相應(yīng)觀點。(4)龍惟定等學者提出的核心議題也基本上集中在4個方面,即城市氣候設(shè)計,資源和能源的循環(huán)利用,通過城市空間布局和土地使用的合理調(diào)控來影響交通需求和對交通方式的選擇,強化城市碳匯等。綜合既有研究可知,低碳城市規(guī)劃核心議題主要集中在:城市交通、城市形態(tài)、土地利用、資源能源、碳匯網(wǎng)絡(luò)、氣候設(shè)計、建筑設(shè)計、服務(wù)設(shè)施、城市產(chǎn)業(yè)等方面?；诔鞘幸?guī)劃對于具體建設(shè)的導控性特征的理解,為了系統(tǒng)涵蓋城市規(guī)劃設(shè)計的多個相關(guān)要素,并體現(xiàn)出面向管理實施的操作導向,我們可以總結(jié)出低碳城市規(guī)劃設(shè)計的5個核心議題(SMART方法,圖1),即如何依靠規(guī)劃設(shè)計為城市碳匯網(wǎng)絡(luò)(Sequestration)的完善提供空間支撐,更好地促進城市生態(tài)減碳;如何通過城市規(guī)劃設(shè)計來優(yōu)化微氣候(Microclimate)并間接減少建筑的碳排放;如何引導綠色建筑設(shè)計(Architecture);如何通過規(guī)劃設(shè)計為基于資源、能源(Recycle)循環(huán)高效利用的碳減排提供用地、設(shè)施等方面的物質(zhì)支持;如何通過城市規(guī)劃設(shè)計來有效減少城市交通(Traffic)碳排放?？傮w上看,SMART方法是一個可以延伸出有關(guān)要素與指標、原則與準則、策略與模式、目標與行動的邏輯框架,低碳城市規(guī)劃設(shè)計工作可以以此為基礎(chǔ),選擇和制定相關(guān)的工作方法與對策。3基于智能方法的深圳國際低碳城市規(guī)劃和設(shè)計實踐3.1深圳、深圳同時向結(jié)語深圳屬亞熱帶海洋性氣候,年平均溫度22.3℃。雨量充沛,氣候溫和,光熱充足,尤其是根據(jù)深圳市氣象局提供的數(shù)據(jù),深圳的常年主導風向為東北偏北風,縣級主導風向為東南偏東風。規(guī)劃區(qū)三面為自然山體和水庫,丁山河由中部穿流而過,地勢較為平坦,建設(shè)條件良好(圖2)。3.2廊道綠地網(wǎng)絡(luò)化根據(jù)景觀生態(tài)學研究基礎(chǔ),規(guī)劃中引入“斑塊”和“廊道”概念,通過構(gòu)建城市碳匯網(wǎng)絡(luò)形成城市“冷橋”,改善城市風道,緩解城市熱島效應(yīng),降低城市整體能耗。在這一格局的構(gòu)建中,我們重點強調(diào)綠地空間格局的整體連續(xù)性,而非單純的廊道或綠地斑塊的建設(shè)。綠地網(wǎng)絡(luò)化主要表現(xiàn)為3個特點:(1)綠地比較均衡地分布于城市之中,提高城市居民對綠地的可達性和便捷度;(2)綠地存在等級結(jié)構(gòu),使綠地的分布更加均衡;(3)綠地之間通過公園路、水渠、河道等帶狀綠地(或所謂的廊道)進行連接,形成空間上相互聯(lián)系的整體?；谏鲜隹紤],規(guī)劃通過打通多條生態(tài)廊道,將內(nèi)部的丁山河濱水生態(tài)廊道與外圍山體空間連接起來,實現(xiàn)啟動區(qū)與周邊生態(tài)基底的相互融合。在此基礎(chǔ)上,規(guī)劃對河岸綠地進行植被提升,構(gòu)建綠廊連接核心生態(tài)斑塊,確保廊道的連通性。同時,對于河岸底部進行濕地植物的種植,修復河流濕地生態(tài)系統(tǒng),提高河道的凈化能力,尤其是要嚴格落實河道藍線的保護管控范圍,在有條件的河段適當加寬廊道寬度(圖3)。3.3調(diào)節(jié)建筑布局嶺南南亞熱帶季風氣候區(qū)夏長冬短,日照充足,因此如何降溫增濕,保證室外人的舒適性尤為重要。為此,傳統(tǒng)客家圍屋往往采用梳式布局,其建筑順應(yīng)夏季主導風向呈南北向排列,且屋前有客家圍屋典型的半月塘,屋后是風水林或山林,依靠冷巷將自然風引入為屋內(nèi),并設(shè)置天井進行微氣候調(diào)節(jié)。啟動區(qū)的建筑布局積極吸收傳統(tǒng)客家圍屋中調(diào)節(jié)微氣候的建筑布局方式,將建筑結(jié)合夏季主導風向的“梳式布局”。一方面,通過順應(yīng)夏季主導風向南北排列的整體建筑排布方式,形成街塊內(nèi)的梳式布局;另一方面,結(jié)合屋前屋后的宅旁綠地、公共綠地的降溫降濕效應(yīng),實現(xiàn)地塊的通風散熱,局部微氣候的改善,從而實現(xiàn)被動式節(jié)能(圖4)。通過將D/H比值控制在較小范圍,發(fā)揮冷巷降溫降濕的效果,即通過建筑排列組合形成比較窄的巷道,或者在建建筑一側(cè)留出一條小通道。當巷道一側(cè)有建筑形成陰影區(qū),巷道內(nèi)就會形成溫度差,從而形成熱壓通風,改善局部微氣候(圖5)。基地新建建筑采用圍合的方式形成天井,利用下層空氣與上層空氣的溫度差形成冷熱空間交換,并提倡圍合建筑外側(cè)立面形成門洞結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)建筑的自然通風,并降低建筑內(nèi)部溫度(圖6)。3.4m網(wǎng)絡(luò)文化交流平臺立體綠化既能夠提高城市碳匯能力,同時能夠作為建筑的表層溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),對緩解建筑表面及室內(nèi)溫度、減少太陽輻射、儲蓄天然降水、吸附粉塵、降低噪音有著重要作用。鑒于此,規(guī)劃提出建筑設(shè)計應(yīng)提倡生態(tài)表皮、生物通道的設(shè)計,結(jié)合屋頂綠化、平臺花園、墻面綠化實現(xiàn)建筑的立體綠化,并提出通過三個層面營造建筑的綠色生態(tài)室外環(huán)境,并將之打造成為園區(qū)內(nèi)創(chuàng)新交流平臺。第一層面是0~10m商業(yè)文化信息交流空間,即結(jié)合商業(yè)配套設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施及景觀藝術(shù)小品,形成聯(lián)系室內(nèi)外通暢的步行空間,給予人更豐富的文化景觀感受,提供更多公共活動發(fā)生的可能性。第二層面是10m網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)意交往層,通過銜接各種公共活動空間的交通平臺,作為吸引人流向三維立體空間活動的主要場所,通過置入小型服務(wù)業(yè)態(tài)和景觀小品形成可以產(chǎn)生碰撞交往的公共空間。第三層面是40m屋頂花園休閑層,可為密集的城市街區(qū)提供開放的高品質(zhì)的綠色休閑空間靜謐、景觀優(yōu)美、空氣清晰。3.5雨水循環(huán)利用的技術(shù)在低碳城建設(shè)中,城市建設(shè)問題的解決除了豐富的理論作為支撐外,最終需要借助行之有效的技術(shù)方法體系,而市政方面的先進技術(shù),將是低碳城建設(shè)實踐中的有力支撐和必然趨勢。隨著全球低碳生態(tài)規(guī)劃和建設(shè)的熱潮,資源能源利用各工程領(lǐng)域的技術(shù)都有了長足的進步。如給水方面的技術(shù)有水深度處理和再生水利用、海水淡化、節(jié)水技術(shù)、管道直飲水、分質(zhì)供水等;排水方面的技術(shù)有雨污分流及污水源分離、水生態(tài)修復、人工濕地、初雨水收集處理、河流生態(tài)廊道建設(shè)、低沖擊開發(fā)等;能源方面的技術(shù)有分布式能源及微網(wǎng)技術(shù)、可再生能源利用、燃料和儲能電池、冷熱電三聯(lián)供、區(qū)域供冷及冰蓄冷技術(shù)、綠色照明、太陽能光電及光熱技術(shù)等;廢棄物處理方面的技術(shù)有生物質(zhì)固廢的堆肥或消化、垃圾分類回收、垃圾管道收集系統(tǒng)、建筑垃圾減量化和再利用、工業(yè)廢物資源化和無害化等;智慧通信方面的技術(shù)有智能電網(wǎng)、三網(wǎng)融合、220kv直降、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)、智慧管理等。結(jié)合規(guī)劃區(qū)域特點,綜合考慮地理位置、氣候、資源稟賦、技術(shù)成熟度、區(qū)域要求和經(jīng)濟技術(shù)比較等因素,規(guī)劃認為較為實用并可嘗試在規(guī)劃中得到普及推廣的技術(shù)包括:(1)以再生水循環(huán)利用作為自來水源的補充,實行分質(zhì)供水;(2)以低沖擊開發(fā)為基本理念,維護自然水文過程,因地制宜開展雨水綜合利用;(3)示范性應(yīng)用天然氣分布式能源,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu);(4)因地制宜地利用可再生能源,以分散式利用和建筑一體化利用為主。3.6“復合”的居民交通方式與機動車交通相比,慢行交通無能耗、無污染,設(shè)施占用土地資源少。通過引導更多人選擇慢行交通出行,可以減少機動化交通量,從而減輕道路交通壓力,緩解城市交通擁堵,并減輕由此帶來的環(huán)境污染、能源消耗等問題。另外慢行交通設(shè)施也是市民鍛煉身體、休閑憩息的公共空間。發(fā)展慢行交通并改善周邊城市景觀,有助于重塑城市的交往空間,實現(xiàn)街道社會功能重生。為了鼓勵啟動區(qū)內(nèi)居民盡可能使用綠色低碳的交通方式出行,我們嘗試采用“復合緊湊的鄰里中心”的設(shè)計模式,通過提高社區(qū)中心地段的路網(wǎng)密度,形成類似小街坊的城市空間,并將居住、零售、辦公和公共空間組織在步行可達的范圍內(nèi)。按照這樣的構(gòu)思,通常鄰里中心到社區(qū)邊界的步行距離不超過600m,這可以幫助居民便捷地到達服務(wù)中心,從而減少小汽車使用帶來的環(huán)境污染、碳排放增加、交通擁擠等負面影響。除了從優(yōu)化土地布局方式入手,降低小汽車的使用頻率,從源頭上實現(xiàn)交通碳排放的減量化外,規(guī)劃也嘗試發(fā)展街區(qū)尺度的功能混合。一方面,利用沿街建筑的地面層,植入零售