低碳城市規劃視角下的城市設計策略

劉 毅 通訊作者:吳柏清

(成都理工大學旅游與城鄉規劃學院，四川 成都 610059)

1.引言

全球氣候變化所帶來的社會環境問題日漸尖銳，已成為當今社會討論的熱點。學術界普遍認為，全球氣候變暖與大氣中CO2濃度的升高存在正相關性。并且相關研究已經證明，人類活動對此具有不可推卸的責任，而城市作為人類活動的主要承載地，已成為碳排放源頭的集中地。因此，在此背景下，“低碳城市”、“低碳經濟”、“低碳生活方式”等一系列低碳理念及其研究應運而生。低碳城市規劃作為一個龐大的研究系統，涵蓋了社會、經濟、人文、環境各個方面，而目前其理論研究主要集中在城市產業能源結構以及低碳城市模型研究上［1］。本文立足于對前人理論成果分析的基礎上，以空間規劃策略為切入口，從宏觀、中觀及微觀三個層面提出了相對應的城市設計策略，以期豐富低碳城市規劃與綠色城市理論相結合的空間規劃研究。

2.低碳城市規劃與綠色城市設計

2.1 低碳城市規劃理論的研究概況

低碳城市規劃理論涉及諸多學科且涵蓋面很廣，無法用一句話或者幾句話來概括其概念。通過對相關文獻的查閱，本人認為低碳城市規劃主要是對低碳城市的經濟性、低碳城市模式建構、低碳城市生活方式、低碳城市運行系統及相關低碳城市規劃政策等方面的研究。

低碳城市規劃研究在國外部分發達國家如英國、日本等起步較早。英國在此方面的研究走在世界前列，探討了空間規劃與低碳規劃之間的關系，制定了相應的低碳計劃，建有貝爾頓零碳生態社區;而日本則在2004年就開始了對低碳社會領域的研究，先繼著有《2050年脫氣候變暖項目》、《邁向低碳社會的12種對策》等，提出了諸如緊湊型城市規劃、導入可再生能源以及通過節能來有效減排等具體措施。

國內研究方面，中國科學院可持續發展戰略研究組在《2009年中國可持續發展戰略報告》中［2］，提出了中國低碳城市的發展戰略設想，并從經濟、社會和環境3個層面，初步提出了低碳城市的指標體系;另外同濟大學的潘海嘯等人也提出了適用于中國低碳城市的空間規劃策略。

作為世界自然基金會“中國低碳城市發展項目”首批試點城市之一的上海市［3］，在低碳城市方面做了許多有益的嘗試，如上海崇明島正規劃建設世界第一個零碳開發的城市，以及新城進行低碳社區、低碳產業園區的城市規劃實踐等。無疑，上海在低碳城市規劃方面走在了國內城市前列。

2.2 綠色城市設計理論的發展與內涵

傳統城市設計理論注重對城市三維形體空間規劃與視覺設計，而當今學者更多強調城市設計的可持續發展性以及與自然環境的協調性。通過查閱相關文獻，本人對綠色城市設計理論理解為:以一般性城市設計理論為基礎，以處理人工生態系統與自然生態系統的和諧關系為核心內容，以可持續發展為最高目標的城市設計思想與方法。綠色城市設計與傳統城市設計相比，在城市物質環境方面，更加考慮人類居住與自然生態環境的高度協調，注重城市公共效率的提升，綠色基礎設施的完善以及城市用地功能的有效混合;在城市空間營造方面，更加尊重城市發展的內在規律性，塑造城市功能動態變化的空間模式，讓城市空間的靜態使用與動態適宜性高度統一起來。

2.3 綠色城市設計理論與低碳城市規劃的契合點

首先，兩者都以可持續發展為最高發展目標。其次，低碳城市規劃的基本目標是讓人類活動對自然的侵擾恢復到可接受的限度以內;而綠色城市設計的核心內容則是基于特定生物氣候條件的生態策略，后者顯然能促進前者目標的實現。第三，空間規劃與設計是推動低碳城市規劃實踐最直觀、較可行的一種方式，而處理城市形態結構及建筑空間關系正是城市設計研究的基本內容，因此，以低碳城市規劃為導向的城市設計策略能夠推動相關實踐的進行。

因此，綠色城市設計與低碳城市規劃具有良好的契合點，并且基于綠色城市設計的城市空間規劃與設計能很好的將低碳城市其他領域的研究內容體現在城市空間布局中。

3.低碳城市規劃視角下的城市設計

低碳城市規劃視角下的城市設計是一種可持續發展的空間規劃與設計。以下本文僅對空間規劃與設計框架內的城市設計策略進行探討。

3.1 宏觀層面策略

隨著我國城市化進程的加快，大量人口向城市轉移，城市用地規模急劇擴張，導致中心城市職能發生變化。為緩解中心城區承載力和改善環境，將部分人口外遷至衛星城鎮以及在城市外圍建設工業園區，造成交通出行需求的上升。同時，工業園區對主城區各方面的負面效應 (即五島效應:熱島、雨島、干島、濕島、混濁島①)日漸凸顯，不僅會造成中心城區遭受工業廢氣污染，還會加劇主城區的溫度上升，進而造成過多的能源消耗。因此，征對這些城市病，在宏觀層面提出了兩點策略。

成都市市域綜合交通規劃圖 (2011－2020)②

3.1.1 調整中心城－衛星城 (鎮)發展模式

在中國更合理的都市區發展模式應是結合有軌道或區域公共交通導向的走廊式發展模式［4］。改變城市單中心向心式軸向交通系統，整合區域公共交通系統，控制小汽車的高強度使用。以成都市為例，在《成都市城市總體規劃 (2011－2020)》中明確提出: “形成城鄉一體的綜合交通運輸體系，包括軌道客運系統、公交客運系統等多條快速交通走廊，實現城鄉交通基礎設施共享和城鄉交通運輸服務共享 (如圖1)。”

3.1.2 處理好工業園區與主城區的關系

處理好城市工業園區與城市主城區的關系，可以減緩城市的五島效應。例如成都計劃將主城區工業外遷，預計到2020年全市將會把100多個工業區整合為21個工業集中發展區，屆時將在城市外圍形成多個工業組團 (如圖2)。由于成都夏季與非夏季的盛行風向分別為北風與北北東風，加之其全年風速較小，市區靜風頻率較高，所以不當的工業園區選址將對主城區產生較大影響 (如圖3)。因此，在進行城市總體規劃修編及新建居住組團時，應根據城市所處的特殊氣象條件，選擇冬夏季盛行風向的合適夾角區域布置工業組團與居住組團(如圖4)。

圖2 成都市外圍主要工業組團②

圖3 成都市外圍工業組團對主城區的影響區域示意②

圖4 居住組團與工業組團合理位置模型

3.2 中觀層面策略

相關研究表明:控制城市建設密度能夠有效實現城市的“緊縮化”發展［5］，從而減少市民的高強度出行。中觀層面主要考慮城市總體規劃框架內城市空間結構的相關城市設計策略。

3.2.1 建立生態網格③

生態網格的城市設計策略可以從以下兩方面推進城市的“低碳化”發展。

首先，在大城市邊緣設置綠環或綠帶 (greenbe1t)，輔以楔形綠地滲透入城市中心區，能夠有效抑制大城市的無序蔓延［6］。以成都市為例，在城市總體規劃中明確劃出繞城高速兩側500米寬的綠帶，確定了主城區的最終邊界;同時，城市外圍新區結合公共交通采用指狀加楔形綠地的方式進行空間擴張(如圖5)。一方面確保了中心城區與衛星城鎮多向的聯系方式，保證了城市的密集形態。更重要的是讓新的指狀開發區集中在公共交通樞紐的沿線，形成環狀加指狀的交通系統，減少城市外圍小汽車的出行強度;另一方面，綠帶加楔形綠地的生態網格在一定程度上阻斷了邊緣工業組團對主城區的空氣污染，緩解了主城區的熱島效應，降低了中心城區的能耗。

圖5 成都市外圍居住組團擴張示意圖②

其次，在城市區域范圍內實現生態網格的覆蓋。一方面，合理的生態網格能夠保護物種的多樣性，維持城區內良好的自然環境，利用植物群落最大限度的吸收CO2。同時生態網格與主導風向的整合，可以從內部很大程度上削弱城市的熱島效應;另一方面，各種最優尺度化的綠地

能夠營造良好的步行與行車環境，加以完善的公共交通系統，促進其綠色交通體系的建構，從而限制小汽車的出行。

3.2.2 倡導多樣化的土地利用

倡導多樣化的土地利用，規劃友好的地塊尺寸。20世紀由雅典憲章所確立的功能分區思想一直影響著我國的城市規劃布局，但是其表現的問題也日漸突出。其中，由于城市功能過于割裂所造成的市民出行距離的增大是近年來較明顯的問題，也是造成碳排放攀升的一個重要因素。

因此，多樣化的土地利用重點強調功能的“有效混合”，當代復合性CBD的HOPSCA模式④就是一個有效的嘗試。另外通過相關研究表明，在中心城區過多強調快速路網、高效率的小汽車交通系統是收效甚微的。因此，結合目前我國城市發展狀況及提高土地綜合利用率，前人提出了城市交通與土地使用“5D”模式⑤。在規劃設計適宜步行與自行車出行方式的城市地塊尺度時，即要控制在人步行最大距離的限度⑥內，也要逐漸在市區結合生態網格建設自行車網格系統 (一般認為以500米左右的格網為宜)［7］，并輔以發展BRT、燃料電池汽車、地鐵等公共交通，營造地塊尺寸合理，出行模式多樣的綠色城市體系。

3.3 微觀層面策略

微觀層面主要考慮優化城市建筑與街道網絡的關系。當今城市“低碳化”要求城市具有緊縮的城市形態，中心城區要有更高的建筑密度，較高的熱應力水平，這必然會導致市區環境的惡化以及能源的過度浪費，這點對成都、廣州等大城市的影響尤甚。就成都市而言，其氣候屬于典型的濕熱型氣候，且夏季靜風頻率較高，而成都正規劃建設至少2.45平方公里以上的CBD，這必然將匯集大量高層建筑，極易造成強烈的熱島效應。因此，在建筑與街道布局方面，自然通風以及建筑本身的節能優化就顯得十分重要。只有采用適宜的城市設計方能緩解城市緊縮化與城區高熱應力間的矛盾。

第一，在建筑方面，建筑布局應采用分散式布局的結構形態。在城市中心區，建議建設不同高度的建筑交錯布置，避免建設高層板式建筑，避免大量建設與主導風向垂直的同等高度的建筑群，既有利于豐富城市天際輪廓線，也便于導入自郊區而來的主導風。同時鼓勵在城市中心區建設分散式高層塔樓，加強高空空氣與低層空間的熱交換，使行人愿意在街道上行走。

其次，推進公共建筑群的節能化發展。公共建筑是城市能源的消耗大戶，通過技術手段減少其能耗也能幫助實現城市的“低碳化”。倡導建設綠色建筑甚至綠色建筑群，如太陽能建筑、地熱建筑以及風能建筑等。

第二，在街道方面，應使規劃的干道系統盡量順應主導風向。一個良好的街道規劃應使寬闊的林蔭道與主導風向大約成30度的傾斜角，引導風順利穿過街巷到達市區，也有利于沿街建筑前后的空氣產生壓力差，增強建筑自然通風潛能［8］。

4.結論與建議

本文從低碳城市規劃的視角，通過歸納演繹法、文獻引證法等方法對空間規劃設計框架內的城市設計策略進行剖析和提煉，結合成都市的空間規劃，探討了宏觀、中觀及微觀三個層面的城市設計策略，得出以低碳城市規劃為導向的城市設計策略是一條適合我國國情的，以“低碳”為目標的空間規劃與設計的新思路，也是新型城市化下的趨勢。

以“低碳”為目標的城市設計應根據特殊氣候條件，結合區域公共交通合理劃分地塊尺寸，建立與其相匹配的生態網絡，實現其用地的有效混合和提高短距離出行比例，并優化三維空間形態，處理好建筑與城市街道間的關系，最終建立起低碳、生態、環境友好、自然和諧的友好型城市。

通過以上研究分析及總結，結合我國當時城市所存在的詬病，本人提出如下的規劃建議:

(1)城鎮體系規劃應與區域公共交通系統相結合，建立起公共交通通達性高、衛星城鎮布局合理的城鎮空間群，有效控制無序出行，降低交通的能耗。

(2)城市外圍空間應結合道路交通設置綠環或綠帶，確定城市發展的最終邊界，鼓勵其用地的有效混合，實現有效控制大城市的無序蔓延。

(3)城市中心區應規劃布局適宜步行與自行車出行方式的地塊，提供居民出行的多樣化交通模式，降低小汽車出行的比例。

注釋:

①五島效應會導致城市的逆溫效應與塵罩效應，造成城市上空的粉塵與煙氣無法排除，一方面造成空氣污染，一方面使中心區溫度上升明顯。

②根據《成都市城市總體規劃 (2011－2020)》相關圖片整理繪制。

③主要由斑塊 (patch)、廊道 (corridor)和基質 (matrix)組成。參閱陳爽，張皓.國外現代城市規劃理論中的綠色思考［J］，規劃師，2003(4).

④HOPSCA(豪布斯卡)是指在城市中的居住、辦公、商務、出行、購物、文化娛樂、社交、游憩等各類功能復合、相互作用、互為價值鏈的高度集約的街區建筑群體。

⑤“5D”發展模式，即指城市交通規劃時，應優先考慮POD(有利于步行的模式)、然后是BOD(有利于自行車)、TOD(有利于公共交通)和XOD(有利于改善交通的城市建設)，最后才是COD(有利于小汽車)。

⑥安德曼恩發現70%的美國人每天因公事步行150米，只有10%的美國人會步行800米;中國居民的步行距離稍高。參閱［美］邁克爾·索斯沃斯，伊萬·本一約瑟夫，街道與城鎮的形成［M］.北京:中國建筑工業出版社，2006.

［1］顧朝林等.氣候變化與低碳城市規劃［M］.南京市:東南大學出版社，2009.

［2］中國科學院可持續發展戰略研究組.2009年中國可持續發展戰略報告［R］.北京:科學出版社，2009.

［3］陳金平.“低碳城市”的規劃設計策略思考——以上海市為例［J］.城市規劃學刊，2008(6):49－52.

［4］潘海嘯，湯諹，吳錦瑜等.中國“低碳城市”的空間規劃策略 ［J］.城市規劃學刊，2008(6):57－64.

［5］張泉，葉興平，陳國偉.低碳城市規劃——一個新的視野 ［J］.城市規劃，2010(2):13－18.

［6］王建國，王興平.綠色城市設計與低碳城市規劃——新型城市化下的趨勢［J］.城市規劃，2011(2):20－21.

［7］陳爽，張皓.國外現代城市規劃理論中的綠色思考［J］.規劃師，2003(4):71－74.

［8］徐小東，王建國.綠色城市設計——基于生物氣候條件的生態策略［M］.上海:東南大學出版社，2009.