建設低碳城市的方法與對策綜述

李東和,劉甦

(山東建筑大學 建筑城規學院，山東 濟南 250101)

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建設低碳城市的方法與對策綜述

李東和,劉甦*

(山東建筑大學 建筑城規學院，山東 濟南 250101)

氣候變化正深刻地影響著人類的生存和發展，已成為全球可持續發展中面臨的最嚴峻挑戰之一。低碳城市發展模式和建設，不僅是應對氣候變化的重要手段之一，而且是緩解全球環境惡化，資源、能源短缺的重要途徑，并成為城市轉型發展的全球共識和時代主題。文章分析了低碳城市的發展與現狀；闡述了建設低碳城市所包含的內容；總結了建設低碳城市應有的城市居民生活方式低碳化、城市土地利用緊湊化、城市建筑綠色化、城市產業轉型化、能源利用高效化等五種方法；提出了建設低碳城市的構建低碳城市空間結構、建設城市低碳工業、倡導城市居民進行低碳生活、建立低碳城市評價體系、制定城市低碳相關制度和規范等五方面的對策。

低碳城市；碳氧平衡；城市建設；內容與方法；對策

0　引言

隨著城市化進程逐漸加快，城市環境問題不斷加劇，氣候變化正深刻地影響著人類的生存和發展，已成為全球可持續發展中面臨的最嚴峻挑戰之一。城市成為溫室氣體的主要排放區域，溫室效應導致的氣候變化正越來越嚴重的制約著人類的生存與發展，并成為阻礙城市可持續發展的嚴峻問題之一。作為最主要的溫室氣體——CO2濃度升高以及由此造成的全球氣候變暖已經成為不爭的事實。大量研究表明，氣候變暖將嚴重破壞生態系統的平衡，威脅動植物的生存，從而影響到人類的發展。為此減少城市的碳排放、維系碳氧平衡，建設低碳城市已迫在眉睫[1]。

低碳城市是在溫室效應、空氣污染日益嚴重以及資源枯竭引發的城市發展危機等復雜城市問題的背景下，于低碳經濟之后被提出的概念。氣候變化及資源環境問題已成為當前全人類面臨的嚴重世界性環境問題。

低碳城市是指城市在經濟高速發展的前提下，保持能源消耗和CO2排放處于較低水平，包括低碳生產和低碳消費，以在城市內部建立資源節約型、環境友好型、良性可持續的能源生態體系，同時有效運用生態技術手段和文化模式，實現人工—自然生態復合系統良性運轉以及人與自然、人與社會可持續和諧發展的城市,是以低碳經濟為發展模式及方向、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府公務管理層以低碳社會和生態城市為建設標本和藍圖的城市。發展低碳城市，不僅是應對氣候變化的重要手段之一，而且是緩解全球環境惡化，資源、能源短缺的重要途徑，并成為城市轉型發展的全球共識和時代主題[2]。

1　低碳城市的發展與現狀

低碳城市建設模式是應對溫室效應引起的氣候變化的重要手段，目前已有多學科將低碳城市研究納為核心內容。國外低碳城市研究起步較早，并取得了一定的成果，國內低碳城市建設也是勢在必行，國內外針對低碳城市的研究主要涉及城市碳排放來源、空間結構、市場環境監制、建設方法、評價體系等方面。

英國是低碳城市建設的先驅，為促進其國家向“低碳”轉型，英國成立碳信托基金會，呼吁城市企業和公共部門的參與，通過多方合作來降低城市碳排放。利茲、布里托斯、曼徹斯特作為英國首批低碳建設示范城市，制定了詳細的低碳城市規劃，并收到了良好的建設成果[3]。

日本因其國土面積小、資源儲存量少等問題也較早開始低碳城市的建設。2008年其國家首相提出應對氣候變暖對策，受到國際社會的廣泛關注，日本在其應對政策中制定了詳細的碳減排目標：到2050年日本的碳排放量需在目前基礎上減少60%～80%[4]。

我國低碳城市建設相對起步較晚，但通過近幾年的努力也取得了一定的建設成果，其中以上海市和保定市最為突出。2008年，國家發展改革委員會和世界基金會將上海市和保定市作為低碳城市建設試點城市。上海市以發展綠色節能建筑為重點，同時鼓勵城市居民提高低碳意識，結合提高資源利用率來構建低碳城市[5]；保定市則立足于清潔能源開發利用，依托“中國電谷”和“太陽能之城”計劃控制碳排放，以此探索低碳城市構建路徑[6]。

此外，日本橫濱、韓國首爾、倫敦巴黎、阿聯酋阿布扎比，我國的珠海、日照、無錫、杭州、貴陽、昆明、南寧等城市也積極展開低碳城市建設活動[7]。

在氣候變化已成為全球關注的焦點情況下，低碳城市的構建與規劃已然成為當今學術界的研究熱點，國內外各界學者已經取得了一定的研究成果，然而低碳城市的建設是長期而艱巨的，當前對低碳城市的研究尚存在以下不足：(1) 尚無完整規范的指導低碳城市建設的政策體制；(2) 相關法律法規建設相對落后，約束了低碳城市的建設；(3) 在降低城市碳排放技術研究上力度不足；(4) 未能做到低碳城市長期規劃與短期規劃相結合，低碳城市建設目標不明確。

低碳城市是指將低碳理念注入城市建設的全新城市發展模式，要求在保持城市健康穩定發展的前提下，降低能源消耗并且減少CO2的排放，主要表現為城市產業以低碳理念為基本思想、市民以低碳目標為生活理念、城市規劃和發展以打造低碳和生態宜居城市為藍本。

2　建設低碳城市的內容與方法

2.1影響城市碳排放的因素

(1) 宏觀因素

主要包括伴隨城市發展的人口密度增加、經濟效益升高、城市面積增大、低碳技術研發、政府低碳政策制定以及能源消耗結構變化等。據相關研究顯示：將城市碳排放量與人均GDP進行關聯研究，發現兩者之間存在N型、倒U型、線性關系；城市建設范圍的擴張所引起的城市空間結構變化能夠導致碳排放時間、分布范圍及影響面積的變化；隨著碳固定、碳封存、碳減排等低碳技術的開發研究，城市碳排放量受到直接影響；政府低碳政策能夠有效的降低城市碳排放，從而達到城市可持續發展的目的；城市能源消耗結構變化直接影響城市碳排放量的變化[8-9]。

(2) 微觀因素

影響城市碳排放的微觀因素主要包括城市生產和居民消費兩方面，其中城市生產包括交通運輸業、建筑業、工業、商業等，居民消費則涉及居民日常生活的衣、食、住、行等方面[10]。城市生產和居民消費對碳排放的影響非常直接，主要表現為對碳基能源的消耗[11]。

2.2建設低碳城市內容

低碳城市是以低碳經濟為發展模式及方向、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府公務管理層以低碳社會和生態城市為建設標本和藍圖的城市[12]。低碳城市就是在城市建設過程中需要自始至終貫穿低碳經濟的思想，低碳消費及低碳生產是保證城市達到良性、可持續發展的最重要的兩個方面[13]。在建設過程中應充分利用太陽能、地熱能、風能等可再生能源，城市居民應采用低成本、低消費的生活方式[14]，企業工廠應采取技術措施控制碳排放[15]；低碳城市需大力發展新能源、碳匯技術，低碳城市發展模式應包含低碳生產、低碳交通和低碳建筑三方面內容[16]，低碳城市建設應包含居民低碳出行、城市土地低碳利用、新能源開發利用等方面[17]。城市應根據發展狀況不同提出低碳經濟可持續發展模型[18]，構建建筑碳排放預算的計算模型，制定符合自身發展規劃的建設模式[19]。

要建設低碳城市應注意以下的兩點：(1) 低碳城市不是通過降低經濟發展速度來換取良好的環境發展模式，而是一種經濟與環境平衡的模式；(2) 低碳城市是通過加強城市管理、進行合理規劃等，以此實現城市良性發展的目標。

2.3低碳城市建設方法

低碳城市建設方法總結為城市居民生活方式低碳化、城市土地利用緊湊化、城市建筑綠色化、城市產業轉型化、能源利用高效化等五大方面[20-21]。

(1) 城市居民生活方式低碳化 首先應轉變居民日常生活消費方式，倡導節水、節電、節能的消費理念；其次，在居民日常出行上鼓勵近距離出行采用低碳出行方式；最后，樹立居民的“3R”生活理念，即減少原料、重新利用和物品回收，以此減少城市居民日常生活產生的垃圾。

(2) 城市土地利用緊湊化 提高城市土地利用率、加大土地開發強度、發展城市豎向空間等對城市實現低碳化發展具有重要意義。此外，應構筑合理的城鎮空間布局、居民生活圈布局，這也是建設低碳城市重要的途徑策略之一。

(3) 城市建筑綠色化 發展節地與室外環境綠色化、節水與水資源利用高效化、節材與材料利用適用化、室內運營管理低碳化的城市建筑，以上措施將大大降低城市碳排放。

(4) 城市產業轉型化 將城市產業體系進行升級并對其進行低碳化改造，發展低碳產業，能夠有效減少溫室氣體的排放。

(5) 能源利用高效化 轉變以往企業高投入、低產出的運行方式，提高能源利用效率，以低投入、高產出為工作目標，這將成為低碳城市的基本特征。

3　建設低碳城市的對策

3.1構建低碳城市空間結構

3.1.1城市空間結構對低碳城市構建的影響

城市空間結構如交通結構、街區密度、土地利用模式等都會從不同程度影響城市碳排放，通過對巴西首都巴西利亞和東南部城市庫里提巴的城市能源消耗情況進行對比研究，研究者發現在城市正常運轉過程中，庫里提巴因其適度的密度開發相對低密度開發的巴西利亞消耗的能量更少[22]。

3.1.2構建低碳森林城市，充分發揮森林綠地的碳匯潛力

低碳森林城市既是低碳城市，又是森林城市[23]。低碳城市強調通過調整產業結構、改變居民生活方式、倡導綠色交通等直接的方式從源頭上降低碳排放，森林城市則強調通過大力營建城市森林、改善綠地系統結構來提高城市植被固碳釋氧能力等間接途徑來減少城市碳污染[24]。隨著城市化進程加快、城市污染加劇，只有將兩者結合起來才能達到真正意義上的碳氧平衡，才能實現城市的良性可持續發展。

碳匯就是從大氣中清除二氧化碳的過程、活動或機制。碳匯能力的發揮可以減少空氣中的溫室氣體。隨著城市化過程加劇,植被對于減輕熱島效應的功效十分有限,而城市熱島的熱力分布特征與城市森林分布的關系,對減少碳排放量有重要意義。城市森林綠地具有吸碳放氧的固有能力和屬性，是重要的碳匯基地[24]。

我國各城市現有森林綠地規模尚不能滿足改善城市生態環境和建設低碳森林城市的需求，今后城市森林綠地的建設首先要大幅度提高綠地面積，提高城市森林覆蓋率；其次是優化綠地系統結構，增加城市綠地碳匯功能；再次合理經營管理城市森林綠地，建設城市低碳森林綠地。

低碳森林應在構思設計、規劃、施工和養護等方面最大程度的縮減能源消耗和污染，創建低排放、低消耗和低污染的生產運營模式：(1) 在種植設計上體現低碳理念，要充分考慮不同植物的固碳釋氧能力的高低，合理配置，以提高植物群落的碳氧平衡生態效益。主要包括常綠樹與落葉樹的搭配、幼齡樹與老齡樹的搭配、深根樹種與淺根樹種的搭配。設計實施過程中，要將低污染、低排放和低能耗作為首要原則，做到就地取材；(2) 為了體現施工與養護的低碳理念，盡量減少機械工具的使用，以此降低能源消耗和碳排放，并充分減少對綠化用地的破壞。

構建低碳森林城市低碳森林城市的建設是使城市森林綠地建設向系統化、網絡化方向發展，基本形成以道路、河道綠地為骨架，點、線、面結合，喬灌花草藤并舉，室內、室外空間相關通，城郊一體化的生態健全、結構合理，集防護、經濟、景觀、游覽于一體的復層立體結構的城市生態綠地系統體系框架和城市低碳森林綠化發展模式。這種模式的建立有利于發展生態系統的多樣性、物種與遺傳基因的傳播與交換，提高綠地系統中植物的多樣性，同時，也有利于發展城市園林景觀的多樣性，提高森林綠地的穩定性，形成一個和諧、有序、穩定的城市保護體系，促進城市的可持續發展。

3.1.3城市交通低碳規劃

(1) 降低交通工具能源消耗

通過選擇恰當的時機發展城市公交的快捷運輸系統，完善城市的公交基礎設施，并將智能公交與軌道交通的發展統融入系統建設之中，使城市一體化公交網絡的建設結構合理，層次分明。通過汽車能源方式的改進，逐步采用壓縮天然氣CNG、醇類、生物柴油等新型環保燃料取代石油的使用，同時大力發展電動汽車技術，來達到降低城市交通的污染與能源消耗的目的。

為達到城市地域內交通運輸的節能減排與可達性的提高，提倡將公共交通作為城市規劃發展的主導，鼓勵綠色的交通出行方式。保證城市中心區域、城市各功能區域相互之間均由公交線路相連，并以步行道、自行車道的建設對公共交通系統加以完善。

(2) 建設城市森林漫步道

森林漫步道作為一種新興的低碳交通出行方式，成為了市民的又一環保選擇。這種方式主要通過減少機動車數量，進而減少尾氣排放來實現低碳的效果。它不僅起到的減排與擴容等功效，同時豐富了市民的生活方式，使市民的生活質量得到提高。

(1) 城市森林漫步道主要有兩種形式，一種是獨立的林蔭步行道，僅供市民步行使用；另一種是輔助機動車道的林蔭步道與自行車道。這兩種形式都被植被所覆蓋，且均為綠色環保的非機動車道。森林漫步道主要有以下幾種形式。

(2) 小區林蔭歩道：設計在居住區內，路寬在1.5～2m左右，通常用鵝卵石或者木質材料進行鋪裝，常與園林或城市小森林相鄰，與居住區的出入口等主要道路相連，并自成體系。

(3) 公園森林歩行道：設計在公園內用于游賞的步行道，自成體系。通過與園內機動車道的聯系，進而與園外城市的道路系統相連。

(4) 城市區域森林漫行道：用于連接城市居民區與商業區的林蔭漫步道。長度在3～5km左右，可專門設計為步行專用的綠道，也可作為專用或者對機動車道進行輔助的步行道與自行車道設計，路寬在3～4m左右。它作為城市森林漫步道的主體，應在設計中專門進行規劃，與居住區、公園漫步小路共同構建出城市慢行道的主體系統。

(5) 環城森林漫行道：其與森林環城理念的構建，與森林的環城工程密切相關，可以同公路附屬的機動與非機動車道以及專門的漫行道進行組合，與城市森林漫行道構成一個系統，是城市漫行道系統的重要部分。將環城林帶與水源地森林公園、城市森林、農業生態園、濱河公園、結合園林、城郊公園相連構成環城林帶系統，并在其內部設計漫行道。

3.1.4優化城市空間、構建城市風道

一般來說，城市開放空間越狹窄，城市通風越受限，并將形成一個溫室效應的惡性循環，城市氣溫的上升，必將需要更多的能源消耗來進行調節，進而限制城市的可持續發展，對人們今后的生活帶來不利影響。因此，優化城市空間、構建城市風道以保證城市空氣暢通，有利于緩解溫室效應、降低城市氣溫。

通過城市風道的構建擴大城市生態空間，并以此聯系“生態源”與“生態斑塊”，發揮能量流的輸送功能。將城市風道的建設與景觀的建設相結合，使城市郊區的氣流能夠進入城市內部，為夏季城市通風創造條件，為冬季城市減低風速提供基礎。

城市風道建設應遵循以下原則：(1) 沿主風向的廊道建設應連續不斷，中間不可被切斷；(2) 充分利用森林漫步道和街道進行風道建設；(3) 城市上風方向應杜絕高度建筑物的建設，以利于風的導引。

總之，城市建設要實現其低碳目標需遵循以下5個指示原則：POD>BOD>TOD>XOD>COD，即在城市建設過程中應優先考慮方便居民步行環境的建設，其次倡導自行車車道的建設，再次鼓勵以公共交通方式出行，最后考慮改善城市形象如汽車交通的發展[25]。此外，低碳城市空間結構方面還應強調：(1) 城市空間建設應實現“高密度、低高度”，嚴格限制和約束土地利用；(2) 著重建設城市公園、郊野公園等，并將其構成體系；(3) 居住區、工作區、商業區合理搭配，方便居民快捷到達；(4) 結合城市發展所遵循的制度及文化、經濟、社會、歷史等現狀對低碳城市空間結構進行建設。

3.2建設城市低碳工業

在城市的能源消耗，釋放二氧化碳消耗氧氣構中，煤炭的燃燒量、氧氣的消耗量，以及二氧化碳的排碳量和排放強度所占的比重都是最高的，基于此種現狀，調整城市的能源消費結構就成為實現本市碳的排放和氧氣釋放平衡的最重要的目標。具體的實施對策有以下幾點：(1) 提升和改造能源消費結構趨于合理性，加強對能源消耗量的控制，增強能源消耗的可持續性。盡量減少煤炭在日常生產生活中的使用率，并在此基礎之上通過改進技術、改變方式等措施提高煤炭利用效率。(2) 增加一些綠色環保能源，如天然氣等，以二氧化碳排放量和氧氣消耗量低的煤炭替代能源的使用量。(3) 加大對太陽能技術開發利用的支持，加強太陽能資源在生產生活中的普及力度，利用新型能源如太陽能等，提升可再生能源在能源結構中的比重。(4) 加強一些新型可再生資源的開發利用技術，如地熱能源、風力發電等，調整能源消費方式優化能源結構，使能源消費結構向多元化合理有序化方向發展。

3.3倡導城市居民進行低碳生活

提高城市居民對低碳生活性的認識，大力開展“低碳生活”教育和宣傳活動。建立良好的公眾參與機制，制定相關鼓勵制度以提高公眾生態意識。倡導合理的城市居民低碳、綠色生活方式，制定低碳生活行為守則。

3.4建立低碳城市評價體系

(1) 從可持續發展支柱角度構建低碳城市評價指標體系，將城市作為獨立的參考對象，從環境、經濟、社會三大支撐城市可持續發展因素的角度出發，將可持續發展理論作為前提，對低碳城市發展階段進行評價，構建低碳城市評價指標[26]。

(2) 從城市碳排放構成角度對低碳城市評價指標進行構建，通過城市能源消耗研究城市碳排放影響因素為基礎，并對其進行分門別類的統計，以此來評價城市低碳建設所處階段[27]。

(3) 中國社會科學院低碳經濟綜合評價指標體系，此方法以城市消費、生產、能源和戰略為考核因素，以此制定低碳城市評價指標。此方法目前因其指標易獲取、操作簡單方便、實用性強等特點而受到廣泛認可[28]。

3.5制定城市低碳相關制度和規范

(1) 建立健全低碳消費的激勵機制、倡導低碳消費

消費者的需求，是市場經濟下企業的一切生產活動的導向。所以為促使消費者的低碳消費傾向，政府應制定相關的優惠政策，建立對于低碳消費的鼓勵機制。比如通過對低碳商品的消費的相關補貼，降低購買程序中的相關稅收，使購買者感受到實惠并產生購買偏好，進而促使企業的生產轉向低碳化。與此同時，通過正反方面的教育宣傳，如宣傳低碳商品對社會帶來的好處，舉辦斷電、斷水等親身體驗活動，引導市民逐漸建立起科學的低碳消費觀，主動購買低碳商品。

(2) 低碳城市市場環境管制

低碳城市市場環境管制以環境經濟地理學為基礎[29]，從低碳經濟的角度研究緩解城市環境惡化的對策，以此制定低碳城市建設戰略，如產業結構調整、新能源開發與利用、碳交易合理化、規范碳交易市場等。

具體來說，低碳市場創新性地將自然環境與城市經濟相結合，將經濟、技術、政策等注入到碳減排、碳固定、碳交易等方面，實現成本與效益的有機結合。在經濟方面，研究者發現隨著經驗的累計，產品的單位成本在降低，這也就促進了城市碳排放量的降低[30]；在技術方面，技術的進步促進了經濟的發展，也推動了低碳城市的建設[31]；在政策方面，政府、企業的管理層起著至關重要的作用，在制定促進低碳經濟發展的策略同時，更應考慮城市碳交易市場的合理性，規范碳交易市場，以此推動低碳經濟健康穩定發展[32]。合理的進行低碳城市市場的環境管制，能夠有效地減少溫室氣體的排放，為低碳城市建設提供了新的思路。

(3) 完善相關立法工作，發展低碳經濟，建設低碳城市。

完善促進可再生能源發展與低碳發展的法律體系。制定地方低碳森林城市建設標準,明確能源效率標準和標識制度,采取配套的財稅激勵制度,促進可再生能源的發展。城市政府需通過科技、產業、財稅等多方面政策的鼓勵，通過健全法律對市場經濟的保障，通過綜合運用價格、信貸等經濟舉措調節城市市場經濟模式，以促進本市低碳森林城市的建設，促使企業向低碳之路前行。

4　結語與展望

城市“碳排放量”計量的是一個城市經濟、社會、環境體系在一段時間溫室氣體的總排放量，目前國內外碳排放研究的主要對象時宏觀層面的國家地區以及微觀層面的企業，因此發揮城市森林植被的吸碳減排功能，建設低碳森林城市，構建科學、合理、穩定的城市森林綠地生態網絡體系不僅是維護城市物種安全、環境安全、生態安全的必要條件，也是低碳城市建設的主要景觀格局模式，是增加碳匯又是減少碳排放的重要途徑和手段。隨著全球氣候的變化及城市環境的不斷惡化，低碳城市發展模式和建設，是應對全球氣候變化和實現城市可持續發展的戰略選擇和必由之路。

文章提出了建設低碳城市的方法和對策，以期能夠達到有效地緩解、改善目前城市現存的環境的巨大壓力，從而維系城市生態系統的良性循環和平衡。

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(學科責編：吳芹)

Methods and countermeasures of low carbon city construction

Li Donghe, Liu Su*

(School of Architecture and Urban Planning, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China)

Climatechangeprofoundlyaffectshumansurvivalanddevelopmentandhasbecomeoneofthemostseriouschallengesinsustainabledevelopment.Developmentmodeandconstructionoflowcarboncityisoneoftheimportantmeanstotackleclimatechange,andalleviateglobalenvironmentaldegradation,theshortageofresourcesandenergy,andhasbecomeaglobalconsensusofthedevelopmentoftheurbantransformationandtheeratheme.Thispaperanalyzesthedevelopmentandcurrentsituationofthelowcarboncity,expoundsthecontentsoftheconstructionoflow-carboncity,summarizesfivekindsofmethodoflowcarboncityconstructionoftheurbanlifestylelowcarbonization,compacturbanlanduse,urbangreeningbuilding,cityindustrytransformation,andtheenergyutilizationefficiency,putsforwardfivelowcarboncitycountermeasuresoftheconstructionoflowcarboncityspacestructure,theconstructionofurbanlowcarbonindustry,promotingurbanresidentsforlow-carbonliving,establishingevaluationsystemoflowcarboncity,makingsystemandnormsrelatedtothelowcarboncity.

lowcarboncity;carbonandoxygenbalance;urbanconstruction;contentandmethods;countermeasures

2015-01-01

李東和(1991-)，男(滿族)，在讀碩士，主要從事建筑設計綠色建筑，低碳城市等方面的研究.E-mail:874704882@qq.com

*：劉甦(1961-)，男，教授，學士，主要從事建筑設計、綠色建筑、低碳城市等方面的研究。

1673-7644(2016)01-0058-07

S731.2

A