德國生態住區建設研究——以漢諾威康斯伯格為例

葛潤青

(南京工業大學 建筑學院，江蘇 南京 226001)

?

德國生態住區建設研究
——以漢諾威康斯伯格為例

葛潤青

(南京工業大學 建筑學院，江蘇 南京 226001)

對德國生態住區的典范——漢諾威康斯伯格進行了系統的闡述與分析，重點研究了該住區的生態理念、技術及組織實施方法，并簡要介紹了項目評估反饋情況，結合其他經典案例的概要對德國生態住區建設經驗進行了總結。

德國生態住區；康斯伯格住區；生態理念與技術；組織實施

1 康斯伯格項目背景及概況

康斯伯格住區位于德國漢諾威市(下薩克森州首府)東南部，康斯伯格山脈下，是該市最大的居住開發區，緊鄰2000年漢諾威世博會展區(圖1)。自20世紀50年代開始，州市政府就此區域討論了各種規劃方案，直到2000年世博會在漢諾威市召開，最終促成了康斯伯格規劃的實施和完成。康斯伯格住區占地160 hm2，正式規劃始于1990年，到2002年一期建設基本完成，約3000戶住宅建成，可容納居民6500人。

圖1 康斯伯格在漢諾威的位置

2000年漢諾威世博會遵從《二十一世紀議程》(Agenda21)的核心精神，提出了“人-自然-技術”的主題。在這一理念下，康斯伯格規劃參與了世博會“城市與區域展覽”，分別展示了“康斯伯格生態最佳化”，“城市作為公園”和“城市作為社會化的生存空間”三大理念。下文將重點研究 “康斯伯格生態最佳化”。

2 康斯伯格生態最佳化

作為世博會參展項目之一，“康斯伯格生態最佳化”展示了德國住區建設先進的生態理念和技術，由能源效率最佳化，水概念，廢物管理概念，土方管理概念4個部分組成。

2.1 能源效率最佳化

能源效率最佳化的核心在于盡可能降低住區的能耗，從而減少CO2的排放。康斯伯格碳減排總目標為：在不影響住宿舒適性的情況下，相比傳統的建筑標準，通過低能耗住宅、節電方案及區域供暖的措施，減少45%的建筑供暖、熱水、電力能耗，由此減少60%的CO2排放，通過可再生能源利用及其他創新技術措施減少另外20%的CO2排放，一共減少80%的CO2排放。為了達到碳減排目標，康斯伯格采用了低能耗住宅、節電方案、區域供暖、可再生能源利用等技術措施。

2.1.1 低能耗住宅

住宅區中所有的建筑必須符合低能耗住宅標準，即建筑供暖能耗為每年50～55 kW·h/m2。康斯伯格為此設計了一套專門的計算方法，建筑師在建筑設計階段須填寫相應的計算表格，只有當最大供暖能耗數值符合標準，建筑項目才可被批準施工。

2.1.2 節電方案

為了進一步節約能源，漢諾威市政府啟動節電方案，為低能耗家用電器的普及提供資金補助，同時鼓勵居民提高節電意識，積極使用低能耗電器。節電方案包括三項具體內容：①免費為每個家庭提供5個節能電燈泡和兩個節水水龍頭。提供30種不同型號的燈泡供居民選擇。②為購買節電家用電器提供補助——購買特別的節能洗衣機、洗碗機、冰箱和冰柜可獲得每臺50歐元的補助。③通過面訪或電話方式建議居民養成節電習慣。

2.1.3 區域供暖

漢諾威市市政府章程要求康斯伯格住區內所有的建筑必須實現區域化供暖。暖氣、熱水所需的能量從以天然氣設備為驅動的熱電聯發電廠傳輸到獨立的住宅。區域內的兩個熱電聯發電廠分別由兩個當地組織出資建設，位于南部的發電廠負責2700棟住宅的熱能及電能，位于北部的發電廠為600棟住宅及一所中學提供熱能及電能。另外，市政府還通過了一項關于區域供暖的法規細則，規范了供熱、熱水及制冷的供應網絡。

2.1.4 可再生能源利用及其他創新技術

除上述主要措施之外，康斯伯格還依靠可再生能源及其他創新技術實現能效最佳化目標。可再生能源主要包括風能和太陽能：區域內建設3個風力發電機組，覆蓋了3000戶家庭及康斯伯格農場的用電；另一項以能源為建設重點的工程“太陽能城市計劃”(Solar city program)在地下6m 建造了一個2750 m3的太陽能儲罐，約100 棟住宅40%的供熱來自其儲存的太陽能，其余的則來自區域性的供熱管網。其他創新技術主要包括被動房、光伏發電裝置：3個私人開發商為了參展世博會，在康斯伯格項目中投資建設了90棟被動房住宅；在康斯伯格社區中心和當地小學房頂上安裝有光伏裝置，能利用太陽能發電，產生的電能直接傳輸到公共電網。

2.2 水概念

水是人類賴以生存的基礎，因此降低水的消耗一直是城市可持續發展的核心課題之一。基于此，康斯伯格的水概念主要包括3個方面：近自然雨水管理體系，飲用水節水，提高公眾對用水問題的認識。

2.2.1 近自然雨水管理體系

一項針對康斯伯格地區的水文調研結果顯示，如若采取傳統的暴雨排水方式，將會造成當地的地下水位下降，以及地區內唯一河流的水量紊亂。因此，項目采用了一種近自然的雨水排水方式來減少建設行為對當地生態水環境的影響，其目的是盡量使建設之后的地表徑流接近未開發時的自然狀態。

康斯伯格近自然雨水管理體系主要包括：①位于整個場地西北部最低洼處的18～35 m的雨水滯留區域，作為住區的大型公園綠地，下暴雨時可起到滯洪作用。②位于住區西北部世博區的河道及雨水收集池。③兩條12～30 m寬的東西向綠地坡道，雨水可順應地勢在綠道中緩慢流淌至最低洼處的滯洪公園。④社區公園及社區中心的雨水滯留景觀。⑤位于康斯伯格山腳，道路邊沿約16～25 m的雨水景觀帶，同樣作為雨水滯留區域。⑥沿整個住區道路網分布的“洼地-溝渠”雨水滲濾系統(Mulden-Rigolen-System)。

其中“洼地-溝渠”雨水滲濾系統是核心技術措施，當住區內的各類雨水滯留區無法承載雨量時，便起到至關重要的作用。它由地上和地下兩個部分組成，地上部分為表面覆蓋綠化，帶有砂石過濾層的排水淺溝和洼地，沿道路設置，地下部分即位于洼地下方的儲水裝置，儲水裝置連接著地下排水管道。雨水首先進入地表溝渠，經過濾凈化下滲，暴雨時則溢流進儲水裝置，儲水裝置水位上升到一定高度時再進入排水管道。

2.2.2 飲用水節水

德國平均每人每天的飲用水用量為128L。作為供水方，漢諾威市水務局計劃將這一數值降至100L。因此，康斯伯格采取了全面的飲用水節水措施：對整個供水網的供水量進行預計算。每棟住宅安裝節水型水龍頭、流量限制器和流通監察裝置，采用小管徑的引用水專用輸水管道。所有居民可從水表監督其飲用水消費量。漢諾威市政府和康斯伯格環境聯絡局Kronsberg Environmental Liaison Agency, KUKA)還為每個家庭提供兩個免費的節水龍頭。

2.2.3 提高公眾對用水問題的認識

漢諾威市水處理中心(City of Hannover Water Treatment Services)和KUKA共同承擔了水概念的展示、宣傳及教育工作。為提高公眾對用水問題的認識，水被作為一種設計元素，結合近自然的雨水管理概念，充分展現在康斯伯格的城市設計當中，例如私人庭院中的雨水滯留與滲濾設計，山腳的滯洪公園設計，社區公園中的水景等(圖2)。新建的康斯伯格小學設計也很好地展現了康斯伯格的水概念：開放的雨水明溝，大面積的蓄水和滲濾區，雨水收集池，收集的雨水用來沖洗廁所或澆灌學校的花園。這些可見的“水元素”在無形中為學生及家長進行了用水問題的教育普及。

圖2 康斯伯格水概念

2.3 廢物管理概念

康斯伯格住區廢物管理概念不同于傳統的垃圾處理，以預防性規劃管理為主，其目標是在項目規劃和實施過程中，建立廢物長期避免和再利用機制。廢物管理概念包含了建筑垃圾和生活垃圾兩方面。住區建設過程中僅允許使用環保型的建筑材料，并對產生的建筑垃圾進行分類處理。康斯伯格還專門展開了“低廢物建筑試點”(Low Waste Building Sites)的工作。另一方面，住區內設置分類垃圾筒及垃圾收集站，同時鼓勵居民自行處理生物垃圾，把垃圾轉化成肥料，并向居民提供相應的技術咨詢和幫助，鼓勵二手交易市場的建立。相關的住區基礎設施包括：公寓區的分類垃圾筒和可回收垃圾收集站，私人或集體的生物垃圾處理場地，二手用品市場或廢物回收商店。

2.4 土方管理概念

到2000年，康斯伯格的建設活動共挖掘出約700000 m3的土方，若將這些土方當作垃圾運輸至垃圾填埋場，會造成約100000車次的運輸量，從而產生大量的灰塵噪音，滋擾居民破壞環境。另外，當地的土質調研結果顯示，由于當地土壤的特殊性，這些土方不能輕易用于其他地區。因此，康斯伯格提出生態土方管理概念，其目的是對這些挖掘出來的土方進行即時的就地再利用，用于附近的近自然景觀建設。從1996年開始，康斯伯格項目制定了一些列生態景觀措施來輔助土方管理，住區的兩處景觀小山以及世博會場的人造地景均很好地利用了建設挖掘出來的土。

3 康斯伯格項目組織實施

3.1 相關機構

康斯伯格設計方案由約30個房產公司以及40多名建筑、景觀設計師共同策劃，多個專業部門在設計和施工階段嚴格監控。除了漢諾威市政府作為核心領導方，相關的管理及參與機構還包括漢諾威市水處理中心(City of Hannover Water Treatment Services)，漢諾威市環境規劃小組(City of Hannover Environmental Planning Group)，漢諾威市環保部門(City of Hannover Environmental Protection Division)成立的生態規劃小組(Ecological Planning Group)。市政府統領全局并著重推進能源方面的實施，市水處理中心主要負責水管理工作，市環境小組主要負責廢物管理工作，生態規劃小組主要負責土方管理工作。為有效推進這種合作式進程，康斯伯格顧問委員會(The Kronsberg Advisory Council)及康斯伯格環境聯絡局(Kronsberg Environmental Liaison Agency, KUKA)得以成立。顧問委員會主要負責向漢諾威市委員會提供關于城市設計方面的建議，引導總體城市設計的實施。KUKA主要負責協調各相關方與政府部門的合作，涉及信息與公共關系，環境教育與咨詢，展示，導游，公眾參與，項目開發等工作。

3.2 實施手段

3.2.1 低能耗住宅質量保障監測系統

為了確保低能耗住宅的實施，市政府建立了涉及整個項目的低能耗住宅質量保障監測系統，并設立專門的資金來支持整個系統。其具體內容被寫入土地出讓合同，包括：確保低能耗住宅標準的實現，通過熱橋效應最小化及氣密性措施來減少熱量損失及構造損壞，舒適的居住環境，規劃與施工的銜接，為業主與用戶提供質量保證。

監測工作受漢諾威市政府的統一領導，由7個工程處獨立完成，在整個施工過程中分為5個階段：①檢查強制的能耗指標；②檢查細部設計；③檢查現場和相關文檔；④測量氣密性限值；⑤予以認證。

同時，質量保障監測項目為規劃師、建筑師、開發商及未來住戶提供技能與資質培訓咨詢服務，確保他們掌握基本的低能耗住宅知識。

3.2.2 “洼地-溝渠”雨水滲濾系統實施

雨水管理概念實施的首要任務就是確保施工圖紙與其理念相一致，因此康斯伯格項目出臺了一本專門的手冊供工程公司參考，其中包括“洼地-溝渠”系統的基本施工原則，并提供各個施工和質量檢測環節的詳細的指導。

“洼地-溝渠”雨水滲濾系統的實施涉及公共空間及道路與私有建筑地塊兩部分。公共空間及道路的施工在漢諾威市水處理中心和市高速路部門(City Highways Division)的領導和監察下完成。私有建筑地塊被分成若干街區并出售給開發商，開發商在施工前必須向漢諾威市水處理中心申報符合雨水管理要求的施工方案。

3.2.3 建筑垃圾管理實施

建筑垃圾管理的關鍵在于對開發商行為的控制，在施工之前，開發商必須與市政府就建筑材料使用及建筑垃圾的處理問題簽署一系列協議，同時，漢諾威市環境規劃小組與KUKA在施工過程中也為開發商提供咨詢和幫助服務。

3.2.4 土方資源數據處理系統

土方資源空間管理的實施主要依靠一套全面的數據處理系統。所有關于土方條件、位置以及建設措施、再利用可行性等的信息被收集進一個數據庫，通過將數據庫與地理信息系統關聯，便可以自動規劃、計算出土方再利用與再分配的方法。數據庫可以精確到每個建設街區所挖掘出的土方信息。這一系統有利于對挖掘出的土方進行高效地再分配。

3.3 管理工具

為了管理施工行為，康斯伯格制定了各類標準、規范、導則等，主要包括：為所有住房、商用建筑以及綠化、公共用地制定的專門的康斯伯格標準，低能耗住宅建筑保溫標準，區域供暖細則，質量保障體系資助導則，雨水排水量限制指標，雨水管理的施工手冊。相關要求被寫入規劃說明書，規劃許可條款，城市發展合同，土地出讓合同及建設施工合同中，要求強制執行。漢諾威市政府為私人開發商制定的生態準則亦被納入土地出讓合同中，其中涵蓋了能源、建筑垃圾、土壤、水和自然資源保護五個方面。

4 評估反饋

在能源效率方面，1999～2001年，德國海德堡環境能源研究所(Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg, IFEU)對康斯伯格住區的碳排放量進行了實時的跟蹤反饋，結果顯示減少80%的CO2排放量的目標基本得以實現。IFEU主要針對能效最佳化的4項措施進行評估，具體的評估內容及結果見表1。

水管理方面，康斯伯格的自然水位得到保持，雨水流失量僅19 mm/年，接近1994年未開發時自然狀態下的情況14mm/年。

廢物管理方面，預計目標是減少50%的家庭垃圾，建筑垃圾回收利用率達80%，實際成效減少30%的家庭垃圾，建筑垃圾回收利用率達標。

土方管理方面，重新利用700000 m3的土方，避免了大約100000車次到填埋場的運輸量，相當于減少了大約1200 t的CO2排放量。

5 德國生態住區建設經驗總結

康斯伯格生態住區是德國開展較早并取得良好效果的模范住區。與康斯伯格同時期的慕尼黑RIEM會展新城，以及2000年之后開始規劃建設的漢堡港口新城和漢堡IBA國際建筑展也是德國生態住區建設領域中較為成功的案例。

表1 康斯伯格住區能源效率評估

4個項目的基本框架是類似的，除了“康斯伯格生態最佳化”所聚焦的能源、水、土地與廢物4個方面，還包括了建筑、交通、布局、景觀等。這里需要補充說明的是，康斯伯格住區作為一個完整的規劃項目幾乎涉及了所有方面，交通、布局及景觀方案均屬于項目宏觀層面的規劃工作，此外，除“生態最佳化”外的另兩個世博參展項目(“城市作為公園”及“城市作為社會化空間”)也在一定程度上反映了生態景觀規劃的思想，本文中僅重點研究了康斯伯格的核心生態技術。

4個項目生態技術的重點基本都放在了能源、建筑、水管理方面。能源方面，4個項目的目標均是通過改變能量來源，建設低能耗建筑等來減少建筑的碳排放。能量的獲取上都使用了可再生能源如太陽能光伏發電、沼氣、地熱能等，減少對化石燃料的消耗，并都使用了熱電聯產設備，合理分配能源的使用。建筑方面，有3個項目均具備各自的標準及認證體系：漢堡港口新城采用新城環保建筑標識認證體系，并以國際上標準及研究進行設計；漢堡IBA國際建筑展采用IBA卓越標準進行認證；康斯伯格采用低能耗住宅標準，并建立質量保障監測系統予以監測及認證。此外，漢堡港口城還運用了獎勵機制鼓勵環保建筑建設。水管理方面，康斯伯格與慕尼黑RIEM具備相似的水管理系統，將重點放在了雨水與節水兩方面，均采用了雨水收集與下滲技術和飲用水節水措施。

4個項目都設立了多個獨立于市政府的第三方組織實施機構，這些機構往往各自有分工側重，并設有協調機構，組織公眾參與。對生態理念與技術的落實主要以嚴格管理施工行為來進行，實施管理的手段與工具包括完善的項目監察流程，施工方案報批程序，制定相關的標準、規范、導則，并使其具有法律效力，開展評估認證工作，借助大數據平臺等。

目前，低碳生態的規劃理念在中國仍處于發展階段，近年來涌現了大大小小的生態城區和住區。這些項目往往熱衷于概念性的規劃、生態指標體系的建立，卻缺乏核心的理念與技術支撐，缺乏有效的實施與管理，或者僅采用昂貴的建筑節能產品，卻忽視了其他生態因素，缺乏整體性考量。生態住區規劃設計在德國早已不是前沿課題，德國在這一領域頗有建樹，在具體案例的基礎上發展出許多務實的理念與技術，并進一步貫徹實施，定期評估反饋。國內的規劃師和建筑師應以務實的心態對這些前瞻經驗進行辨證性的學習與“本土化”的應用嘗試，彌補國內在這一領域的缺陷。

[1]Herbert Schmalsting, Uta Boockhoff-Gries,Hans Monninghoff. Hannover Kronsberg Handbook-Planning and Realisation [M]. Hannover：Landeshauptstadt Hannover, 2004.

[2]Hannover Kronsberg: model of a sustainable new urban community[M]. Kronsberg Environmental Liaison Agency GmbH (KUKA) and the City of Hannover, revised version, 1998.

[3]孫 靜. 德國漢諾威康斯柏格城區一期工程雨洪利用與生態設計[J]. 城市環境設計, 2007(3):93～96.

[4]Hannover Kronsberg CO2Audit 1999 - 2001[M]. ifeu-Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH.

[5]楊 濤, 邱燦紅, 單 韌. 漢諾威康斯伯格生態住宅小區——歐洲生態化居住模范區[J]. 中外建筑, 2009(9):59～63.

Research of Ecological Settlement Construction in Germany— The Case Study of Kronsberg, Hannover

Ge Runqing

(CollegeofArchitecture,NanjingUniversityofIndustry,Nanjing,Jiangsu226001,China)

This article comprehensively described and analyzed the model project of ecological settlement inKronsberg district of Hannover, Germany.We focused on its ecological concepts,ecological technologies and implementation, additionally including the evaluation results. Finally, the article concluded the experience of ecological settlement construction in Germany by generalizing other typical cases as well as Kronsberg.

German ecological settlement; Krongsberg District;ecological concepts and technologies;implementation

2016-08-02

葛潤青(1991—)，女，南京工業大學城鄉規劃碩士研究生。

TU984.12

A

1674-9944(2016)18-0143-04