生態(tài)新區(qū)低碳交通設計策略研究★

申倩 江虹

(北京建筑大學，北京 100044)

0 引言

化石能源燃燒排放的大量的CO2等溫室氣體，造成了全球氣候暖化和生態(tài)系統(tǒng)的嚴重破壞。全球許多國家都在積極探索城市低碳減排對策和措施，建立各具有示范意義的生態(tài)新區(qū)，是未來探求城市建設發(fā)展的重要手段。根據(jù)世界能源組織 2009 年報告顯示，交通部門產(chǎn)生的CO2占全球碳排放的 23%，因此如何從城市設計策略上降低交通碳排放的產(chǎn)生就顯得極為重要。

1 城市設計要素與交通碳排放

1.1 城市設計要素

國內(nèi)外大量研究表明，城市設計要素與碳排放有著十分密切的聯(lián)系[1]。土地開發(fā)度越高，地塊內(nèi)產(chǎn)生的碳排放就相對較高[2]；土地利用混合度通過影響公共設施可達性影響居民的非通勤出行行為，又通過影響居住和職業(yè)平衡影響居民通勤出行行為[3]；街區(qū)尺度和路網(wǎng)密度直接影響居民出行方式的選擇，高密度的小街區(qū)更有利于居民非機動車出行[4]。

1.2 交通碳排放影響因子

城市交通碳排放一般采用自上而下和自下而上兩種方法，城市交通部門碳排放量一般通過以下公式進行計算：

E=∑Ek=∑SkFk。

式中：E——機動車碳排放量;

k——不同機動車類型數(shù)量;

S——機動車行駛里程;

F——平均里程的碳排放強度[5]。

由此公式，我們總結得出，城市家庭交通碳排放，由出行目的和出行方式?jīng)Q定。在未建成的生態(tài)新區(qū)中，通過控制路網(wǎng)密度，建立完備的公交系統(tǒng)，提高公共設施的可達性，引導居民對慢行出行方式的選擇，均可從一定程度上降低區(qū)域內(nèi)交通碳排放量。

2 建立理想單元基本型

經(jīng)過對國內(nèi)外大量的生態(tài)新區(qū)和老城區(qū)的街區(qū)尺度研究比較，將街區(qū)大小基本歸納為三種尺度，為方便檢驗和計算，建立三種基本理想單元模式，分別為300 m×300 m的大街區(qū)，150 m×150 m的小街區(qū)密路網(wǎng)，大街區(qū)+綠道形式(見圖1～圖3)。

3 模擬計算

3.1 路網(wǎng)可達性

利用ArcGIS軟件,并將最小出行時間的阻力模擬,計算了平均最短出行時間之間的十字路口。為清晰區(qū)分平均出行時間，本研究采用75 m/min(人的步行速度)作為出行速度，得到步行可達性的可視化模型。為了便于統(tǒng)計，在仿真中，我們在行駛時間10 min內(nèi)對節(jié)點進行了測量和計算，并將其他節(jié)點作為無效節(jié)點。將有效節(jié)點占用總節(jié)點的比例定義為有效值K，K值越大，路網(wǎng)可達性越好[6](見圖4～圖7)。

通過上述模擬結果可得:

步行可達性：小街區(qū)密度網(wǎng)(K=85%) >大街區(qū)(K=75%);

機動車可達性：小街區(qū)密度網(wǎng)(K=82%)> 大街區(qū)(K=71%)。

3.2 交通碳排放計算

3.2.1計算方法

從交通四階段模型出發(fā)得出單位時間內(nèi)城市道路的流量分配，然后采用宏觀排放因子模型計算每個路段的全天交通碳排放，把路段交通碳排放匯總與利用自上而下的計算模型結果進行比對調(diào)整，最終得到區(qū)域道路交通的碳分布及統(tǒng)計量。

計算公式：

式中：ECo2.day——碳排放量，kgCO2/d;

j——路段編號；

i——機動車出行方式；

Qj——每條路段總車流量，人/d；

Pij——每種出行方式的出行比例；

Lj——路段長度，km；

EFi——出行方式碳排放因子，kgCO2/(km·人·次)。

3.2.2模擬結果

在發(fā)生量吸引量相同的情況下，計算兩種路網(wǎng)形式產(chǎn)生的碳排放量并進行比較。再假設大街區(qū)+綠道的路網(wǎng)形式，在滿足低碳出行指標的前提下，機動車發(fā)生量減少到30%時，產(chǎn)生的居民出行碳排放，并與前兩種形式進行比較，得出交通減碳占比，以此對理想單元的低碳性進行評估。

通過對三種基本鄰里單元模式進行交通量預測與碳排放計算，最終得到交通產(chǎn)生的碳排放量占比結果：小街區(qū)密路網(wǎng)比大街區(qū)約減少28.9%，大街區(qū)+綠道比大街區(qū)約減少87.3%。

大街區(qū)+綠道在步行環(huán)境適宜性和步行便利程度上均能對居民選擇慢行出行產(chǎn)生較好的引導性，從計算結果看，大街區(qū)+綠道的路網(wǎng)模式具有明顯的低碳性。因此在鼓勵居民綠色出行，降低交通碳排放的角度上綜合考慮，大街區(qū)+綠道模式是最理想的單元模式。

4 結語

通過以上對理想單元模式的模擬驗證，以及國內(nèi)外生態(tài)新城現(xiàn)存狀況的總結歸納，對未建成的生態(tài)新區(qū)設計提出如下策略：

1)構建適宜的街區(qū)尺度。經(jīng)計算得出，小街區(qū)密路網(wǎng)的形式無論在提升步行環(huán)境還是在增加路網(wǎng)步行和機動車可達性上均有良好的效應。2)構建“安全、宜人、方便”的城市慢行交通體系。保證合理的行人過街設施的間隔距離；設置連續(xù)的慢行步道、自行車專用道，人行道路面的鋪裝材料應盡量選取透水性能好的材料。3)構建慢街+綠道+廣場的城市步行系統(tǒng)。慢街，廣場，綠道分別銜接城市不同空間級別，三者之間相互融合銜接，構成完善的慢行步道體系。