循環經濟理念下的產業園4.0規劃設計
——以廣州中創產業園為例

李 巖,陳士文,鄭則柬

(安徽理工大學 土木建筑工程學院,安徽 淮南 232000)

發展循環經濟是經濟社會綠色低碳發展的內在要求,也是我國生態文明建設的必要之舉[1]。工業作為實體經濟的主體,是推動經濟高質量發展的主戰場。產業是工業體系的重要組成部分,產業園區則是推動我國經濟高質量發展的重要載體[2]。隨著產業園區逐漸轉型升級,它不再是提供單一服務的傳統模式,而是向社區信息資源共享與互動的新型產業園區模式轉變。在園區內部、企業之間以及商業配套等方面能夠相互輻射、構建及啟發,形成一種互助合作、生態融合的多元化循環模式。通過對廣州中創產業園的規劃設計,從功能結構、物質循環、生態循環和智慧園區規劃等多個方面,探討循環經濟理念下的產業園4.0發展路徑,為產業園的合理規劃提供借鑒和依據。

1 廣州中創產業園

廣州中創產業園構思源自循環經濟理念。該園區運用物流和能量傳遞等手段,緊密連接各個企業,建立了一個資源共享和副產品互換的產業共生體系。在這個產業系統中建立了一種循環路徑,其中包括生產者、消費者和分解者,旨在實現物質閉環循環、能量多級利用和廢物最小化的目標。此外,通過引入循環經濟理念,改變企業過度依賴土地、能源和水資源等情況,將最大限度地實現資源和能源的節約和高效利用,推動社會經濟的可持續發展[3]。

1.1 選址現狀

該項目用地位于產業園核心區,北臨橫五路、南臨支路八、西臨縱三路、東臨創業大道,地理位置優越,交通便利。該地主要道路、水、電、氣和通信等基礎設施正在施工,能滿足項目的建設與使用需求。周圍環境優美,水資源豐富,分布有大量產業園區,為園區物質循環提供了有利條件。此外,學校和村莊等能夠滿足員工居住生活的需求(見圖1)。

圖1 選址現狀(作者自繪)

1.2 區位布局

項目位于廣州市從化區旗桿鎮,毗鄰創業大道、規劃橫七路和規劃縱三路區域,與聯合利華公司相鄰。周圍四面環路,距離東風地鐵站約8.0 km。項目用地東部較高,南部較低。一期用地面積為6.53 ha,二期用地面積為10.73 ha,合計17.26 ha。該項目規劃引入循環經濟理念,結合周圍環境,形成空間串聯和環境友好的現代產業園4.0,打造一個可持續發展的產業園區(見圖2)。

圖2 區位分析及總平面圖(作者和項目組繪制)

2 規劃目標與思路

2.1 規劃目標

立足廣州從化的交通優勢、產業規劃、綠色生態與營商環境,利用科技、資本和行業的引領力量,從化區運用招商投資的方式,推動現有產業優化和新興產業培育,實現產業轉型升級。規劃采用先進的清潔生產技術,有效控制污染物的排放,以符合國家標準。推動園區內水資源和能源的梯級使用,實現就近利用,并進行廢水、廢氣和廢渣的綜合處理,從而落實循環經濟理念,打造一個風險低、污染低、附加值高的新型園區[4]。

2.2 具體思路

在廣州中創產業園實現4.0循環經濟發展的過程中,專注于研究、開發和利用與建筑產業相關的低物質消耗技術。這些技術涵蓋綠色規劃、資源和能源高效利用、廢物回收與再利用、污染治理、污染物監測以及清潔生產與施工等領域,旨在構建產業園規劃循環經濟的技術支撐體系。通過這一體系建立廣州中創產業園企業內部之間、周邊企業、城市施工單位和建筑垃圾收集與資源化公司等的密切關系。利用建筑市場機制的激勵和約束功能,引導參與建筑經濟活動的各相關方追求自身利益最大化的動機,做出符合循環經濟為導向的理性決策,進而相應地調整其生產經營活動。基于現代建筑行業的特征和發展趨勢,運用BIM、GIS和OT全數字化管理,實現園區的高效運行,并激勵建筑企業采用資源節約和合理利用的措施,積極推動資源再利用。同時,鼓勵企業設計建造與自然環境和人文環境相融合的建筑產品,以創造宜居舒適的人居環境。

3 廣州中創產業園系統性規劃設計

3.1 功能結構布局

循環經濟模式以產品的綠色設計為主線,融入“減量化、再利用、再循環”理念,使物質資源在開發和利用的整個周期中充分體現減量化、再利用以及再循環的思想,從而實現對生態環境資源的再利用和循環利用。

廣州中創產業園主要生產經營智能制造裝備,由四大板塊組成,分別是汽車制造業、智能家居制造業、醫療康復制造業和智能裝備零件產業。在規劃產業布局時,以三個層面的循環為基礎,根據產業園的物質能源和生態循環系統的需求合理配置用地空間。

該園區形成了“一核三片五組團”的空間格局。其中,“一核”是物流裝配中心,“三片”是分布于裝配物流中心上方和兩側的產業集聚片區,“五組團”則由研發辦公區和商業配套區組成(見圖3、圖4)。

圖3 功能結構布局(作者和項目組繪制)

圖4 產業園效果圖(作者和項目組繪制)

3.2 物質循環系統規劃設計

物質循環可通過三個層次實現:一是在企業內部,通過實施綠色生產,使生產物質和能量達到梯次利用;二是在園區內企業之間形成循環共生網絡,通過物質、能量和信息交換,實現物質和能量的充分利用;三是建立園區外的循環系統,通過園區對物質需求和市場供應信息的整合,映射物質循環空間。

(1)企業內部循環。

企業生產使用清潔材料,并進行清潔能源審核,從源頭上解決環境污染問題。以3R(減量化、再利用、再循環)為操作原則。首先對園區企業內流失的物料進行回收并將其作為原始材料投入原工序中。其次生產過程中產生的廢棄物經適當處理后,視情況作為原材料或其替代品重新投入原工序中。最后對于生產過程中產生的廢棄物,通過處理用作其他生產過程所需的原材料。

(2)園區內企業之間的循環。

以產業集聚為核心,將產業鏈上下游企業作為功能實體,實現產業循環和自我成長的內生動力。該規劃包含汽車制造業、智能家居制造業、醫療康復制造業和智能裝備零件產業等功能區域,注重強化產業鏈布局的完備性、可持續性和多元互動性。通過設計布局高效的產業鏈條,實現產業間的循環流轉和高效協同,從而提高全產業鏈的運營效率和經濟效益。致力于在生態、環保和經濟發展之間實現平衡,打造適應環境變化和技術發展趨勢的現代化園區。

(3)園區外的循環。

園外循環是“虛擬型”循環發展模式[5]。園區外循環和園區內企業之間循環相對,園區內企業之間循環是將產業鏈形成實體循環,園區外循環是和園內產業互補建立耦合關系,有利于拓寬從化區生態系統的規模(見圖5)。

圖5 物質循環系統規劃設計(作者和項目組繪制)

3.3 生態循環系統規劃設計

生態循環系統主要依賴于園區內的廢水集成、水體修復、水生態修復和植被修復,以減少人們社會經濟活動對園區生態環境的影響[6]。園區廢水集成主要包括兩部分:減少用水量和廢水產生量。企業間水資源的循環利用和梯級利用是節約水資源的有效途徑[7]。利用不同企業對水質要求的差異,上下游企業可進行水資源的循環利用,從而減少工業用水和廢水產生量。園內采用雨污分流處理系統,污水經過一系列處理后,排入地塊支路八的市政外污水排水管。雨水收集則通過透水裝置、雨水花園和雨水收集池等設施進行。園內水體公園與自然生態水系有機結合,達到水體的自然修復效果。通過規劃生態廊道和綠化節點,完成生態修復,實現生態系統的可持續發展。

產業園規劃采用“二廊多節點網狀”布局的生態系統。“網狀”是指在規劃支路、規劃橫五路和明渠水體設置防護綠地和公園綠地,有利于園區的減噪防塵,凈化空氣。“多節點”是指產業園內規劃設計的多個綠色生態節點,這些節點形成區域的生態修復中心。“二廊道”是指園內的生態綠色廊道和園外的生態水系走廊,它們共同形成水系生態系統和區域內生態廊道(見圖6、圖7)。

圖6 生態循環系統規劃設計及生態節點(作者和項目組繪制)

圖7 雨水回收利用實景和構造(作者和項目組繪制)

3.4 智慧園區規劃

三維建筑數據模型使工程從立項到結項實現全數字化管理。地理信息科技系統則專注于三維地理環境數據的組織、存儲和可視化等方面,并用于城市發展方面的協同分析和信息共享。二者結合所產生的城市信息模型,成為智慧園區建設的基礎。更為重要的是,城市信息模型與運營技術的有效融合,實現了智慧園區的高效運營[8]。

(1)園區規劃前的準備工作。

在園區規劃前,利用地形和環境分析指導設計過程。利用無人機傾斜攝影技術和三維建筑信息模型來創建現場模型并進行場地等高線、場地剖面和高程分析。采用三維建筑信息模型技術提供規劃和設計前的土地平衡參數,減少后期土方開挖和埋藏,提高項目的合理性和經濟性。

(2)場地市政現狀分析。

在場地市政現狀分析過程中,利用現有市政規劃資料、工程勘察報告及項目地塊基礎數據等,獲得全面的市政信息。同時,建立周邊市政基礎設施的三維建筑信息模型,反映周邊城市建筑、城市基礎設施及市政管網等相關因素對場地規劃與設計的影響。這些分析結果有助于提升規劃方案的科學性、可行性和實用性。

(3)施工模型搭建。

在施工模型搭建中,根據碰撞報告及設計院的優化意見,配合施工單位制作施工指導模型,并進行凈高優化、管線排布優化;出具詳細的優化報告、線路凈高圖以及復雜部位的詳圖;配合施工現場對施工模型進行更新,并出具管線優化綜合圖、預留預埋套管圖、預留洞口圖等。這些分析結果能夠提高施工過程的準確性和施工效率,從而降低施工風險和成本(見圖8)。

圖8 智慧園區應用技術(作者和項目組繪制)

4 結語

建設循環經濟工業園區是廣州中創產業園的發展方向,也是推進經濟型城市落實“碳達峰”“碳中和”的重要抓手[9]。廣州中創產業園抓住國家倡導的產業轉型升級的契機,結合市場需求,建設上下游一體的產業體系,促進園區的可持續發展。在這個發展方向中,園區應嚴格控制“高耗能、高排放”項目的發展,并將“源頭預防好、過程控制好、末端治理好”的監管措施貫穿于產業結構調整全過程,從而有效地降低園區的環境污染和資源消耗。同時結合周圍環境的特點,建設生態園區以實現環境修復、生態保護等目標[10]。這些舉措將推進產業園區的快速、健康、協調和可持續發展,促進經濟型城市經濟與環境的相互協調與共同發展。