文圖|林辰輝(中國城市規劃設計研究院上海分院)吳浩(中國城市規劃設計研究院上海分院)
▲ 鹿特丹城綠融合鳥瞰圖 圖|Pixabay
進入城鎮化後期,城市建設多在中微觀尺度展開,因此,在“雙碳”背景下探索街區尺度的綠色低碳發展具有重要的現實意義。本文從國際低碳街區的經驗借鑒入手,從資源循環、可再生能源、建築布局、綠色碳彙、基礎設施等方面總結街區減碳策略和實施經驗,強調在街區尺度規劃建設發揮系統統籌作用的重要意義,並進一步構建城綠融合的街區格局、公交導向的交通出行、綠色韌性的基礎設施、便捷互聯的智慧管治系統五個維度的低碳街區建設技術框架。
城市街區低碳發展的現實意義
無論是瑞典哈馬碧湖城、皇家海港城、法國南特拉弗勒裏耶“正能量街區”等既有的國際綠色低碳實踐,還是正在上海五大新城落地探索的綠色低碳試點區,空間尺度均控制在1-2平方公裏。 ▲ 哈馬碧湖城鳥瞰圖 圖|https://unsplash.com/photos/FF2Z1TcYbJA街區尺度是能量和物質循環流動的合理尺度。城市中的分布式能源系統布局以發揮最高能源利用效率和實現最佳經濟效益爲目的,綜合考慮各項終端供能的最大直供半徑後,合理的覆蓋範圍在1-3 平方公裏之間。街區尺度也是最貼近人居生活的合理尺度。“15分鍾生活圈”覆蓋範圍通常在3 平方公裏左右,是提升日常便捷度與承載生活幸福感的空間單元。低碳街區與“15分鍾生活圈”的空間尺度相當,能夠與之同步協調引導居民低碳生活。
瑞典哈馬碧湖城
——資源循環的無廢城區
位于斯德哥爾摩市區東南的哈馬碧湖城從1994年開始城市更新,從一處破舊的老工業倉庫地區逐步成長爲世界級生態城的成功典範。哈馬碧城的生態理念不僅體現在綠化系統和濱水地區的設計之中,還在系統上實現了廢棄物、水、能源之間的循環利用。
在資源循環方面,城區內整合運行供暖、交通、固體廢棄物收集系統等項目,以減少長期運行所需的能源和資源。哈馬碧湖城構建了樓層、街區、地區的三級垃圾管理系統,通過使用真空廢棄物運輸系統達到固體廢棄物的100%回收,遠高于我國城市平均27%的固體廢棄物回收率。如今,哈馬碧湖城本地産生的可再生能源占50.5%,其中50%來自固體廢棄物發電,0.5%來自屋頂太陽能。
在水資源管理方面,通過建築的綠化屋頂及景天類植物來收集雨水,所有的積水、雨水、融化水都在當地進行儲存及處理,借助降水溝、蓄水池,導入運河流向哈馬碧海。哈馬碧湖城邊的汙水處理廠在淨化汙水及清除破壞環境的有毒物質的同時,將汙水中抽取出來的汙泥進行生物分解,産生的沼氣作爲環保燃料供當地汽車及家庭燃氣使用。
▲ 沼氣回收利用工廠示意 圖|https://sucai.gaoding.com/material/12325622
德國弗萊堡沃邦社區
——可再生能源遍布的能量街區
沃邦社區位于德國西南部小城弗萊堡,占地面積38公頃,是一座在前法國沃邦軍營的舊址上改建形成的混合用途的城市社區。社區內主要關注能源資源、綠色建築、綠色交通、藍綠系統、生活方式等5個維度。家家戶戶屋頂上的太陽能電池板使得沃邦社區成爲“德國可持續發展社區標杆”。
▲ 德國弗萊堡沃邦社區綠色街道 圖|pixabay
在可再生能源使用方面,沃邦社區的可再生能源占比90%,其中生物質能73%,太陽能17%。社區內的熱電聯發電廠使用80%木屑+20%天然氣爲燃料,爲該地區提供了100%的供暖需求。在沃邦社區,幾乎所有的公共建築,包括辦公樓、超市、停車場屋頂上都安裝了大片的太陽能板,居民住宅屋頂上,也大多裝有太陽能板。太陽能産生的電力通過並網進入城市供電系統,在提升可再生能源利用率的同時也爲用戶獲取收 益。
▲ 立體綠化示意圖 圖|https://sucai.gaoding.com/material/1560888
在綠色建築方面,作爲全歐洲“被動式能源建築”密度最高的地區,沃邦社區內的建築平均能耗達到50-60千瓦時/平方米·年,均達到了低能耗的建築標准,其中10%以上的住房達到被動房標准,未來還將建設50棟增能建築。
新加坡登加新鎮
——城綠共生的智慧市鎮
登加新鎮坐落的新加坡西區,占地面積7平方公裏。考慮到基地本底重要的自然保育功能,新加坡政府以全過程全領域綠色開發爲導向,打造第一個智能和可持續的城鎮。作爲黑科技和新概念的試驗田,登加新鎮重點關注空間規劃、功能業態、財務計劃、支撐體系、住房政策、建築建造、智慧管理、宣傳推廣等8個方面,尤其在城綠共生的市鎮空間和智慧系統的打造上具有先進的示範作用。
在全尺度的生態化建設方面,登加新鎮重點構建三重尺度的綠色空間:在區域尺度打造了一條長5公裏,寬100米的森林走廊,銜接西部集水區和中央集水區,發揮區域 “生物多樣性廊道” 的作用;在街區尺度建設15-20米的線性綠帶,綠帶一側布局零售店以滿足居民日常需求,兩端連接片區集中綠地,提升慢行可達性;在建築尺度上,通過大量立體綠化實現建築與綠色空間的結合,確保住宅與自然生態互動融合。
▲ 新加坡城市綠廊鳥瞰圖 圖|https://sucai.gaoding.com/material/16649824
在智能能源管理方面,登加新鎮爲居民提供MyTengah APP智能系統,能夠更准確地監控能源消耗,優化能源使用。建築內部的智能照明系統,可根據人員流量自動調節節約50%的照明用能,智慧電梯能源再生系統(EERS)可回收電梯20%的動能。
低碳街區減碳技術探索
現階段的城市街區減碳技術往往根據不同功能地區的碳排放活動特征,重點集中在能源利用、交通運輸、資源流轉、水資源、土地使用、建築和材料、藍綠系統、公衆參與和智慧管治等不同維度。
針對城鎮格局維度,重點在于構建高碳彙、低碳排的空間布局。提升綠化覆蓋率,強化本地適生植物占比,提升高碳彙喬灌木配比,增加街區碳彙量。提倡集約緊湊的空間布局,嚴格限制超高層建築建設,鼓勵地塊進行中等強度開發,同時合理確定街坊尺度,打通與加密現有大尺度街區支路網,形成“中層中強度”“小街區密路網”的空間形態。
針對交通出行維度,重點在于倡導綠色出行,提升交通電氣化水平。提供由軌道、公交等構成的多模式公共交通方式,加強各類公共交通系統有效銜接,保障軌道交通站點周邊布局公交線路換乘,提供更爲便利、多樣化的出行服務。同時結合清潔能源公共交通工具的使用,合理布局可再生能源充電站、加氣站、新型燃料加油站等設施。由此提升綠色出行比例,降低交通領域的碳排放。
▲ 共享車站及自行車專用道示意圖 圖|https://sucai.gaoding.com/material/16247382
▲ 智能電網 圖|Pixabay
針對建築建造維度,重點在于提升建築節能水平。在街區內建設一系列品質優秀的綠色建築、超低能耗建築、近零能耗建築、零碳建築等,並探索已有建築綠色化改造的實現路徑,減少建築領域的碳排放。針對基礎設施維度,重點在于提升本地可再生能源比例和加強資源循環。在街區中預留可再生能源的承載空間,因地制宜地發展建築光伏一體化、地源熱泵等可再生能源技術,建設分布式能源中心以加強街區用能調節管控。優化資源循環系統,重點提升生活垃圾資源化利用率和建築廢棄物綜合利用率,加強水資源的循環與利用,減少廢棄物領域的碳排放量。▲ 光伏安裝示意圖 圖|https://unsplash.com/photos/wmaP3Tl80ww
▲ 建築光伏綠化一體化示意圖 圖|https://sucai.gaoding.com/material/4623677
針對智慧管治維度,重點在于完善能耗監測,構建碳排放統計機制。在街區內實施用能分類分項計量,建立能源監測管理系統,通過智慧管控功能實現負荷預測、能耗診斷、能源調度和設備控制等。確定街區的碳排放統計範圍、對象、方式、周期和數據來源,應用數字孿生技術,將減碳技術模擬反饋覆蓋街區規劃、建設、運營管理全過程。
▲ 低碳街區智慧監測平台 圖|作者自繪
▲ 低碳街區更新中的綠色建築布局示意 圖|作者自繪
總結而言,城市街區的減碳是一個綜合能源、建築、交通等多個維度的系統工程,應發揮規劃建設的引領作用和系統統籌優勢,在街區減碳技術體系的綜合引導下,建設集低碳設備、計量平台、減碳技術等于一體的綠色低碳集成系統。
本文刊載于《人類居住》雜志2022年 第 1 期
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