低碳城市规划视角下的城市设计策略

刘 毅 通讯作者:吴柏清

(成都理工大学旅游与城乡规划学院，四川 成都 610059)

1.引言

全球气候变化所带来的社会环境问题日渐尖锐，已成为当今社会讨论的热点。学术界普遍认为，全球气候变暖与大气中CO2浓度的升高存在正相关性。并且相关研究已经证明，人类活动对此具有不可推卸的责任，而城市作为人类活动的主要承载地，已成为碳排放源头的集中地。因此，在此背景下，“低碳城市”、“低碳经济”、“低碳生活方式”等一系列低碳理念及其研究应运而生。低碳城市规划作为一个庞大的研究系统，涵盖了社会、经济、人文、环境各个方面，而目前其理论研究主要集中在城市产业能源结构以及低碳城市模型研究上［1］。本文立足于对前人理论成果分析的基础上，以空间规划策略为切入口，从宏观、中观及微观三个层面提出了相对应的城市设计策略，以期丰富低碳城市规划与绿色城市理论相结合的空间规划研究。

2.低碳城市规划与绿色城市设计

2.1 低碳城市规划理论的研究概况

低碳城市规划理论涉及诸多学科且涵盖面很广，无法用一句话或者几句话来概括其概念。通过对相关文献的查阅，本人认为低碳城市规划主要是对低碳城市的经济性、低碳城市模式建构、低碳城市生活方式、低碳城市运行系统及相关低碳城市规划政策等方面的研究。

低碳城市规划研究在国外部分发达国家如英国、日本等起步较早。英国在此方面的研究走在世界前列，探讨了空间规划与低碳规划之间的关系，制定了相应的低碳计划，建有贝尔顿零碳生态社区;而日本则在2004年就开始了对低碳社会领域的研究，先继著有《2050年脱气候变暖项目》、《迈向低碳社会的12种对策》等，提出了诸如紧凑型城市规划、导入可再生能源以及通过节能来有效减排等具体措施。

国内研究方面，中国科学院可持续发展战略研究组在《2009年中国可持续发展战略报告》中［2］，提出了中国低碳城市的发展战略设想，并从经济、社会和环境3个层面，初步提出了低碳城市的指标体系;另外同济大学的潘海啸等人也提出了适用于中国低碳城市的空间规划策略。

作为世界自然基金会“中国低碳城市发展项目”首批试点城市之一的上海市［3］，在低碳城市方面做了许多有益的尝试，如上海崇明岛正规划建设世界第一个零碳开发的城市，以及新城进行低碳社区、低碳产业园区的城市规划实践等。无疑，上海在低碳城市规划方面走在了国内城市前列。

2.2 绿色城市设计理论的发展与内涵

传统城市设计理论注重对城市三维形体空间规划与视觉设计，而当今学者更多强调城市设计的可持续发展性以及与自然环境的协调性。通过查阅相关文献，本人对绿色城市设计理论理解为:以一般性城市设计理论为基础，以处理人工生态系统与自然生态系统的和谐关系为核心内容，以可持续发展为最高目标的城市设计思想与方法。绿色城市设计与传统城市设计相比，在城市物质环境方面，更加考虑人类居住与自然生态环境的高度协调，注重城市公共效率的提升，绿色基础设施的完善以及城市用地功能的有效混合;在城市空间营造方面，更加尊重城市发展的内在规律性，塑造城市功能动态变化的空间模式，让城市空间的静态使用与动态适宜性高度统一起来。

2.3 绿色城市设计理论与低碳城市规划的契合点

首先，两者都以可持续发展为最高发展目标。其次，低碳城市规划的基本目标是让人类活动对自然的侵扰恢复到可接受的限度以内;而绿色城市设计的核心内容则是基于特定生物气候条件的生态策略，后者显然能促进前者目标的实现。第三，空间规划与设计是推动低碳城市规划实践最直观、较可行的一种方式，而处理城市形态结构及建筑空间关系正是城市设计研究的基本内容，因此，以低碳城市规划为导向的城市设计策略能够推动相关实践的进行。

因此，绿色城市设计与低碳城市规划具有良好的契合点，并且基于绿色城市设计的城市空间规划与设计能很好的将低碳城市其他领域的研究内容体现在城市空间布局中。

3.低碳城市规划视角下的城市设计

低碳城市规划视角下的城市设计是一种可持续发展的空间规划与设计。以下本文仅对空间规划与设计框架内的城市设计策略进行探讨。

3.1 宏观层面策略

随着我国城市化进程的加快，大量人口向城市转移，城市用地规模急剧扩张，导致中心城市职能发生变化。为缓解中心城区承载力和改善环境，将部分人口外迁至卫星城镇以及在城市外围建设工业园区，造成交通出行需求的上升。同时，工业园区对主城区各方面的负面效应 (即五岛效应:热岛、雨岛、干岛、湿岛、混浊岛①)日渐凸显，不仅会造成中心城区遭受工业废气污染，还会加剧主城区的温度上升，进而造成过多的能源消耗。因此，征对这些城市病，在宏观层面提出了两点策略。

成都市市域综合交通规划图 (2011－2020)②

3.1.1 调整中心城－卫星城 (镇)发展模式

在中国更合理的都市区发展模式应是结合有轨道或区域公共交通导向的走廊式发展模式［4］。改变城市单中心向心式轴向交通系统，整合区域公共交通系统，控制小汽车的高强度使用。以成都市为例，在《成都市城市总体规划 (2011－2020)》中明确提出: “形成城乡一体的综合交通运输体系，包括轨道客运系统、公交客运系统等多条快速交通走廊，实现城乡交通基础设施共享和城乡交通运输服务共享 (如图1)。”

3.1.2 处理好工业园区与主城区的关系

处理好城市工业园区与城市主城区的关系，可以减缓城市的五岛效应。例如成都计划将主城区工业外迁，预计到2020年全市将会把100多个工业区整合为21个工业集中发展区，届时将在城市外围形成多个工业组团 (如图2)。由于成都夏季与非夏季的盛行风向分别为北风与北北东风，加之其全年风速较小，市区静风频率较高，所以不当的工业园区选址将对主城区产生较大影响 (如图3)。因此，在进行城市总体规划修编及新建居住组团时，应根据城市所处的特殊气象条件，选择冬夏季盛行风向的合适夹角区域布置工业组团与居住组团(如图4)。

图2 成都市外围主要工业组团②

图3 成都市外围工业组团对主城区的影响区域示意②

图4 居住组团与工业组团合理位置模型

3.2 中观层面策略

相关研究表明:控制城市建设密度能够有效实现城市的“紧缩化”发展［5］，从而减少市民的高强度出行。中观层面主要考虑城市总体规划框架内城市空间结构的相关城市设计策略。

3.2.1 建立生态网格③

生态网格的城市设计策略可以从以下两方面推进城市的“低碳化”发展。

首先，在大城市边缘设置绿环或绿带 (greenbe1t)，辅以楔形绿地渗透入城市中心区，能够有效抑制大城市的无序蔓延［6］。以成都市为例，在城市总体规划中明确划出绕城高速两侧500米宽的绿带，确定了主城区的最终边界;同时，城市外围新区结合公共交通采用指状加楔形绿地的方式进行空间扩张(如图5)。一方面确保了中心城区与卫星城镇多向的联系方式，保证了城市的密集形态。更重要的是让新的指状开发区集中在公共交通枢纽的沿线，形成环状加指状的交通系统，减少城市外围小汽车的出行强度;另一方面，绿带加楔形绿地的生态网格在一定程度上阻断了边缘工业组团对主城区的空气污染，缓解了主城区的热岛效应，降低了中心城区的能耗。

图5 成都市外围居住组团扩张示意图②

其次，在城市区域范围内实现生态网格的覆盖。一方面，合理的生态网格能够保护物种的多样性，维持城区内良好的自然环境，利用植物群落最大限度的吸收CO2。同时生态网格与主导风向的整合，可以从内部很大程度上削弱城市的热岛效应;另一方面，各种最优尺度化的绿地

能够营造良好的步行与行车环境，加以完善的公共交通系统，促进其绿色交通体系的建构，从而限制小汽车的出行。

3.2.2 倡导多样化的土地利用

倡导多样化的土地利用，规划友好的地块尺寸。20世纪由雅典宪章所确立的功能分区思想一直影响着我国的城市规划布局，但是其表现的问题也日渐突出。其中，由于城市功能过于割裂所造成的市民出行距离的增大是近年来较明显的问题，也是造成碳排放攀升的一个重要因素。

因此，多样化的土地利用重点强调功能的“有效混合”，当代复合性CBD的HOPSCA模式④就是一个有效的尝试。另外通过相关研究表明，在中心城区过多强调快速路网、高效率的小汽车交通系统是收效甚微的。因此，结合目前我国城市发展状况及提高土地综合利用率，前人提出了城市交通与土地使用“5D”模式⑤。在规划设计适宜步行与自行车出行方式的城市地块尺度时，即要控制在人步行最大距离的限度⑥内，也要逐渐在市区结合生态网格建设自行车网格系统 (一般认为以500米左右的格网为宜)［7］，并辅以发展BRT、燃料电池汽车、地铁等公共交通，营造地块尺寸合理，出行模式多样的绿色城市体系。

3.3 微观层面策略

微观层面主要考虑优化城市建筑与街道网络的关系。当今城市“低碳化”要求城市具有紧缩的城市形态，中心城区要有更高的建筑密度，较高的热应力水平，这必然会导致市区环境的恶化以及能源的过度浪费，这点对成都、广州等大城市的影响尤甚。就成都市而言，其气候属于典型的湿热型气候，且夏季静风频率较高，而成都正规划建设至少2.45平方公里以上的CBD，这必然将汇集大量高层建筑，极易造成强烈的热岛效应。因此，在建筑与街道布局方面，自然通风以及建筑本身的节能优化就显得十分重要。只有采用适宜的城市设计方能缓解城市紧缩化与城区高热应力间的矛盾。

第一，在建筑方面，建筑布局应采用分散式布局的结构形态。在城市中心区，建议建设不同高度的建筑交错布置，避免建设高层板式建筑，避免大量建设与主导风向垂直的同等高度的建筑群，既有利于丰富城市天际轮廓线，也便于导入自郊区而来的主导风。同时鼓励在城市中心区建设分散式高层塔楼，加强高空空气与低层空间的热交换，使行人愿意在街道上行走。

其次，推进公共建筑群的节能化发展。公共建筑是城市能源的消耗大户，通过技术手段减少其能耗也能帮助实现城市的“低碳化”。倡导建设绿色建筑甚至绿色建筑群，如太阳能建筑、地热建筑以及风能建筑等。

第二，在街道方面，应使规划的干道系统尽量顺应主导风向。一个良好的街道规划应使宽阔的林荫道与主导风向大约成30度的倾斜角，引导风顺利穿过街巷到达市区，也有利于沿街建筑前后的空气产生压力差，增强建筑自然通风潜能［8］。

4.结论与建议

本文从低碳城市规划的视角，通过归纳演绎法、文献引证法等方法对空间规划设计框架内的城市设计策略进行剖析和提炼，结合成都市的空间规划，探讨了宏观、中观及微观三个层面的城市设计策略，得出以低碳城市规划为导向的城市设计策略是一条适合我国国情的，以“低碳”为目标的空间规划与设计的新思路，也是新型城市化下的趋势。

以“低碳”为目标的城市设计应根据特殊气候条件，结合区域公共交通合理划分地块尺寸，建立与其相匹配的生态网络，实现其用地的有效混合和提高短距离出行比例，并优化三维空间形态，处理好建筑与城市街道间的关系，最终建立起低碳、生态、环境友好、自然和谐的友好型城市。

通过以上研究分析及总结，结合我国当时城市所存在的诟病，本人提出如下的规划建议:

(1)城镇体系规划应与区域公共交通系统相结合，建立起公共交通通达性高、卫星城镇布局合理的城镇空间群，有效控制无序出行，降低交通的能耗。

(2)城市外围空间应结合道路交通设置绿环或绿带，确定城市发展的最终边界，鼓励其用地的有效混合，实现有效控制大城市的无序蔓延。

(3)城市中心区应规划布局适宜步行与自行车出行方式的地块，提供居民出行的多样化交通模式，降低小汽车出行的比例。

注释:

①五岛效应会导致城市的逆温效应与尘罩效应，造成城市上空的粉尘与烟气无法排除，一方面造成空气污染，一方面使中心区温度上升明显。

②根据《成都市城市总体规划 (2011－2020)》相关图片整理绘制。

③主要由斑块 (patch)、廊道 (corridor)和基质 (matrix)组成。参阅陈爽，张皓.国外现代城市规划理论中的绿色思考［J］，规划师，2003(4).

④HOPSCA(豪布斯卡)是指在城市中的居住、办公、商务、出行、购物、文化娱乐、社交、游憩等各类功能复合、相互作用、互为价值链的高度集约的街区建筑群体。

⑤“5D”发展模式，即指城市交通规划时，应优先考虑POD(有利于步行的模式)、然后是BOD(有利于自行车)、TOD(有利于公共交通)和XOD(有利于改善交通的城市建设)，最后才是COD(有利于小汽车)。

⑥安德曼恩发现70%的美国人每天因公事步行150米，只有10%的美国人会步行800米;中国居民的步行距离稍高。参阅［美］迈克尔·索斯沃斯，伊万·本一约瑟夫，街道与城镇的形成［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［1］顾朝林等.气候变化与低碳城市规划［M］.南京市:东南大学出版社，2009.

［2］中国科学院可持续发展战略研究组.2009年中国可持续发展战略报告［R］.北京:科学出版社，2009.

［3］陈金平.“低碳城市”的规划设计策略思考——以上海市为例［J］.城市规划学刊，2008(6):49－52.

［4］潘海啸，汤諹，吴锦瑜等.中国“低碳城市”的空间规划策略 ［J］.城市规划学刊，2008(6):57－64.

［5］张泉，叶兴平，陈国伟.低碳城市规划——一个新的视野 ［J］.城市规划，2010(2):13－18.

［6］王建国，王兴平.绿色城市设计与低碳城市规划——新型城市化下的趋势［J］.城市规划，2011(2):20－21.

［7］陈爽，张皓.国外现代城市规划理论中的绿色思考［J］.规划师，2003(4):71－74.

［8］徐小东，王建国.绿色城市设计——基于生物气候条件的生态策略［M］.上海:东南大学出版社，2009.