融合生态策略的城市开放空间规划设计初探
——基于北欧生态型城镇的建设经验

2018-12-17 07:11
中国园林 2018年11期
关键词:生态型城镇生态

吴 晓

吉倩妘

王 晓

20世纪的人类文明在经历了不同社会阶段的发展和洗礼后,最深刻的觉悟之一便是生态觉悟;探索生态型人居环境建构的基本策略和技术方法,也成为当前国际学术界普遍关注的热点议题。在此大背景下,生态型城镇的建设实质上就是可持续理念和生态技术在宏观层面上的规模化集成与系统性应用,不但覆盖了用地、交通、开放空间和建筑单体等诸多子系统,还会产生广泛的综合效益与示范价值。

具体就“开敞空间”这一子系统而言,国内外相关研究开展较早,成果积累也较为丰厚:不但涉及社会学、经济学、心理学和人类学等多重学科视角,还覆盖了自然与社会功能价值、城市空间影响、保护规划设计、格局演变与机制,以及实践项目分析等主要方向[1],采用的研究方法随着遥感、GIS等技术的成熟,呈现出定量分析比重递增的趋势[2],可以说,无论是理论探讨还是技术应用都有着较为深入的进展。其中,理论层面研究包括开敞空间的概念内涵[3]、多重价值[4]和规划设计模式[5-6]等内容,技术方法层面研究则涉及开放空间的规划设计方法[7-8]、保护评价体系建构[10-11]、基于地理信息技术(GIS)和公众意向的开敞空间布局评价及优化等内容[12-14]。但相较于开敞空间研究的上述视角和属性,笔者发现既有学术成果中聚焦于其可持续性和生态层面(即融合生态策略的城市开敞空间)的技术类研究仍然偏少。

因此本文撷取北欧生态型城镇的三大典例——斯德哥尔摩的哈默比湖城、赫尔辛基的维基实验新区和马尔默的欧洲住宅展览会,在把握开放空间系统结构的基础上,以点带面地揭示融入其中的多元生态策略和绿色技术,为中国两型社会建设和城镇可持续发展提供宝贵经验。

1 北欧生态型城镇的建设概况

以斯堪德纳维亚半岛为代表的北欧地区作为全球社会经济发展最为均衡、居民生活水准和福利保障程度最高的地区,在环境保护和可持续发展方面的研究与实践也一直居于世界前沿,一项重要的体现即是:北欧诸国向来强调优质健康的人居环境,十分关注生态规划的技术策略研究及其集成运用,不但在应用研究方面以独具特色的视角、扎实雄厚的基础和严谨丰硕的成果而享有盛誉,政府也通过严格的规范制度积极推动着可持续发展的城镇规划和人居生态环境建设,近年来陆续建成了一批名闻遐迩的生态型城镇和社区样板。

其中,位于中心城区东南缘的哈默比湖城(Hammarby Sjöstad)是斯德哥尔摩市近年来以申办2004年奥运会为契机、采取可持续发展思路开发的新城镇典范。整个项目占地145hm2,以“哈默比湖”为核心概念建成住宅1万套,并吸引了3万人在此生活和工作。作为17世纪以来无序扩张、污染严重的工业区和码头区,这一带遗留了不少产业遗迹,而山环水绕的自然属性则为其基础设施、城镇规划和建筑形态的塑造提供了独特的外部优势(图1)。

维基实验新区(Experimental District of Viikki)位于赫尔辛基市的东北郊,是欧洲近年来运用生态理念进行实验性开发的、为数不多的大型项目之一。该实验新区源于设计师佩特里·拉克森(Petri Laaksonen)的设计竞赛优胜方案,总体上再现了赫尔辛基普遍可见的老城形态,包括居住区、以生态为主题的自然开发区、科学园区及其商业服务等功能,占地1 132hm2,拥有居民1.3万人,创造就业机会6 000个,完成总建筑面积108.4万m2(图2)。

瑞典港口城市马尔默首次承办的欧洲住宅展览会(Bo01 European Housing Exhibition)不但确立了在可持续信息社会打造“明日城市”的主题,还成为都市密集开发区中一例引领国际绿色潮流的样板。Bo01展览会所处的西港区不但与马尔默的老城区近在咫尺,同最富吸引力的公园休闲区毗邻而居,还与丹麦首都哥本哈根隔海相望,区位优势显著。

项目总建筑师克拉斯·泰姆(Klas Tham)以中世纪的城镇和街区格局为蓝本,同时兼顾当地的海风特征和空间景观的层次变化,规划了由不同角度交织而成的道路网,形成了生动多变的空间格局和避风场所。整个展览区包括居住区、欧洲村、园林环境及其小品设施,占地30hm2,完成总建筑面积17.5万m2(图3)。

2 北欧生态型城镇开放空间的规划案例分析

2.1 哈默比湖城的开放空间规划

哈默比湖城的开放空间由水体、山体、保留林地、滨水湿地、街区公园和散布于环境中的各类庭院绿地、街头绿地等要素构成,围绕湖面总体上形成了“以滨水山体绿化为核心,以街区绿地为串联,以院落绿地为基底”的点、线、面相结合的多层级结构。其中,“街区绿地”作为整个开放空间系统的关键构成,多呈带状分布于主街区内部或沿街区滨湖界面展开,在规划设计上也各具特色:如锡科拉运河街区(Sickla Kanal)长350m、宽37.5m的中央绿带,在纵向串联街区各组团的同时,被卢格内特大道和支路划分为4个主题特色各异的区段:北段以曲线穿插、小品点缀的大片草坪为主,南段以喷泉水景雕塑为主,西南侧以步行道为界和住区相望,东北侧则是一条形态柔和、纵向贯通的水渠,密集承载了街区居民一年四季的交流与活动。

2.2 维基实验新区的开放空间规划

维基实验新区的开放空间规划有两大特点。

1)维育既有自然资源。面对南侧大片的农业耕地和254hm2的湿地保护区,设计师通过方案调整保留和呼应了地区的自然属性与农耕文明,于居住区内辟出一条蜿蜒南北的绿廊,将基地内外的自然生态系统串接整合于一体,同时在开阔的谷地绵延了大片农业生态景观。

2)建构绿色“指状结构”。以根植于农田和自然区域的大片绿廊为基础骨架,“绿色手指”分别渗入沿线生态型居住组团所围合的院落和街巷之中,并通过与城市公路相分离的步行体系和自行车专用道串联其间,同时设置一处种类繁多的农场果园和一片与园艺中心相结合的家畜园,为居民提供公共活动和儿童游戏场所(图4)。

2.3 首届欧洲住宅展览会的开放空间规划

图1 哈默比湖城总平面图(根据斯德哥尔摩城市开发管理局提供的相关资料绘制)图2 维基实验新区总平面图(作者绘)图3 首届欧洲住宅展览会总平面图(作者绘)

不同于前述城镇,首届欧洲住宅展览会的设计师安德森(S. L. Andersson)做足水文章,在面向大海的港区规划了一个以“水”为主题的,由特色公园、城市空间(广场、廊道与街巷)和水环境共同构成的开放空间连续体,重点建构了2条与水体和休闲活动相关联的特色绿轴:西侧码头周围远观海景的散步道和东侧的滨河公园轴(图5)。其中,沿海和码头周边的环境设计安全宜人,对于居民来说也是一个兼具可达性和公共性的新去处;而东侧结合运河建成的滨河公园则以4层建筑为边界,在把握空间形态与景观设计的同时,将整片公园划分为多片不同属性的栖息地,以嫁接各类生态职能与环境要求。

3 北欧生态型城镇开放空间的生态策略分析

与一般的公园绿地相比,生态型城镇的开放空间除了空间塑造、审美体验和集聚活动等职能外,还承担起外延提升环境的生态功能。通过对上述北欧典例进行实地考察与文献查阅,对主管部门和设计机构进行访谈,发现其开放空间规划的可持续目标是:最大限度加强对自然功能和不同生态系统的支持,消减尾气、噪声、废弃物等对于人和环境的危害。具体的生态策略则主要蕴涵于以下生态系统或环境要素上。

3.1 水体

1)雨水处理。

在北欧生态型城镇的开放空间中,雨水处理基本遵循以下原则:雨水尽量实现就地处理,主要通过地表而非地下排放,以减少污水处理厂和泵站的负荷。具体而言,哈默比湖城对于花园绿地汇集而来的雨水,主要是通过无数条微型管沟汇入富有景观特色的明渠中,然后通过水渠附设的过滤和沉淀流程完成初步净化环节,最终经由艺术家别尔克兰(Dag Birkeland)设计的水阶排入哈默比湖;维基实验新区则是在住宅组团之间辟建相应的生态通道,结合设置的灌溉水池和中水过滤池为雨水渗入地下土层提供最佳的自然选择,这样汇集的雨水就可以先导入3个灌溉水池,再直接排向植被丛生的湿地,从而实现地表的自然排放;首届欧洲住宅展览会则更进一步,通过专项规划的编制明晰了“明日城市”主题下雨水处理的生态标准和责任方(表1)。

2)中水利用。

水体的处理是北欧生态型城镇环境规划的共同关注点,然而在取向和举措上却存在一定的差异,明显者如中水(或称再生水)的利用。

就开放空间而言,收集的雨水和废水经处理达到水质标准后,可以二次满足特定的使用要求(如公园的景观供水和灌溉供水),从而以低成本达到改善生态环境、实现水生态良性循环的可持续目标。在这一点上,哈默比湖城并不提倡,但维基实验新区却容许小规模地分离和供给中水,但基于健康的要求,也强调了中水在放入灌溉水池或再利用前必须经过相应环节的净化处理。

3.2 土壤

1)治污增肥。

考虑到生态型城镇的选址除了城市边缘的新开发用地(如维基实验新区)外,也有不少选择了历史遗留的工业区和码头区,因此这类产业用地(尤其是重污染工业用地)的更新开发往往伴随着土壤治污的过程,北欧的相关原则是:受污染的土壤在规划建设之前,务必采用各种环保手段对土壤进行净化和复育以消除对健康与环境的威胁。像哈默比湖城作为曾经的手工艺作坊和小工业生产集聚地,就沉积了包括130t油脂和180t重金属在内的大量污染物,因此斯德哥尔摩环境与健康署预先通过换土、深翻、施用化学改良剂和生物改良等综合手段清处理了基地土壤,检测达标后才有了湖城建设的后续开展(图6)。

治污的同时,生态型城镇还会通过雨污水排放规划和相关技术应用增强土壤肥力。如首届欧洲住宅展览会的环境质量规划即规定:将雨污中的磷分、尿分、排泄物和有机废物等分离采集,而后返用于开放空间的种植区或农耕地,以加强对各类作物和生态系统的支持和复育。

2)湿地维育。

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,不少湿地因生存着大量动植物而被列为自然保护区,维基实验新区的南侧即拥有一片占地254hm2的湿地。诚如前文所述,设计师佩特里面对这片水禽鸟类的重要栖息地和禁止人类活动侵扰的自然保护区,重点缩减和控制了建设的占地规模,优化建筑群落的高度梯次和开敞方向,全面保留南侧的大片湿地和农田景观,并以此为依托引入慢行系统,在居住组团间规划了蜿蜒南北的“指状结构”绿廊;其中尤值一提的是,绿色手指所串接和渗透的各处院落和街巷绿地,有不少是在建设施工期间经审慎考虑后特意保留的基地原有绿脉和先天生境,从而避免了大挖大建对地区原有生态系统的建设性破坏。

3.3 物种与绿化园艺

1)生态系统复育。

图4 维基实验新区的绿色“指状结构”规划(作者绘)图5 沿海和码头周边的散步道景观(5-1 滨海广场;5-2 滨河公园景观)(作者摄)图6 哈默比湖城建设前的污染土壤清理(瑞典建筑师Stellan Fryxell提供)

对于产业用地更新类的生态型城镇来说,其重点在于原有生态系统的恢复。例如深受工业污染之害的哈默比湖城,在土壤清处理的基础上有意识结合锡科拉半岛街区的滨水湿地和芦苇等植被配置设计了海鸟栖息地。经多年的精心培育与经营,其已成功摆脱历史工业污染之贻害,逐步恢复到最初的生态系统与自然活力,每年都会吸引大批野生鸟禽汇聚于此。

2)生态系统提升。

对致力于保护和维育既有自然功能和生态系统的维基实验新区而言,其开放空间规划的重点是生态系统的优化和提升,借助规划师、建筑师、风景园林师、水文专家和园艺师等的综合专业力量,制定如下生态标准和规划要点。

(1)每套住宅的厨房须保证25~50m2的露天后院面积,居住区须种植乔木林和灌木形成过渡带,创造出积极的小气候;(2)在指状绿地中辟建社区园艺区,并设置堆肥设施和雨水、雪水处理器;(3)鉴于拥有生态防御功能和生命周期的户外结构更为持久耐用,提倡以生物方式净化池塘水体,以种植植物和铺地来降低地表水的流速;(4)在周边建立大片的植被覆盖区,同时保持高水准的物种多样性等。

3)生态系统建构。

作为首届欧洲住宅展览会的2条特色绿轴之一,滨河公园的建设离不开人工运河的新掘,因此规划的重点在于实现一个生态系统从无到有的真正建构。设计师安德森的回答是:以“栖息地”为主题,将整片公园划分为绿地,草坪,3片“林地型栖息地”和1片以运河为载体、通过泵压海水维系的“咸水型栖息地”;同时通过“人工选择”的干预方式,尝试为栖息地有计划地培育和人工引入动植物物种。

对多年实施效果进行跟踪评估发现:人工培育的林地栖息地虽然规模小,却通过自然生长模式聚生了丰富的、计划之外的植被物种——在橡树丛记录在案的152种植物中,仅有22种源于人工培植;榉树丛中也混入了许多其他植物;桤木湿地则由于担心橡皮布打底的湿地缺乏牢靠的立足点,在大部分时间内都保持着低水位,反而导致多类湿地植物的消失和大量野草的横生。

无独有偶,咸水型栖息地重点在运河南段培植了大量海生物种和水生植物群落。但是到2003年夏,人工培育的普通贝类实际上已处于淘汰边缘,而自然侵入的物种却站稳脚跟、迅速蔓延开来。好在经过多年运营,以人工运河为载体的生态循环已趋于平衡,其间的植物群落和动物群落也得到了良好生长。

由此可见,开放空间的物态景观或许可以通过人工规划加以创造,但是动植物群落的兴衰和生态系统的建构却非人工选择所能干预和决定的,从中可窥见自然选择的强大背影。

表1 雨水处理的生态标准(首届欧洲住宅展览会)

表2 垃圾处理的环境规划目标(哈默比湖城)

3.4 小品设施

1)建材选用。

无论是公厕、垃圾箱、电话亭等设施的外观和地表铺装材料,还是各类小品设施的内部材料使用,北欧生态型城镇在开放空间规划时同样融入了环境方面的考虑,并规定:只有那些可持续的、经过试验和检测的生态型产品才能付诸使用,禁止使用任何列入“国家化学品检验名录”的材质。例如哈默比湖城在《环境规划纲要》中,就详细制定了建材选用的生态标准①。

(1)必须确立一种注重资源、环境和健康的概念,依此程序选择的材料要确保是最佳选择;(2)禁止使用经加压油浸处理的建筑木材;(3)在自来水系统中,铜材既不能用于纵横交错的管线,也不宜用于潮湿空间的管道交接处;(4)户外使用的镀锌材料必须经过表层处理;(5)新近使用的萃取沙砾和沙末必须保持最小化;(6)若技术和经济条件允许,应基于环境和健康的理念,鼓励使用回收利用的材料等。位于锡科拉运河街区中央绿带中部的环境信息中心玻璃屋,不仅是整个湖城新生态技术集中展示、学习和体验的样板设施,在建材选用上也严格恪守了上述标准。

2)垃圾处理。

北欧生态型城镇的生态实践多涉及低、中、高不同的技术层次,而垃圾处理属于后者。如哈默比湖城,不但为此制定了环境规划目标,还应用先进的分类收集真空系统来处理垃圾——分类垃圾箱的分布同各级开放空间密切相关,固态垃圾可以通过相应的风动式管道吸入垃圾收集中心,在中心经过初步的汇集整理后分装容器,再由垃圾车按规定流线定点完成垃圾的装载(表2);同样,首届欧洲住宅展览会则借助于高水准的服务设施、IT技术、新型的垃圾处理方法和预先分类收集思路,在垃圾处理方面确立了“重复使用优先、原料再生优先和能源恢复优先”的原则。

4 经验与启示

改革开放40年的中国迎来了经济与城市化的双高速增长期,但同时也像许多发展中国家一样,一方面面临着经济社会快速发展和人口增长与资源环境约束的突出矛盾,另一方面陷入了节能减排形势严峻、生态环境严重破坏的现实困境。鉴于此,本文以北欧生态型城镇的典例为借鉴,撷取“开放空间”的视角探析融入其中的多元生态策略,从中归纳出如下经验和启示。

图7 哈默比模式(Hammarby model)生态循环示意(作者绘)

1)环境要素:生态型城镇的规划与建设,实质上属于可持续理念和生态技术在宏观层面上的一种集成展示与系统运用;而开放空间作为城镇的子系统之一,除了空间塑造、审美体验和集聚活动的基本职能外,还须承担起外延提升环境的生态功能。融合生态策略的开放空间规划,就是通过水体、土壤和小品设施等环境要素来承载和整合多元生态技术和可持续策略,加强对自然功能和不同生态系统的支持。

2)规划依据:生态型城镇的良性建设不但需要在宏观层面上确立关键性的规划依据和技术指导,也需要通过环境规划的编制和覆盖②,来确定其生态目标、生态标准、规划措施,以及责任方与参与者等基本内容、技术要点和操作流程;而且,由于涉及生态技术应用的方方面面,该类规划已呈现出专业复合性和管理多部门的特征。

3)生态策略:当前国际生态实践一般包括低技术、中间技术和高技术3个层次,其中前两者属于普及型技术,而后者属于研究型技术。生态型城镇在面对开放空间不同的构成要素时,同样需要提供各有侧重、层次不同的生态技术引导。其中,水体方面主要涉及雨水处理和中水利用策略,土壤方面主要涉及治污增肥和湿地维育策略,物种与绿化园艺方面主要涉及生态系统的复育、提升和建构策略,小品设施方面则主要考虑建材的选用和垃圾的处理策略,属于以高技术为核心的各层次技术的综合化、规模化运用。

4)特色模式:生态型城镇编制的环境规划除了共同的关注内容外,多会根据自身的主题和重点形成相应的特色内容,其中标志性成果就是构建了无可替代的自身生态模式或环境评价标准。如哈默比湖城构建了著名的“哈默比模式”(图7);维基实验新区建立了一套有效的环境评价标准——PIMWAG体系③,主要从污染、自然资源、健康、物种多样性和食物生产五大方面加以评价。二者均涵盖了兼顾景观和生态双重职能的开放空间建设,收效显著,对于我国生态型城镇建设及其开放空间的规划具有一定借鉴价值。

注释:

① 资料来源:哈默比湖城的环境规划纲要,2006.http://www.hammarbysjostad.stockholm.se/。

② 环境规划目前已成为北欧整个规划体系的基础构成之一,不但在城市建设中应用较为广泛,还是许多项目报批和开发时不可或缺的文件和内容,具有“准法定”专项规划的地位。如马尔默为了成功申办欧洲住宅展览会,就曾编制专门的环境质量规划(1999年)。

③ PIMWAG体系源于相关专家的姓氏字母缩写(Pennanen、Inkinen、Majurinen、Wartiainen、Aaltonen和Gabrielsson)。其应用主要引入了“积分点”的概念,即项目只有累积到一定的积分点才能获得建造许可:一个项目的CO2排放量50年内不得超过3 200kg/m2、住宅的平均排放量减少20%方可获得基本的零值积分;如果住宅使用了标准中的某一生态技术并取得良好成效,即可获得相应积分。

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