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城市气候问题解决与当代德国绿色住区设计

2019-07-31刘姝宇王克男宋代风

中国房地产·学术版 2019年5期
关键词:设计策略

刘姝宇 王克男 宋代风

摘要:城市气候恶化的客观现实与国家新型城镇化转型战略为我国城市住区建设提出新挑战。鉴于当代德国绿色住区建设在城市气候问题应对与生态环境保护方面的成就,分析了当代德国绿色住区常用设计策略在热岛、通风、大气污染等城市气候问题预防与缓解方面的成效。研究结果显示,已有和潜在的城市气候问题应在绿色住区设计伊始就予以关注,设计策略的科学制定有助于最小化土地开发引发的环境干扰与气候干预。

关键词:城市气候问题;绿色住区;设计策略;当代德国

中图分类号:F293.35 文献标识码:B

文章编号:1001-9138-(2019)05-0075-79 收稿日期:2019-03-27

城市气候恶化的客观现实与国家新型城镇化转型战略对我国城市建设提出新挑战。一方面,粗放型发展对城市气候环境的负面影响日益显现,热岛、雾霾等典型城市气候问题日趋严重,恶劣天气频繁,居民生活质量与生产效率深受影响。另一方面,随着国务院《大气污染防治行动计划(2013)》、国家发改委《国家应对气候变化规划(2014-2020)》、国家发改委和住建部《城市适应气候变化行动方案(2016)》等一系列气候变化应对、大气污染防治、生态保护宏观政策的出台,城市气候环境优化被提升至国家战略高度,且城市建设被置于引领地位。由于住区在城市建设用地中占比最高、绿地率亦较高,因此住区建设成为城市气候调节的重要抓手。

鉴于长期的理论积累与实践修正,上世纪90年代以来德国绿色住区建设在城市气候问题应对与生态环境保护方面蜚声世界。这在很大程度上取决于绿色住区设计策略的科学性与合理性。这些设计策略在各类城市气候问题预防与缓解方面存在较好成效,可为我国绿色住区建设与新型城镇化道路提供一定借鉴。

1设计策略

“设计策略”源于企业管理与产品设计领域,指通过产品设计获取竞争优势的计划。上世纪90年代两德统一以来,西德发达地区迫于经济发展与人口容纳压力,利用城郊或废弃地发展大型住区。在此过程中,基于悠久的环境保护传统与欧盟可持续发展三支柱原则,分散式集中、短途城市、功能混合、无车住区、可再生资源利用、雨水资源化管理等一系列设计策略在绿色住区建设过程中得到研发与实践,以提高环境品质、增加项目乃至城市的吸引力与竞争力。

“分散式集中(dezentrale Konzentration)”策略在“中心地理论(Systems zentraler Orte)”“被分隔的松散城市(Die gegliederte und aufgelockerte Stadt)”等思想的基础上发展而来,以解决在城市扩张与郊区化进程中无序城市扩张的问题。与中心地理论将中心与交通轴线沿途区域作为发展重点的概念相对,分散式集中概念同时关注“中心”及其“外围区域”的发展。重点在于追求多指导路线影响下紧凑的、功能混合的住区发展,促使人口聚集区形成“大范围分散,小范围集中”的发展模式。该概念的落实与发展导致“城市网络”的产生,即形成超越狭隘的、单个城市行政边界的城市群落。基于其生态保护的出发点,该概念对城镇新建与空间结构调整均具重要意义。其旨在形成并加强由点、线、网络等多元素组成的空间网络,并强调保护位于点状元素间(即居民点建设用地)的开放空间的重要性。

“短途城市(Stadt der kurzen Wege)”作为德国绿色住区设计的重要策略始于20世纪80年代的城市设计反思。一方面,该概念试图缩短居住、工作、供给、服务、休憩娱乐与教育设施的空间距离;另一方面,也试图降低交通需求、减少交通量。提高密度、功能混合、合理的交通组织是实现该概念的重要途径;合适的交通措施也是落实该设计策略的重要途径,如提高步行、自行车、公共交通道路的比例,减少私人机动交通量。

功能混合策略试图通过居住、工作、社会基础设施在一定空间范围内的混合,提高居民对新型的多种生活方式的接纳性;提高经济、大众传媒、科学、文化设施之间的合作可能性;修复公共空间,使其成为日常生活、和谐共存的有效载体。当然,功能混合策略的实施存在诸多困难。对此,1995-1999年间“城市建设中的功能混合”研究项目作为德国交通、建设与城市发展部的“实验性住宅与城市建设项目”(Experimenteller Wohnungs-und Stadtebau,ExWoSt)的子课题得以开展。结果显示,只要项目框架条件、城市设计概念、实施方法三者相适应,功能混合策略就能成功实施;该策略将为住区稳定与功能衍生提供必要条件与良好的接合点,可在城市废弃地与城郊新区中得以应用。

无车住区(Die autofreie Siedlung)策略旨在限制私人小汽车使用,减少住区及城市运行的环境负荷,从而助力城市可持续发展,可以理解为支撑可持续发展与短途城市等策略的重要途径。该策略主要通过降低停车率、集中建设停车场、与公共短途客运交通(OPNV)建立便捷联系、建设区域供给設施等措施得以落实。相关研究显示,该策略在市区或老城区改建住区中的实施较为容易,而在城郊新建住区中的落实存在一定困难,需要采取针对性方法。

通过可再生能源利用满足采暖、热水甚至用电等需求的发展策略在当代德国住区建设与城市更新中获得较多实践机会。各地可根据各自潜力与优势选择合适的可再生能源。太阳能社区、风能社区、地热社区、生物能源社区、沼气社区、畜牧垃圾社区等各类示范项目均有成功案例,有研究显示,鉴于投资与运行成本的优势,太阳能、风能、生物能源最值得利用。其中,鉴于相对简单的技术条件、较高的环境适应能力、不断下调的设施安装运行费用,太阳能住区最易普及。并且,某些市政部门已经为大型太阳能收集设施的敷设提供颇具吸引力的推动基金。

雨水资源化管理策略是解决城市化所致雨洪问题(如雨洪内涝、沉降漏斗等)的有效途径,与我国当前提倡的“海绵城市”概念相似。与传统的“快速排放”理念不同,雨水资源化管理策略提倡将雨水尽可能地滞留在用地范围内,通过蓄积利用、渗入地下与就近调控排放等方式排除雨洪;同时使场地内自然的水循环得以保护或修复,地下水获得适度补充。自20世纪80年代以来,该策略在德国绿色住区建设中得以充分实践。根据1996年第6次修改后的《水资源管理法》,当代德国新建住区被严格要求能够“保证水的利用效率,避免排水量增加”,即必须实现“排水量零增长”目标。示范案例已有很多,如瓦尔德施戴格西二区(Waldsteige WestⅡ)、玫瑰海(Am Rosensee)、绍尔豪森公园住区等。

2城市气候优化成效

上述设计策略对于各类城市气候问题缓解或预防具重要意义(见表1)。

2.1分散式集中

第一,通过有秩序的人口疏散,避免大城市市中心热岛的持续加剧。一方面,有利于密集区人口压力的缓解,另一方面能有效避免城市核心向郊区边缘的无序扩张。如果城镇人口得到限制,则理论上热岛也可得到有效控制。

第二,通过保护与发展城镇周边的开放空间,避免城市通风条件的恶化。对于大城市来说,城市与自然接壤区具有无法估量的生态补偿价值。因此,保护与发展城市周边自然的开放空间比通过旧城更新来阻止城市衰落更具意义。分散式集中以及城市网络概念能灵活应对城市边缘环境条件的约束,从而避免或减少住区建设带来的自然干预与气候干预。

第三,通过保持功能混合、改善可达性,减少由私人机动交通引发的大气污染份额。首先,分散式集中概念为住区赋予多功能的发展任务,其独立性将得以提升。通过功能叠加,交通量可在一定程度上被降低。其次,交通联系通常是形成城市网络的必要条件。如今单个住区已无法在有限空间中满足居民生活的多样性需求。客运交通与城市公共交通的完善、运行效率的提高、可达性的改善,是发展区域协作、扩展住区功能的必要条件。

2.2短途城市

第一,通过降低材料与能源供给过程中的能量消耗与热量损失,潜在的大气污染与热岛将得以缓解。在一定程度上,缩小不同功能的间距将会降低建设、供给服务与垃圾处理的材料需求,降低给排水与废水处理的能耗,降低能源或能源载体运送中的损失,从而缓解潜在的大气污染与热岛。

第二,通过缩短居民出行距离,减少城市交通总量,缓解潜在的大气污染。交通能耗是城市气候问题的重要诱因。城市交通总量与城镇结构、城郊联系、人口密度有关。有研究显示,“城市密度越高,燃料消耗量与CO2排放量越少”。该现象不难解释:密度越高,路途越短。

第三,通过交通结构调整,减少由私人机动交通引发的大气与噪声污染。提高密度、功能混合旨在功能与人口的空间压缩,这将有助于生态与社会效应的提高。同时,提高密度、功能混合可能引发的环境恶化与功能干扰问题只能通过交通技术得以避免,如鼓励步行交通、提高公共交通(尤其是轨道客运交通)的可达性。这些措施也将有助于私人交通向公共短途客运交通的转化。后者主要包括城郊快轨、地铁或轻轨、有轨电车、公共汽车和出租车。

2.3功能混合

一方面,功能混合策略可在一定程度上避免不必要的道路建设,从而减少土地封盖、缓解热岛。道路建设用地约占总建设用地的10%-15%,其用地量降低可明显降低土地封盖。因此,无论是新建或改建项目,功能混合都将有助于热岛等城市气候问题的缓解。

另一方面,通过提高就近工作与购物的可能性,减少居民日常出行交通量,减少由私人机动交通引发的大气与噪声污染。功能混合策略将为居民就近工作的愿望之满足提供可能。同时,功能混合型住区中的服务设施通常能得到频繁利用。因此,与短途城市策略类似,功能混合策略能提高区域满足居民日常需求或短期需求的能力、缩短出行路途、降低机动交通量,从而助力大气与噪声污染的缓解。

2.4无车住区

一方面,通过限制道路与停车场建设,缓解潜在或已有的城市热岛与大气污染。在慕尼黑里姆(Riem)住区与汉诺威科隆斯贝尔格(Kronsberg)住区,每户停车率被限制到0.8(德国常规为1.1),停车空间资源管理得以开展;在弗莱堡与图宾根市,新建住区通常在边缘集中布置停车位或停车楼。这些措施无疑将动摇私人小汽车的特权地位,为游戏场与绿地提供更多空间。

另一方面,通过与公共短途客运交通系统建立便捷联系、建设区域供给设施(如超市、周末市场),减少由私人机动交通引发的大气与噪声污染。首先,由城市扩张带来的内城机动交通量激增问题可得以避免;其次,新建住区满足居民日常需求的能力将得以提升,为获取必要的生活用品而产生的交通量将得以减少。

2.5可再生能源利用

该策略在解决城市气候问题方面存在的优势主要在于,通过降低能耗及温室气体排放量,缓解已有或潜在的大气污染、为气候保护提供帮助(见表2)。相关研究的论证已有很多,此处不再赘述。

2.6雨水资源化管理

该策略在解决城市气候问题方面存在的优势主要在于,通过减少土地封盖、鼓励雨水蒸发,缓解已有或潜在的城市热岛。作为雨水资源管理实施的主要途径,雨水入渗主要包括:减少或去除土地封盖、增设入渗设施。一方面,减少或去除土地封盖的措施能够减少雨水流失、最小化城市建設对自然水循环的干预,也将为城市绿化提供更多空间,这将有效减小城市建设的气候环境干预。另一方面,地表入渗、凹地入渗、管道与沟渠入渗、入渗井、混合系统等入渗设施通常具备一定蓄水能力,能提高雨水入渗率与蒸发率,这将提高城市空气湿度、减少近地面空气层升温。

3结语

本世纪以来,用以指导德国绿色住区建设的一系列设计策略在实践中得以应用与发展。鉴于可持续发展在德国宪法与建造法典中的引入,目前为止仍被沿用的设计策略均有利于城市气候问题缓解与生态环境维护。实践中,对城市气候问题的关注以及在设计策略中的尽早植入将有助于设计程序的全面升级及工作效率与质量的全面提升。对此,应强化专项研究对住区设计的前期引导与后期检验,以细化设计目标、明确改进方向。相关专项研究宜于项目伊始便被纳入工作体系,设计草案对城市气候的影响应得到及时确认,从而落实设计策略、支持技术措施。

鉴于城市建设对城市环境质量的综合把控能力,面对国家城镇转型战略与日趋严重的城市气候问题,如何科学合理地提出切实可行的设计策略、并综合考量包括城市气候因素在内的各类新挑战,从而最小化住区建设的自然干扰与气候干预,已成为我国绿色住区建设的重要课题。鉴于德国绿色住区设计策略对城市气候问题缓解乃至生态环境建设的重要意义,部分内容可在消化理解后为我国所用。当然,这仍需长期的理论研究、实践验证与政策支持,并非朝夕所及。

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