论文部分内容阅读
摘要：发展低碳经济是世界各国应对气候变化问题、实现可持续发展的重要选择，建设低碳城市是实现低碳发展的关键途径。从高碳化城市等现象出发，指出我国当前城市发展模式的不可持续性，并从《十二五规划建议》中提出的转变发展方式思考绿色城市设计再到低碳城市的必要性和紧迫性及其主要内容。
关键词：低碳城市规划；低碳经济；绿色城市设计；热岛效应
1 引言
能源短缺与全球气候变化问题是当今世界人类共同面临的重大挑战，低碳高效的发展模式已成为世界各国实现可持续发展的重要选择，循环经济、绿色经济和低碳经济等新概念应运而生并逐步被社会各界所广泛认可。城市作为现代工业文明的重要载体，突出的能源消耗、热岛效应和环境污染等诸多资源环境约束已成为区域发展的瓶颈，使得城市成为区域碳减排并实现低碳发展模式转变的关键节点。我国涵盖工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化的现代化进程面临的新形势与新任务，对我国区域经济与城市建设提出了更高的要求．低碳城市的规划与建设问题将成为支持我国现代化建设的重要内容之一。
为有效应对全球气候变化 减少二氧化碳等温室气体的排放，低碳经济，低碳城市的研究和实践逐渐成为当今世界的热门话题。城市是碳减排的关键，而城市规划作为建设城市和管理城市的基本依据，必然担负着建设低碳城市的重要角色。但对于城市规划中如何有效落实低碳城市建设理念．如何确定低碳城市规划定位、内涵，构建低碳城市规划研究的理论基础，以及如何具体实施、今后的发展方向等，都需要进一步深入研究。
2 不可持续的城市建设模式——高碳城市与高耗建筑
人类文明的建立与发展在很大程度上取决于其所处的自然环境，以及人们对待自然环境的态度。当前我国处于快速城市化和工业化的阶段，由于粗放式的发展模式，高碳城市与高耗建筑这种不可持续的城市建设模式已经成为制约我国可持续发展的重要问题。其具体表现是：高碳城市从城市总体层面看，显见的有3种问题：一是城市功能结构和空间格局的不合理，就业——居住——服务空间的错位配置，职住分离带来了诸如低效出行等一系列不集约行为：二是私人汽车无节制的发展造成城市的离散化、郊区化，很多大城市重蹈美国洛杉矶覆辙“摊大饼”式的蔓延大大增加了城市的出行难度，堵城现象在我国已经司空见惯：三是城市产业发展高能耗、资源消耗和严重的环境污染，导致城市运行的高碳化。
高耗建筑：主要表现为两种问题，一是高耗材的豪华和异型建筑，由于建设者的好大喜功和设计师过度的求新求异，造成了人力资源和自然资源的过度浪费，有的甚至达到了奢侈的程度；二是高耗能建筑，要么过度依靠人工能源将建筑与外界环境隔离运行，要么过度开放缺乏必要的隔热等措施，节能环保意识缺乏。有关资料表明，我国单位建筑能耗是同纬度西欧和北美国家的2～3倍，而每年新增近1 O亿m2新建建筑也只有15％～20％执行了建筑节能设计标准，这种高能耗的发展显然已经与可持续发展目标严重背离。
3 低碳城市的内涵
3．1 低碳经济与低碳社会
低碳经济作为一个具有广泛社会性的前沿经济理念，最早见诸于政府文件是在2003年的英国能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中Il，目前对低碳经济的概念和内涵尚未有明确的界定。国家环境保护部部长周生贤指出：“低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的新经济发展模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构，核心是技术创新、制度创新和发展观的转变”低碳经济归根结底是一个发展问题，贫穷落后与限制发展不符合低碳发展的理念，发展低碳经济必须有高度的物质文明作为基础。低碳经济是一种经由能源利用效率不断提高，碳排放量不断减少的发展过程而实现的可持续型经济形态，同期实现物质文明、政治文明和精神文明与生态文明的高度协调发展。努力提高资源利用效率，实现经济低碳化转型，是中国突破资源环境约束瓶颈，实现可持续发展的必由之路。
3．2 低碳城市
城市是人类群居生活的高级形式，是]-商业高度发展的产物．聚集着全球绝大部分的生产与生活等活动。城市生态系统是人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化过程、以人类活动为主导的一类开放型人工生态系统，其组成包括生物要素、非生物要素和社会经济要素，这些要素通过能量流动、生物地球化学循环以及废物处理系统，形成一个具有内在联系的统一整体。温室气体排放与城市化过程相互交织、密切相关，仅占地球表面积的2％的城市消耗了全球能源的75％，排放的温室气体占全球所产生的温室气体的80％左右。建设低碳城市是实现全球低碳发展模式转型的首要措施。低碳城市就是在城市及其外沿区域空间内发展低碳经济，低碳生产和低碳消费并重。实现城市结构与功能、能量流与物质流的全面低碳化。在保证满足社会需求的经济发展速度的基础上不断降低碳排放量的可持续型城市形态。
4 绿色城市设计与低碳城市规划
“十二五”城市规划设计的新方向《中共中央关于制定國民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》(以下简称《建议》第一部分就指出 加快转变经济发展方式，开创科学发展新局面，《建议》还明确提出，加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平等战略观点，而另一方面看“十二五”时期又是我国城镇化继续加速推进的关键时期，城市发展与建设与生态环境资源之间的矛盾不可避免地会加剧，这就要求必须转换城市化模式，以新型城市化模式协调城市化发展与生态文明提升的关系。城市规划设计作为引导城市科学发展的重要手段，必须贯彻 要从根本上处理好人与自然的关系，加快发展低碳经济，加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平，走可持续发展之路的总体要求 。
4.1 低碳型城市规划
低碳城市的经济以低碳为发展模式及方向 市民生活以低碳为理念和行为特征、政府管理社会目标以低碳为建设标本和蓝图，关注和重视在经济发展过程中代价最小化人与自然和谐相处、人性的包容等。“十二五”期间，应当积极推动产业升级，打造低碳产业经济，形成节约资源 保护生态环境的产业结构；转变市民观念，并将节能低碳落实到平时的生活当中。为此，必须转变现有的城市规划理念理论和方法，由关注城市功能用地的平衡走向重视城市发展的碳氧平衡，并在城市功能定位与发展目标、产业发展策略、城市空间布局与交通组织以及城市各专项规划中 注重低碳导向的规划策略与模式的引入，并逐步更新现有不符合低碳要求的城市规划技术规范与指标体系，促进我国城市规划由传统城市化背景下发展型规划模式向新型城市化条件下体现科学发展要求的低碳型城市规划模式。
4.2 绿色城市设计
城市设计经历了从最初解决城镇环境质量问题到根据全球环境变迁开始更多地考虑了与自然环境的相关问题的转变 并探索新一代的 基于整体和环境优先的城市设计思想和方法，即绿色城市设计。倡导绿色城市设计，就要求在城市物质环境层面，更加考虑人类住区与自然生境的高度协调，注重自然环境的保护、城市效率的提升 加大公共交通的配给、绿色基础设施的完善、城市功能混合性的提高在城市空间营造方面，尊重城市成长的内在规律性，塑造可以持续适应城市功能动态变化的空间模式，尽最大可能减少城市演替带来的“大拆大建”造成不必要的资源浪费，把城市空间的静态使用与动态适宜性高度统一起来。同时，按照地区级、街区与社区级以及建筑单体不同层面 遵循不同的设计原则与手法，综合应用绿色设计技术，并在微观层面倡导和应用绿色建筑模式，使用节能保温材料，提升太阳能技术 隔热、通风技术 严格执行建筑节能设计相关标准 把绿色城市设计的理念落在实处。
5 影响低碳城市规划设计的因素
5.1 熱岛效应上升的城市规划设计控制因素
城市热岛效应(Urban Heat Island Effect)是指城市建设区气温异常上升，原因来自以建筑外表面为代表的城市下垫面指太阳辐建射热，城市内部生产和生活活动的排热、绿地树木的减少等。在低碳生态城市规划的过程中，城市热岛效应是一个重要的课题，其中，分析城市空间形态和城市气候要素问的互动关系尤为重要，减低城市热岛效应就可将城市整体夏季耗能量减低，是推动被动式与自然通风建筑和小区设计的基本条件。
总体来说，受热岛效应影响，低碳城市规划要考虑的模块主要集中在3个板块：城市布局模块、室外热湿负荷计算模块以及室内热湿负荷计算模块。详细说明如下。阳辐射吸收率与反射率．以及不同的传热、蓄热和蒸发特性，其面积分布比例决定了区域整体的传热、蓄热和蒸发量。建筑体量及布局则包括建筑形状尺寸、建筑高度、建筑容积率等指标，建筑群对大气流动产生拖曳力影响，从而带来了大气与下垫面之间热量交换的差别。这一参数属于城市规划土地使用性质、绿地覆盖率、建筑密度的范畴。
5．2 室外热湿负荷计算模块
景观设计对于水体、绿地(包括草地和树木)、以及室外路面／铺地表面的要求，包括绿地不同的植被覆盖和路面不同反射率的材料的选用，是城市热岛效应两个最重要的影响因素。同时，反射率部分还需考虑建筑表面，即屋顶和墙面的材料的反射率。这些参数属于建筑和景观设计的范畴。
5．3 室内热湿负荷计算模块
建筑设计中屋顶和外立面的选择影响室外热湿负荷，而围护结构热湿物性、空调制冷通风系统设定和其他室内散热散湿量的设定，则影响了室内的热湿负荷，从而决定了规划区域建筑的人工排热。这一参数属于建筑节能设计标准的范畴。可以转化为城市详细规划的常用控制技术指标，可以分为3组：
(1)城市设计可影响的变量；
(2)景观设计可影响的变量；
(3)建筑设计可影响的变量。
其他部分则是城市规划编制过程中可控制性比较低的基本环境因素。
“十二五”期间在我国已经步入快速城市化背景下，人与自然的矛盾越来越尖锐 为了确保健康城镇化的顺利推进，必须依赖全社会的力量，从平民到政府、从规划设计者到业主消费者、从观念到行动各个层面，切实按照低碳城市要求，探索中国特色可持续城市化的新模式。
6 结束语
在实践中很多规划设计者，也包括相当数量的社会大众，往往过度追求规划设计在形式上的宏伟壮观，乃至高碳的花哨“形式”，很少考虑城镇发展演进的内在动力和自组织的成长性，建筑设计上更是时常出现建筑功能、结构、技术、材料都要服务于形式的现象，造成了极大的浪费。所以，作为城市规划设计师必须充分认识到“绿色”生活才是未来发展的趋势，应以可持续发展为目标，把节能减排、环境保护作为消费者考虑的首要因素；必须看到在绿色城市设计和低碳城市规划建设方面，我国同国外还存在一定的差距，加强国际合作与交流，借鉴别人较为成熟的经验，是我国促进绿色建筑和低碳城市建设的重要手段。
关键词：低碳城市规划；低碳经济；绿色城市设计；热岛效应
1 引言
能源短缺与全球气候变化问题是当今世界人类共同面临的重大挑战，低碳高效的发展模式已成为世界各国实现可持续发展的重要选择，循环经济、绿色经济和低碳经济等新概念应运而生并逐步被社会各界所广泛认可。城市作为现代工业文明的重要载体，突出的能源消耗、热岛效应和环境污染等诸多资源环境约束已成为区域发展的瓶颈，使得城市成为区域碳减排并实现低碳发展模式转变的关键节点。我国涵盖工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化的现代化进程面临的新形势与新任务，对我国区域经济与城市建设提出了更高的要求．低碳城市的规划与建设问题将成为支持我国现代化建设的重要内容之一。
为有效应对全球气候变化 减少二氧化碳等温室气体的排放，低碳经济，低碳城市的研究和实践逐渐成为当今世界的热门话题。城市是碳减排的关键，而城市规划作为建设城市和管理城市的基本依据，必然担负着建设低碳城市的重要角色。但对于城市规划中如何有效落实低碳城市建设理念．如何确定低碳城市规划定位、内涵，构建低碳城市规划研究的理论基础，以及如何具体实施、今后的发展方向等，都需要进一步深入研究。
2 不可持续的城市建设模式——高碳城市与高耗建筑
人类文明的建立与发展在很大程度上取决于其所处的自然环境，以及人们对待自然环境的态度。当前我国处于快速城市化和工业化的阶段，由于粗放式的发展模式，高碳城市与高耗建筑这种不可持续的城市建设模式已经成为制约我国可持续发展的重要问题。其具体表现是：高碳城市从城市总体层面看，显见的有3种问题：一是城市功能结构和空间格局的不合理，就业——居住——服务空间的错位配置，职住分离带来了诸如低效出行等一系列不集约行为：二是私人汽车无节制的发展造成城市的离散化、郊区化，很多大城市重蹈美国洛杉矶覆辙“摊大饼”式的蔓延大大增加了城市的出行难度，堵城现象在我国已经司空见惯：三是城市产业发展高能耗、资源消耗和严重的环境污染，导致城市运行的高碳化。
高耗建筑：主要表现为两种问题，一是高耗材的豪华和异型建筑，由于建设者的好大喜功和设计师过度的求新求异，造成了人力资源和自然资源的过度浪费，有的甚至达到了奢侈的程度；二是高耗能建筑，要么过度依靠人工能源将建筑与外界环境隔离运行，要么过度开放缺乏必要的隔热等措施，节能环保意识缺乏。有关资料表明，我国单位建筑能耗是同纬度西欧和北美国家的2～3倍，而每年新增近1 O亿m2新建建筑也只有15％～20％执行了建筑节能设计标准，这种高能耗的发展显然已经与可持续发展目标严重背离。
3 低碳城市的内涵
3．1 低碳经济与低碳社会
低碳经济作为一个具有广泛社会性的前沿经济理念，最早见诸于政府文件是在2003年的英国能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中Il，目前对低碳经济的概念和内涵尚未有明确的界定。国家环境保护部部长周生贤指出：“低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的新经济发展模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构，核心是技术创新、制度创新和发展观的转变”低碳经济归根结底是一个发展问题，贫穷落后与限制发展不符合低碳发展的理念，发展低碳经济必须有高度的物质文明作为基础。低碳经济是一种经由能源利用效率不断提高，碳排放量不断减少的发展过程而实现的可持续型经济形态，同期实现物质文明、政治文明和精神文明与生态文明的高度协调发展。努力提高资源利用效率，实现经济低碳化转型，是中国突破资源环境约束瓶颈，实现可持续发展的必由之路。
3．2 低碳城市
城市是人类群居生活的高级形式，是]-商业高度发展的产物．聚集着全球绝大部分的生产与生活等活动。城市生态系统是人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化过程、以人类活动为主导的一类开放型人工生态系统，其组成包括生物要素、非生物要素和社会经济要素，这些要素通过能量流动、生物地球化学循环以及废物处理系统，形成一个具有内在联系的统一整体。温室气体排放与城市化过程相互交织、密切相关，仅占地球表面积的2％的城市消耗了全球能源的75％，排放的温室气体占全球所产生的温室气体的80％左右。建设低碳城市是实现全球低碳发展模式转型的首要措施。低碳城市就是在城市及其外沿区域空间内发展低碳经济，低碳生产和低碳消费并重。实现城市结构与功能、能量流与物质流的全面低碳化。在保证满足社会需求的经济发展速度的基础上不断降低碳排放量的可持续型城市形态。
4 绿色城市设计与低碳城市规划
“十二五”城市规划设计的新方向《中共中央关于制定國民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》(以下简称《建议》第一部分就指出 加快转变经济发展方式，开创科学发展新局面，《建议》还明确提出，加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平等战略观点，而另一方面看“十二五”时期又是我国城镇化继续加速推进的关键时期，城市发展与建设与生态环境资源之间的矛盾不可避免地会加剧，这就要求必须转换城市化模式，以新型城市化模式协调城市化发展与生态文明提升的关系。城市规划设计作为引导城市科学发展的重要手段，必须贯彻 要从根本上处理好人与自然的关系，加快发展低碳经济，加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平，走可持续发展之路的总体要求 。
4.1 低碳型城市规划
低碳城市的经济以低碳为发展模式及方向 市民生活以低碳为理念和行为特征、政府管理社会目标以低碳为建设标本和蓝图，关注和重视在经济发展过程中代价最小化人与自然和谐相处、人性的包容等。“十二五”期间，应当积极推动产业升级，打造低碳产业经济，形成节约资源 保护生态环境的产业结构；转变市民观念，并将节能低碳落实到平时的生活当中。为此，必须转变现有的城市规划理念理论和方法，由关注城市功能用地的平衡走向重视城市发展的碳氧平衡，并在城市功能定位与发展目标、产业发展策略、城市空间布局与交通组织以及城市各专项规划中 注重低碳导向的规划策略与模式的引入，并逐步更新现有不符合低碳要求的城市规划技术规范与指标体系，促进我国城市规划由传统城市化背景下发展型规划模式向新型城市化条件下体现科学发展要求的低碳型城市规划模式。
4.2 绿色城市设计
城市设计经历了从最初解决城镇环境质量问题到根据全球环境变迁开始更多地考虑了与自然环境的相关问题的转变 并探索新一代的 基于整体和环境优先的城市设计思想和方法，即绿色城市设计。倡导绿色城市设计，就要求在城市物质环境层面，更加考虑人类住区与自然生境的高度协调，注重自然环境的保护、城市效率的提升 加大公共交通的配给、绿色基础设施的完善、城市功能混合性的提高在城市空间营造方面，尊重城市成长的内在规律性，塑造可以持续适应城市功能动态变化的空间模式，尽最大可能减少城市演替带来的“大拆大建”造成不必要的资源浪费，把城市空间的静态使用与动态适宜性高度统一起来。同时，按照地区级、街区与社区级以及建筑单体不同层面 遵循不同的设计原则与手法，综合应用绿色设计技术，并在微观层面倡导和应用绿色建筑模式，使用节能保温材料，提升太阳能技术 隔热、通风技术 严格执行建筑节能设计相关标准 把绿色城市设计的理念落在实处。
5 影响低碳城市规划设计的因素
5.1 熱岛效应上升的城市规划设计控制因素
城市热岛效应(Urban Heat Island Effect)是指城市建设区气温异常上升，原因来自以建筑外表面为代表的城市下垫面指太阳辐建射热，城市内部生产和生活活动的排热、绿地树木的减少等。在低碳生态城市规划的过程中，城市热岛效应是一个重要的课题，其中，分析城市空间形态和城市气候要素问的互动关系尤为重要，减低城市热岛效应就可将城市整体夏季耗能量减低，是推动被动式与自然通风建筑和小区设计的基本条件。
总体来说，受热岛效应影响，低碳城市规划要考虑的模块主要集中在3个板块：城市布局模块、室外热湿负荷计算模块以及室内热湿负荷计算模块。详细说明如下。阳辐射吸收率与反射率．以及不同的传热、蓄热和蒸发特性，其面积分布比例决定了区域整体的传热、蓄热和蒸发量。建筑体量及布局则包括建筑形状尺寸、建筑高度、建筑容积率等指标，建筑群对大气流动产生拖曳力影响，从而带来了大气与下垫面之间热量交换的差别。这一参数属于城市规划土地使用性质、绿地覆盖率、建筑密度的范畴。
5．2 室外热湿负荷计算模块
景观设计对于水体、绿地(包括草地和树木)、以及室外路面／铺地表面的要求，包括绿地不同的植被覆盖和路面不同反射率的材料的选用，是城市热岛效应两个最重要的影响因素。同时，反射率部分还需考虑建筑表面，即屋顶和墙面的材料的反射率。这些参数属于建筑和景观设计的范畴。
5．3 室内热湿负荷计算模块
建筑设计中屋顶和外立面的选择影响室外热湿负荷，而围护结构热湿物性、空调制冷通风系统设定和其他室内散热散湿量的设定，则影响了室内的热湿负荷，从而决定了规划区域建筑的人工排热。这一参数属于建筑节能设计标准的范畴。可以转化为城市详细规划的常用控制技术指标，可以分为3组：
(1)城市设计可影响的变量；
(2)景观设计可影响的变量；
(3)建筑设计可影响的变量。
其他部分则是城市规划编制过程中可控制性比较低的基本环境因素。
“十二五”期间在我国已经步入快速城市化背景下，人与自然的矛盾越来越尖锐 为了确保健康城镇化的顺利推进，必须依赖全社会的力量，从平民到政府、从规划设计者到业主消费者、从观念到行动各个层面，切实按照低碳城市要求，探索中国特色可持续城市化的新模式。
6 结束语
在实践中很多规划设计者，也包括相当数量的社会大众，往往过度追求规划设计在形式上的宏伟壮观，乃至高碳的花哨“形式”，很少考虑城镇发展演进的内在动力和自组织的成长性，建筑设计上更是时常出现建筑功能、结构、技术、材料都要服务于形式的现象，造成了极大的浪费。所以，作为城市规划设计师必须充分认识到“绿色”生活才是未来发展的趋势，应以可持续发展为目标，把节能减排、环境保护作为消费者考虑的首要因素；必须看到在绿色城市设计和低碳城市规划建设方面，我国同国外还存在一定的差距，加强国际合作与交流，借鉴别人较为成熟的经验，是我国促进绿色建筑和低碳城市建设的重要手段。