生物準(zhǔn)則城市概念與日本的智慧城市規(guī)劃的互見研究

蘇暢，王培嚴(yán)/SU Chang, WANG Peiyan

生物準(zhǔn)則城市概念與日本的智慧城市規(guī)劃的互見研究

蘇暢，王培嚴(yán)/SU Chang, WANG Peiyan

生物準(zhǔn)則城市的概念是城市規(guī)劃建設(shè)的一種新興思路。在傳統(tǒng)城市強(qiáng)大的能源消耗能力與薄弱的資源及能量自循環(huán)現(xiàn)狀背景下，生物準(zhǔn)則城市以生物的自循環(huán)屬性作為概念的切入點(diǎn)，利用可再生資源、雜交技術(shù)和生物技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)探索自給自足和改善生活品質(zhì)為基本要求的新型城市結(jié)構(gòu)。與此相對(duì)應(yīng)的，討論并實(shí)施規(guī)劃的日本智慧城市的若干試點(diǎn)規(guī)劃和建設(shè)實(shí)施，同樣在尋求新城市規(guī)劃思路中可循環(huán)的高能效利用與現(xiàn)存城市化種種問題的解決新思路，為城市節(jié)能、城市更新等問題提供新的模式探索方向，與生物準(zhǔn)則城市概念存在互見性。在剛剛結(jié)束的十二屆全國(guó)人大五次會(huì)議中，“ 特色小城鎮(zhèn)”概念首次寫入政府工作報(bào)告[1]。在新形式下的城鎮(zhèn)化建設(shè)模式探索過程中，本文希望通過生物準(zhǔn)則城市概念以及日本智慧城市規(guī)劃的相關(guān)案例的討論，為我國(guó)特色城鎮(zhèn)化發(fā)展提供新思路和新視野。

生物準(zhǔn)則城市，日本智慧城市，能效循環(huán)

1 “生物準(zhǔn)則”在日本

生物準(zhǔn)則城市的規(guī)劃發(fā)展思路，提高了城市規(guī)劃過程中對(duì)城市本體的資源消耗、能源使用等問題的重視程度。通過新的資源利用策略和能源節(jié)約策略，依托新技術(shù)的發(fā)展，探索新型城市可能的樣貌。例如，建筑材料的循環(huán)利用，生活生產(chǎn)垃圾的再回收處理等問題，都將成為生物準(zhǔn)則城市在指導(dǎo)規(guī)劃過程中的重點(diǎn)課題，也將成為新型城市有別于傳統(tǒng)城市的重要特征。其中，循環(huán)這一關(guān)鍵詞將扮演非常重要之角色。

就日本而言，城市的循環(huán)發(fā)展有相當(dāng)悠久的歷史?？勺匪葜寥毡境鞘芯勐涞钠鹪磿r(shí)期。日本并非是傳統(tǒng)的適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)的國(guó)家，整體多山。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)城市聚落的早期發(fā)展中，形成了以循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的“里山”概念。在山地同平原之間的山地緩和地帶發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)，同人居環(huán)境產(chǎn)生重要聯(lián)系，加速了日本的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程[2]。進(jìn)入現(xiàn)代，由一系列戰(zhàn)爭(zhēng)等因素所主導(dǎo)的國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化，將日本的傳統(tǒng)循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)淹沒在工業(yè)發(fā)展大潮之中。

在戰(zhàn)后的經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)期，日本也同世界其他國(guó)家一道，無一例外地經(jīng)歷了環(huán)境污染公害、大都市人口過度集中、無序開發(fā)、能源利用不合理等一系列問題[3]。在傳統(tǒng)自然資源匱乏的先天條件下，日本開始尋求與傳統(tǒng)循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)相似的現(xiàn)代城市發(fā)展策略，將城市能源資源消耗進(jìn)行高度調(diào)控，并結(jié)合各領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)造具有科技代表性的舒適的人居環(huán)境。

2 日本智慧城市概念以及“生物準(zhǔn)則”解釋

最初的智慧城市（smart city）概念由IBM提出。概念強(qiáng)調(diào)信息和通信技術(shù)作為支撐基礎(chǔ)，收集分析城市中組織（人）、業(yè)務(wù)/政務(wù)、交通、通訊、水和能源六大核心系統(tǒng)產(chǎn)生的信息變量，并分析內(nèi)部需求，提出智能響應(yīng)并提供策略[4]。在其后的理論發(fā)展中，不同的學(xué)者對(duì)基礎(chǔ)概念進(jìn)行了補(bǔ)充和改進(jìn)。紐約大學(xué)的學(xué)者安東尼·湯森（Anthony Townsend）在《智慧城市：大數(shù)據(jù)、城市黑客,尋求新的烏托邦》（Smart Cities∶ Big Data, Civic Hackers, and the Quest for a New Utopia）一書中，將智慧城市定義為，通過信息技術(shù)作為橋梁，將城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)同日常生活以及居民緊密結(jié)合而形成的有能力解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境問題的未來型城市[5]。

日本智慧城市理論具有其深刻的地域背景與發(fā)展時(shí)序特征。2011年日本人口發(fā)展迎來拐點(diǎn)，正式進(jìn)入人口下行區(qū)間[6]。老齡化與少子化將成為日本社會(huì)未來需要面對(duì)的重大問題。與此同時(shí)，2011年的東日本大地震對(duì)福島核電站機(jī)組的摧毀式打擊改變了人們傳統(tǒng)對(duì)能源需求的態(tài)度。通過加大“輸入”解決能源短缺問題的傳統(tǒng)思路受到了挑戰(zhàn)。人與能源的問題作為城市的基本問題，成為了帶有日本自身特點(diǎn)的智慧城市理論誕生發(fā)展的兩大背景。

發(fā)展背景決定了日本獨(dú)特的智慧城市概念是圍繞能源循環(huán)利用、解決社會(huì)發(fā)展矛盾為題目展開的。即在交通、水、能源、信息通信、垃圾處理、防災(zāi)減災(zāi)等基礎(chǔ)設(shè)施，以及教育育兒、老齡化對(duì)策（看護(hù)、醫(yī)療）、治安、國(guó)際化等民生基礎(chǔ)方面，通過應(yīng)用信息和通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)城市和地域的管理機(jī)制的高效化和循環(huán)化，提高市民、企業(yè)、政府的工作和生活質(zhì)量[3]。

在日本智慧城市概念中，不僅呼應(yīng)了生物準(zhǔn)則概念中城市生物循環(huán)自我滿足的需求，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了智慧城市在信息和通信技術(shù)支持下的解決城市現(xiàn)階段多種矛盾的功能，是生物準(zhǔn)則城市概念在日本城市規(guī)劃發(fā)展過程中的概念展開方式。

3 日本智慧城市的發(fā)展及特征

日本國(guó)土交通省在日本智慧城市概念發(fā)展過程中總結(jié)歸納了其中的各項(xiàng)因子與整體的城市規(guī)劃發(fā)展需求特征，對(duì)日本智慧城市的規(guī)劃形成提出了整體提高、發(fā)揮地域特征、解決地域矛盾的發(fā)展思路和策略。提出了自然資源及能源循環(huán)利用型，交通、防災(zāi)、安保指向型，教育、醫(yī)療及養(yǎng)老型社會(huì)指向型3種智慧城市模型的發(fā)展傾向，并賦予不同智慧城市不同的發(fā)展特征及使命[7]。

（1）自然資源及能源循環(huán)利用型

以這一發(fā)展傾向形態(tài)作為側(cè)重點(diǎn)的智慧城市模型最符合生物準(zhǔn)則城市概念，在兼顧整體的智慧城市規(guī)劃理念的基礎(chǔ)上，更側(cè)重創(chuàng)造基礎(chǔ)的資源與能量的節(jié)約方式可能。通過對(duì)水的階梯利用，生產(chǎn)生活肥料的循環(huán)處理方式進(jìn)化、依賴信息與通信技術(shù)的精準(zhǔn)能源使用調(diào)節(jié)控制，提升城市整體的節(jié)能和循環(huán)利用能力，代表了生物準(zhǔn)則城市概念同日本智慧城市發(fā)展趨勢(shì)的部分概念重合。

（2）交通、防災(zāi)、安保指向型

這一類智慧城市發(fā)展傾向形態(tài)同樣是在智慧城市概念大框架下，利用地區(qū)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)解決問題，多是在軌道交通與陸上交通樞紐等人流較為集中的區(qū)域進(jìn)行城市區(qū)域更新計(jì)劃。在兼顧各種能源節(jié)約的基礎(chǔ)上，通過新的城市規(guī)劃理念手段優(yōu)化區(qū)域人行、車行、軌道交通等多種交通載體的使用效率與安全性，確保足夠面積的自然災(zāi)害避難場(chǎng)所，并規(guī)劃科學(xué)迅速的避難路線，保證提供區(qū)域內(nèi)住民及活動(dòng)人群足夠的安全及使用舒適度。

1 日本傳統(tǒng)的里山循環(huán)農(nóng)業(yè)模式（圖片來源：參考文獻(xiàn)[2]）

2 日本智慧城市概念解釋（圖片來源：參考文獻(xiàn)[7]）

3 柏之葉校園城智慧城市實(shí)踐的“公、民、學(xué)”共建模式（圖片來源：國(guó)立大學(xué)法人東京大學(xué)フューチャーセンター パンフレット）

表1 日本國(guó)土交通省智慧城市試點(diǎn)實(shí)踐項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)（信息來源：參考文獻(xiàn)[3]）

（3）教育、醫(yī)療及養(yǎng)老型社會(huì)指向型

教育、醫(yī)療及養(yǎng)老型社會(huì)指向型智慧城市的規(guī)劃建設(shè)，是日本在智慧城市建設(shè)背景下的務(wù)實(shí)性嘗試。對(duì)于在日本社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)影響下的城市規(guī)劃體系如何呼應(yīng)并解決社會(huì)問題，智慧城市的規(guī)劃建設(shè)嘗試提供解決方案，通過依靠城市更新、網(wǎng)絡(luò)化布局、信息與通信技術(shù)等方式，將教育醫(yī)療養(yǎng)老型社會(huì)進(jìn)行具體的問題劃分并提出解決方式，提供更為便利快捷的教育醫(yī)療養(yǎng)老服務(wù)，從城市規(guī)劃的角度緩解日本整個(gè)社會(huì)老齡化、少子化所引發(fā)的教育醫(yī)療等問題。

在此3類發(fā)展傾向的規(guī)劃指導(dǎo)下，日本國(guó)土交通省進(jìn)行了一系列的智慧城市的試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)踐。通過與大學(xué)、地區(qū)政府、企業(yè)等多種實(shí)施主體的多方向集中發(fā)力，形成了一系列具有自身特征的日本智慧城市示范案例[3]。

4 特色智慧城市案例研究——日本千葉縣柏之葉校園城

位于日本千葉縣的柏之葉校園城是日本在建智慧城市中較為完善和特點(diǎn)相對(duì)鮮明的示范性智慧新城。柏之葉校園城面積約273hm2，以學(xué)術(shù)研究型都市為基本概念進(jìn)行概念規(guī)劃，由政府、民眾、學(xué)?？蒲袡C(jī)構(gòu)三方面共同支撐組成，2011年12月由日本內(nèi)閣府授予“綜合特區(qū)”“環(huán)境未來都市”等稱號(hào)。

4 東京大學(xué)柏之葉校區(qū) 智慧城市試點(diǎn)試驗(yàn)建筑（攝影：蘇暢，王培嚴(yán)）

5 柏之葉校園城智慧城市規(guī)劃核心區(qū)范圍示意圖（圖片來源：柏の葉アーバンデザインセンター［UDCK］ パンフレット）

6 核心區(qū)電力能源控制及傳輸概念模式圖（圖片來源： 柏の葉スマートシテ取組，三井不動(dòng)産株式會(huì)社）

日本三井不動(dòng)產(chǎn)公司以柏之葉校園城智慧城市規(guī)劃作為切入點(diǎn)，將柏之葉校園城車站周邊12.7hm2的核心區(qū)域進(jìn)行整體智慧城市改造，以環(huán)境共生、健康長(zhǎng)壽等內(nèi)容作為主要設(shè)計(jì)理念，引入商業(yè)、辦公、高層住宅、酒店等設(shè)施，吸引5000人進(jìn)行日?；顒?dòng)和居住。整體區(qū)域利用太陽能、風(fēng)能等方式進(jìn)行電力生產(chǎn)，同時(shí)通過大型蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)能。利用中央控制室的調(diào)配，高效率地調(diào)配區(qū)域能源的使用，提出了2030年整體CO2排放減少60%的具體目標(biāo)[8]。

在進(jìn)行智慧城市概念的規(guī)劃和設(shè)施改造中，柏之葉校園城始終貫徹了將科研機(jī)構(gòu)、地方政府、住民三方面社會(huì)分工的融合協(xié)作概念；利用光伏、風(fēng)能等一系列發(fā)電裝置產(chǎn)生電量，供給區(qū)域內(nèi)多種機(jī)能建筑使用，同時(shí)利用蓄電等設(shè)施調(diào)配區(qū)域能源的需求；使有限的城市空間通過能源的調(diào)配利用，提高整體的能源使用效率；通過對(duì)城市核心區(qū)域的智慧城市規(guī)劃提升，形成教育、醫(yī)療等設(shè)施的中心效應(yīng)，輻射影響區(qū)域內(nèi)以及區(qū)域周邊一定范圍內(nèi)的住民生活習(xí)慣。這些措施貫徹了柏之葉校園城智慧城市規(guī)劃的發(fā)展傾向及目標(biāo)。

5 結(jié)語

日本智慧城市規(guī)劃與實(shí)踐的發(fā)展，對(duì)其他國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行城市更新以及新城建設(shè)具有一定程度上的借鑒價(jià)值。日本智慧城市的概念同生物準(zhǔn)則城市概念具有互見性。此外，日本智慧城市規(guī)劃跨越了傳統(tǒng)的能量能源節(jié)約、生物循環(huán)等技術(shù)思路，試圖通過能源節(jié)約的城市信息化網(wǎng)絡(luò)同城市或社會(huì)發(fā)展的相關(guān)現(xiàn)實(shí)問題聯(lián)系起來，以期形成未來社會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)樣板，利用新的城市規(guī)劃實(shí)踐思路試圖回答防災(zāi)、少子化社會(huì)、養(yǎng)老型社會(huì)的相關(guān)難題。然而，日本智慧城市規(guī)劃實(shí)踐仍面臨挑戰(zhàn)。

日本智慧城市的規(guī)劃發(fā)展受限于發(fā)展主體，多數(shù)是以政府牽頭、企業(yè)開發(fā)的形式，在小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行智慧城市的建設(shè)。例如，柏之葉校園城的智慧城市規(guī)劃項(xiàng)目中，仍是以中心區(qū)域帶動(dòng)周邊地區(qū)的形式進(jìn)行實(shí)踐。同時(shí)，智慧城市規(guī)劃建設(shè)受限于成本等因素，難以形成真正意義上的城市尺度，因此仍是以試點(diǎn)規(guī)模實(shí)施。日本城鎮(zhèn)化水平較我國(guó)仍有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，在引入新的城市規(guī)劃發(fā)展思路并實(shí)施的過程中存在先天基礎(chǔ)，具有一定操作可行性，同時(shí)也面臨若干問題。智慧城市的探索為未來城市模型的實(shí)踐提供了若干思路，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

生物準(zhǔn)則概念側(cè)重于城市資源與能量的生物依賴于循環(huán)利用，而日本的智慧城市概念在能源創(chuàng)新的同時(shí)試圖通過區(qū)域協(xié)同輻射解決周邊更廣闊范圍的社會(huì)發(fā)展難題，兩者具有重合的部分但同時(shí)存在各自延展的概念特點(diǎn)。相較于生物準(zhǔn)則城市概念與日本智慧城市規(guī)劃概念，我國(guó)在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、特色小城鎮(zhèn)實(shí)踐的過程中，還應(yīng)圍繞地區(qū)問題，不拘泥于一種或幾種新型城市發(fā)展思路，發(fā)展出具有國(guó)家特色、時(shí)代特點(diǎn)、地區(qū)優(yōu)勢(shì)的城鎮(zhèn)模式。

[1] ZAKER. “特色小城鎮(zhèn)”首次寫入政府工作報(bào).(2017) [2017-03-05] https://www.myzaker.com/art icle/58bb9a739490cb750200002e/.

[2] 富田昇. 里山の性格とその変貌: 史資料に見る山林利用の変遷[J]. 身近な自然環(huán)境·里山との付き合い方.-(靜岡大學(xué)公開講座ブックレット; 1), 2009: 3-39. [3] 日本駐中國(guó)大使館. 日本智慧城市理念和實(shí)踐. (2014) [2014-09-09] http://www.cn.embjapan.go.jp/ media/media140909.htm.

[4] IBM. 《智慧的城市在中國(guó)》白皮書. (2010) [2017-03-05] http://www.jpcollege.com/cn__zh_cn__ cities__white_paper_0924__4918kb.pdf.

[5] Townsend A M. Smart Cities: Big data, civic hackers, and the quest for a new utopia [M]. WW Norton & Company, 2013. [6] 日本人口推計(jì) -総務(wù)省統(tǒng)計(jì)局. （2017）[2017-03-05] http://www.stat.go.jp/data/jinsui/new.htm.

[7] 國(guó)土交通省. 持続可能な都市の創(chuàng)造と 海外に展開するスマートシティ. (2014) [2014-03] https:// www.mlit.go.jp/common/001029873.pdf.

[8] 谷口力也, 馬郡文平, 野城智也, 等. 41549 スマートシティにおける建物の環(huán)境調(diào)和技術(shù)の統(tǒng)合手法に関する研究: 柏の葉キャンパスシティ駅前 148 街區(qū)複合開発計(jì)畫を?qū)澫螭趣筏?(省エネルギー, 環(huán)境工學(xué) II, 2013年度日本建築學(xué)會(huì)大會(huì) (北海道) 學(xué)術(shù)講演會(huì)·建築デザイン発表會(huì))[J]. 學(xué)術(shù)講演梗概集, 2013, 2013: 1113-1114.

Research on the Interrelationship Between Bioprincipled Cities and Smart Cities in Japan

The concept of the bioprincipled city is a new idea in urban planning. In the current situation, the traditional urban area exists with major problems includes strong energy consumption and weak ability to cycling resources and energy. The bioprincipled city makes the biological self-circulation as the starting point of the concept, such as the use of renewable resources, hybrid technology and biotechnology and other advanced technologies, aiming to explore the self-sufficiency and improve the quality of life as the basic requirements of the new urban structure. Corresponding to this, the smart cities planning in Japan also seek new ideas for solving the new urban planning ideas by energy saving, urban renewal, and other issues to provide a new model to explore the possible model for the future city, the two concepts meet similarities. In the Twelfth National People's Congress fifth meeting, 'Featured small towns' concept was written into the government work report for the first time. In the new form of urbanisation construction mode exploration process, the paper hopes to explore the bioprincipled city concept and smart cities in Japan to discuss the relevant cases of urban planning for the development of China's urbanisation to provide new ideas and new horizons.

bioprincipled city, smart city in Japan, energy recycling

日本千葉大學(xué)

2017-03-10