城市氣候問(wèn)題解決與當(dāng)代德國(guó)綠色住區(qū)設(shè)計(jì)

劉姝宇 王克男 宋代風(fēng)

摘要：城市氣候惡化的客觀現(xiàn)實(shí)與國(guó)家新型城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略為我國(guó)城市住區(qū)建設(shè)提出新挑戰(zhàn)。鑒于當(dāng)代德國(guó)綠色住區(qū)建設(shè)在城市氣候問(wèn)題應(yīng)對(duì)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的成就，分析了當(dāng)代德國(guó)綠色住區(qū)常用設(shè)計(jì)策略在熱島、通風(fēng)、大氣污染等城市氣候問(wèn)題預(yù)防與緩解方面的成效。研究結(jié)果顯示，已有和潛在的城市氣候問(wèn)題應(yīng)在綠色住區(qū)設(shè)計(jì)伊始就予以關(guān)注，設(shè)計(jì)策略的科學(xué)制定有助于最小化土地開發(fā)引發(fā)的環(huán)境干擾與氣候干預(yù)。

關(guān)鍵詞：城市氣候問(wèn)題;綠色住區(qū);設(shè)計(jì)策略;當(dāng)代德國(guó)

中圖分類號(hào)：F293.35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1001-9138-（2019）05-0075-79 收稿日期：2019-03-27

城市氣候惡化的客觀現(xiàn)實(shí)與國(guó)家新型城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略對(duì)我國(guó)城市建設(shè)提出新挑戰(zhàn)。一方面，粗放型發(fā)展對(duì)城市氣候環(huán)境的負(fù)面影響日益顯現(xiàn)，熱島、霧霾等典型城市氣候問(wèn)題日趨嚴(yán)重，惡劣天氣頻繁，居民生活質(zhì)量與生產(chǎn)效率深受影響。另一方面，隨著國(guó)務(wù)院《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃（2013）》、國(guó)家發(fā)改委《國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃（2014-2020）》、國(guó)家發(fā)改委和住建部《城市適應(yīng)氣候變化行動(dòng)方案（2016）》等一系列氣候變化應(yīng)對(duì)、大氣污染防治、生態(tài)保護(hù)宏觀政策的出臺(tái)，城市氣候環(huán)境優(yōu)化被提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度，且城市建設(shè)被置于引領(lǐng)地位。由于住區(qū)在城市建設(shè)用地中占比最高、綠地率亦較高，因此住區(qū)建設(shè)成為城市氣候調(diào)節(jié)的重要抓手。

鑒于長(zhǎng)期的理論積累與實(shí)踐修正，上世紀(jì)90年代以來(lái)德國(guó)綠色住區(qū)建設(shè)在城市氣候問(wèn)題應(yīng)對(duì)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面蜚聲世界。這在很大程度上取決于綠色住區(qū)設(shè)計(jì)策略的科學(xué)性與合理性。這些設(shè)計(jì)策略在各類城市氣候問(wèn)題預(yù)防與緩解方面存在較好成效，可為我國(guó)綠色住區(qū)建設(shè)與新型城鎮(zhèn)化道路提供一定借鑒。

1設(shè)計(jì)策略

“設(shè)計(jì)策略”源于企業(yè)管理與產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，指通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的計(jì)劃。上世紀(jì)90年代兩德統(tǒng)一以來(lái)，西德發(fā)達(dá)地區(qū)迫于經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口容納壓力，利用城郊或廢棄地發(fā)展大型住區(qū)。在此過(guò)程中，基于悠久的環(huán)境保護(hù)傳統(tǒng)與歐盟可持續(xù)發(fā)展三支柱原則，分散式集中、短途城市、功能混合、無(wú)車住區(qū)、可再生資源利用、雨水資源化管理等一系列設(shè)計(jì)策略在綠色住區(qū)建設(shè)過(guò)程中得到研發(fā)與實(shí)踐，以提高環(huán)境品質(zhì)、增加項(xiàng)目乃至城市的吸引力與競(jìng)爭(zhēng)力。

“分散式集中（dezentrale Konzentration）”策略在“中心地理論（Systems zentraler Orte）”“被分隔的松散城市（Die gegliederte und aufgelockerte Stadt）”等思想的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，以解決在城市擴(kuò)張與郊區(qū)化進(jìn)程中無(wú)序城市擴(kuò)張的問(wèn)題。與中心地理論將中心與交通軸線沿途區(qū)域作為發(fā)展重點(diǎn)的概念相對(duì)，分散式集中概念同時(shí)關(guān)注“中心”及其“外圍區(qū)域”的發(fā)展。重點(diǎn)在于追求多指導(dǎo)路線影響下緊湊的、功能混合的住區(qū)發(fā)展，促使人口聚集區(qū)形成“大范圍分散，小范圍集中”的發(fā)展模式。該概念的落實(shí)與發(fā)展導(dǎo)致“城市網(wǎng)絡(luò)”的產(chǎn)生，即形成超越狹隘的、單個(gè)城市行政邊界的城市群落?；谄渖鷳B(tài)保護(hù)的出發(fā)點(diǎn)，該概念對(duì)城鎮(zhèn)新建與空間結(jié)構(gòu)調(diào)整均具重要意義。其旨在形成并加強(qiáng)由點(diǎn)、線、網(wǎng)絡(luò)等多元素組成的空間網(wǎng)絡(luò)，并強(qiáng)調(diào)保護(hù)位于點(diǎn)狀元素間（即居民點(diǎn)建設(shè)用地）的開放空間的重要性。

“短途城市（Stadt der kurzen Wege）”作為德國(guó)綠色住區(qū)設(shè)計(jì)的重要策略始于20世紀(jì)80年代的城市設(shè)計(jì)反思。一方面，該概念試圖縮短居住、工作、供給、服務(wù)、休憩娛樂(lè)與教育設(shè)施的空間距離;另一方面，也試圖降低交通需求、減少交通量。提高密度、功能混合、合理的交通組織是實(shí)現(xiàn)該概念的重要途徑;合適的交通措施也是落實(shí)該設(shè)計(jì)策略的重要途徑，如提高步行、自行車、公共交通道路的比例，減少私人機(jī)動(dòng)交通量。

功能混合策略試圖通過(guò)居住、工作、社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施在一定空間范圍內(nèi)的混合，提高居民對(duì)新型的多種生活方式的接納性;提高經(jīng)濟(jì)、大眾傳媒、科學(xué)、文化設(shè)施之間的合作可能性;修復(fù)公共空間，使其成為日常生活、和諧共存的有效載體。當(dāng)然，功能混合策略的實(shí)施存在諸多困難。對(duì)此，1995-1999年間“城市建設(shè)中的功能混合”研究項(xiàng)目作為德國(guó)交通、建設(shè)與城市發(fā)展部的“實(shí)驗(yàn)性住宅與城市建設(shè)項(xiàng)目”（Experimenteller Wohnungs-und Stadtebau，ExWoSt）的子課題得以開展。結(jié)果顯示，只要項(xiàng)目框架條件、城市設(shè)計(jì)概念、實(shí)施方法三者相適應(yīng)，功能混合策略就能成功實(shí)施;該策略將為住區(qū)穩(wěn)定與功能衍生提供必要條件與良好的接合點(diǎn)，可在城市廢棄地與城郊新區(qū)中得以應(yīng)用。

無(wú)車住區(qū)（Die autofreie Siedlung）策略旨在限制私人小汽車使用，減少住區(qū)及城市運(yùn)行的環(huán)境負(fù)荷，從而助力城市可持續(xù)發(fā)展，可以理解為支撐可持續(xù)發(fā)展與短途城市等策略的重要途徑。該策略主要通過(guò)降低停車率、集中建設(shè)停車場(chǎng)、與公共短途客運(yùn)交通（OPNV）建立便捷聯(lián)系、建設(shè)區(qū)域供給設(shè)施等措施得以落實(shí)。相關(guān)研究顯示，該策略在市區(qū)或老城區(qū)改建住區(qū)中的實(shí)施較為容易，而在城郊新建住區(qū)中的落實(shí)存在一定困難，需要采取針對(duì)性方法。

通過(guò)可再生能源利用滿足采暖、熱水甚至用電等需求的發(fā)展策略在當(dāng)代德國(guó)住區(qū)建設(shè)與城市更新中獲得較多實(shí)踐機(jī)會(huì)。各地可根據(jù)各自潛力與優(yōu)勢(shì)選擇合適的可再生能源。太陽(yáng)能社區(qū)、風(fēng)能社區(qū)、地?zé)嵘鐓^(qū)、生物能源社區(qū)、沼氣社區(qū)、畜牧垃圾社區(qū)等各類示范項(xiàng)目均有成功案例，有研究顯示，鑒于投資與運(yùn)行成本的優(yōu)勢(shì)，太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能源最值得利用。其中，鑒于相對(duì)簡(jiǎn)單的技術(shù)條件、較高的環(huán)境適應(yīng)能力、不斷下調(diào)的設(shè)施安裝運(yùn)行費(fèi)用，太陽(yáng)能住區(qū)最易普及。并且，某些市政部門已經(jīng)為大型太陽(yáng)能收集設(shè)施的敷設(shè)提供頗具吸引力的推動(dòng)基金。

雨水資源化管理策略是解決城市化所致雨洪問(wèn)題（如雨洪內(nèi)澇、沉降漏斗等）的有效途徑，與我國(guó)當(dāng)前提倡的“海綿城市”概念相似。與傳統(tǒng)的“快速排放”理念不同，雨水資源化管理策略提倡將雨水盡可能地滯留在用地范圍內(nèi)，通過(guò)蓄積利用、滲入地下與就近調(diào)控排放等方式排除雨洪;同時(shí)使場(chǎng)地內(nèi)自然的水循環(huán)得以保護(hù)或修復(fù)，地下水獲得適度補(bǔ)充。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，該策略在德國(guó)綠色住區(qū)建設(shè)中得以充分實(shí)踐。根據(jù)1996年第6次修改后的《水資源管理法》，當(dāng)代德國(guó)新建住區(qū)被嚴(yán)格要求能夠“保證水的利用效率，避免排水量增加”，即必須實(shí)現(xiàn)“排水量零增長(zhǎng)”目標(biāo)。示范案例已有很多，如瓦爾德施戴格西二區(qū)（Waldsteige WestⅡ）、玫瑰海（Am Rosensee）、紹爾豪森公園住區(qū)等。

2城市氣候優(yōu)化成效

上述設(shè)計(jì)策略對(duì)于各類城市氣候問(wèn)題緩解或預(yù)防具重要意義（見(jiàn)表1）。

2.1分散式集中

第一，通過(guò)有秩序的人口疏散，避免大城市市中心熱島的持續(xù)加劇。一方面，有利于密集區(qū)人口壓力的緩解，另一方面能有效避免城市核心向郊區(qū)邊緣的無(wú)序擴(kuò)張。如果城鎮(zhèn)人口得到限制，則理論上熱島也可得到有效控制。

第二，通過(guò)保護(hù)與發(fā)展城鎮(zhèn)周邊的開放空間，避免城市通風(fēng)條件的惡化。對(duì)于大城市來(lái)說(shuō)，城市與自然接壤區(qū)具有無(wú)法估量的生態(tài)補(bǔ)償價(jià)值。因此，保護(hù)與發(fā)展城市周邊自然的開放空間比通過(guò)舊城更新來(lái)阻止城市衰落更具意義。分散式集中以及城市網(wǎng)絡(luò)概念能靈活應(yīng)對(duì)城市邊緣環(huán)境條件的約束，從而避免或減少住區(qū)建設(shè)帶來(lái)的自然干預(yù)與氣候干預(yù)。

第三，通過(guò)保持功能混合、改善可達(dá)性，減少由私人機(jī)動(dòng)交通引發(fā)的大氣污染份額。首先，分散式集中概念為住區(qū)賦予多功能的發(fā)展任務(wù)，其獨(dú)立性將得以提升。通過(guò)功能疊加，交通量可在一定程度上被降低。其次，交通聯(lián)系通常是形成城市網(wǎng)絡(luò)的必要條件。如今單個(gè)住區(qū)已無(wú)法在有限空間中滿足居民生活的多樣性需求?？瓦\(yùn)交通與城市公共交通的完善、運(yùn)行效率的提高、可達(dá)性的改善，是發(fā)展區(qū)域協(xié)作、擴(kuò)展住區(qū)功能的必要條件。

2.2短途城市

第一，通過(guò)降低材料與能源供給過(guò)程中的能量消耗與熱量損失，潛在的大氣污染與熱島將得以緩解。在一定程度上，縮小不同功能的間距將會(huì)降低建設(shè)、供給服務(wù)與垃圾處理的材料需求，降低給排水與廢水處理的能耗，降低能源或能源載體運(yùn)送中的損失，從而緩解潛在的大氣污染與熱島。

第二，通過(guò)縮短居民出行距離，減少城市交通總量，緩解潛在的大氣污染。交通能耗是城市氣候問(wèn)題的重要誘因。城市交通總量與城鎮(zhèn)結(jié)構(gòu)、城郊聯(lián)系、人口密度有關(guān)。有研究顯示，“城市密度越高，燃料消耗量與CO2排放量越少”。該現(xiàn)象不難解釋：密度越高，路途越短。

第三，通過(guò)交通結(jié)構(gòu)調(diào)整，減少由私人機(jī)動(dòng)交通引發(fā)的大氣與噪聲污染。提高密度、功能混合旨在功能與人口的空間壓縮，這將有助于生態(tài)與社會(huì)效應(yīng)的提高。同時(shí)，提高密度、功能混合可能引發(fā)的環(huán)境惡化與功能干擾問(wèn)題只能通過(guò)交通技術(shù)得以避免，如鼓勵(lì)步行交通、提高公共交通（尤其是軌道客運(yùn)交通）的可達(dá)性。這些措施也將有助于私人交通向公共短途客運(yùn)交通的轉(zhuǎn)化。后者主要包括城郊快軌、地鐵或輕軌、有軌電車、公共汽車和出租車。

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設(shè)，從而減少土地封蓋、緩解熱島。道路建設(shè)用地約占總建設(shè)用地的10%-15%，其用地量降低可明顯降低土地封蓋。因此，無(wú)論是新建或改建項(xiàng)目，功能混合都將有助于熱島等城市氣候問(wèn)題的緩解。

另一方面，通過(guò)提高就近工作與購(gòu)物的可能性，減少居民日常出行交通量，減少由私人機(jī)動(dòng)交通引發(fā)的大氣與噪聲污染。功能混合策略將為居民就近工作的愿望之滿足提供可能。同時(shí)，功能混合型住區(qū)中的服務(wù)設(shè)施通常能得到頻繁利用。因此，與短途城市策略類似，功能混合策略能提高區(qū)域滿足居民日常需求或短期需求的能力、縮短出行路途、降低機(jī)動(dòng)交通量，從而助力大氣與噪聲污染的緩解。

2.4無(wú)車住區(qū)

一方面，通過(guò)限制道路與停車場(chǎng)建設(shè)，緩解潛在或已有的城市熱島與大氣污染。在慕尼黑里姆（Riem）住區(qū)與漢諾威科隆斯貝爾格（Kronsberg）住區(qū)，每戶停車率被限制到0.8（德國(guó)常規(guī)為1.1），停車空間資源管理得以開展;在弗萊堡與圖賓根市，新建住區(qū)通常在邊緣集中布置停車位或停車樓。這些措施無(wú)疑將動(dòng)搖私人小汽車的特權(quán)地位，為游戲場(chǎng)與綠地提供更多空間。

另一方面，通過(guò)與公共短途客運(yùn)交通系統(tǒng)建立便捷聯(lián)系、建設(shè)區(qū)域供給設(shè)施（如超市、周末市場(chǎng)），減少由私人機(jī)動(dòng)交通引發(fā)的大氣與噪聲污染。首先，由城市擴(kuò)張帶來(lái)的內(nèi)城機(jī)動(dòng)交通量激增問(wèn)題可得以避免;其次，新建住區(qū)滿足居民日常需求的能力將得以提升，為獲取必要的生活用品而產(chǎn)生的交通量將得以減少。

2.5可再生能源利用

該策略在解決城市氣候問(wèn)題方面存在的優(yōu)勢(shì)主要在于，通過(guò)降低能耗及溫室氣體排放量，緩解已有或潛在的大氣污染、為氣候保護(hù)提供幫助（見(jiàn)表2）。相關(guān)研究的論證已有很多，此處不再贅述。

2.6雨水資源化管理

該策略在解決城市氣候問(wèn)題方面存在的優(yōu)勢(shì)主要在于，通過(guò)減少土地封蓋、鼓勵(lì)雨水蒸發(fā)，緩解已有或潛在的城市熱島。作為雨水資源管理實(shí)施的主要途徑，雨水入滲主要包括：減少或去除土地封蓋、增設(shè)入滲設(shè)施。一方面，減少或去除土地封蓋的措施能夠減少雨水流失、最小化城市建設(shè)對(duì)自然水循環(huán)的干預(yù)，也將為城市綠化提供更多空間，這將有效減小城市建設(shè)的氣候環(huán)境干預(yù)。另一方面，地表入滲、凹地入滲、管道與溝渠入滲、入滲井、混合系統(tǒng)等入滲設(shè)施通常具備一定蓄水能力，能提高雨水入滲率與蒸發(fā)率，這將提高城市空氣濕度、減少近地面空氣層升溫。

3結(jié)語(yǔ)

本世紀(jì)以來(lái)，用以指導(dǎo)德國(guó)綠色住區(qū)建設(shè)的一系列設(shè)計(jì)策略在實(shí)踐中得以應(yīng)用與發(fā)展。鑒于可持續(xù)發(fā)展在德國(guó)憲法與建造法典中的引入，目前為止仍被沿用的設(shè)計(jì)策略均有利于城市氣候問(wèn)題緩解與生態(tài)環(huán)境維護(hù)。實(shí)踐中，對(duì)城市氣候問(wèn)題的關(guān)注以及在設(shè)計(jì)策略中的盡早植入將有助于設(shè)計(jì)程序的全面升級(jí)及工作效率與質(zhì)量的全面提升。對(duì)此，應(yīng)強(qiáng)化專項(xiàng)研究對(duì)住區(qū)設(shè)計(jì)的前期引導(dǎo)與后期檢驗(yàn)，以細(xì)化設(shè)計(jì)目標(biāo)、明確改進(jìn)方向。相關(guān)專項(xiàng)研究宜于項(xiàng)目伊始便被納入工作體系，設(shè)計(jì)草案對(duì)城市氣候的影響應(yīng)得到及時(shí)確認(rèn)，從而落實(shí)設(shè)計(jì)策略、支持技術(shù)措施。

鑒于城市建設(shè)對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量的綜合把控能力，面對(duì)國(guó)家城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略與日趨嚴(yán)重的城市氣候問(wèn)題，如何科學(xué)合理地提出切實(shí)可行的設(shè)計(jì)策略、并綜合考量包括城市氣候因素在內(nèi)的各類新挑戰(zhàn)，從而最小化住區(qū)建設(shè)的自然干擾與氣候干預(yù)，已成為我國(guó)綠色住區(qū)建設(shè)的重要課題。鑒于德國(guó)綠色住區(qū)設(shè)計(jì)策略對(duì)城市氣候問(wèn)題緩解乃至生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要意義，部分內(nèi)容可在消化理解后為我國(guó)所用。當(dāng)然，這仍需長(zhǎng)期的理論研究、實(shí)踐驗(yàn)證與政策支持，并非朝夕所及。