高速公路零碳綠色服務(wù)區(qū)設(shè)計

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高速公路的建設(shè)里程不斷增多，人們交通出行也更加便捷。但與此同時，環(huán)境問題也愈發(fā)明顯。為保證高速公路的可持續(xù)發(fā)展，需要從各方各面重視環(huán)境保護。服務(wù)區(qū)作為高速公路的特殊節(jié)點，承擔(dān)著至關(guān)重要的作用。本文以沿江高速的紅格服務(wù)區(qū)為例，分析紅格服務(wù)區(qū)的零碳生態(tài)理念，探討如何將生態(tài)綠色理念揉融進高速公路服務(wù)區(qū)中。

【關(guān)鍵詞】高速公路服務(wù)區(qū)； 綠色服務(wù)區(qū)； 可再生能源； 建筑設(shè)計

【中圖分類號】TU201.5【文獻標(biāo)志碼】A

0 引言

全球碳減排控制進程加速，已成為全球各政治體和經(jīng)濟體共識。在國內(nèi)，黨的“十八大”將生態(tài)文明納入“五位一體”總體布局，綠水青山就是金山銀山理念已成為各行業(yè)綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展的內(nèi)生動力。以習(xí)近平總書記新時代中國特色主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨的“二十大”精神，立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，服務(wù)構(gòu)建新發(fā)展格局，圍繞碳達峰碳中和發(fā)展目標(biāo)，進行交通運輸行業(yè)的綠色低碳發(fā)展。

1 中國高速公路服務(wù)區(qū)現(xiàn)狀

1990年9月，全長為375 km的遼寧沈大高速公路建成通車，掀起了高速公路建設(shè)的高潮［1］。截至2022年中國共有36條高速公路國道線，通車里程達17.7萬km，共有約4 600個高速公路服務(wù)區(qū)，平均面積大約為16.2萬m2，規(guī)模位于世界前列。

中國高速公路服務(wù)區(qū)主要由7類設(shè)施構(gòu)成，包括引道、停車場、旅客休息區(qū)、加油區(qū)、車輛維修區(qū)、綠地、休閑廣場，滿足了司乘人員的基本需求，但仍存在部分問題［2］。對服務(wù)區(qū)周邊地區(qū)的可再生能源沒有進行系統(tǒng)且深入的了解研究，服務(wù)區(qū)周圍的綠色資源沒有被充分利用。比較單一的考慮建筑和景觀效果，從而忽視了服務(wù)區(qū)的生態(tài)性。設(shè)計過程中注重材料的價格而缺少對其碳排放量的考究。

2 零碳生態(tài)綠色服務(wù)區(qū)

零碳生態(tài)綠色服務(wù)區(qū)主要從低碳化、節(jié)能化、智慧化、循環(huán)化四大方面展開。實現(xiàn)供給端的低碳化，充分利用紅線內(nèi)用地及構(gòu)造物，實現(xiàn)分布式可再生能源利用；實現(xiàn)消納端的節(jié)能化，充分利用自然條件，實現(xiàn)室內(nèi)室外各個設(shè)備的節(jié)能化，避免資源浪費；實現(xiàn)管控端的智慧化，對各設(shè)備進行自動監(jiān)測與調(diào)控，實現(xiàn)碳排放動態(tài)調(diào)控與可視化展示；實現(xiàn)廢棄物的循環(huán)化，通過小型設(shè)備實現(xiàn)對雨水的收集、污水的凈化、固廢降解，減少對外排放量。

3 沿江高速紅格服務(wù)區(qū)設(shè)計研究

3.1 項目概況

G4216線寧南至攀枝花段高速公路起于涼山州寧南縣城南側(cè)，順接擬建的G4216線金陽至寧南段高速公路，順接已建成通車的G4216線攀枝花至麗江段高速公路，路線全長166.167 km。紅格服務(wù)區(qū)依托于沿江高速公路，位于攀枝花市鹽邊縣紅格鎮(zhèn)境內(nèi)。紅格鎮(zhèn)光熱資源豐富，氣候炎熱少雨，四季變化不明顯，干、雨季分明。多年平均氣溫20.5 ℃。生長期年平均365天，無霜期年平均355天。年平均日照時數(shù)2 700 h。0 ℃以上持續(xù)期365天。年平均降水量800～850 mm。降雨集中在每年6—10月，其中7月最多（圖1）。

3.2 低碳模型下的建筑方案設(shè)計

高速公路服務(wù)區(qū)建筑的建設(shè)和裝修，均需要使用大量材料，但目前大部分設(shè)計都對低碳材料的選擇不重視。同時由于材料本身存在著一些問題導(dǎo)致其不能完全滿足高速公路服務(wù)區(qū)建筑功能要求，給服務(wù)區(qū)建筑帶來了一系列安全隱患，使高速公路服務(wù)區(qū)的建筑質(zhì)量和環(huán)保性都受到了一定影響。［3］所以，在方案設(shè)計階段，就應(yīng)該充分考慮建筑材料的碳排放量，在不影響建筑基本功能和滿足國家和行業(yè)相關(guān)規(guī)定的前提下，選擇低碳材料的使用。以不銹鋼和型鋼為例，不銹鋼的CO2排放量（生產(chǎn)含運量）為1 446.39 kg/t，型鋼的CO2排放量（kg）（生產(chǎn)含運量）為982.16 kg/t。同時，建筑應(yīng)充分利用熱空氣原理，當(dāng)夏天室內(nèi)溫度過高時，智能控制系統(tǒng)自動對屋面碲化鎘發(fā)電玻璃進行電動控制、打開天窗，從而達到自然通風(fēng)、降低能耗、智慧控制、低碳環(huán)保的目的（圖2）。

3.3 零碳策略下的景觀方案設(shè)計

針對原生優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源做到盡可能的保護及利用。從方案層面出發(fā)，減少對林地和耕地的占用，充分調(diào)查分析當(dāng)?shù)刂参铿F(xiàn)狀、氣候條件、水分、土壤等可能影響植物生長的環(huán)境因子。因地制宜，合理選擇，在雙碳目標(biāo)下，優(yōu)選固碳效益強的植物品種，強化植物的固碳效益。除了保護和選擇優(yōu)良品種之外，植物的配置方式也很重要。不同的景觀植物的碳匯能力不同，故而應(yīng)加強不同植物品種和群落的碳氧平衡調(diào)查，明確植物的生態(tài)幅及生態(tài)位，注意種間競爭、它感效應(yīng)等影響，并據(jù)此使植物配置更加合理化。

根據(jù)調(diào)查研究，單位面積內(nèi)固碳釋氧能力：草本花卉＞落葉喬木＞常綠灌木＞落葉灌木＞常綠喬木＞藤本。植物通過光合作用吸收二氧化碳生成有機物并釋放出氧氣，從而減少空氣中的二氧化碳含量。秉持科學(xué)性、生態(tài)性、藝術(shù)性和經(jīng)濟性原則，研究打造低碳性、節(jié)約性園林，盡最大能力的通過園林技術(shù)手段減輕社會活動所產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳的“零排放”。充分應(yīng)用新技術(shù)，推進太陽能、風(fēng)能、生物能等綠色能源利用和 LED 等節(jié)能光源，將再生能源與園林景觀小品結(jié)合，在滿足人群游憩和服務(wù)功能的前提下，推動綠色能源的循環(huán)發(fā)展。合理處置園林建設(shè)廢棄物，因地制宜，變廢為寶，積極再利用。提升園林的使用年限，融入可持續(xù)理念，降低后期管理投入。除此之外，發(fā)揮景觀的低碳教育功能，建立低碳景觀展示場所，引導(dǎo)公眾了解和參與低碳生活等。景觀設(shè)計上應(yīng)用可持續(xù)的方法設(shè)計出多層次、多結(jié)構(gòu)、多功能、科學(xué)的植物群落，建立人、動物、植物和諧共處的新秩序，達到生態(tài)美、科學(xué)美、文化美和藝術(shù)美。

3.4 全壽命周期下的可再生能源設(shè)計

隨著再生能源的發(fā)展和推廣，越來越多的場景開始使用再生能源，綠色能源。而實現(xiàn)再生能源的全壽命周期是本次設(shè)計的重點。全壽命周期的本質(zhì)在于“從自然中來，回到自然中去”。利用先進技術(shù)，對再生能源進行收集、轉(zhuǎn)化、儲存和使用，使其替代傳統(tǒng)能源。

紅格服務(wù)區(qū)充分利用光能，從“光儲直柔”四個方面進行研究。“光”指建筑中的分布式太陽能光伏發(fā)電設(shè)施。這些設(shè)施可以固定在建筑周圍區(qū)域、建筑外表面或直接成為建筑的構(gòu)件。“儲”指建筑中的儲能設(shè)備，包括電化學(xué)儲能、生活熱水蓄能、建筑圍護結(jié)構(gòu)熱惰性蓄能等多種形式?！爸薄敝附ㄖ蛪褐绷髋潆娤到y(tǒng)?！叭帷敝溉嵝杂秒?。充分利用建筑及服務(wù)區(qū)邊坡等，通過太陽能光伏板、碲化鎘發(fā)電玻璃、風(fēng)力發(fā)電機等發(fā)電設(shè)施進行發(fā)電，經(jīng)過逆變器處理后對各用電設(shè)備進行供電，多余的電可以采用儲能設(shè)進行儲存，也可通過余電上網(wǎng)的形式賣出，從而節(jié)約能源（圖3）。

除了能源利用，還應(yīng)使用技術(shù)手段將人類社會活動中產(chǎn)生的廢棄物進行凈化，處理，使其成為對自然無害的物質(zhì)，完成全壽命周期的閉環(huán)。充分利用服務(wù)區(qū)占地面積大的特點，將場地內(nèi)的雨水進行收集。經(jīng)過戳污、過濾、沉淀、凈化等措施，將雨水用于沖廁、綠化灌溉、貨車加水等，從而達到循環(huán)利用、降低能耗、低碳環(huán)保的目的。通過地埋式一體化污水處理設(shè)備對服務(wù)區(qū)污水進行處理后，將清水用于沖廁、綠化灌溉等二次利用，從而達到循環(huán)利用、降低能耗、低碳環(huán)保的目的。在服務(wù)區(qū)按垃圾分類設(shè)置收集箱，減少土地侵蝕、提高經(jīng)濟價值、減少環(huán)境污染、保護生態(tài)環(huán)境、變廢為寶，有效利用資源。提高垃圾的資源價值和經(jīng)濟價值，力爭物盡其用。同時還可減少垃圾處理量和處理設(shè)備，降低處理成本，減少土地資源的消耗，具有社會、經(jīng)濟、生態(tài)等多方面效益。

4 結(jié)束語

“綠色”理念越來越頻繁的出現(xiàn)在人們的視野中，從最開始的滿足基本功能需求逐漸變?yōu)榫C合對周邊環(huán)境的影響進行整體規(guī)劃和設(shè)計。紅格服務(wù)區(qū)從實際出發(fā)，充分利用當(dāng)?shù)鼐G色資源，圍繞碳達峰碳中和的發(fā)展目標(biāo)，打造零碳綠色服務(wù)區(qū)。不僅僅使該服務(wù)區(qū)實現(xiàn)能源閉環(huán)，更重要的是形成完整示范經(jīng)驗，能夠在今后復(fù)制推廣，多地使用，反復(fù)探索，為高速公路綠色生態(tài)服務(wù)區(qū)的發(fā)展提供依托。

參考文獻

［1］ 解呂達.我國高速公路客運現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及相關(guān)政策［J］.交通企業(yè)管理， 1999（12）：2.

［2］ 蔣鵬，龔斌，彭靜，等.綠色公路下的景觀設(shè)計——以銀百高速大水坑服務(wù)區(qū)為例［J］.中南農(nóng)業(yè)科技，2023，44（3）：181- 185，190.

［3］ 牟萬元.低碳綠色理念下高速公路服務(wù)區(qū)建筑設(shè)計研究［J］.居業(yè)， 2023（8）：112-114.

［作者簡介］郭蒙（1995—），女，本科，助理工程師，研究方向為公路景觀建筑設(shè)計。