以建设“低碳城市”为目标的市政规划设计[XXXX34]-.pdf

广东省城乡规划设计研究院专业论文 以建设“低碳城市”为目标的市政规划设计以建设“低碳城市”为目标的市政规划设计 陈长云 摘要：摘要：在全球气候变化和我国城镇化与工业化高速推进的背景下，本文以“低碳城市”为核心理念， 从城市市政规划的角度出发，在充分解读国内外相关研究的基础上，研究分析低碳城市市政规划的特点和 要求，探索建立包括能源、交通、建筑及环保四个方面市政规划设计的若干新思维。在这种低碳思维引导 下，提出了一套市政规划参考指标和四个“低碳化”策略，从而为低碳城市目标下城市市政规划体系研究 提供了尝试。 关键词：关键词：低碳城市、市政规划、清洁能源、绿色交通、循环利用、绿色建筑 1 “低碳城市”建设目标下的市政规划设计理念 1.1 “低碳城市”“低碳城市”发展发展要求要求 随着人口的膨胀，全球经济体的不断扩张和生活方式的粗放、无节制，二氧化碳的排放 量越来越大， 其增长速度已经超过了地球所能承载的程度。 而我国目前是世界上的第二大碳 排放国，应对全球气候变化的任务迫在眉睫。另外，我国正处在城镇化和工业化高速推进的 时期，而且这种形势将持续相当长一段时间。据预测，至 2020 年，我国城镇化率年平均提 高 1%，每年将有 1500 万左右的农民涌入城市1。随之而导致的就是自然资源短缺，土地资 源趋于饱和，限制城市发展。以珠江三角洲为例，GDP 每增加一个百分点，要消耗 5.08 万 亩耕地。另外，能源生产和保障系统面临巨大压力，城镇化与机动化将极易形成美国式的过 度郊区化，将导致城市消耗 80%以上的能源，产生 80%的有害气体，并使得耕地急剧减少， 由此而产生的生态环境问题将严重威胁城乡居民生活质量。 在这种情形下， 粗放的城市发展 模式已难以为继。 1中国城镇化发展与低碳生态城规划建设的探索与实践 ， 仇保兴博士，住房与城乡建设部副部长，香港 “共建低碳都市”国际级研讨会主题演讲词。 广东省城乡规划设计研究院专业论文 而当我们反思传统的城市建设理念和发展模式， 并尝试探索一种符合中国国情和生态文 明建设要求的城市科学发展道路的时候， 一种低碳的， 符合资源节约型和环境友好型社会建 设的城市发展模式正在兴起。 这种低碳城市发展就是指城市在经济高速发展的前提下， 保持 能源消耗和 CO2排放处于较低水平（金石，2008） ，其核心目标就是“三低” ，即低能耗、 低污染、低排放，是一种在资源、能源和生态环境综合平衡制约下新的城市发展模式。 1.2 市政规划市政规划与建设与建设理念理念 城市“低碳化”应重视市政公用系统的规划建设，主要包含能源、交通、给排水、环卫 等几个系统。一方面，市政系统直接体现了城市资源和能源流动，同时也是集中显现碳排放 轨迹的系统。从城市的能源输入，经过城市交通组织、建筑设计到生产生活方式形成过程， 再到污水、垃圾等废弃物输出，市政系统集中反映了城市碳排放的全过程，是城市减少碳排 放的主要阵地。另一方面，市政系统建设也是政府最有力的“抓手”之一，政府对其有较强 的引导和控制能力。以“低碳化”为主线，倡导建立节约、环保和健康的市政系统，是建立 低碳城市的重要组成部分。 政府若能在市政规划建设方面发挥其良性引导或主导作用， 建立 一套相对完整的规划标准和行动计划，将会对低碳城市建设起到基础支撑作用。 市政系统低碳化主要从能源、交通、建筑和环保四个方面入手，提出市政规划的指标体 系及相应的参考标准， 并通过低碳关键技术和政策机制来保障城市从碳输入到碳输出实现全 流程低碳化（如图 1 所示） 。 低碳化低碳化 全球气候变化全球气候变化 城镇化与工业化城镇化与工业化 能源低碳化能源低碳化 环保低碳化环保低碳化 交通低碳化交通低碳化 背景目标 市政 规划 建筑低碳化建筑低碳化 粗放型发展模式粗放型发展模式 图图 1 低碳城市低碳城市目标目标下市政规划下市政规划理念理念 1.2.1 优先发展可再生能源，构建清洁的能源系统结构，促进城市能源低碳化优先发展可再生能源，构建清洁的能源系统结构，促进城市能源低碳化 能源是市政系统中的输入环节，作为支撑城市经济社会运转的重要物质基础之一， 城市 广东省城乡规划设计研究院专业论文 的发展对其依赖性正逐渐增大， 能源系统同时也是城市碳排放的主要贡献者。 目前城市能源 的主要来源仍是化石燃料，要实现能源低碳化目标，市政规划就必须从如下几个方面着手， 促进城市能源供应低碳化。 一是调整能源结构，主要从充分利用风能、太阳能等可再生能源，合理开发核能、水电 着手，以增大清洁能源在城市能源结构中的比例；同时积极倡导社区分布式发电系统，形成 多元化的能源供给模式。 在市政规划中的引导指标主要体现为清洁能源比例和分布式发电比 例等。 二是提高能源利用效率，主要强调能源使用技术的更新换代，如电厂的“上大压小” ， 锅炉的工艺更新，鼓励发展热电联产，提高能源的利用效率。在市政规划中指标主要体现为 万元 GDP 能耗（煤耗） 、多联供比例等。 三是优化能源利用方式，主要强调居民节能生活方式。如普及节能照明、动力设备；在 规模合理和条件可行情形下，尽可能使用蓄能设备，提倡经济、节约的生活方式，主要引导 指标有节能器具普及率、蓄能设备使用率等。 1.2.2 优先发展城市公共交通，构建合理的交通结构，以公交化促进交通减排优先发展城市公共交通，构建合理的交通结构，以公交化促进交通减排 交通是城市经济社会中物流和客流的纽带， 也是石化能源的消费和碳排大户。 一般来说， 城市空间结构需要有相应的交通体系支撑， 低碳城市空间结构的形成同样需要绿色交通体系 的支撑。因此，低碳交通是未来城市的发展方向。据研究，在所有的交通工具中，公共交通 是最为节能的方式，以小汽车每百公里的平均能耗为 1 计算，公共汽车是 8.4%，无轨电车 为 4.4%，有轨电车为 3.4%，地铁为 5%。此外，一些发达国家城市客流量的 50%-60%由公 共交通承担，东京达 90%1。由此可见，市政规划中须确立公共交通为主导的交通体系，相 应的指标有公共交通客运比例、万人拥有公共汽车数、清洁公交投运量等。 另外，研究普遍认为，可持续发展交通规划一般法则是：减少出行需求和出行距离2。 即须在公交引导（TOD）的基础上，实施紧凑型城市的空间布局，需要这样引入的指标还有 TOD 公交承担的客运量比例、到达轨道交通（BRT）站点的平均步行距离等。 1.2.3 优先使用节能技术和材料，营造舒适优先使用节能技术和材料，营造舒适节能节能的环保的环保建筑建筑，促进建筑低碳化，促进建筑低碳化 建筑是城市活动的主要载体，也是居民生活方式的集中体现，对城市碳排放影响较大。 要实现城市低碳目标， 规划还需要从建筑设计角度入手， 倡导节能、 节水、 节材的环保理念。 在建筑节能方面，要重视提高节能设备普及率，推广太阳能利用工程，降低建筑电耗；在建 筑节水方面，要重视水循环利用，提高水利用效率，减少水耗；在建筑节材方面，要选用隔 广东省城乡规划设计研究院专业论文 热保温的建筑材料，合理设计通风和采光系统，选用节能型取暖和制冷系统。其主要的引导 性指标有节能（节水）器具普及率、单位建筑面积电耗、日人均生活耗水量、太阳能普及率。 1.2.4 优先优先考虑考虑循环循环利用利用，确保确保实现实现城市城市废废弃物无害化弃物无害化目标目标，促进，促进环保环保低碳化低碳化 环保是城市市政系统的碳输出阶段， 同时也是城市碳排物最为富集的环节。 规划中应考 虑在污水、固体废弃物达到“无害化”处理要求的基础上，优先考虑“减量化、资源化、循 环化”的循环利用模式。在市政环保规划中应着眼于“生产-回收-再生产”的循环模式，重 视节约、替代、优化、修复等关键理念，实现废弃物的无害化处理和循环利用。在环保系统 无害化处理方面，需考虑的指标主要有生活垃圾无害化处理率、污水处理率等，在循环利用 方面应考虑的指标有中水回用率、垃圾回收利用率、雨水收集利用率等。 综上所述，为了更好的在市政规划中促进低碳城市建设，经过研究比较分析后，综合考 虑规划中的科学性、 可操作性和可达性原则， 探索性的总结出了城市市政规划中的指标标准， 如下表 1 所示。 表表 1 低碳城市低碳城市市政规划市政规划指标指标参考参考表表 指标类型 规划指标 指标参考值 指标属性 能源 万元 GDP 能耗（煤耗） 0.5 吨标准煤 强制性 清洁能源比例 20% 参考性 多联供比例 10% 参考性 分布式发电比例 10% 参考性 蓄能设备使用率 10% 参考性 交通 公共交通客运比例 30% 强制性 清洁公交投运率 90% 强制性 万人拥有公共汽车数 12 标台 参考性 TOD 公交承担的客运比例 50% 参考性 到达轨道交通 （BRT） 站点的平均步行距离 500m 参考性 建筑 节能（节水）器具普及率 100% 强制性 单位建筑面积用电量（公共建筑） 50-150kWh/m2年 参考性 日人均生活耗水量 200 升/人日 参考性 太阳能普及率 30% 参考性 环保 日人均垃圾产生量 1.0kg/人日 强制性 水质达标率 100% 强制性 污水处理率 100% 强制性 垃圾无害化处理率 100% 强制性 再生水回用率 30% 参考性 垃圾回收利用率 50% 参考性 雨水利用率 30% 参考性 （注：上述指标参考值为一般性情形值，可供参考，规划设计中需因地制宜考虑） 广东省城乡规划设计研究院专业论文 要实现城市市政系统 “低碳化” 的目标， 需要相应的技术和政策作为支撑 （如图 2 所示） 。 一方面在市政系统规划建设行动中， 要充分应用低碳设施和低碳技术， 为低碳城市建设提供 技术保障。目前在我国城市市政规划所涉及的低碳关键技术比较多，清洁能源方面主要有： 可再生能源技术（风能、太阳能） 、分布式能源系统等；绿色交通方面有：公交导向开发模 式（TOD）与“双零换乘”相结合的绿色交通；低碳建筑方面有：太阳能屋顶计划、中水回 用等；环境保护方面有：生活垃圾分类收集与循环利用技术等、分散与集中相结合的水再生 利用工程与水生态修复技术等。 另一方面， 这些技术实施过程中都需要有相应的配套政策作 为其充分实现的保障。如在清洁能源发展策略方面有可再生能源法、新能源技术补偿机制、 需求侧管理等。 在绿色交通发展策略方面， 则有政府有关公共交通的发展策略和相应上位规 划要求，使得城市规划与区域和城市交通规划体系相结合，建立区域性公共交通发展走廊， 才能有效地控制无序出行，降低交通的能耗，并强调步行和自行车出行方式。在循环利用系 统方面，主要是资金配套的相关政策，如借助政府开发援助、气候变化的额外补助、全球环 境基金（GEF） 、免税等政策；并探索 BOT 融资模式。 能源低碳化能源低碳化 交通低碳化交通低碳化 建筑低碳化建筑低碳化 环保低碳化环保低碳化 低碳技低碳技 术支撑术支撑 碳基向氢基转变碳基向氢基转变 碳捕捉与储存技术碳捕捉与储存技术 输入输入输出输出 清洁能源清洁能源 绿色交通绿色交通 基底基底 低碳低碳 排放排放 低碳低碳 无害化处理与循环利用模式无害化处理与循环利用模式 绿色建筑绿色建筑 过程过程 低碳低碳 低碳的生产生活方式低碳的生产生活方式 图图 2 低碳城市基础设施支撑体系低碳城市基础设施支撑体系 2 能源低碳化 为了实现能源低碳化，在规划构建清洁能源系统时须重视 “开源节流” 。所谓“开源” 是指以保障能源供需平衡为目标， 积极使用清洁能源技术， 提高新能源在能源供给构成中的 比重，并鼓励建设居民分布式发电系统，建立多元的能源供应系统。所谓“节流”是指以强 制性政策和激励措施为基础，鼓励工业和居民用户积极使用节能设备，强化节能意识，建立 节能长效机制。 广东省城乡规划设计研究院专业论文 2.1 实施“开源”计划，构建清洁多元的能源供应系统实施“开源”计划，构建清洁多元的能源供应系统 “开源” ，即开发清洁能源，是指那些开发利用过程中采用低污染的能源，除了包括太 阳能、风能、水能、生物能、海洋能、燃料电池等可再生能源外，还包括天然气、清洁煤和 核能等能源开发利用新技术新工艺。目前，可再生能源在全球能源结构中的比重已占到 15%-20%， 而在我国可再生能源利用还远远达不到这个指标， 由此可见我国清洁能源具有极 大地开发潜力，必须大力发展清洁能源以适应低碳城市的发展要求。在清洁能源开发方面， 规划要选择现有成熟技术， 重点开发本地优势可再生能源， 以形成多元的清洁能源保障体系。 在城乡社区，通过太阳能屋顶计划，加快居民分布式发电技术的推广，形成城市能源的多元 化供给。 在政策机制上，根据国家可再生能源法和可再生能源中长期发展规划 ，制定发 展清洁能源激励政策。同时，建立清洁能源开发扶持基金，为可再生能源发展提供强有力的 资金支持，对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。如：美国 2005 年的能 源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。 德国对用 户安装太阳能热水器提供 40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可 再生能源市场，引导社会资金投向可再生能源，有力地推动了可再生能源的规模化发展。 2.2 实施“节流”策略，建立节约能源的长效机制实施“节流”策略，建立节约能源的长效机制 “节流” ，即节约能源，能源是城市的基础性保障设施，要逐步从传统的“以需定供” 向“以供定需”转变，考虑需求侧的减排潜力，实现对需求侧需求增长的控制。要依据节 约能源法等相关法律制定相应的节约能源激励机制，如使用节能器具补偿等，实现节能的 长效机制。通过出台分时电价政策，对用户侧实施需求侧管理（DSM） ，激励公众使用蓄能 设备以减缓或减小社会能源需求增长； 通过能源综合资源规划和大力发展可再生能源来促进 城市能源低碳化。 3 交通低碳化 实现交通低碳化的核心是构建由城市公交系统和步行、自行车系统组成的绿色交通系 统，促进居民绿色出行方式的形成，主要包括如下两个部分：一是贯彻 TOD 理念的公共交 通系统，二是健康环保的步行、自行车交通系统。 广东省城乡规划设计研究院专业论文 3.1 以以 TOD 开发开发模式为主导，建立公交主导的城市交通系统模式为主导，建立公交主导的城市交通系统 规划中要始终确立以公共交通引导的开发模式。 一方面是通过城市高效快捷的大运量公 共交通系统建设降低交通出行量。 另一方面是通过实现公共交通引导下的城市紧凑集约发展 模式来降低公众的出行距离。 通过优化城市公共交通系统布局来引导绿色健康的交通出行方 式，从而实现交通低碳化。 在公共交通规划方面，要根据关于优先发展城市公共交通意见 ，全面落实公交优先 战略，积极发展以快速轨道交通（RRT）和快速公交系统（BRT）为主导，与常规公交系统 （NBT）相结合的城市公交系统，合理分配城市道路、用地和空间资源，发挥公共交通在城 市客运中的主体作用，为城市居民提供方便、快捷、优质的公共交通服务，实现交通运输与 城市环境的可持续发展。另外，要确保优先确保各类公共交通设施用地需要，积极推广以公 共交通为导向的城市开发模式（TOD） ；引导合理使用小汽车，加强对交通构成方式的综合 调控。 3.2 以步行、自行车系统为以步行、自行车系统为主导，主导，促进促进居民绿色出行居民绿色出行 在低碳城市目标下，城市空间规划和交通规划中考虑问题的优先顺序应该是： PODBODTODXODCOD2。即城市建设首先考虑以良好的步行环境为导向的开发，再 优先考虑方便自行车使用为导向的开发建设， 在此基础上， 倡导以公共交通为导向的开发建 设，再次考虑城市的形象改善工程和小汽车交通的发展。在荷兰，超过 30%的出行和大约 1/4 去轨道交通车站的出行都是骑自行车的。同时需要强调公共交通的可达性水平。 因此，规划首先要考虑以人为本，打造舒适、宜人的步行系统和机非分离，构建便捷、 安全的自行车廊道系统，并与公共交通系统相结合，以促成居民绿色出行习惯，同时起到控 制小汽车膨胀的目标。 4 建筑低碳化 低碳城市离不开低碳建筑，规划设计要严格按照节约能源法和建筑节能条例要 求，从如下两个方面来实现建筑低碳化：一是新技术与新材料并举的建筑节能，二是节约与 循环相结合的建筑节水系统。 4.1 广泛应用节能新技术广泛应用节能新技术和新材料和新材料，实现实现建筑节能建筑节能 在建筑节能设计上要引入低碳理念， 通过新型节能技术和新型节能材料的融合运用， 实 广东省城乡规划设计研究院专业论文 现建筑低碳化。首先，在规划设计方面，应选用隔热保温的建筑材料，合理设计通风和采光 系统，选用节能型取暖和制冷系统，选用低碳装饰材料，避免过度装修， 杜绝毛坯房。其次， 在建筑能源供应方面， 应尽可能采用利用太阳能光伏技术， 有条件的地区还可加装风力发电 设备，为建筑提供辅助电源。最后，在建筑能源利用方面，应普及节能照明、空调等设备， 对于大型公共建筑（如大型商住区） ，当负荷达到一定规模，用电习惯符合要求时，可采用 蓄能设备，降低能源需求，提高能源利用效率。 4.2 推广使用推广使用水循环利用水循环利用模式模式，促进建筑节水促进建筑节水 在建筑节水方面，首先，在规划设计时，严格遵循简洁、实用原则，杜绝华而不实的设 计，避免因设计不合理造成的水资源浪费，积极采用和推行节水节能的新技术、新工艺，坚 决淘汰高耗水、高耗能、高耗材的落后技术和落后工艺，应确保节水器具使用率达到 100%。 其次，在建筑用水中，要探索循环利用模式和技术，如中水回用，雨水收集利用等技术，以 提高水资源的利用效率。 5 环保低碳化 城市碳输出环节主要集中在城市污水和垃圾处理系统，在这一阶段，首先要保证其“输 出无害化”目标，即通过污水处理厂、垃圾无害化处理厂等环境基础设施的合理规划布局， 保证污水处理率和垃圾无害化处理率达到 100%，实现零碳或低碳排放。另外，在碳输出环 节还应坚持以“减量化、资源化、循环化”为目标，积极使用循环利用技术，实现废弃物的 循环再生利用，进一步实现环保低碳化。 5.1 以“无害化”为目标，以“无害化”为目标，完善完善城市城市污水、固废处理系统污水、固废处理系统 在城市污水和环卫工程规划中，应首先确立“无害化处理”目标，按照污水处理厂和垃 圾无害化处理厂的容量和选址要求， 合理布局， 实现保证污水处理率和垃圾无害化处理率达 到 100%。 5.2 以“循环利用”为目以“循环利用”为目标，建立城市废弃物循环利用系统标，建立城市废弃物循环利用系统 在城市碳排放环节，为了形成碳循环，更高效的利用资源，应以“减量化、资源化、循 环化”为原则，统筹考虑节水等措施，引入中水回用、雨洪利用、海水淡化等先进技术，建 立水资源梯级利用、分质供水和循环利用相结合的调配体系，改善居民生活用水质量，并满 广东省城乡规划设计研究院专业论文 足经济发展用水需求，率先建立雨污分流排水体制，鼓励实行污水深度处理，充分利用污水 资源，努力减少污染物排放量，采用集中与分散适度结合的模式建设污水处理厂，污水经处 理后汇入中水管网，实现污水资源再利用；采用不同形式的雨水集蓄利用技术，充分集蓄和 回用雨水资源，实现雨水资源再利用。 从政策机制上来考虑，要创新基础设施投融资机制，通过政府扶持、市场参与的方式筹 集资金。规范合理利用政府专项基金引导，合理运用 BOT（建设-经营-转让）等模式，使得 此类环境基础设施建设顺利进行。 6 结语 城市市政系统作为城市“生命线工程” ，对城市的发展具有基础性支撑作用；同时也集 中体现了碳排放的整个过程。