低碳城市建设在城市规划中的具体措施

低碳城市建设在城市规划中的具体措施
董媛
摘 要： 本文从城市规划的角度对如何建设低碳城市展开了具体的论述。

主要从城市土地利用、城市交通、能源供给和绿地系统等方面结合实例探讨了具体的减排固碳的措施，并分析了这些措施的原理、成效、在实际应用中的问题以及改进的措施。

关键词： 低碳；城市规划；土地利用；交通；能源；绿地
specific methods of constructing low-carbon city
through urban planning
Dong Yuan
Abstract: This paper gives a spercific discussion on how to construct low-carbon city through urban planning. Mainly from the aspect of urban land use, urban transport, energy supply and green space systems, the paper discusses specific methods of carbon emission reduction and carban sequestration with detailed examples. Moreover, it analyzes the principles, effectiveness, problems in application and improvement of these methods.
Key words: low-carbon; urban planning; land use; transport; energy supply; green space system
伴随着城市空气质量的日益下降、温室效应的日趋严重，以及全球气候的变暖，“低碳”成为了一个十分热门的话题。

简单地说“低碳”是指降低二氧化碳排放，以缓解全球气候变暖等环境问题。

而绝大多二氧化碳是由城市中的生产、生活活动产生的，因此“建设低碳城市”成了许多城市规划方案的核心理念之一。

那么“低碳城市”的理念如何在城市规划中具体地体现呢？即从城市规划的角度来讲，有哪些具体的措施可以实现“低碳城市”的建设？我认为概括地来讲，主要有两方面的途径，其一是减少CO2的排放量，例如规划者可以通过调整城市的土地利用方式来缩短市民的出行距离，从而减少机动车的使用率；或是发展地碳的交通工具，如自行车、轨道交通等，从而减少CO2的排放量；另外在城市供电供热等能源供给中也可以通过某些新的技术或方法降低二氧化碳的排放。

其二是增强碳汇，即提高二氧化碳的吸收量。

由于在一般情况下，二氧化碳的吸收主要是由植物的光合作用完成的，因此在城市中绿地系统是二氧化碳的主要“吸收器”。

而在城市总体规划中需要有专门的绿地系统规划，在城市详细规划中也需要对绿地的形式和面积做具体的设计，因此城市绿地的规划设计与城市的碳汇息息相关。

那么在实际的城市规划中，什么样的土地利用形式是能促进低碳的交通出行的呢？怎样才能发展自行车交通及轨道交通呢？什么样的供电供热系统可以减少二氧化碳的排放呢？城市的绿地形态又该如何优化以增强碳汇？下面，本文就从城市规划的角度，对这些问题逐一进行具体的阐述与分析。

1 土地利用
城市的土地利用状况与城市的交通是密切相关的，集约式、混合式的土地利用方式能够有效缩短居住地、工作地以及商贸地之间的距离，减少长距离的出行，从而促进步行与自行
车等低碳的出行方式。

2.1 功能混合的土地使用方式
功能混合的土地使用方式是指在一个小
地块中同时具有居住、工作、娱乐等多种功能，
而非在一个城市这样的大尺度中进行严格的
功能分区。

这样市民就不需要每天靠机动车往
返于相距甚远的居住区与工业区之间。

例如天
津中新生态城含有4个综合片区，每个片区都
是一个独立的系统，市民可以在综合片区内部
进行日常的生活。

每个综合片区有由4～5个
居住社区（800m ×800m ）组成，每个居住社
区又由4个基层社区（约400m ×400m ）组成
（见图1）。

另外，除了在一个小范围的土地
中含有多种功能的土地使用方式，在一个建筑
群中也可以包含多种功能，即所谓的“多功能
建筑”（见图2）。

图
1 中新天津生态城
当然，这种功能混合的土地利用形式可能
在实际建设与使用中未能达到预期的效果。

首
先，我们可能会担心工作与居住相混合后，居
住环境的品质与安全性可能会下降。

其次，由
于地价等因素的影响，在A 区工作的市民有
可能居住在C 区，尽管A 区中也有住房，但
如果A 区的地价普遍比C 区高，在A 区工作
的高层职员可能有经济能力购买A 区中的住宅，但在A 区工作的低层员工可能只能居住
在房价比较低的C 区，这样虽然每个区块都是
多种功能相混合的，但实际上部分居民的工作
地与居住地仍相距甚远，不在适于步行或自行
车出行的范围之内。

图
2 多功能建筑群
对此，曹妃甸生态城B3社区提供了一种
解决方式（见图3），即在一个社区中含有不
同档次的住宅（单身宿舍、双人宿舍、高级公
寓、别墅等）以满足不同收入水平的人群的需
求。

初看这种布局结构，我们可能会觉得有点
混乱，但稍加分析，我们就会发现，其实这个
地块隐含地分成了中低档住宅区、中档住宅
区、中高档住宅区以及高档住宅区（见图4），
这几个区是渐变过度的，而不是我们想像的那
样一幢别墅边上就是一幢保障性住房。

图3 曹妃甸生态城B3
社区
2.2 集约紧凑的土地使用方式
在参阅一些低碳或生态城市的规划设计
时，我发现一个普遍共有的现象，即这些城市
图4 曹妃甸生态城B3社区
的人均建设用地都较小，基本上在80（m2/人）左右，如天津中新生态城的人均建设用地控制在75（m 2/人）以下，北京长辛店生态城的人均建设用地面积为78.9（m 2/人）——而根据
《城市规划规范》新建城市的人均建设用地宜取90～105（m 2/人）。

并且这些生态城的规划中都明确地提出了集约、紧凑的土地利用方式。

那么这种集约、紧凑式土地利用方式对于低碳城市的建设有什么帮助呢？首先，由于城市用地规模一般是根据人均建设用地与规划人口规模确定的，如果人均建设用地越大，则在人口规模一定的情况下城市的用地规模也越大，这样就会使城市不得不向外扩张，占用大量的耕地与林地。

而这些大片的耕地与林地原本能吸收大量的CO 2含量。

当这些林地与耕地被占用后，固碳作用也就丧失了。

其次，城市的扩大会引起通勤距离的增大，这样就会增加机动车的使用量，从而引起大量温室气体的排放。

所以，如果采用集约、紧凑的土地利用方式，就能有效地减排固碳。

当然我们可能会担心降低人均建设用地是否会引起城市拥挤或用地不足，从而导致城市环境品质的降低。

但如果我们能够通过恰当、巧妙地规划城市结构，做到高效地使用土地，或许能避免土地不足或拥堵的问题。

例如，利用上文提到的功能混合的土地缩短日常出行距离，并且结合轨道交通、公共交通与自行车交通大幅度地降低小汽车的使用量，从而减少机动车道，缩小道路宽度，同时大幅地减少停车场的面积。

这样就能有效地减少道路用地的面积。

2 低碳交通
城市经济的发展以及城市大规模的扩张使小汽车
等机动车的使用率越来越大，而机动交通会产生大量
的温室气体，许多数据都表明由城市交通产生的CO 2
在城市总CO 2排放量中占有较大的比例。

例如上海市
2000 CO 2排放总量中，由交通运输产生的CO 2占
10.87%；厦门市2008年由交通运输产生的CO 2占总
排放量的18%左右。

而在所有的交通工具中（公共汽
车、轨道交通、小汽车），小汽车出行被认为是碳排放
量最高的交通方式，这主要是由于小汽车出行比例过
大。

以上海为例，几种交通工具的人均次CO 2排放量
差异很大（见图5），其中出租车与民用载客汽车的人
均次CO 2排放量远远高于其它几种交通工具，而轨道
交通的人均次CO 2排放量是最低的，只有0.35（kg/
人次）。

图5 不同交通工具人均次CO2
排放量 因此许多城市都提出了要大力发展低碳交通，例
如通过集约式的、多功能的土地利用方式，缩短通勤
距离，并使道路变窄，营造出适于步行的空间尺度，
从而提高步行的出行比例。

同时通过一些政策，如收
取高额的停车费、道路使用费、相关税费等政策措施
降低小汽车的使用率。

并且由于自行车、轨道交通的
碳排放量很低（自行车基本上是零排放），国内外许多
城市都开始致力于自行车交通以及轨道交通的开发与
完善。

那么，从城市规划的角度来看，怎样才能提高
自行车和轨道交通这些低碳交通工具的出行比重呢？ 图
6 机动车道路以外的小径 图
7 自行车专用林荫道
2.1提高自行车出行比重的方式
2.1.1 自行车道
国外一些城市拥有一套独立的自行车系统，即自行车道路是与机动车道路相分离的，这种自行车系统对于自行车驾驶者来说是十分安全的，但会导致城市的道路面积增大，不利于集约式城市结构的建设。

因此国外有不少城市是采用混合型的自行车系统。

例如美国西雅图的自行车系统中有的自行车道是道路以外的小径（见图6），有的是道路上辟出的自行车道，有的则是自行车专用林荫道（见图7）。

这种混合式的自行车系统更加灵活，在土地使用上也较为节约，因为在自行车流量较大的街区，可使一些道路只允许自行车及行人通行，例如高密度的市中心区。

另外还可以将部分自行车专用道路与河岸、绿地等结合，这一方面节省了道路用地，另一方面也使自行车道路的环境更舒适宜人，同时也增强了公共绿地的可达性。

2.1.2 自行车相关设施
美国不少城市在《自行车总体规划》（美国许
多城市都会进行专门的自行车总体规划和步行总
体规划）中都会提到要完善自行车的相关设施，
例如在西雅图，会有专门的自行车站（见图8）这
些自行车站提供寄存、修理自行车，以及提供地
图、咨询等相关服务。

另外公交车上和轨道交通
工具上也会有一些停放自行车的设施（见图9），从而方便自行车驾驶者换成公交或轨道交通。

杭州近几年推行的公共自行车受到了杭州市民的广泛好评。

目前在杭州市区，几乎在每一个公交车站边上都有一个公共自行车停放站。

与传统的私人自行车或小汽车相比，这种公共自行车使市民不必再担心自己的自行车被盗或汽车无处停放，并且便于换乘公交，因此极大地促使了自行车出行。

图
8 自行车站
图9 公交车、轨道交通上的自行车停放处
2.2轨道交通
从土地利用的角度来讲，许多城市都尽量增大轨道沿线的土地开发强度，使之由轨道线附近向外围递减。

这样就能使更多的人快速、方便地从出发地到达轨道站点。

同时在轨道交通站点周边也常会有大型的城市公共设施或商业中心。

例如中新天津生态城的规划方案中，轨道线贯穿四个综合片区的中心及城市生态核（见图1）。

日本的地铁车站也常与商场、宾馆、办公楼等人流量较大的建筑结合在一起，通过垂直交通，乘客能十分方便快速地从地铁车站到达目的地，中途不需再出地铁站换成公交汽车或自行车，从而极大地提高了轨道交通的出行比重。

3 城市能源
建设低碳城市最有效且最普遍的方法之一便
是发展低碳能源。

我认为主要有三种途径减少能
源使用中的CO2排放量。

第一，发展低碳的新能
源，如风能、太阳能等。

第二，发展节能建筑。

图10 电力需求与电力供给的关系
第三，提高能源的利用率及循环使用率。

对于第一点，西方不少国家无论是在技术上还是在实践上已有很大的发展，例如2007年丹麦的风力发电达到其总发电量的19.4%，德国的太阳能供热与光伏发电都发展迅速。

但是就目前而言，这些新能源的技术还不是十分成熟，绝大多数城市都无法将这些新能源作为其主要能源。

因此若要减少使用化石燃料、降低碳排放量，还需要结合第二、第三种方法（见图10）。

下面我主要从城市规划的角度而非工程技术的角度来探讨一下如何实现低碳能源。

3.1 整合的基础设施系统
在传统的城市规划中，城市的供电系统、供热系统、燃气系统、排水系统、垃圾处理系统等是相互独立的，虽然有管线综合，但这只是综合地规划各系统的管线铺设，它们的处理中心（如发电厂、锅炉房、污水处理厂、垃圾厂等）是没有关联的，因此不能相互利用资源。

而整合的基础设施系统能相互利用能源，从
而提高能源的利用率和循环使用率。

例如，电厂
在发电时会产生大量的热。

这些热能完全可以利
用起来作为城市的供热，而无需再另外烧煤产热。

并且垃圾焚烧时产生的热与废水处理时产生的热
均能作为城市供热的一部分。

而有机垃圾发酵后、
废水分解后都能产生沼气等生物燃料，并且迄今
为止，沼气被认为是最环保的燃气之一。

这种整
合的基础设施系统已有不少应用实例，如曹妃甸生态城将能源、
水处图11 曹妃甸资源管理中心 理、垃圾处理等综合管理（见
3.2 节能建筑
被动式住房标准”作为欧盟
执行术与工程的角度研究的，
因此我不再深入地探讨。

4 城市绿地
图11）。

节能建筑在近几年都是十分热门的话题，关于
这方面的研究与实践也非常多。

例如在2010上海世
博会上的“汉堡之家”是首座落户于中国的“被动
式住房”。

在德国这种“被动房”消耗的外部能源仅
为普通住房的10%。

之所以有如此好的节能效果，
首先是由于他的外墙、玻璃等的隔热效果十分好（见
图12）。

例如“汉堡之家”的窗是由特殊材料制成的
三层玻璃做的，且窗外配有防热辐射和可移动的网
状遮阳板(见图13)，这些遮阳板会根据太阳光强弱
自动移动，从而极大地减少了屋内热量的散失。

而
住房屋顶的光伏发电设备与地源热泵则为住房提供
了电能与制冷、供暖。

这种被动式住房在德国、奥
地利、瑞士和意大利已有6000多栋被投入使用，并
且建议从2015年起将“的住房最低标准。

关于节能建筑的研究已有很多，且一般都是从
图12 “汉堡之家的隔热处理
图13 可自动移动的网状遮阳板
技
城市绿地对于建设低碳城市的作用是显而易见的。

首
先，植物的光合作用会消耗二氧化碳，因而城市绿地能
有效地减少大气中二氧化碳的浓度，引起固碳的作用。

其次，由于植物的蒸腾作用能在一定程度上降低城市温
度，因此使人们减少对空调等的使用，从而间接地起到
减少二氧化碳排放量的作用。

许多研究都证实了城市中覆盖率的密切关系，即绿化覆盖
率越高，CO 2浓度越少（见图14）。

那么在具体规划与建设低碳城市的时候，城市的绿化覆盖率面积。

假设杭州每年在工业生产中、建筑中、机动车交通
中等.34g 。

并且草地的固碳作用比乔木要弱得多。

另外，城市中的CO 2的总排放量也有一定的困难。

不过如果有一些相关的数据资料，那么我认为可以按照上述这种简易的计算方法大概地估算一下绿化覆盖率，作为低碳城会给政府或开发商带来巨大的经济收益。

但是，我认为任何矛盾总是有
事实上已有不少成功的案例为我们提供了解决这些矛盾的思路，而这些案例多半是心的出行距离。

其次，绿楔起到了划
，例如天津中新生态城利用绿楔划分出来四大综合片区（见图1）。

另外CO 2浓度与城市的绿化该取多少？怎么样的绿地形式是最合适的呢？
4.1 绿化覆盖率
如果仅从低碳的角度来考虑城市绿化覆盖率，那么最简单、直接的想法就是使大气中的CO 2浓度达到平衡，即城市中产生的CO 2总量等于消耗的CO 2总量。

而在城市中CO 2主要由生物（包括人）的呼吸作用、燃料的燃烧以及工业生产中产生的，并主要由植物的光合作
用消耗CO 2。

因此如果能得出一个城市的CO 2产生量，那么再除以平均单位绿地吸收的CO 2量，从理论上就能得到需要的绿地共产生X 吨CO 2，生物的呼吸作用产生Y 吨CO 2，平均每公顷绿地每年会吸收Z 吨CO 2，
那么仅从碳平衡的角度来计算，城市的绿地面积应为(X+Y)/Z(公顷)，再除以城市总面积，就得到了杭州的绿化覆盖率值。

当然在实际的操作中肯定不会这么简单，而要复杂得多。

首先，绿化率的确定除了从碳平衡的角度考虑外，还要考虑景观、城市现状、经济条件、气候等多种其它因素。

其次，不同树种的碳汇作用相差很大，例如每平方米白兰每天消耗的二氧化碳94.36g ，而每平方米夹竹桃每天只消耗二氧化碳10图14 CO 2浓度与绿化覆盖率的关系 CO 2排放源也非常多，要统计出市规划与建设的参考。

4.2 绿地的形式
虽然从理论上讲，城市的绿化覆盖率越大越好，但在实际建设中却会受到很多的限制因素。

首先城市用地非常紧张，特别是由于近年来许多城市都提出来降低人均建设用地，发展集约式的城市结构，这样就与提高城市绿化覆盖率相矛盾。

其次，面积过大或形式、位置不当的绿地会加大一些区块之间的距离，这与以步行以及自行车为导向的交通方式相矛盾。

另外，城市绿地的建设要大量的财政投入，并且多数情况下公共绿地是非盈利的，很少能像商业、居住用地那样办法解决的。

从优化或创新绿地形式的角度出发的。

因此，从某种意义上讲，我觉得绿地形式比绿化覆盖率更为重要。

4.2.1 绿楔
近年来，不少城市中总体规划中，都提出来要建设城市“绿楔”，而不再是绿环。

例如厦门在城市总体规划中提出了六大生态绿楔，墨尔本在上世纪70年代提出了“绿楔规划”， 并且在“墨尔本2030”规划中仍保留了绿楔并继续完善。

那么楔状绿地有什么优势能？
首先，与绿环相比，绿楔一般不会造成城市边缘区或外围与市中心区过远，而绿环则会成为市中心区与外围的阻隔，加大边缘区市民到市中分城市结构的作用
绿楔比绿环更易实现。

这是因为城市中一般都会有水系、公园、小山丘等，因此在规划时便可以结合这些自然的或是原有的绿地发展楔状绿地。

4.2.2 立体绿化
由于城市用地十分紧张，因此立体绿化日益受
到城市尽可能到减
是值得注意或考虑到。

憩场所。

例如部分绿地中允许建低密度的建，如疗养院、度假村等，或是与农业有关的大学、研究机构等。

新天津生态城等项
都是得到了国家或当地政府的大力扶持，
无论是经济上的还是社会舆论上的。

而技术的进则能使建设成本大大降低，并能提高系统的稳定性与舒适性，从而降低成本与风险。

例如
国等欧洲国家的城市之所以能成功地建设并推广低碳建筑、
低碳社区，很大程度上是由于当然城市规划能从大的层面上引导低碳城市的建设，好的土地利用方式、绿地统能在较大的区域范围中降低温室气体的排放，因此低碳城市的建设需要政策、技术、城
[1] 乌哈根/Ulf Ranhagen. 曹妃甸国际生态城规划综述
/Introduction of Planning Work 建设者的重视与亲睐。

一方面，立体绿化能
多地利用有限的空间加大城市绿化面积；另
一方面在建筑物外立面或屋顶进行绿化能降低建筑
温，从而减少空调等的使用，间接地起物的室排作用。

其中，屋顶花园是立体绿化中最常见的形
式之一，例如日本的榉树广场（见图15）、奥克兰市博物馆等。

图15 榉树广场 鉴于绿地的固碳作用，许多城市在城市规划中越来越注重绿地系统的规划，并通过各种新的方法提高城市的绿化覆盖率。

我认为在规划绿地系统时，有几点 首先，要因地制宜，即根据城市的产业结构、城市职能、人口密度以及气候条件等来确定城市的绿化覆盖率及绿地形式。

例如工业城市一般产生较多的二氧化碳，因此可能需要较大的绿化率，或者尽量选择一些固碳作用较强的植物。

而对于人口密度较大的消费型城市，则可以大力发展立体绿化。

其次，绿地可以是多功能的，而非仅作为休筑 另外，绿地的建设应与法律、经济效益相联系。

例如纽约中央公园位于纽约高楼林立的中心地段，但它从19世纪建成以来至今仍未被其他用地“侵占”。

中央公园之所以能够在寸土寸金的纽约市中心区幸存下来，一个关键因素是在建成之时便以立法的形式规定了它的用地性质。

并且政府要求中央公园周边建筑的业主交纳一定的税费，用于中央公园的维护建设，这样政府就不必为绿地的财政支出而担心了。

当然低碳城市的建设光靠城市规划是无法实现的。

这主要是由于在建设低碳城市时，会有许多阻碍因素，如在建设初期，投入成本可能较高，多数投资者可能不愿冒这样的风险。

并且低碳的建筑、社区或城市中经济上的收益不是很显著，或回报周期较长。

因此急于见到回报收益的开发商就没有耐心继续做下去了，这也是为什么一些方案实施到一半就夭折的原因。

所以，低碳城市的建设还需要政策上的扶持与技术上的进步。

例如中目步德先进的技术。

系市规划等多方面的配合与互补，从而在实际的实施中达到预期的成效。

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