面向可持续城市降温的广州国土空间规划导控体系研究.pdf
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1、通过系统梳理、检视广州与可持续城市降温相关的现行技术要求,构建面向可持续城市降温的“总体规划详细规划方案设计实施保障”国土空间规划导控体系,并提出融入规划用地和建设项目审批全流程的管控思路。在总体规划层面,基于规划管理单元划定热环境导控分区;在详细规划层面,创新性地探索“降温因子+措施清单”的传导方法;在方案设计层面,针对实际建设中达到降温因子要求的具体路径,提出居住、公共/商业、工业和历史街区典型场景的气候调控设计导则;在实施保障层面,从激励机制、技术规范、监管机制、资金保障等4个方面提出实施保障建议,以期为实现气候韧性目标的国土空间规划提供参考。关键词气候韧性;可持续城市降温;热舒适;规划
2、导控体系文章编号1006-0022(2023)07-0040-08中图分类号TU984文献标识码B引文格式聂危萧,吴婕,李晓晖,等面向可持续城市降温的广州国土空间规划导控体系研究J规划师,2023(7):40-47Territorial Space Planning Governance System of Guangzhou for Sustainable City Cooling/NIE Weixiao,WU Jie,LI Xiaohui,LEI DiAbstract With a systematic review and inspection of Guangzhous current
3、 technical requirements concerning city cooling,a territorial space planning governance system for sustainable city cooling that integrates master planning,detailed planning,project design,implementation guarantee is established,and the whole process governance concept that integrates land use and p
4、roject inspection and approval is proposed.Thermal zoning based on planning units are specified at master planning level;a transmission approach of cooling factors+measure list is explored at detailed planning level;the climate regulating design guidelines for residential,commercial,industrial,and h
5、istorical spaces are put forward at project design level;at implementation guarantee level,suggestions of incentives,technical standards,supervision mechanism,and capital insurance are proposed to realize climate resilient territorial space planning.Key words climate resilient;sustainable city cooli
6、ng;thermal comfort;planning governance system基金项目作者简介世界银行“中国可持续发展城市降温项目”(P173306)、广州市资源规划和海洋科技协同创新中心项目(2023B04J0301)、广东省重点领域研发计划资助项目(2020B0101130009)、广东省城市感知与监测预警企业重点实验室基金项目(2020B121202019)、广州市城市规划勘测设计研究院科技基金项目(RDI2210202021)聂危萧,硕士,高级工程师,注册城乡规划师,广州市城市规划勘测设计研究院低碳生态规划研究中心主任规划师。吴婕,硕士,高级工程师,注册城乡规划师,广州市城
7、市规划勘测设计研究院低碳生态规划研究中心副主任。李晓晖,硕士,教授级高级工程师,注册城乡规划师,广州市城市规划勘测设计研究院低碳生态规划研究中心主任。雷狄,硕士,工程师,规划师,现任职于广州市城市规划勘测设计研究院低碳生态规划研究中心。被动的城市降温技术,减少制冷过程中的碳排放和人为热排放,提升城市人居环境的热舒适性。在第26届联合国气候变化大会(COP26)上,联合国环境规划署发布了与美国洛基山研究所合作编写的战胜高温:城市可持续降温手册,旨在为城市规划者提供各种经验证有效的方法来为城市降温。2019年,世界银行城市发展和灾害管理局启动了可持续城市降温技术援助工作,并选定中国广州作为试点城市
8、,旨在为广大发展0引言在全球气候变化和城市热岛效应的影响下,城市气温正以全球气温均值的两倍的速度持续上升,高温是每年世界上致死率较高的自然灾害之一,已成为城市面临的严峻气候挑战。为应对愈发频繁和恶劣的高温热浪天气,国际社会提出“可持续城市降温”解决方案,通过改变传统以能源驱动的工业制冷方式,运用基于自然的、41面向可持续城市降温的广州国土空间规划导控体系研究聂危萧,吴婕,李晓晖,雷狄中国家提供可负担的“可持续城市降温”解决方案1。“可持续城市降温”解决方案并非单一的技术措施,而是涉及设计、园林、市政、建筑、景观等多个层面的综合性解决方案,其将“适应”与“减缓”策略相结合,既是提升城市气候韧性的
9、重要手段,也是实现亚热带城市夏季能耗减排的关键路径。我国的城乡规划在发展过程中一直在探索缓解热岛效应2-3、应对高温灾害4、调控城市热环境5和提升城市韧性的气候适应性规划技术6-8,重点关注各个尺度绿化空间的降温作用,如城市绿地对夏季高温及城市热岛效应的影响9、居住小区的降温通风效应10、绿化表皮对过渡空间的热环境影响11等。同时,城乡规划越来越重视市域大尺度通风廊道的构建与评估12-15,城市设计越来越注重加强风热环境的设计和对气候舒适度的提升16-19。虽然有较多研究探讨和总结了与可持续城市降温相关的规划技术方法,但是如何在城市规划管理中全面导控综合性的“可持续城市降温”解决方案,在我国的
10、城乡规划实践工作中基本处于空白。在世界银行城市发展和灾害管理局启动的可持续城市降温技术援助工作试点的基础上,广州正在开展“酷城”行动,探索推动城市降温导向的规划建设与管理方式。本文基于可持续城市降温技术在广州现行规划管理体系中的应用评估,结合国家正在推进的国土空间规划体系改革,提出新时期城市降温规划导控思路,为实现气候韧性的空间规划提供参考。1可持续城市降温关键技术可持续城市降温技术包括基于自然的冷却方案、生物气候设计方法以及建筑隔热材料等广泛的冷却降温技术。研究表明,通过蓝绿空间系统规划、引导空气流通、增加绿化建筑立面和屋顶,以及推广被动式建筑设计和浅色反光材料的使用,可以大幅降低城市环境温
11、度。例如,整合绿色基础设施、高反射屋顶/立面和行道树遮阴等 3 项措施可以将城市温度降低 0.5,相当于抵消了 20 世纪全球变暖总量的1/3以上20。世界银行将可持续城市降温技术分为高反射屋顶/立面、屋顶绿化、垂直绿化等12类,并根据其实践深度划定为基本焦点技术、二级焦点技术和其他技术等 3 个层级。基本焦点技术包括目前应用较为广泛、工艺较为成熟且对城市环境温度产生明显作用的高反射表面、可渗透表面和场地绿化;二级焦点技术则是目前正在研究与推广的热环境韧性规划,包括水敏性设施规划、气候响应城市设计和被动冷却建筑设计;其他技术的作用更为间接,主要通过减少机动交通热量排放等人为热排放和提升建筑制冷
12、能源效率为城市降温。相关研究显示,不同类型的降温措施对气温、表面温度和热舒适所产生的效果不同(表1)21,在选择采取不同类型的降温措施时,应考虑城市降温的目的与导向。许多可持续城市降温技术都受到历史城市营城和建筑设计实践的启发。例如:古埃及人和苏美尔人使用浅色屋顶与墙壁来保持房屋的凉爽;利用气流的水景和建筑设计是中东与北非传统建筑的标志;广州的传统岭南建筑在地域气候影响下,呈现出“梳式”布局、冷巷、骑楼等传承至今的极具岭南地域特色的被动式建筑通风降温智慧 22-23。城市在制定可持续降温策略时,必须适应地方独特的社会、经济、环境和气候条件,综合考虑地形、景观、街道格局和设计、建筑体量、形状和朝
13、向及材料选择等,制定全方位的举措。广州在开展世界银行城市发展和灾害管理局启动的可持续城市降温技术援助工作试点中,总结、吸纳了全球可持续城市降温技术的应用实践经验,结合本地极具岭南地域特色的被动式建筑通风降温智慧,选取典型旧城更新项目和典型新区建设项目试点应用了各类城市降温技术,在定量评估不同类型降温措施降温效果的基础上,遴选集成适用于广州湿热气候的可持续城市降温关键技术,主要包括优化格局、改善城市表面、降温措施最大降温幅度/热舒适提升幅度/最大表面温度降幅/关键制约因素高反射路面2.50.533反射率随时间变化;不受欢迎的眩光高反射屋顶/立面2.5(室内)0.533不受欢迎的眩光;街道中的复杂
14、反射光绿色屋顶和立面4.00.120安装和维护的高成本;绿色立面的供水;热压和水压透水路面2.02.0(洒水后)20不太适合高交通量地区;在潮湿天气中的蒸发效果较差,且只有在有水分存在时才有效;维护难度和成本高绿色开敞空间4.04.015需要满足其他多种需求成熟的行道树4.08.015与灰色基础设施的空间冲突遮阳构造与设施0.88.015兼容屋内采光需求水体8.01.00安装和维护成本高;需要供水;在潮湿天气中效果较差;影响范围小喷雾15.01.00表 1各类城市降温措施的效果一览注:表示效果显著,表示效果很好,表示效果好,表示效果一般。42第 39 卷2023 年第 7 期 改良城市设计、景
15、观与设施降温、减少能耗散热等5个方面15项技术工具(表2),并按照各项技术在广州的适用性和经济性综合评测其重要等级。2广州规划管理体系中的可持续城市降温技术应用评估为推进可持续城市降温技术在规划建设各阶段的应用,有必要从规划管理体系与机制层面探讨促进其落地的路径,对现行规划管理体系中与气候调控相关的引导内容进行评估,进一步寻找政策突破与延展的可能性,这也是新时期构建面向可持续城市降温目标的国土空间规划导控体系的必要基础。在现阶段广州的技术要求与规划管理中,体现可持续城市降温导向的主要内容包括如下 3 个方面:一是在城市空间上,建构通风廊道的网络化空间管控体系;二是在建筑形态上,明确建筑面宽的控
16、制要求,针对首层架空等建筑公共开放空间实施容积率豁免计算政策;三是在绿色专项上,运行针对绿色建筑与海绵城市的管控体系。2.1城市空间:通风廊道规划的落地实施难度大通风廊道是管控城市总体格局,将大型生态冷源空气引入城市内部的重要规划手段。广州目前划定了 6 条主要通风廊道,并纳入了正在编制的广州市国土空间总体规划(20212035 年),同时提出了相应管控要求,如:在通风廊道地区严格保护水系、绿地等开敞空间;严格管控新建、扩建涉及大气污染物的项目落地;控制主要入风口的建设增量,加强建筑高度、建筑间距和建筑密度管控。目前,广州对于通风廊道的管控仍主要停留在概念层面,通风廊道规划落地实施的难度和阻力
17、较大,对相关管控内容和指标要求仍需进行充分详细的论证与讨论,以确保其科学性。2.2建筑形态:面宽控制与建筑开放空间需精细化引导面宽控制对于控制“屏风楼”、优化城市通风环境至关重要。广州市城乡规划技术规定对建筑物的面宽提出了要求,明确低层、多层建筑的最大连续面宽不得大于100 m,高层建筑塔楼单体面宽不得大于80 m,且各单体累加面宽不得大于对应用地红线面宽的2/3;对位于重要景观控制区的建筑面宽,应当组织城市设计研究加以确定,要求更为严格。建筑的架空层可以加大空气在空中的渗透率,有利于减少建筑带来的空气阻滞作用。广州为建筑公共开放空间提供了容积率豁免计算政策,有助于改善住宅、办公、商业类建筑的
18、微气候环境。广州市规划管理容积率指标计算办法明确建筑公共开放空间是面向小区不特定业主或者公众、全天候免费开放的公共空间,包括架空层、屋顶花园、骑楼、建筑物内的城市公共通道等,并对免计容积率建筑面积的建筑公共开放空间提出了明确的技术要求,包括层高、架空开敞面长度、架空面积、开敞面进深。例如:纯住宅建筑首层除必要的垂直交通空间、入口大堂及设备设施用房外,应整层架空;办公、商业、创新性产业建筑首层的单个架空空间面积应不少于150 m2;位于塔楼中间层的单个架空空间面积应不少于 300 m2,其临开敞面进深应不小于4 m。目前,广州的容积率豁免计算政策主要针对各类建筑公共开放空间,缺乏针对临街界面、交
19、通站点周边等人流集中区域的差异化、精细化规则,也未结合空中花园、阳台绿化等立体绿化、风雨连廊等设置提出明确的豁免条件,因此可考虑结合可持续城市降温导向进一步完善。2.3绿色专项:绿色建筑与海绵城市建设缺乏市场激励(1)绿色建筑。从 2021 年起,广州提高绿色建筑的执行标准,要求新立项的民用建筑按照绿色建筑评价标准(GB/T 503782019)中的基本级或以上绿色建筑标准进行建设,其中:政府投资公益性建筑和大型公共建筑按照二星级 城市降温技术分类城市降温关键技术重要性等级优化格局:自然为本、引风入城保护大型生态冷源控制通风廊道热环境分区改善城市表面:绿色渗透、会呼吸的冷界面公园水体透水地表立
20、体绿化高反射表面改良城市设计:统筹通风与遮阳路网与街道建筑布局建筑设计景观与设施降温:提升室外热舒适性遮阳设施喷雾喷淋设施减少能耗散热:绿色出行、节能制冷绿色交通制冷能耗散热表 2广州可持续城市降温关键技术注:“”表示重要性评级,“”“”“”的重要性依次提升。43面向可持续城市降温的广州国土空间规划导控体系研究聂危萧,吴婕,李晓晖,雷狄及以上绿色建筑标准进行建设;建筑面积大于 10 万 m2的居住小区按照一星级及以上绿色建筑标准进行建设。从国家到广州地方,现阶段已建立了较完善的绿色建筑评价体系,且广州已全面实施绿色建筑标准,促进了其绿色建筑的发展。但现阶段广州缺少绿色建筑方面的激励政策和融资机
21、制,公益性建筑和公共建筑中的绿色建筑较多,而商用建筑中的绿色建筑较少,市场的积极性有待进一步激发。虽然在广州市城乡规划技术规定中明确了因实施绿色建筑技术而必须增加的建筑面积可不纳入计算容积率,但是广州对于这一规定的实施和认定细则尚不健全。(2)海绵城市。为加强海绵城市建设约束,广州已将体现海绵城市基本要求的地表径流控制措施纳入规划设计条件,并落实到全市所有新建项目中,包括对居住、商业、绿地、广场等不同类型建设项目提出的指标控制要求,其中绿色屋顶率和透水铺装率主要是鼓励性指标,年径流总量控制率、室外可渗透地面率、下沉式绿地率、单位硬化面积调蓄容积等为约束性指标。例如:居住用地建筑物的硬化地面室外
22、可渗透地面率不低于40;结合小区绿地因地制宜设置下沉式绿地、植草沟、雨水花园等,下沉式绿地率不低于50。广州已形成较为完整的海绵城市建设标准体系,可指导海绵设施的规划、设计和建设等环节,海绵城市的雨水截流作用也在一定程度上还原了自然表面的渗透性和蒸发降温作用,对城市降温和缓解热岛效应具有积极意义。屋顶绿化和透水铺装对于调节城市热环境具有较为重要的作用,但广州对其的相关规定目前还停留在引导性层面,相对纽约、东京等城市的立法强制性要求还存在差距。2.4面向可持续城市降温的现行规划管理体系优化方向在追求绿色发展的规划导向下,广州已逐渐在规划管理中体现可持续城市降温的理念,但还不成系统,尚未建立完善的
23、城市热环境调控规划技术框架,仍需进一步理顺上层规划如何传导至实施层面的相关导控思路,主要需要在以下3个方面进行提升。一是强化精细化、绿色化的管控要求。在绿化要求上,目前主要通过常规的绿化率进行管控,可考虑进一步明确综合体现三维绿化和立体绿量导向的技术要求;在建筑形态的控制上,建筑间距、面宽和高度等控制要求主要考虑采光等常规目标,需进一步综合降温通风导向的精细化要求进行完善。二是细化部分技术要求导控体系的内容。对于绿色建筑的容积率奖励政策,需进一步制定明确的实施细则,以保障其落地实施;对于规划条件中涉及的海绵城市等相关事项,在后续的总平面图审查和建筑用地规划许可证申办环节中,可考虑明确具体的审查
24、要求,以形成“闭环”管控。三是完善后端监管和鼓励激励政策。海绵城市、绿色建筑的建设主要依靠行政强制手段,难以激发市场主体的积极性,还需要补充明确的激励政策;后续监管有待进一步加强,避免绿色建筑在获得认证后不持续运行,海绵设施在验收后因缺少管护而丧失集水性能,造成投资浪费。3广州构建面向可持续城市降温的国土空间规划导控体系3.1总体导控思路与框架面向国土空间规划各个层级,广州构建面向可持续城市降温的“总体规划详细规划方案设计实施保障”国土空间规划导控体系(图1),并将对应层次要求纳入规划与建设管理的各个环节,实现全周期、全流程、全链条导控。在总体规划层面,综合考虑城市热负荷与风流通潜力,基于规划
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