基于生态文明理念的气候适应性城市规划

海绵城市理念在城市规划中强调雨水管理，提高城市生态系统韧性 #生活知识# #社会生活# #城市规划#

基于生态文明理念的气候适应性城市规划
Climatic Adaptability Urban Planning Based on Ecological Civilization Concept

1. 引言

在我国，气候知识在城池选址、功能布局和房屋建筑中的应用可以追溯到3000多年前的先周 [1]。气候与城市规划，在历史的浩渺长河中，曾经相伴，依存而生，创造了天地有大美而不言的壮丽景象。时光更迭，社会进步，特别是在工业文明的滚滚浪潮中，科技强盛，“无所不能”，气候在城市规划和建筑设计中逐渐被忽略甚至遗忘。人与环境的矛盾不断显现，城市环境问题已成为制约城市可持续发展的决定因素。如今，我们提出生态文明的中华民族永续发展，气候与城市规划终又峰回路转，再续共生 [2]。

2. 气候与城市规划

从考古发掘来看，为什么建筑遗址一般都出土在向阳、凭山借水等地理环境比较好的区域 [3] ？因为在科技不发达的古时，没有空调和集中供暖，人们选地用于筑城池、建村落、造房子自然而然要考虑如何利用现有的天时地利条件，最大化发挥自然的优势，创造避灾、便利甚至舒适一点的生活环境。枕山、环水、向阳的朴素唯物自然观被充分运用于城池选址、房屋建造中，体现了对自然环境最大的适应 [4]。

这种适应自然环境的思想贯彻在营建始终，倘若细细解读，会发现其中蕴含不少科学道理。房屋朝向崇尚坐北朝南是建造的基本原则之一，由于中国地处赤道以北，朝南的房屋能够获得更多的光照，为人体的健康发展带来了诸多益处；同时，建筑的气口宜开在东方南方东南方，以便和煦的风吹进房间，调节室内气温。背山面水，屋后有靠山，宅前有福水，也是有着科学依据，即中国地处北半球，背山能使得寒冷的冬季风(西北风)被山体阻挡，面水能让夏季风(东南季风和西南季风)通过屋前的水体带来凉爽湿润的空气，以此达到调节场地气温之目的，形成良好的微气候 [2]。

古时由于科技所限，气候尚未形成一门科学，更无法从地球物理学角度阐述气候知识、解释气候现象，但智慧的古人凭着经验和对自然敬畏的感知，知道这种看不见的“气”决定着和谐，与营城有不可分割的依存关系 [5]，从现代的角度来说，正是气候与城市规划。

气候与城市规划建设是相辅相成的关系。气候作为一种自然资源，是城市赖以发展的重要载体，一个城市的规划设计都是建立在当地的气候环境基础上；同时城市中人类活动及下垫面的变化、建筑群的布局差异，都会对城市气候环境产生不同程度的影响，从而改变城市局地小气候，影响城市的风环境和热环境。

3. 高强度城镇建设对气候的影响

古人虽受限于科技水平，却讲究“天人合一”的自然观，有因地制宜的大智慧；因此，我国古代城市形态多遵从当地气候条件、地势资源，营建出很多特色又宜居的城镇格局。如今，科技发展创造了现代文明，人们利用技术手段征服自然、利用自然、改造自然，将城市建设的密集铺张、无序无形；一味追求速度与发展的城市建设，快速复制、风貌趋同，却忽略了不同自然条件下各城市的自身肌理，导致千城一貌 [2]。

更严重的是，无序、过度的城市建设打破了自然约束，大量的人工建筑代替了原有的自然下垫面，造成了城市局地气候的显著变化，使城市的气候舒适度明显下降。例如，城市高密度建设和人类活动排放的热源，使得城市近地面空气温度比周边郊区温度高，形成“城市热岛”；鳞次栉比的建筑物增加了城市下垫面的粗糙度，降低了城市的平均风速，从而减少了城市内部的空气流通效率，进一步加强了热岛强度、减缓污染物扩散能力，城市人也只能在恶性循环的气候条件下“霾头苦干、自强不吸”；此外，城市地表多为混凝土，渗透蓄水能力较弱，使得城市地区水循环与自然区域迥异，在短时强降雨情况下易发城市内涝，“看海划船”已成为我国城市暴雨发生时的真实写照。这些由城市建设引发的气候环境问题，最终影响人们生活的宜居性和城市的可持续发展。

4. 重拾气候适应性规划

如何既满足城市扩张的需求，又缓解甚至避免建设引发的城市气候问题，这正是我国城市规划研究面临的“关键问题”。城市建设及其结果常常是难以逆转的，我们必须持更加谨慎的态度，令城市建设更具前瞻性与预防性 [6]。因此，在城市规划建设时应充分考虑当地气候环境背景，尊重自然、顺应自然，建设气候适应性的城市形态和格局；从而提高城市防灾减灾的韧性、主动适应气候变化的能力，打造生态宜居可持续的城市环境。

要让“城市规划建设，气候评估先行”成为共识，这需要打破不同学科和行业的壁垒，气象学家与规划师需展开频繁、充分的交流讨论，在不同尺度的城市规划及其各个阶段，都应进行气候条件评估，论证其可行性。无论是城市总体规划还是控制性详细规划，或者是街道小区以及个体建筑规划设计，应对气候环境影响进行科学评估，给出定量结果及应对策略，为城市规划、功能区划、环境保护等提供保障，确保优化城市规划布局。

以城市形态为例，由于城市形态和局地小气候关系密切，城市形态影响着城市热岛的分布和强度、影响城市扩散能力、影响局地暴雨中心落区等，所以城市的形态不能人为的恣意扩展，城市规划中需要“以气定形”，根据气候条件优化绿地、湿地的选址和设计。以海绵城市为例，核心任务是提高对降水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力；只有切实掌握每个城市平均能降多少水、降到哪里、如何降，后期的规划、设计、施工才能科学合理，整个系统才能发挥应有的作用，真正的“海绵”功能才能实现。

5. 为城市量体温、助消化

城市建设如同改造大自然的肌理，纵使大自然本身具有净化、调节能力，过度的开发也终将超过其承载界限；就好比皮肤小范围擦伤后会慢慢愈合，但如果是大面积的烫伤，若不治疗，皮肤将发炎、溃烂。目前，城市所产生的气候环境问题就是在向人们发出信号，热岛效应表示城市在发烧，静稳弱风说明城市呼吸不顺，暴雨内涝显示城市消化不好。

为缓解、改善甚至治愈规划建设所带来的城市气候的种种并发症，北京市气候中心联合相关机构成立了“城市气候评估创新团队”，融会先贤智慧，借鉴国际经验，结合现代科技，倡导并宣传基于气候适应性和以生态环境为先导的城市规划理念；推动气候评估融入城市发展规划，在城市规划全过程中考虑当地的气候环境，避免或减轻规划项目实施后可能受气象灾害和气候变化的影响，以及可能产生的对局地气候的负反馈。

在过去的十年里，团队融合了气候学、城市规划学、生态学等学科，充分发挥各自在气象观测、气候分析、数值模拟、城市规划、遥感反演、地理信息技术等方面的优势，针对城市热岛、城市通风、暴雨内涝等形成了科学定量的城市气候效应评估技术体系，有效推动了我国城市规划技术的革新，并在国内众多城市规划中落地应用，为我国城市规划主动适应生态文明建设要求创造了新的切入点，有力保障了城市生态化和可持续发展，产生了明显的生态和环境效益。

6. 打造会呼吸的城市

“城市通风廊道”是近年来城市规划中较为新颖与热点的话题，其规划技术正是团队的主要研究成果之一。城市建设和人类活动产生了大量热源，同时密集的建筑削弱了城市内部的空气流通能力，热量不断产生却不能及时排出，空气污浊却得不到有效交换，使得城市微气候形成了恶性循环。此时，构建城市通风廊道的理念应用而生，但也引发了“吹雾霾”等误导公众的不当解读，事实上解决雾霾的根本是污染源的治理，不能寄予本末倒置的侥幸。

到底何为“城市通风廊道”？团队给出了解读：城市通风廊道是指在规划之初，通过合理的气候分析，结合城市用地及布局，在城市中留出一定的通道，例如江河、湖泊、山谷等自然通风道，以及人工建立的绿地、水体以及城市主干道，目的是为了提升城市空气流动性、促进城郊空气交换，从而起到缓解城市热岛、降低建筑物能耗、提高城市宜居性的作用 [7] [8]。

通过科学、合理的规划通风廊道系统，可防止城市建成用地的板结和生态功能用地的缺失，利于保持水土和动植物生态系统发展；更是把城市中气候品质高的土地保护、连通起来，确保用于改善城市局地气候条件的土地，在规划伊始得到及时、合法地保护与建设；最终将水、绿地、新鲜空气交织成生态网，提升城市整体的通透性和气候舒适度。

城市通风廊道体系就像叶子一样，一脉相承，又各自独立；它是一个系统，有多级别的融入，一级“引风”，二级“导风”，三级“串风”。从城市格局上来看，叶子的主干方向就是一级通风廊道，顺应当地主导风向，主要起到引风作用，把山水林田湖的新鲜空气引入城市。到了城市内部，风道就像叶子脉络，将风更好的导入城市内部的各个组团，起到导风散热作用，防止城市热岛连片激增和用地“板结”；到城市设计层面，通过地块合理布局、建筑错落排布等预留叶脉纹理，让新鲜空气能惠及更多更深。

一座城市的通风廊道如何构建？团队已形成一套较为成熟的技术体系：首先要弄清风从哪里来，这需详尽分析当地年主导风、季节风、山谷风、水陆风等；其次明确风到哪里去，即对城市风环境和热环境进行评估，了解城市小风区及热岛聚集区；最后寻找城市脉络，通过通风潜力评估技术甄别出城市中通风潜力较大的带状区域，结合城市规划布局，构建合理的通风廊道，连接城市生态冷源，贯穿城市小风区和热岛区；以期提升局地空气流通性，分割城市热岛，防止热岛加剧和连片发展。

团队明确表示，通风廊道构建并非大拆大建。通风廊道是在尊重城市已有格局的基础上，因地制宜进行划定。针对城市现有通风环境较好区域要进行保护和修复；划入通风廊道的区域将尽量保持空间的开阔程度，保留和增加生态用地，控制建设规模、建筑高度、密度以及排布方式；对一些不利于廊道构建的关键节点，结合城市功能疏解和综合治理，逐步更新。

Figure 1. Urban ventilation corridor planning in Beijing

图1. 北京中心城区通风廊道规划方案 [9]

在最新的《北京城市总体规划(2016年~2035年)》中，“北京中心城区通风廊道规划”作为24幅图之一被列入总规(见图1)，这也是团队两年的成果结晶。通过对北京风环境、热环境、通风潜力全面评估，以及对代表区域进行数值模拟和实地观测，验证通风廊道对局地气象环境的改善作用；并多次和规划部门对接，最终在北京中心城区划定了5条一级通风廊道和10余条二级通风廊道系统 [9]。研究成果的落地实施无疑是振奋人心的，这表明气候评估在城市规划中认可、采纳，未来将进一步传承与发展。

基金项目

国家重点研究发展计划(2018YFB1502801)、北京市科技计划项目(Z161100002716028)、北京市气象局科技项目(BMBKJ201901011)和北京市气象局“新时代高层次科技创新人才计划”共同资助。

NOTES

*通讯作者。

网址：基于生态文明理念的气候适应性城市规划 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/440272

相关内容

智慧气象与城市规划：气候适应性设计
基于“生物气候场效应”的城市户外生活空间气候适应性设计方法
城市空间与气候适应性设计
城市游憩绿地小气候适应性设计策略解析
规划年会 | 学术对话三：气候适应性设计创新实践
“寒地城市空间气候适应性设计”主题沙龙
气候适应型城市建设试点深化
规划年会 | 学术对话四十二：气候适应性与空间品质提升
寒地建筑场地规划微气候适应性设计策略
基于气候适应性的住宅小区设计.pdf

随便看看