淺析低碳城市設(shè)計的系統(tǒng)工程方法

1、<p>　　淺析低碳城市設(shè)計的系統(tǒng)工程方法</p><p>　　摘 要：全球性的氣候變化引起世界各國的普遍關(guān)注，低碳城市也成為熱門話題。文章以國內(nèi)外對低碳城市的研究為基礎(chǔ)，提出以系統(tǒng)工程方法對低碳城市設(shè)計進行研究，并從系統(tǒng)程序、層次結(jié)構(gòu)、目標(biāo)體系、定量定性分析等方面對低碳城市設(shè)計進行了分析討論。 </p><p>　　關(guān)鍵字：低碳城市、城市設(shè)計方法、系統(tǒng)工程 </p>

2、<p>　　中圖分類號：TU984文獻標(biāo)識碼： A </p><p>　　Abstract: </p><p>　　Global climate change is causing concern around the world. The low-carbon city becomes a hot topic. In the article, the author exam

3、ines the low-carbon cities at the domestic and foreign countries. And the author suggest that the analysis of low-carbon city from the point of view of systems engineering. This article is going to discuss low-carbon urb

4、an design by system engineering methods from the aspects of the system program, the hierarchy, the target system, and quantitative and qualitative me</p><p>　　Keywords: </p><p>　　Low-carbon city

5、, urban design method，systematic engineering </p><p><b>　　1、研究背景 </b></p><p>　　過去150年左右的氣溫數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)在的全球溫度比工業(yè)化前升高了將近1℃[ 數(shù)據(jù)引自 世界發(fā)展報告2010，世界銀行．2010．]。氣候變化是人類在新世紀面臨的最為復(fù)雜的挑戰(zhàn)之一，沒有哪個國家可以獨善其身，節(jié)

6、能減排、促進低碳經(jīng)濟發(fā)展成為拯救全球氣候變暖的關(guān)鍵。因此建設(shè)低碳城市（Low-carbon City）已成為世界各國的共同追求，很多國際大都市都提出了建設(shè)發(fā)展低碳城市的目標(biāo)。 </p><p>　　2、國內(nèi)外相關(guān)研究 </p><p>　　“低碳城市”的概念由聯(lián)合國自然基金會提出，是指城市經(jīng)濟以低碳產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)模式、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府以低碳型社會為建設(shè)標(biāo)本和藍圖的城市。其目

7、標(biāo)一方面是通過低碳經(jīng)濟發(fā)展和低碳城市建設(shè)，保持城市能源的低消耗和CO2的低排放，另一方面是通過發(fā)展新能源為主的低碳產(chǎn)業(yè)為全球CO2的減排做貢獻。 </p><p><b>　　2.1國外研究 </b></p><p>　　英國最早提出“低碳”概念，其戰(zhàn)略主要是：制定能源戰(zhàn)略減緩氣候變暖、倡導(dǎo)低碳生活方式、建設(shè)低碳社區(qū)。丹麥也是低碳城市的先驅(qū)國家，薩姆索島是綠色城市的典

8、范，能源完全自給自足，通過技術(shù)措施實現(xiàn)了碳的零排放[ 資料整理自 肖榮波等．歐洲城市低碳發(fā)展節(jié)能規(guī)劃與啟示[J]．現(xiàn)代城市研究，2009，（11）．P27-31]。日本也提出所謂的“福田藍圖”，希望在2050年將溫室氣體的排放減少的目前的60%-80%。 </p><p><b>　　2.2國內(nèi)研究 </b></p><p>　　2010年3月19日，中國社科院公布了

9、評估低碳城市的新標(biāo)準(zhǔn)體系，這是迄今為之國內(nèi)首個最為完善的標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　根據(jù)全國287個地級以上城市調(diào)查，目前提出“低碳城市”建設(shè)目標(biāo)的城市有133個[ 資料整理自 中國低碳生態(tài)城市發(fā)展報告(2010)．]，并且還在逐年增加。在我國也有許多低碳城市的實踐行動，如天津中新生態(tài)城為應(yīng)對全球氣候變暖而進行的生態(tài)城市可持續(xù)發(fā)展模式探索、地震后北川新縣城規(guī)劃的節(jié)能減排與低碳建設(shè)、曹妃甸生態(tài)城建設(shè)實踐等[ 仇保

10、興．兼顧理想與現(xiàn)實——中國低碳生態(tài)城市指標(biāo)體系構(gòu)建于實踐示范初探[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012．P23]。 </p><p>　　低碳城市設(shè)計的一般方法 </p><p>　　除了地方政府在政策層面上積極響應(yīng)和倡導(dǎo)低碳城市，相當(dāng)一分部城市和地區(qū)也已經(jīng)開展了低碳城市的建設(shè)實踐活動。根據(jù)各地建設(shè)模式的不同，低碳城市設(shè)計大體可以分為兩類：新城建設(shè)和舊城改造。新城建設(shè)能通過建立比較完整

11、的低碳城市建設(shè)指標(biāo)體系，一般投資比較大。舊城改造主要是針對某一問題對原城市的低碳化改造，主要集中在區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)整、能源利用，小范圍的還涉及到低碳出行、垃圾分類等。根據(jù)各地建設(shè)模式和建設(shè)目標(biāo)的不同，對各種低碳城市建設(shè)可以分為三個層次：宏觀層次、中觀層次、微觀層次，見表1。 </p><p>　　表1 低碳城市建設(shè)實踐 </p><p>　　空間尺度 建設(shè)層次 規(guī)劃層次 實現(xiàn)方式 實踐代表

12、</p><p>　　宏觀層次 低碳城市 城市總規(guī)/分區(qū)規(guī)劃 空間發(fā)展戰(zhàn)略、土地利用、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、區(qū)域生態(tài)保護 長株潭城市群建設(shè) </p><p><b>　　重慶森林城市建設(shè) </b></p><p>　　中觀層次 低碳園區(qū)/新區(qū)/片區(qū) 控制性詳細規(guī)劃 環(huán)境、居住、交通、市政的低碳指標(biāo)體系、規(guī)劃管理措施 曹妃甸生態(tài)城 </p>&

13、lt;p><b>　　天津中新生態(tài)城 </b></p><p><b>　　無錫太湖新城 </b></p><p>　　微觀層次 具體項目 修建性詳細規(guī)劃 指標(biāo)體系、具體節(jié)能措施 揚州低碳社區(qū)示范項目 </p><p>　　4、低碳城市設(shè)計的系統(tǒng)工程方法 </p><p>　　城市是一個包括自

14、然、社會、經(jīng)濟子系統(tǒng)在內(nèi)的開放的復(fù)雜系統(tǒng)，其問題涉及到社會、經(jīng)濟、環(huán)境等各個方面，系統(tǒng)工程方法可以從宏觀層次（城市總體規(guī)劃）研究低碳城市設(shè)計的可行性，也能在中觀層次指導(dǎo)建立具體的低碳指標(biāo)體系和管理體系實現(xiàn)低碳城市設(shè)計，還可以對具體的低碳項目提供上下層次的關(guān)系的宏觀指導(dǎo)。 </p><p><b>　　4. 1系統(tǒng)程序 </b></p><p>　　低碳城市設(shè)計的系統(tǒng)工

15、程方法流程：通過現(xiàn)狀調(diào)研和目標(biāo)與問題雙重導(dǎo)向的方法找到城市設(shè)計要解決的主要問題；根據(jù)當(dāng)前實際及較長遠的發(fā)展要求建立目標(biāo)體系；在此基礎(chǔ)上，運用綜合集成的方法提出解決問題、實現(xiàn)目標(biāo)的各種可行方案；組織相關(guān)力量對各方案進行研討，得到一個可行的準(zhǔn)優(yōu)方案。具體工程程序見簡略框圖[ 參考 城市總體規(guī)劃一般流程圖 曹詠卿，湯放華．城市規(guī)劃系統(tǒng)工程與信息技術(shù)[M]．北京：鐵道出版社，2005．P30]（圖1）。 </p><p>

16、;　　圖1系統(tǒng)工程程序框圖 </p><p><b>　　4．2層次結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　低碳城市設(shè)計具有層次性，包括從宏觀的區(qū)域體系到微觀的建筑單體。層次性衍生出控制與反饋機制，即上層次對下層次有控制、指導(dǎo)功能，下層次對上層次有反饋、校正功能。因此，即使我們承擔(dān)的設(shè)計是某層次的具體設(shè)計課題，仍需要從上下層次的關(guān)系來尋找問題的根源與解決問題的對策。圖2大

17、致表達了設(shè)計內(nèi)容的垂直與水平關(guān)系。 </p><p>　　圖2低碳城市設(shè)計內(nèi)容層次結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　規(guī)劃與設(shè)計實施管理框的內(nèi)容與低碳城市建設(shè)關(guān)系密切，如果不通過行政、法律、經(jīng)濟手段管理建設(shè)過程，再好的城市設(shè)計方案也不能發(fā)揮作用。 </p><p><b>　　4．3目標(biāo)體系 </b></p><p>　　低碳

18、城市的目標(biāo)體系(圖3)。 </p><p>　　圖3低碳城市設(shè)計的目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　從城市設(shè)計的角度來看，落實低碳城市的總體目標(biāo)主要有以下幾點： </p><p>　　緊湊型、高密度的土地利用 </p><p>　　低碳城市首先要鼓勵城市土地的緊湊利用，在控制建設(shè)用地基礎(chǔ)上優(yōu)化城市內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高土地利用率。 </p&

19、gt;<p><b>　　復(fù)合型城市功能 </b></p><p>　　低碳城市要避免單一化和簡單化的功能布局，要提倡居住、辦公、商業(yè)、服務(wù)、休閑等功能的搭配和復(fù)合，減少出行，降低交通的碳排放。 </p><p>　　公交優(yōu)先的交通模式 </p><p>　　低碳城市不是限制小汽車的發(fā)展，而是在完善城市公共交通系統(tǒng)、提高公共交通服

20、務(wù)質(zhì)量基礎(chǔ)上，引導(dǎo)市民多使用公共交通出行而減少私家車的出行里程。 </p><p>　　增強碳匯的保育能力 </p><p>　　低碳城市在發(fā)展內(nèi)部的同時還要注意對城市近郊區(qū)和周邊生態(tài)系統(tǒng)的保護，包括深林、草地、濕地、灘涂、耕地等。 </p><p>　　4．4從定性到定量綜合集成與研討 </p><p>　　鑒于低碳城市是一個開放的復(fù)雜系統(tǒng)

21、，低碳城市設(shè)計可以應(yīng)用錢學(xué)森創(chuàng)導(dǎo)的處理開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論，即“從定性到定量的綜合集成研討方法”[曹詠卿，湯放華．城市規(guī)劃系統(tǒng)工程與信息技術(shù)[M]．北京：鐵道出版社，2005．P35]。 </p><p>　　3.4.1 定性到定量 </p><p>　　系統(tǒng)工程方法是追求定量分析的，然而低碳城市系統(tǒng)包含著人類社會系統(tǒng)，社會問題有許多是不能通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型進行定量分析的。一般說來，越是宏

22、觀的分析與決策，定性分析的成分就越多。定性分析的重要性在于，一些原則性、方向性問題必須先從定性上做出決斷。例如：一個街區(qū)的改建，是作居住區(qū)還是作商業(yè)區(qū)？是傳統(tǒng)建筑風(fēng)格還是現(xiàn)代建筑風(fēng)格？這些問題的決斷就是定性分析的問題，它們不可能通過模型計算出來。只有定性問題解決后，才有可能進入到定量分析過程，比如在確定為現(xiàn)代的住宅區(qū)之后，才能進行建筑密度、容積率、拆遷比等定量分析，然后再進行空間設(shè)計。 </p><p>　　定性

23、分析與定量分析是交替使用的，定量分析要靠定性分析作指導(dǎo)，定性結(jié)論要有定量分析作支持，定量結(jié)論要用定性分析作解釋。 </p><p>　　3.4.2 綜合集成 </p><p>　　低碳城市設(shè)計涉及到城市規(guī)劃學(xué)、建筑學(xué)、建筑工程與設(shè)備、交通運輸學(xué)、經(jīng)濟地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等多個領(lǐng)域的理論與經(jīng)驗，一個總體設(shè)計包含多個局部和多個專業(yè)的設(shè)計內(nèi)容，故而綜合集成顯得尤為重要。承擔(dān)某個具體設(shè)計

24、任務(wù)的設(shè)計師，不管他是城市規(guī)劃師還是建筑師，或其它相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員，他們都必須從綜合集成的角度，綜合應(yīng)用上述多種理論與經(jīng)驗，并與相關(guān)人員共同進行方案研討，聯(lián)系項目實際對眾多因素進行綜合權(quán)衡和使用，以得到最優(yōu)化的設(shè)計成果。 </p><p><b>　　5、結(jié) 語 </b></p><p>　　哥本哈根會議雖早已經(jīng)結(jié)束，“低碳城市”、“低碳經(jīng)濟”、“低碳生活”、“低碳

25、交通”、“低碳社會”、“低碳社區(qū)”等等詞匯越來越多地進入我們的視野。我們既不能為了發(fā)展而犧牲環(huán)境，也不能為了保護環(huán)境而放棄發(fā)展，故而發(fā)展低碳城市成為我們的必然選擇。在還沒出現(xiàn)通用的低碳城市設(shè)計之前，運用系統(tǒng)工程方法，從城市本身的系統(tǒng)出發(fā)研究低碳城市設(shè)計是非常有借鑒意義的。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]世界銀行．世界發(fā)展報

26、告2010—發(fā)展與氣候變化[C]．2010年城市規(guī)劃年會特別報告交流資料，2010． </p><p>　　[2]葉祖達．城市規(guī)劃管理體制如何應(yīng)對全球氣候變化[J] ．城市規(guī)劃，2009，(09)． </p><p>　　[3]劉志林，戴亦欣，董長貴，齊曄．低碳城市理念與國際經(jīng)驗[J]．城市發(fā)展研究，2009，(06) ． </p><p>　　[4]肖榮波，艾勇軍