中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)院有限公司“城鎮(zhèn)化建設(shè)”課題組
(中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司課題組成員:院黨委書記張寬,執(zhí)行總建筑師鄭勇,副總工程師戎向陽、畢瓊、徐建兵、王建軍、黃陸、胡俊)
改革開放以來,隨著國(guó)力的強(qiáng)盛,中國(guó)已進(jìn)入中等收入國(guó)家行列,但發(fā)展還很不平衡,尤其是城鄉(xiāng)差距量大面廣,差距就是潛力。推進(jìn)城鎮(zhèn)化,是要走工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展的路子。城鎮(zhèn)化是現(xiàn)代化的應(yīng)有之義和基本之策。
建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的城鎮(zhèn),離不開社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政策、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等方面的支撐和研究,本文擬對(duì)建筑技術(shù)在城鎮(zhèn)化建設(shè)中的運(yùn)用進(jìn)行研究和探討。
隨著社會(huì)的進(jìn)步,人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到新城鎮(zhèn)發(fā)展中產(chǎn)業(yè)和城市之間相互協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性,因此“產(chǎn)城一體”的理念隨之而出,將產(chǎn)業(yè)功能、城市功能、生態(tài)功能融為一體是城鎮(zhèn)發(fā)展的根本和必然。在過去的城鎮(zhèn)建設(shè)實(shí)踐中分別從城鎮(zhèn)功能復(fù)合,職住平衡布置,公服配套完善,綠色交通發(fā)展,功能布局融合等多個(gè)方面對(duì)“產(chǎn)城一體”的建設(shè)理念進(jìn)行了有益的探索(見圖1)。
新城鎮(zhèn)建設(shè)從規(guī)劃之初就應(yīng)堅(jiān)持“產(chǎn)城一體”的規(guī)劃理念,打造宜居宜業(yè)的新型城鎮(zhèn)。
城鎮(zhèn)化建設(shè)之初,要注重選址的科學(xué)性和安全性。生態(tài)環(huán)境的脆弱和眾多的地質(zhì)災(zāi)害,要求選址時(shí)要充分考慮到生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和地震、洪水、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的影響。
1.2.1 選址要注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)
在對(duì)城市建設(shè)用地進(jìn)行選擇時(shí),必須先進(jìn)行生態(tài)敏感性分析與生態(tài)適宜性評(píng)價(jià),劃分生態(tài)敏感區(qū)和不敏感區(qū)。必須堅(jiān)持以不敏感區(qū)或低敏感區(qū)作為城鎮(zhèn)建設(shè)用地。
1.2.2 選址要注重對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的控制
對(duì)地震帶、泥石流沖溝等地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查和分析,劃出地質(zhì)災(zāi)害的具體位置和影響范圍,在城鎮(zhèn)建設(shè)中將災(zāi)害兩側(cè)設(shè)置為生態(tài)控制綠地,原則上嚴(yán)格禁止任何建設(shè)活動(dòng)。
1.2.3 選址要注重保護(hù)基本農(nóng)田
農(nóng)業(yè)是人類生存的根本,也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。我國(guó)通過劃定基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)來對(duì)基本農(nóng)田實(shí)行特殊保護(hù)。因此,在城鎮(zhèn)選址中應(yīng)盡可能選用丘陵或土地資源貧乏的地方作為建設(shè)用地,有效保護(hù)基本農(nóng)田。
圖1 天府新區(qū)“產(chǎn)城一體”實(shí)踐
城鎮(zhèn)是人類活動(dòng)的結(jié)晶,而自然則是人類生存之本源,結(jié)合山水林田規(guī)劃城鎮(zhèn)空間是實(shí)現(xiàn)自然與人文協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑。規(guī)劃應(yīng)與自然、生態(tài)相結(jié)合,城鎮(zhèn)建設(shè)應(yīng)充分采用“反規(guī)劃”的設(shè)計(jì)手法,保護(hù)山水林田,使其成為城鎮(zhèn)的有機(jī)組成部分。
在城鎮(zhèn)規(guī)劃和建設(shè)中要首先確立生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)規(guī)劃,以指導(dǎo)對(duì)山水林田資源的保護(hù)、改善與開發(fā)等。捷克小鎮(zhèn)克魯姆洛夫則充分體現(xiàn)了自然與城鎮(zhèn)的完美結(jié)合(見圖2)。
圖2 捷克小鎮(zhèn)克魯姆洛夫
當(dāng)前城鎮(zhèn)發(fā)展資源消耗加劇,人地矛盾突出。城鎮(zhèn)空間的無序蔓延,不僅造成土地資源銳減,還制約著城鎮(zhèn)內(nèi)部規(guī)模效應(yīng)、集聚效應(yīng)和集約效應(yīng)的發(fā)揮。
因此,在城鎮(zhèn)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,應(yīng)強(qiáng)調(diào)集約化的用地利用,通過提高土地開發(fā)強(qiáng)度或建設(shè)建筑綜合體等方式釋放土地潛在價(jià)值,充分利用好土地資源。
城鎮(zhèn)化,而非城市化。城鎮(zhèn)空間設(shè)計(jì)要特別注重人性化的尺度,人的步行要求,既要避免交通擁堵、環(huán)境污染嚴(yán)重等老問題,也要避免當(dāng)前很多城鎮(zhèn)建設(shè)中大馬路、大廣場(chǎng)的形象工程建設(shè)。
在歐洲國(guó)家的許多小鎮(zhèn)如:捷克的克魯姆洛夫(見圖3)等,為我們的城鎮(zhèn)化建設(shè)提供了很好的范例,適當(dāng)?shù)慕值篮蛷V場(chǎng)的尺寸,自然山水的融合,體現(xiàn)了城鎮(zhèn)空間的親切。而這種親切,自然的城鎮(zhèn)空間又為它帶來了發(fā)達(dá)的旅游業(yè),“產(chǎn)城一體”在這里得到完美詮釋。
圖3 捷克的克魯姆洛夫小鎮(zhèn)
城鎮(zhèn)化建設(shè)應(yīng)避免“千鎮(zhèn)一面”的現(xiàn)象,充分融入地域文化。傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)肌理和風(fēng)貌文化是在歷史發(fā)展過程中結(jié)合自然和人文條件而慢慢形成的,在新城鎮(zhèn)化建設(shè)中要加以保護(hù)和發(fā)展。
四川的民族文化和地理環(huán)境的多樣性帶來了地域文化豐富多彩,地域文化應(yīng)從自然環(huán)境、文化環(huán)境、空間色彩、建筑材料等多個(gè)層面融入到城鎮(zhèn)建設(shè)中(見圖4)。
圖4 四川城鎮(zhèn)建設(shè)
城鎮(zhèn)建設(shè)應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)貌的設(shè)計(jì),以構(gòu)建城鎮(zhèn)特色為主引導(dǎo)城(鎮(zhèn))區(qū)的城市設(shè)計(jì),組織編制特色地區(qū)、重點(diǎn)地區(qū)的城市設(shè)計(jì),培育若干集歷史文化、自身特色、現(xiàn)代理念于一身的特色城鎮(zhèn)風(fēng)貌。
生態(tài)建設(shè)是城鎮(zhèn)化建設(shè)可持續(xù)化發(fā)展的重要環(huán)節(jié),因此,必須注重低碳和生態(tài)建筑技術(shù)的運(yùn)用。
在漫長(zhǎng)的歷史發(fā)展中,四川傳統(tǒng)民居蘊(yùn)含了許多生態(tài)節(jié)能的經(jīng)驗(yàn):建筑因地制宜,良好的朝向選擇帶來了自然通風(fēng)和采光,獨(dú)特的川西林盤平面布局,改善室內(nèi)溫濕環(huán)境質(zhì)量,營(yíng)造了怡人的建筑環(huán)境。
被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)技術(shù)是通過合理規(guī)劃、平面布局、朝向選擇以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造等建筑設(shè)計(jì)的方法來實(shí)現(xiàn)的,不采用或盡可能降低空調(diào)和采暖設(shè)備的利用。比如:在太陽能資源豐富的川西高原地區(qū),大力推行被動(dòng)式太陽能建筑,實(shí)現(xiàn)無能耗的采暖;氣候濕熱的夏熱冬冷地區(qū)采取誘導(dǎo)自然通風(fēng)、增設(shè)遮陽等被動(dòng)式技術(shù)。被動(dòng)式的建筑節(jié)能技術(shù)一勞永逸,在建筑的全壽命周期內(nèi)卻可以節(jié)約能源50%以上。
被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)技術(shù)有效、生態(tài)、低成本,是當(dāng)前城鎮(zhèn)化建設(shè)中必須大力推廣的建筑技術(shù)(見圖5)。
四川有豐富的可再生能源,包括淺層地?zé)崮?、太陽能和生物質(zhì)能等可再生能源。
3.2.1 淺層地?zé)崮馨ǖ乇硭?、地下水和土壤源熱能,在建筑使用時(shí)常稱為地源熱泵技術(shù)
地源熱泵空調(diào)技術(shù)是一種使用地?zé)崮艿母咝Ч?jié)能、環(huán)保型的技術(shù),利用貯存在地下巖石和流體中的熱能,可以為建筑物供熱和制冷。地源熱泵系統(tǒng)分地下水熱泵系統(tǒng)、地表水熱泵系統(tǒng)和土壤源熱泵系統(tǒng)3 種形式。
四川省部分地區(qū)地表水和地下水資源豐富,為地下水熱泵系統(tǒng)和地表水熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用提供了有利條件。土壤源熱泵系統(tǒng)則適用于冬季需要采暖、夏季需要空調(diào)的地區(qū)(見圖6)。
3.2.2 川西的太陽能較為豐富,但是利用效率較低,可以適當(dāng)考慮在當(dāng)?shù)氐慕ㄖ型茝V使用太陽能采暖和太陽能光伏發(fā)電技術(shù)
圖5 被動(dòng)式太陽能利用
圖6 地源熱泵示意圖
太陽能采暖分為被動(dòng)和主動(dòng)兩種形式。被動(dòng)式太陽能采暖在上文已經(jīng)提到。而主動(dòng)式太陽能采暖是通過高效集熱裝置收集獲取太陽能,然后由熱媒將熱量傳送至建筑物內(nèi)進(jìn)行分配使用,達(dá)到利用太陽能“低能耗”采暖的目的。
太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是當(dāng)今利用太陽能發(fā)電的主流。太陽能電池板將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能(見圖7)。太陽能光伏發(fā)電具有安全可靠、無噪聲、無污染、能量隨處可得、維護(hù)簡(jiǎn)便、規(guī)模大小隨意、方便與建筑物結(jié)合等特點(diǎn),無論城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模大小,只要地理位置和日照條件許可,都可推廣應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。
圖7 太陽能光伏發(fā)電
3.2.3 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)
生物質(zhì)能是指生物周而復(fù)始、自然生長(zhǎng)所帶來的物質(zhì)能量,具有一定的可再生的特性,是四川的優(yōu)勢(shì)資源之一。
生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)作為農(nóng)作物秸稈及荒地柴薪的高效利用方式是近年發(fā)展極快的應(yīng)用技術(shù),它是火力發(fā)電的一種特殊方式。生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)對(duì)于農(nóng)作物秸稈及荒地柴薪統(tǒng)一回收處理,保護(hù)了自然環(huán)境,惠及千家萬戶,在城鎮(zhèn)化的建設(shè)中前景廣闊。
雨水是一種相對(duì)潔凈的水資源,而四川地區(qū)年降雨量:1 000~1 300 mm,可利用雨水資源:5.0 億m3,并且占全省年總用水總量的19%。如何有效的利用城鎮(zhèn)雨水資源是水資源技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。
雨水利用規(guī)劃應(yīng)以雨水收集、雨水入滲、調(diào)蓄排放等為重點(diǎn)??茖W(xué)的雨水收集技術(shù)系統(tǒng)是維護(hù)自然界水循環(huán)環(huán)境的需要、節(jié)水的需要、修復(fù)城市生態(tài)環(huán)境的需要、抑制城市洪澇的需要(見圖8)。
四川是一個(gè)地震頻發(fā)地區(qū),提高房屋的抗震性能,減少建筑的地震破壞,避免人員傷亡,減少經(jīng)濟(jì)損失是我們的目標(biāo)。
抗震技術(shù)分為:隔震和消能減震技術(shù)兩大類。
1)隔震:通過在房屋基礎(chǔ)、底部或下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置由橡膠隔震支座和阻尼裝置等部件組成的具有整體復(fù)位功能的隔震層(見圖9),以阻止水平地震作用向上部結(jié)構(gòu)傳遞,從而達(dá)到減弱結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的效果,在美國(guó)、日本等多震國(guó)家廣泛應(yīng)用。
2)消能減震:在房屋中設(shè)置消能器(見圖10),通過消能器的相對(duì)變形和相對(duì)速度,以消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量,達(dá)到預(yù)期防震減震的要求。
四川是我國(guó)兩條大水系(長(zhǎng)江、黃河)的上游水源保護(hù)地,加強(qiáng)水資源直接循環(huán)利用,減少排放量是水源上游城鎮(zhèn)的職責(zé)。
圖8
圖9 隔震墊
污水的回用技術(shù)(中水系統(tǒng))主要是對(duì)污、廢水進(jìn)行過濾消毒后,可作城鎮(zhèn)綠化、冷卻循環(huán)水補(bǔ)水、景觀用水、洗車用水、自來水水廠的水源。中水技術(shù)加強(qiáng)了水資源的重復(fù)利用,減少了污水排放,對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)有極大的幫助。
當(dāng)前,由于城市化進(jìn)程加劇、居民生活水平不斷提高以及商品消費(fèi)量的迅速增加,國(guó)內(nèi)外城市垃圾的排放量也隨之增加。不斷增長(zhǎng)的城市生活垃圾不僅影響著城市環(huán)境,也危害著居民的身心健康,成為世界各國(guó)普遍存在的社會(huì)問題之一。
就我國(guó)現(xiàn)行的生活垃圾而言,其成分一般分為4 類:可回收垃圾、廚房垃圾、有害垃圾和其他垃圾。
圖10 耗能減震支撐
可回收垃圾和廚房垃圾可通過綜合處理回收利用,可以減少污染。有害垃圾需要特殊處理,以確保環(huán)境安全。
固體廢物的科學(xué)處理可有力地加強(qiáng)環(huán)境和水資源的保護(hù),對(duì)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的城鎮(zhèn)化建設(shè)有重要的意義。
中國(guó)的城鎮(zhèn)化建設(shè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì),而城鎮(zhèn)化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展,是城鎮(zhèn)化進(jìn)程中不可或缺的重要一環(huán)。其中建筑技術(shù)的支撐是極其重要的,隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)和建筑技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用,中國(guó)的城鎮(zhèn)化建設(shè)有極其積極、美好的前景。