龐 磊 宋小冬

在當(dāng)前控制性詳細規(guī)劃實踐中，容積率等核心指標的確定有多種方法，其過程和因素較復(fù)雜。這些核心指標的確定如果沒有經(jīng)過理性的分析，沒有經(jīng)過深思熟慮，規(guī)劃部門的權(quán)威性將受到各方面的挑戰(zhàn)。

本文基于現(xiàn)行日照標準約束，進行實驗和模擬，以期為規(guī)劃部門制定容積率等控制指標提供技術(shù)支撐，并綜合考慮與其它開發(fā)控制指標的聯(lián)系。

1 控制性詳細規(guī)劃中容積率指標確定的方法（涉及多個地塊的協(xié)調(diào)）

由于控制性詳細規(guī)劃中容積率指標的確定涉及多個因素，而且會有多個地塊的協(xié)調(diào)問題，是一個綜合的決策過程。當(dāng)前控制性詳細規(guī)劃實踐中容積率指標的確定主要有以下4種方法：

1.1 依據(jù)上位規(guī)劃作人口分配法

梁鶴年（1992）[1]指出，容積率的確定要考慮城市的合理規(guī)模、基礎(chǔ)設(shè)施的投資和布局、土地的適用性以及土地市場等問題，我國應(yīng)以人口密度作為土地使用密度控制的主指標，以容積率作為輔助指標。

在編制控制性詳細規(guī)劃過程中，可以按照社區(qū)單元規(guī)劃的理念，劃分社區(qū)單元，結(jié)合城市的密度分區(qū)，合理分配各社區(qū)單元的人口密度。

但是在實際操作中，商品房開發(fā)有空置率，或者一戶家庭有多套住宅，大戶型有可能被分割出租，買了房不遷戶口，沒有本地戶口的居民難以享用公辦的幼兒園、小學(xué)和醫(yī)院，規(guī)劃部門不能簡單地按戶籍人口計算人口密度，也很難統(tǒng)計現(xiàn)狀常住人口數(shù)據(jù)。規(guī)劃設(shè)計單位為了防止爭議，降低自己的工作負荷，在控制性詳細規(guī)劃中往往根據(jù)住宅用地性質(zhì)類的面積大致估算“人口”指標。該方法估算的容積率應(yīng)該是比較大的“街坊容積率”，而非個別的地塊。

1.2 基于城市設(shè)計推算法

該方法是將控制性詳細規(guī)劃的所有地塊做一遍建筑平面布局，基于城市設(shè)計的建筑體塊再推算控制指標，這也是目前規(guī)劃設(shè)計院較常用的基于物質(zhì)空間規(guī)劃的計算方法。

1.3 遵照規(guī)范及標準法

規(guī)劃設(shè)計院在編制控制性詳細規(guī)劃時，必須遵守所在地規(guī)劃管理部門已制定的“城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定”，這是編制規(guī)劃的依據(jù)。在“城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定”中“建筑容量控制指標”對城市各分區(qū)、各種用地性質(zhì)的容積率指標均有詳細的規(guī)定。一般情況下，設(shè)計院可以直接作為確定指標的依據(jù)。當(dāng)然也不排除上位標準自身也有修訂的需要。

1.4 基準容積率法

唐子來（2003）[2]在做深圳密度分區(qū)時提出了“基準模型、修正模型和擴展模型”的方法。孫峰（2009）[3]吸收了成都、廣州等城市的經(jīng)驗，特別是結(jié)合了深圳市的“容積率技術(shù)指引”及“容積率政策研究”等兩個課題的研究，提出了“基于基準容積率修正的數(shù)學(xué)模型”，即以宏觀密度分區(qū)為基礎(chǔ)，構(gòu)建微觀密度分區(qū)基準模型，確定基準容積率和微觀修正系數(shù)指標體系，依據(jù)一定的數(shù)學(xué)模型計算地塊容積率。

該方法中的基準容積率主要以宏觀密度分區(qū)為基礎(chǔ)，在保證全市域建筑總量平衡和各等級密度分區(qū)的建筑總量不變的基礎(chǔ)上，根據(jù)微觀修正系數(shù)反推。

這一研究探討控制性詳細規(guī)劃容積率指標確定的依據(jù)，增強指標確定的技術(shù)理性，從而試圖增強控制性詳細規(guī)劃的嚴肅性和權(quán)威性。

2 實驗型控制性詳細規(guī)劃容積率指標確定方法

與當(dāng)前控制性詳細規(guī)劃實踐確定容積率指標的傳統(tǒng)方法不同，筆者提出基于實驗演算型的控制性詳細規(guī)劃指標確定方法。該方法基于“地塊實驗”。由于本研究著重日照標準約束相關(guān)的極限容積率，因此，大量的討論將以實驗為主，以期為控制性詳細規(guī)劃指標的確定提供新的思路和方法。

2.1 方法概述

由于控制性詳細規(guī)劃涉及多個地塊之間的協(xié)調(diào)，因此在這里需要討論幾個基地連在一起的情況，也就是同時考慮幾個街坊地塊。

研究著重針對控制指標確定量大，且相鄰街坊指標均不確定的新城區(qū)控制性詳細規(guī)劃，從一個簡單的假設(shè)基地入手。本研究旨在提供街坊地塊紅線基本確定后，核算容積率等指標的方法，規(guī)劃實踐中可根據(jù)各種條件具體確定街坊的尺度和形態(tài)，然后用本方法核算指標。

針對不同大小的基地，均可通過實驗，推算日照標準約束下的容積率等指標，作為規(guī)劃決策的重要依據(jù)。以下實驗應(yīng)用兩階段的方法，考慮研究多地塊之間的相互影響，特別是周邊圍合式布局的情況，第一階段優(yōu)化以人工經(jīng)驗平面布局為主。

2.2 研究基地選擇

實驗地點假設(shè)在上海?；氐倪x擇參考關(guān)于“社區(qū)單元”的研究成果[4]，本研究采用比較小的街坊形式，見圖1。

基地周邊是城市道路，可以是主干路，也可以是次干路?；夭捎媒咏胃陕返拈g距，即基地東、西兩側(cè)可能是一條主干路，一條次干路，南北兩側(cè)也是如此。主干路紅線控制寬度較大，地塊間日照的影響也相對減弱。本實驗考慮基地內(nèi)住宅布局對北側(cè)地塊的影響，假設(shè)北側(cè)相隔城市道路布置一排已有住宅?；谀壳暗挠嬎銠C運算速度，位于基地東西兩側(cè)的地塊以及東南、東北、西北和西南4個地塊的日照影響暫不考慮。

如果地塊開發(fā)單元再小，圖1中的住宅區(qū)內(nèi)主路可以轉(zhuǎn)化為城市支路（居住區(qū)級的道路），這樣就把部分道路的面積計入基地外，基地面積減少帶來容積率會有所提高。

圖1 假設(shè)的實驗街坊類型示意

3 不考慮周邊影響的單個地塊實驗

3.1 兩階段優(yōu)化方法①兩階段優(yōu)化方法即利用專業(yè)設(shè)計人員經(jīng)驗，分兩階段進行優(yōu)化的方法：第一階段為建筑平面布局優(yōu)化，第二階段為建筑高度優(yōu)化。操作人員先根據(jù)經(jīng)驗，優(yōu)化第一階段的平面布局，采用進化計算，使住宅單體建筑之間在保持一定的平面間距的條件下，容積率達到最大；然后再進行第二階段的進化計算，利用第一階段的平面布局，對建筑高度進行優(yōu)化，修正第一階段的容積率，使得每個窗戶都滿足日照要求。第一階段是粗加工，事實上也考慮了建筑的高度因素，但由于計算機的運算能力和當(dāng)前的計算方法所限，利用住宅間距直接進行控制，這樣大大提高了運算速度。第二階段是精加工，在對每一個住宅底層的窗戶進行檢驗的同時，調(diào)整住宅單體建筑的高度組合，以使容積率達到最高。詳見宋小冬，龐磊，孫澄宇. 住宅地塊容積率估算方法再探[J]. 城市規(guī)劃學(xué)刊，2010（2）:57-63。

采用兩階段優(yōu)化方法求解，在以高層住宅為主的住宅區(qū)中，實驗結(jié)論容積率估算為3.0。也就是在上海，如果是新區(qū)比較規(guī)則的小街坊地塊，周邊沒有高層建筑的日照影響，采用目前市場上常見的小高層形式，容積率極限大概可以達到3.0左右。

當(dāng)然這并不意味著容積率一定要達到3.0，這個值僅作為進一步確定地塊開發(fā)強度的參考。

3.2 單個基地人工經(jīng)驗平面布局校核

為使得實驗結(jié)論更加可信，并且嘗試圍合式布局的形式，進行了人工經(jīng)驗平面布局的實驗。

圖2 各種行列式地塊布局指標比較

圖3 各種高層行列式、多層圍合地塊布局指標比較

實驗嘗試了行列式地塊布局（圖2），高層行列式、多層圍合地塊布局（圖3），分別通過人工布局不同排數(shù)的住宅建筑進行實驗。

可以得出以下結(jié)論：

（1）各種建筑限高下，各街坊平面布局形式不同，指標也不同，容積率、建筑密度和平均層數(shù)之間存在一定的聯(lián)系。

如采取行列式布局，建筑限高35m，即上海地區(qū)常見的“小高層”（地方俗稱），當(dāng)建筑密度43%，平均層數(shù)為7層時，容積率達到上限3.0。建筑限高60m，當(dāng)建筑密度26%，平均層數(shù)為17層時，容積率達到上限4.4。建筑限高100m，當(dāng)建筑密度26%，平均層數(shù)為21層時，容積率達到上限5.4。

如采取高層行列式、多層圍合布局，可以獲得相對單純行列式布局更高的容積率。建筑限高35m，當(dāng)建筑密度40%，平均層數(shù)為9層時，容積率達到上限3.6。建筑限高60m，當(dāng)建筑密度32%，平均層數(shù)為15層時，容積率達到上限4.6。建筑限高100m，當(dāng)建筑密度32%，平均層數(shù)為19層時，容積率達到上限5.9。

（2）采取高層行列式、多層圍合布局的形式可以產(chǎn)生比單純行列式布局更高的容積率。高層行列式、多層圍合布局形式容積率指標比行列式普遍提高了0.5左右。

（3）大部分的布局形式最北側(cè)均為齊高的板式高層，當(dāng)建筑控制高度達到100m，最北側(cè)板式高層建筑天際輪廓線開始變化。這是由于受到北側(cè)地塊已有建筑日照必須滿足規(guī)范要求的影響。

本研究的工作方法和結(jié)論可從日照標準約束角度，用來進一步驗證上海市（或者同緯度地區(qū)的城市）新城住宅區(qū)的開發(fā)強度控制。由于日照標準相關(guān)因素的研究方法可以應(yīng)用到其它地方，因此該方法具有實用性。

筆者研究發(fā)現(xiàn)，以上同樣的基地，如果在杭州市，極限容積率大概僅僅相差0.05，因此，上海市的研究結(jié)論基本適用于杭州市。

4 考慮周邊地塊影響的多地塊實驗

圖4 高層行列式、多層圍合街坊布局實驗平面示意圖

圖5 高層行列式、多層圍合街坊布局實驗結(jié)果1

圖6 基本不受地塊周邊影響結(jié)果對比（注：FAR=3.60）

如果考慮四周地塊，則研究地塊的容積率將受到周邊地塊建筑的影響。位于研究地塊南、北側(cè)的地塊影響已有很多研究，東西側(cè)地塊的影響主要是上午早些時候和下午晚些時候，對研究地塊靠近東西兩邊的住宅影響較大。

筆者考慮在300m×300m地塊周圍再布置8個300m×300m的地塊（圖4，圖5），形成“九宮格”的形式，中間地塊為研究的目標地塊（以斜線表示）。實驗結(jié)果如下：

實驗結(jié)果表明，當(dāng)建筑限高在35m，也就是上海熟稱的小高層形式，如果考慮周邊地塊的影響，容積率則比基本不考慮周邊（僅考慮北側(cè)基地的影響（圖6，圖7）降低11%。實驗結(jié)果表明，當(dāng)建筑限高在60m，如果考慮周邊地塊的影響，容積率則比基本不考慮周邊（僅考慮北側(cè)基地的影響（圖8，圖9）降低16%。

實驗結(jié)果表明，當(dāng)建筑限高在100m，如果考慮周邊地塊的影響，容積率則比基本不考慮周邊（僅考慮北側(cè)基地的影響）要降低49%（圖10）。

顯然，建筑高度越高，地塊受周邊影響越大。

實驗表明，增加空隙率可以適當(dāng)提升街坊內(nèi)地塊的容積率（圖11，圖12）。

現(xiàn)實情況可能會有10%的沿街有商業(yè)等公建，由于這些公建不需要日照要求，因此容積率還可以提高。地塊內(nèi)也可能有些公共設(shè)施需要占地面積，如一些地方規(guī)定幼兒園必須獨立設(shè)置，不能和住宅建筑連在一起，這些因素的加入會使容積率降低。

圖7 高層行列式、多層圍合街坊布局實驗結(jié)果2

圖8 基本不受地塊周邊影響結(jié)果對比（注：FAR=4.56）

圖9 高層行列式、多層圍合街坊布局實驗結(jié)果3（

圖10 基本不受地塊周邊影響結(jié)果對比（

圖11 高層行列式、多層圍合街坊布局實驗結(jié)果4

圖12 高層行列式、多層圍合街坊布局實驗結(jié)果5

圖13 住宅建筑高度增長極限實驗（建筑限高150m，F(xiàn)AR=3.21）

圖14 住宅建筑高度增長極限實驗（建筑限高300m，F(xiàn)AR=3.56）

5 住宅建筑高度的增長極限

實驗表明，在日照標準約束下，容積率并不是隨著住宅高度的增加而可以無限增加（圖13，圖14）。在上海地區(qū)300m×300m街區(qū)的實驗中，如果住宅限高從150m提高到300m，則容積率僅提高了0.35（執(zhí)行上海的日照規(guī)范）。

不同街區(qū)尺度的控制與日照約束下開發(fā)強度的關(guān)系可以作進一步探究。

6 城市規(guī)劃設(shè)計和管理中的應(yīng)用

6.1 容積率需多種方法集成、綜合的核算

容積率核算有多種方法，就目前來看，沒有一種方法能夠全面、綜合、出色完成合理容積率的測算，設(shè)計師、管理工作者往往根據(jù)經(jīng)驗確定。所謂合理容積率的確定，是集成、綜合各種方法的結(jié)果。筆者認為，在各種方法中，日照標準約束下的實驗方法在現(xiàn)行控制性詳細規(guī)劃成果要求中雖沒有作單獨要求，但考慮到其日益增強的重要性，建議推廣。

6.2 經(jīng)濟容積率核算可在不同的地塊之間平衡

當(dāng)前的城市開發(fā)建設(shè)，尤其是位于舊城區(qū)中的較小地塊，由于土地資源緊缺，很容易追求高容積率。設(shè)計師往往在美好的藍圖中試圖降低舊城區(qū)的密度，提供較多的開放空間。但是由于拆遷補償成本的壓力，市場運作往往要求較高的“經(jīng)濟容積率”才能進行。于是“設(shè)計容積率”比“經(jīng)濟容積率”低很多，從而成為方案爭論的焦點。這時，如果設(shè)計師妥協(xié)，規(guī)劃方案往往按照日照約束下的極限容積率去做，以獲得開發(fā)該地塊的可能。

地方政府或開發(fā)商經(jīng)?！氨г埂保涸O(shè)計師僅僅從如何創(chuàng)造美學(xué)空間角度，往往導(dǎo)致確定的容積率太低以致地塊開發(fā)無法進行。筆者認為，“經(jīng)濟容積率”的核算不能就地塊論地塊，應(yīng)該跳出該地塊，在更大的城區(qū)范圍內(nèi)考慮。舊城區(qū)由于日照或者各種因素所限，開發(fā)強度就是要低，可以通過政策容積率的調(diào)整，將新區(qū)等有條件的地方容積率提高。這樣在整個城區(qū)范圍內(nèi)再算一筆“經(jīng)濟容積率”的賬，從而使基于城市設(shè)計的開發(fā)強度控制設(shè)想得以貫徹。

舊城改造中的容積率“開發(fā)補償”涉及更大范圍的問題，本文旨在提供一種方法來計算地塊的極限容積率。由于舊城改造過程中日照問題很突出，該方法具有實際應(yīng)用的價值。政府、開發(fā)商可以應(yīng)用本方法進行計算，如果按照估算出來的極限容積率仍要虧本，則政府需考慮補償，該計算方法和結(jié)果可供決策參考。

7 結(jié)論

在當(dāng)前控制性詳細規(guī)劃中，住宅區(qū)容積率確定成為各方面矛盾的焦點。雖然目前控制性詳細規(guī)劃中容積率等指標的核算有多種手段，但很少有基于實驗的演算型定量研究。針對不同大小的基地，均可通過實驗，推算日照標準約束下的容積率等指標，作為規(guī)劃決策的重要依據(jù)。

本研究從日照標準約束角度，提出運用空間極限容積率校核的實驗方法，通過計算機實驗進行核算、應(yīng)用。

“九宮格”的計算方法僅是提供一種實驗性的探索，由于未涉及異形基地，如果應(yīng)用到實際，還需繼續(xù)想辦法，如采用異形“九宮格”，增加基地和放置單元的類型等。用本文研究的方法，針對特殊的異形基地，必須有布局的經(jīng)驗，才能得出較好的估算。但如果控制性詳細規(guī)劃中劃分的地塊較多且異形基地的可能性很多，就會對計算效率提出挑戰(zhàn)，目前尚未找到更好的方法。

實驗表明，在日照標準約束下，容積率并不是隨著住宅高度的增加而可以無限增加。

容積率核算中不可能使用一種方法就能夠全面、綜合地完成合理容積率測算。容積率的最終確定是集成、綜合各種方法的結(jié)果。筆者認為，在各種方法中，日照標準約束下的實驗方法可作為現(xiàn)有控制性詳細規(guī)劃成果編制過程中指標確定方法的有效補充。

（本文實驗借助AutoCAD、天正日照軟件完成，在此深表感謝?。?/p>

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