C—ool Spot鄰里社區(qū)設(shè)計(jì) 一項(xiàng)減少溫室氣體排放的城市規(guī)劃方法

艾略特·艾倫/Eliot ALLEN

譯_劉人君 校_李鵾 /Translat ed by LIU Renjun, Proofread by LI Kun

1 規(guī)劃方法及軟件運(yùn)用

“Criterion Planners”是一個(gè)成立于1979年的城市及地區(qū)規(guī)劃的顧問機(jī)構(gòu)。它致力于研究社區(qū)及其規(guī)劃的高效能源運(yùn)用。該機(jī)構(gòu)自1993年起在應(yīng)對(duì)氣候變化方案中協(xié)助過地方、州和聯(lián)邦組織，曾參與了丘拉維斯塔（Chula Vista，2003年曾獲得過EPA氣候保護(hù)獎(jiǎng)）的加州全球溫室氣體減排計(jì)劃項(xiàng)目。1994年，該機(jī)構(gòu)運(yùn)用了一種名為INDEX的規(guī)劃輔助軟件。該軟件基于目標(biāo)導(dǎo)向，預(yù)測(cè)評(píng)估不同交通以及土地使用模式下的溫室氣體排放①。“冷匯（Cool Spot）”規(guī)劃方法于2007年提出，其意義在于對(duì)鄰里尺度的社區(qū)進(jìn)行氣候變化監(jiān)測(cè)并為其提供優(yōu)化方案。INDEX系統(tǒng)軟件為“冷匯”城市規(guī)劃設(shè)計(jì)和評(píng)估提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

INDEX對(duì)溫室氣體數(shù)據(jù)的處理流程如圖1所示，根據(jù)以下流程，將模擬預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)換為能源消耗和溫室氣體排放兩部分。

首先，根據(jù)各個(gè)不同建筑形態(tài)以及建筑規(guī)模通過評(píng)估來制定能源需求。該棟建筑的評(píng)估結(jié)果與土地使用的類型將綜合計(jì)入整棟大樓基于土地面積和用途所得出的能源荷載。此外，基礎(chǔ)建設(shè)的能源使用（如路燈、多功能泵）可另外按需計(jì)入。

其次，機(jī)動(dòng)車出行量（Vehicle Trips，VT）和機(jī)動(dòng)車出行距離（Vehicle Miles Traveled，VMT）的預(yù)測(cè)，通過“5D”的彈性評(píng)估方法和土地使用特征、行人量及交通狀況掛鉤。不同情景下的土地使用密度、土地多樣性、街道網(wǎng)格密度、人行道覆蓋率和區(qū)域可達(dá)性等作為模擬變量，彈性預(yù)測(cè)結(jié)果隨機(jī)動(dòng)車出行量和出行距離基線變化。而機(jī)動(dòng)車出行量則根據(jù)交通類型、機(jī)動(dòng)車出行距離、燃料比例和排量稅率的變量進(jìn)行模擬校正。

圖1 INDEX 系統(tǒng)評(píng)估溫室氣體排放流程

圖3 土地利用顏色標(biāo)識(shí)

圖2 埃爾本現(xiàn)有土地利用情況

最后，建筑耗能和交通耗能共同被計(jì)入總能源需求，而后根據(jù)信用額度隨機(jī)分配清潔電力和燃料份額，并體現(xiàn)包含建筑再利用、當(dāng)?shù)亓謭?chǎng)的固碳等節(jié)能方式，以達(dá)到控制凈能源消耗和溫室氣體排放的目的。

一旦溫室氣體排放得到評(píng)估，技術(shù)指標(biāo)將根據(jù)其他目標(biāo)給出分值（如開放空間保護(hù)、經(jīng)濟(jì)適用房等）。該工具將根據(jù)各個(gè)情景單個(gè)目標(biāo)的完成情況（如溫室氣體減排）進(jìn)行排序。最后根據(jù)所有社區(qū)的整體實(shí)現(xiàn)情況，按照相關(guān)的重要性程度給出權(quán)重進(jìn)行校正。

2 埃爾本（Elburn）案例研究

為了評(píng)估開發(fā)建設(shè)溫室減排鄰里社區(qū)方面帶來的機(jī)遇，一系列INDEX數(shù)字專家系統(tǒng)（Digital Charrettes）分析了軌道交通站區(qū)域自2007年以來的評(píng)估結(jié)果。該系統(tǒng)的分析目的是優(yōu)化土地使用和交通模式下的設(shè)計(jì)方案，以此來降低站點(diǎn)區(qū)域的溫室氣體排放來達(dá)到建設(shè)綜合的“冷匯”社區(qū)的目的?！皩＜蚁到y(tǒng)”基于以下目標(biāo)任務(wù)建立：

（1）當(dāng)?shù)啬茉春吞寂欧盘卣餍Ｕ?。指定?dāng)?shù)亟ㄖ芎谋壤吞己刻卣饕约敖煌ㄖ腥加偷氖褂梅蓊~。

（2）設(shè)置基于全市范圍內(nèi)現(xiàn)有的土地使用以及交通模式的基準(zhǔn)值。通過一套綜合指標(biāo)體系為整個(gè)社區(qū)打分，構(gòu)造一個(gè)適合站點(diǎn)區(qū)域的指標(biāo)體系框架（表1）。

（3） 制定可量化指標(biāo)項(xiàng)計(jì)算公式。運(yùn)用全市范圍內(nèi)的基準(zhǔn)分?jǐn)?shù)、目標(biāo)導(dǎo)向型指標(biāo)以及理想分值來評(píng)估和歸類站點(diǎn)區(qū)域的各個(gè)情景方案（表1）。

（4）用不同顏色標(biāo)記土地使用以及交通模式的特點(diǎn)。站點(diǎn)區(qū)域的土地使用和交通運(yùn)輸模式被詳細(xì)分類，并被標(biāo)記為不同的顏色以描述該地區(qū)所選擇情景的模擬結(jié)果。

通常情況下，數(shù)字專家系統(tǒng)需要至少100人參與4～6小時(shí)遠(yuǎn)程會(huì)議。8～10人一組使用INDEX軟件來構(gòu)建和評(píng)估各個(gè)模擬情景（圖4）。

在埃爾本站點(diǎn)區(qū)域社區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目中，參與者的工作包括以下幾個(gè)方面：

計(jì)算獲得的等容線圖確定了胡家莊碳酸巖稀土礦流體的溫壓(P-T)特征(圖3)，如確定溫壓中任一條件，即可獲得該礦床的成巖/成礦條件[16]。通常來說，若礦床中的包裹體類型較豐富，可以通過等容線相交法確定大致的均一溫壓區(qū)間，但胡家莊碳酸巖稀土礦中的包裹體類型較少(可能與碳酸鹽晶體的解理較發(fā)育而導(dǎo)致包裹體未能較好的保存有關(guān))，未能發(fā)現(xiàn)明顯地不同類型流體包裹體用以等容線相交獲得均一溫—壓條件。

（1）設(shè)計(jì)街道橫斷面并對(duì)其進(jìn)行定位；

表1 埃爾本現(xiàn)有狀況和站點(diǎn)地區(qū)項(xiàng)目規(guī)劃目標(biāo)

（2）繪制土地利用情況并定位特殊的便利設(shè)施（如雜貨店）；

（3）繪制巴士路線及確定車站地點(diǎn)；

（4）分析自行車路線；

（5）選擇一個(gè)風(fēng)力發(fā)電站為鄰里社區(qū)供電；

（6）在相應(yīng)區(qū)域保護(hù)現(xiàn)有的濕地及野生動(dòng)植物棲息地。

圖5所示為數(shù)字專家系統(tǒng)得出的對(duì)未來方案預(yù)測(cè)的3種情景，這3種情景根據(jù)溫室氣體的減排和總體能源目標(biāo)進(jìn)行排序（圖6）。參與者認(rèn)為：規(guī)劃C情景在降低溫室氣體的排放方面效果顯著，并為達(dá)到社區(qū)整體目標(biāo)做出了最大的貢獻(xiàn)。規(guī)劃C情景在減排方面的優(yōu)越之處在于：（1）在高密度的房屋使用和就業(yè)情況下，建筑室內(nèi)空調(diào)使用的需求因此被顯著減小，與此同時(shí)降低了機(jī)動(dòng)車使用和機(jī)動(dòng)車出行距離（如機(jī)動(dòng)車出行距離下降了19%）。（2）在最大程度上共享清潔無CO2排放的風(fēng)力發(fā)電資源（風(fēng)力供電占整個(gè)地區(qū)電力資源使用的30%）。規(guī)劃C情景的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在其他社區(qū)相關(guān)目標(biāo)，如提供最大化的公園面積來滿足休閑娛樂需求的目標(biāo)。

埃爾本社區(qū)的溫室氣體排放分析結(jié)果與氣候變化對(duì)城市形態(tài)影響的研究相一致，并通過了綠色社區(qū)（LEED for Neighborhood Development ，LEED ND）的認(rèn)證。基于文獻(xiàn)和美國(guó)110個(gè)LEED ND認(rèn)證項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)回顧，埃爾本社區(qū)的案例顯示了可以通過多模式交通環(huán)境和高密度混合土地使用方式，持續(xù)地達(dá)到人均溫室氣體排放減少25%～33%的目標(biāo)，并體現(xiàn)了精明增長(zhǎng)和新都市主義的原則。

圖4 信息研討會(huì)

圖6 規(guī)劃預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)比較

圖5 埃爾本站點(diǎn)社區(qū)3種情景

3 展望

未來，溫室氣體排放的計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合使數(shù)字化概念規(guī)劃在氣候保護(hù)方面能夠得到更廣泛的應(yīng)用。交互觸摸屏、3D可視化軟件以及更小巧、分散式的用戶端設(shè)備，將使專家系統(tǒng)能夠更便捷地對(duì)規(guī)劃進(jìn)行引導(dǎo)，并更多地參與到項(xiàng)目中。這種結(jié)合將從根本上對(duì)最終的規(guī)劃結(jié)果提供更好的參與和支持。

然而，為了推動(dòng)這種進(jìn)程，社會(huì)必須對(duì)建筑和周邊社區(qū)的土地利用、交通和能源狀況等數(shù)據(jù)的采集做出大量投資。規(guī)劃行業(yè)需要鼓勵(lì)學(xué)生和從業(yè)者積極獲取相關(guān)的建模和研討能力。

近年來，美國(guó)的房地產(chǎn)相關(guān)立法，如加利福利亞參議院（California Senate）375號(hào)法案和佛羅里達(dá)眾議院（Florida House）697號(hào)法案，已經(jīng)開始在社區(qū)規(guī)劃中將溫室氣體的排放作為強(qiáng)制性內(nèi)容，以加強(qiáng)這種趨勢(shì)。最終，被推薦的開發(fā)城市的溫室氣體排放評(píng)估，有可能成為在交通、教育以及其他社區(qū)問題的各種影響研究方面的實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。

注釋

① 參見www.crit.com。

致謝

感謝Criterion 規(guī)劃師卡倫·康納（Karen CONNER）、埃里克·梅因（Eric MAIN）和湯姆·約克（Thom YORK）對(duì)本文所作的貢獻(xiàn)，以及埃爾本市和芝加哥城市規(guī)劃?rùn)C(jī)構(gòu)（Chicago Metropolitan Agency for Planning）的協(xié)助。

[1] Allen E. Clicking Toward Better Outcomes: Experience with INDEX 1994-2006; in Planning Support Systems for Cities and Regions, Brail, Richard, ed.[M]. Lincoln Institute of Land Policy, 2008.

[2] INDEX: Software for Community Indicators; in Planning Support Systems: Integrating Geographic Information Systems,Models, and Visualization Tools, Klosterman, Richard, ed.,Center for Urban Policy Research, Rutgers University, 2001.

[3] Criterion Planners, Cool Spots: Carbon Footprint Reduction Through Community Planning[R/OL].[2008-11].http://www.crit.comdocumentscool_spots.pdf.

[4] Ewing, Reid, et al., Growing Cooler: The Evidence on Urban Development & Climate Change[R]. Urban Land Institute,2008.

[5] Norman Jonathan, et al. Comparing High and Low Residential Density: Life-Cycle Analysis of Energy Use and Greenhouse Gas Emissions, Urban Planning and Development [M].American Society of Civil Engineering, 2006.