城市發(fā)展中針對(duì)氣候問(wèn)題的措施——以德國(guó)斯圖加特市為例

許業(yè)修，董旭

（機(jī)械工業(yè)第三設(shè)計(jì)研究院，重慶400039）

0 引言

斯圖加特（Stuttgart），位于德國(guó)西南部的巴登-符騰堡州中部?jī)?nèi)卡河谷地，靠近黑森林和士瓦本。在公元13世紀(jì)時(shí)為城防要塞，曾經(jīng)是符騰堡新公國(guó)的首府?，F(xiàn)在不僅是巴登-符騰堡州的州首府，也是州級(jí)管轄區(qū)及斯圖加特地區(qū)首府和該州的第一大城市，同時(shí)也是該州的政治中心。巴登-符騰堡州議會(huì)、州政府和眾多的州政府機(jī)關(guān)部門(mén)均設(shè)在這里。

斯圖加特現(xiàn)在是歐洲重要的鐵路樞紐、河港和國(guó)際航空站，是德國(guó)南部?jī)H次于慕尼黑的工業(yè)城市。由于在經(jīng)濟(jì)、文化和行政方面的重要性，斯圖加特現(xiàn)在是德國(guó)第六大城市，斯圖加特區(qū)域是全德第四大城市聯(lián)合體(僅次于魯爾區(qū)、萊茵－美因區(qū)和柏林)。

斯圖加特的地勢(shì)非常優(yōu)美，西南方是山脈，中間地勢(shì)較低的山谷地區(qū)為現(xiàn)在的城市中心區(qū)域，內(nèi)卡河及其河谷從西南方向北斜插在城市的東部。但是這個(gè)非常優(yōu)美的地勢(shì)也給斯圖加特的城市發(fā)展帶來(lái)了很大的麻煩，一個(gè)氣候的問(wèn)題。

1 氣候問(wèn)題對(duì)斯圖加特城市發(fā)展及整個(gè)社會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題

可持續(xù)發(fā)展是跟三個(gè)元素緊密相關(guān)的，即社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)學(xué)。在城市發(fā)展的過(guò)程中，要注意非常多的因素，比如地下水、空氣質(zhì)量、森林、公園、耕地、能源、生物多樣性以及噪音等多種影響。在這里特別介紹的是氣候?qū)Τ鞘邪l(fā)展的影響。

在2003年夏季，歐洲大陸被熱浪襲擊，熱浪造成了約7萬(wàn)人死于炎熱。如果研究整個(gè)氣候發(fā)展的趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)，未來(lái)整個(gè)氣溫會(huì)升高3～4℃，尤其在德國(guó)可能會(huì)升高5℃。如果平均溫度升高5℃，以后的每個(gè)夏天德國(guó)就會(huì)出現(xiàn)像2003年被熱浪襲擊的那種情況。以前只會(huì)偶爾出現(xiàn)的這種極端天氣在德國(guó)會(huì)逐漸成為常態(tài)，而且甚至?xí)霈F(xiàn)40℃以上的極端高溫，所有這些在德國(guó)是從來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)的。我們可以以這樣一個(gè)觀點(diǎn)看待氣候變暖問(wèn)題，就是所有的城市等于是從它們自己原先的氣候區(qū)域憑空移到了它們南邊1000km遠(yuǎn)的位置上，比如像斯圖加特未來(lái)的氣候就會(huì)比較接近羅馬現(xiàn)在的狀態(tài)。然而從城市規(guī)劃的角度上需要注意這一點(diǎn)，因?yàn)楝F(xiàn)在整個(gè)斯圖加特的城市結(jié)構(gòu)根本就不是為了適應(yīng)羅馬地區(qū)的氣候特征來(lái)規(guī)劃設(shè)計(jì)的。

2 簡(jiǎn)述德國(guó)的城市規(guī)劃體系

德國(guó)的規(guī)劃體系由綜合性的空間規(guī)劃，以及城市、交通、土地利用等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的規(guī)劃構(gòu)成。規(guī)劃領(lǐng)域主要與政府公共職責(zé)密切相關(guān)，對(duì)主要靠市場(chǎng)調(diào)節(jié)的領(lǐng)域，政府一般不編制規(guī)劃。

德國(guó)的城市規(guī)劃體系從高到低在每個(gè)規(guī)劃層面所研究的尺度不一樣，在這些尺度中要求其中一些特別的尺度要考慮到氣候?qū)σ?guī)劃的影響。在德國(guó)，最低層次的土地使用規(guī)劃和土地發(fā)展規(guī)劃要根據(jù)上一層次的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃來(lái)制定，在規(guī)劃法中也作出詳細(xì)的規(guī)定，要考慮到環(huán)境保護(hù)，要注意氣候?qū)Τ鞘械挠绊憽?/p>

3 氣候因素在斯圖加特城市規(guī)劃中的影響

從2004年開(kāi)始，斯圖加特對(duì)每一個(gè)城市發(fā)展規(guī)劃的計(jì)劃書(shū)都要額外做一份關(guān)于氣候的報(bào)告。而德國(guó)最新正在修編的規(guī)劃法中，氣候的影響因素一定要被考慮到規(guī)劃中去。

3.1 斯圖加特城市的發(fā)展

如圖1所示，在1900年的時(shí)候，斯圖加特人口為27萬(wàn)人，只有目前的6%的面積是當(dāng)時(shí)的城區(qū)面積。在1950年的時(shí)候，人口規(guī)模增長(zhǎng)到了50萬(wàn)人，而城市面積增長(zhǎng)了約5倍。1950年到2000年這50年里人口規(guī)模沒(méi)有顯著的增長(zhǎng)，但是城市面積又增長(zhǎng)了1倍多，按照這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)做預(yù)計(jì)，即使在人口沒(méi)有顯著增長(zhǎng)的情況下，到2100年整個(gè)斯圖加特區(qū)域?qū)⑷孔兂沙鞘薪ǔ蓞^(qū)。

圖1 斯圖加特城市規(guī)模從1900至今的發(fā)展情況

現(xiàn)在斯圖加特的城市發(fā)展指導(dǎo)思想是做一個(gè)集約式的發(fā)展，即做緊湊型城市建設(shè)而非歐美國(guó)家傳統(tǒng)的單中心大郊區(qū)式建設(shè)模式，而且在這個(gè)發(fā)展的過(guò)程中非常注重綠化和綠色生態(tài)的環(huán)境建設(shè)。這種內(nèi)在型的土地再利用式的發(fā)展模式優(yōu)先考慮的是對(duì)已開(kāi)發(fā)土地進(jìn)行再開(kāi)發(fā)[1]。

對(duì)于在德國(guó)的城市發(fā)展來(lái)講，會(huì)著重思考以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：為什么要發(fā)展？如何發(fā)展？在什么地方發(fā)展？采用什么形式發(fā)展？還有一個(gè)很重要的就是“我們”是什么？尤其最后一個(gè)問(wèn)題對(duì)自我的思考，得到的一個(gè)答案就是其存在形式一定要由地方性的政府 （相當(dāng)于中國(guó)的鎮(zhèn)一級(jí)或城區(qū)一級(jí)的政府）來(lái)決定它們用什么形式來(lái)進(jìn)行發(fā)展。城市規(guī)劃就是城市政府的一個(gè)重要任務(wù)，由城市規(guī)劃的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)做出美好的設(shè)計(jì)，另外由專(zhuān)門(mén)的氣候?qū)W專(zhuān)家對(duì)城市規(guī)劃師做出的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行氣候因素的評(píng)價(jià)。而這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)者是否有良好的溝通，也是一個(gè)重要的影響。

3.2 斯圖加特城市的氣候研究

在斯圖加特有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的氣象部門(mén)，這個(gè)部門(mén)主要任務(wù)就是確定怎樣保護(hù)空氣質(zhì)量和降低城市噪音。這個(gè)部門(mén)從1938年起就為了上述的職責(zé)而存在了。其通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在斯圖加特高層建筑對(duì)整個(gè)城市的空氣流動(dòng)、空氣混合存在著不利的影響。

斯圖加特特殊的地理環(huán)境，決定了它內(nèi)城中的風(fēng)速特別低。年平均風(fēng)速為1m/s（即3.6km/h），并且在內(nèi)卡河谷地區(qū)的風(fēng)速甚至更低。在冬天經(jīng)?？梢钥匆?jiàn)這種因素造成的結(jié)果，即因?yàn)轱L(fēng)速很低，大量的粉塵無(wú)法被風(fēng)帶走因此滯留在城市的半空中，形成粉塵云，而這些粉塵會(huì)導(dǎo)致城市氣溫的上升?，F(xiàn)在因?yàn)榧泄┡O(shè)施的發(fā)展和對(duì)工業(yè)設(shè)施的遷移，這個(gè)粉塵云的問(wèn)題得到了一定程度的緩解，現(xiàn)今造成這種粉塵云問(wèn)題的主要原因變成了汽車(chē)交通產(chǎn)生的尾氣。

現(xiàn)在斯圖加特的發(fā)展主要面對(duì)兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是如何保證城市的空氣質(zhì)量，另外一個(gè)是由于地處德國(guó)南部，而且城市特殊的地形地勢(shì)，因此，如何應(yīng)對(duì)夏季高溫氣候。城市熱島效應(yīng)與城市的規(guī)模大小有直接關(guān)系。巨型城市，比如柏林、倫敦，在夜間他們城市中心區(qū)比郊區(qū)的溫度要高出10℃，那在夏天遇到連續(xù)高溫的話位于城市中心區(qū)域的市民就很難入睡。因?yàn)槌鞘兄杏泻芏嘟ㄖ镌诎滋煳樟舜罅康臒崃?，而到了晚上卻沒(méi)有辦法很好地降溫。這個(gè)雖然不是什么新鮮的問(wèn)題，但是它和全球城市變暖疊加在一起就導(dǎo)致了“大城市高燒”的問(wèn)題。

這是在過(guò)去的20年中，在德國(guó)開(kāi)始發(fā)展起來(lái)并逐漸被國(guó)外采用的在規(guī)劃過(guò)程中嵌入一個(gè)氣候觀點(diǎn)的發(fā)展研究。這是對(duì)斯圖加特當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r的一個(gè)詳細(xì)研究，它通過(guò)非常多的分析圖紙來(lái)反映了斯圖加特當(dāng)前的氣候狀況以及未來(lái)的氣候發(fā)展趨勢(shì)。而這個(gè)現(xiàn)在相當(dāng)于一個(gè)城市氣候說(shuō)明書(shū)，這個(gè)氣候說(shuō)明書(shū)也是作為編制斯圖加特城市規(guī)劃的一個(gè)重要基礎(chǔ)材料。

氣候因素如何在城市規(guī)劃中起作用，這就與一個(gè)人去看醫(yī)生的過(guò)程相似。首先要對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，然后做出分析，把所有信息收集起來(lái)后做出診斷，然后找到城市發(fā)展過(guò)程中一些沖突點(diǎn)，然后再來(lái)研究如何解決這些問(wèn)題就像類(lèi)似制定康復(fù)方案，然后找出一些基礎(chǔ)的措施。通過(guò)對(duì)整個(gè)城市的全局氣候進(jìn)行研究，這樣在做區(qū)域規(guī)劃或區(qū)域發(fā)展研究的時(shí)候就可以延伸出對(duì)城市氣候會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響。[2]

4 斯圖加特城市中的綠色特質(zhì)

德國(guó)國(guó)土綠化比率排在世界前列，平均綠化率高達(dá)60%，不僅有大面積的森林，而道路綠化也很好，甚至在許多城市有軌電車(chē)的路段均鋪有草坪，盡量利用每一塊可以利用的土地進(jìn)行綠化。德國(guó)之所以能保持如此高的國(guó)土綠化率，與這種“先綠化，后建設(shè)”的規(guī)劃指導(dǎo)思想是分不開(kāi)的[3]。

4.1 森林

在斯圖加特的城市發(fā)展建設(shè)過(guò)程中，森林一直被嚴(yán)格控制著不讓城市建設(shè)吞噬。森林、公共綠地面積、農(nóng)場(chǎng)果園和私家園林在斯圖加特幾乎占到城市總區(qū)域面積的70%。

這么大面積的綠色區(qū)域也為城市在土壤蓄水、地下水自修復(fù)更新、減少排水運(yùn)河、減小城市熱島效應(yīng)、提高居民的舒適感、為城市提供新鮮的冷空氣、過(guò)濾空氣污染物、提供城市娛樂(lè)場(chǎng)所、促進(jìn)商業(yè)功能（主要是木材相關(guān)產(chǎn)業(yè)如家具等）等方面帶來(lái)了巨大的福利效應(yīng)。

4.2 綠色屋頂

綠色屋頂是一個(gè)自助的項(xiàng)目，如果住戶或私人業(yè)主自己把已建成的樓房屋頂變成綠化屋頂?shù)脑?，那么可以得到政府的贊助。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，到2004年的時(shí)候大概有6萬(wàn)m2的屋頂?shù)玫搅司G化，而政府一共支出了100萬(wàn)歐元。這個(gè)項(xiàng)目只針對(duì)已經(jīng)建成的屋頂進(jìn)行改造，而新建建筑的屋頂按照法律規(guī)定必須強(qiáng)制執(zhí)行屋頂綠化處理，而且是沒(méi)有政府贊助的。

4.3 綠色鐵路

斯圖加特的另一個(gè)特色是將鐵路也作為一個(gè)綠化區(qū)域。它有如下幾個(gè)作用，其一是在地面鐵軌上種植綠化，可以有效地讓雨水得到就地沉降從而降低噪音。市區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)已有超過(guò)32km的這類(lèi)綠色鐵路，而正在新建的鐵路包括地鐵在地面的延長(zhǎng)線全部都會(huì)采用這種綠化形式。這種綠化的鐵軌也比原先普通的鐵軌形式要顯得更加美觀，但是其做法比較復(fù)雜，因?yàn)殍F軌下面必須有一個(gè)混凝土的基礎(chǔ)以保證整個(gè)鐵路基礎(chǔ)的穩(wěn)固與持久。現(xiàn)在道路和景觀方面的專(zhuān)業(yè)人士正在研究怎樣更加高效經(jīng)濟(jì)地改造已經(jīng)建成的鐵路，比如通過(guò)鋪一層可以種草的土層或者鋪一些新材料層來(lái)達(dá)到種植效果。

5 斯圖加特城市中的綠色通風(fēng)區(qū)域

5.1 好的空氣質(zhì)量來(lái)源于好的城市通風(fēng)狀況

斯圖加特進(jìn)風(fēng)和整個(gè)空氣對(duì)流的情況，通過(guò)圖2的復(fù)雜公式就可以計(jì)算出空氣的質(zhì)量，這個(gè)結(jié)果主要跟以下兩個(gè)因素有關(guān)，排放、風(fēng)速?？梢钥吹?，當(dāng)風(fēng)速一定的時(shí)候排放量越大空氣質(zhì)量就越差，當(dāng)排放量一定風(fēng)速越高空氣質(zhì)量也就越好。圖3可以反映出風(fēng)速與空氣中粉塵含量的關(guān)系，風(fēng)速越高空氣中粉塵的含量也就越低[4]。

圖2 斯圖加特市大氣污染物濃度公式

圖3 斯圖加特市可吸入顆粒物與風(fēng)速關(guān)系表

5.2 高層建筑對(duì)城市通風(fēng)的影響

高層建筑能顯著地改變城市氣流情況。由于斯圖加特內(nèi)城地區(qū)風(fēng)速非常低，因此不建議再在這個(gè)區(qū)域建設(shè)高層建筑。關(guān)于高層建筑的定義，因?yàn)樗箞D加特內(nèi)城地區(qū)的平均建筑高度是20m左右，因此只要超過(guò)20m高度的就算作高層。為此斯圖加特地區(qū)議會(huì)決定，專(zhuān)門(mén)劃定了一個(gè)高層建筑的禁建區(qū)，另外也專(zhuān)門(mén)有一個(gè)可建區(qū)，但是在可建區(qū)內(nèi)也要在不影響城市設(shè)計(jì)和城市氣候的前提之下才允許建設(shè)。只有非常少的區(qū)域可以建設(shè)高層建筑，而且在市中心區(qū)域是絕對(duì)不允許建設(shè)任何高層建筑的。

圖4 可以顯示出在內(nèi)城地區(qū)比較高的建筑，這些建筑主要是50～70m高度左右，包括教堂塔樓、市政廳塔樓、音樂(lè)學(xué)院塔樓和火車(chē)站塔樓，它們就很明顯地突出于內(nèi)城普通地毯式的建筑群體量，可以清楚地在城中的任何角落被看到。在保時(shí)捷總部所在的區(qū)域曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)140m高的高層建筑，而這個(gè)高層項(xiàng)目并沒(méi)有得到實(shí)施，最后是把以前留下的舊廠房和辦公樓進(jìn)行了重新裝修和再利用。當(dāng)時(shí)對(duì)這個(gè)高層建筑進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)，以研究該項(xiàng)目對(duì)整個(gè)地區(qū)氣流的影響[5]。

圖4 斯圖加特的高層建筑

5.3 動(dòng)態(tài)空氣質(zhì)量和風(fēng)速監(jiān)測(cè)

空氣的對(duì)流不僅對(duì)空氣質(zhì)量有影響，同時(shí)也影響人體對(duì)氣候舒適度的感知。人體對(duì)氣候舒適度的感知不僅取決于氣溫，還取決于空氣流動(dòng)的速度、周?chē)砻娴臒彷椛錅囟群涂諝獾臐穸?。尤其是空氣流?dòng)的速度和周?chē)砻娴臒彷椛錅囟绕鸬搅藳Q定性的作用，因此當(dāng)氣溫很高的時(shí)候人總是喜歡躲到陰涼有風(fēng)的地方。通過(guò)圖5的卡片我們就可以看到斯圖加特整個(gè)城市空氣對(duì)流的情況，這個(gè)卡片在網(wǎng)上可以查詢而且每小時(shí)都會(huì)更新一次，讓市民可以查詢到當(dāng)前的空氣質(zhì)量和風(fēng)速的狀況。在左邊的卡片可以看到沿著內(nèi)卡河的河谷有一個(gè)向上的風(fēng)速，另外一張卡片可以看到從山上往山下有一個(gè)冷空氣的流動(dòng)，反映出早上冷空氣從山頂向城區(qū)流動(dòng)的趨勢(shì)和流入的通道，所以在區(qū)域規(guī)劃中，這個(gè)區(qū)域留出了相當(dāng)大面積的城市送風(fēng)口保留地，在這個(gè)區(qū)域是嚴(yán)格禁止建設(shè)的，在詳細(xì)規(guī)劃中也作出了明確的規(guī)定。在做城市設(shè)計(jì)競(jìng)賽的時(shí)候，也會(huì)考慮到整個(gè)城市送風(fēng)的狀況。城市規(guī)劃師和建筑師在做斯圖加特第21新城區(qū)的時(shí)候也得到了這么一張卡片，來(lái)向他們說(shuō)明城市氣候的信息[6]。

圖5 斯圖加特當(dāng)?shù)氐膭?dòng)態(tài)風(fēng)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

5.4 內(nèi)城區(qū)綠地的保護(hù)與實(shí)施

斯圖加特內(nèi)城區(qū)有非常多的綠地，在1937年的時(shí)候就作出了一個(gè)非常嚴(yán)格的規(guī)定，部分區(qū)域預(yù)留為城市通風(fēng)區(qū)域嚴(yán)格禁止建設(shè)。如果現(xiàn)在看整個(gè)城市的山坡的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多連續(xù)成片的綠地，現(xiàn)在仍然嚴(yán)格限制在這些綠地上進(jìn)行建設(shè)。在城市中進(jìn)行綠化也是一個(gè)非常重要的措施，公共空間也通過(guò)種樹(shù)提供了非常多的綠蔭，停車(chē)場(chǎng)地面也做綠化處理，同時(shí)種植了很多樹(shù)木，這樣一定程度避免了車(chē)輛在夏天停車(chē)時(shí)受到陽(yáng)光暴曬。通過(guò)大量的行道樹(shù)種植也可以保證行人在樹(shù)蔭中行走。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著城市研究工具和方式的大大發(fā)展，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)不一定要通過(guò)實(shí)地測(cè)量來(lái)進(jìn)行確定，還可以通過(guò)電腦演算、衛(wèi)星、航拍等多種手段進(jìn)行獲取。當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r可以通過(guò)這種氣候地圖的形式來(lái)進(jìn)行表現(xiàn)，同時(shí)這種模式也為規(guī)劃師和氣候?qū)W者提供了新的城市研究課題。所有的規(guī)劃層面無(wú)論其大小都應(yīng)該考慮到氣候的因素，通過(guò)立法層面的督促也是非常有效的一種保障手段，斯圖加特在這個(gè)方面在全德國(guó)也是做得很出色的。要提高城市中的綠化率和保障城市重要的進(jìn)風(fēng)口，規(guī)劃師不僅要努力提高城市發(fā)展的水平，同時(shí)也要努力與公眾交流，將規(guī)劃成果反饋給公眾并吸取公眾的意見(jiàn)。

通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，斯圖加特的市民為什么喜歡居住在斯圖加特的原因中，排名第一的是因?yàn)樗箞D加特?fù)碛蟹浅：?、非常多的公園、綠地、動(dòng)物園，排名第二的是斯圖加特?fù)碛蟹浅６嗟目梢愿╊堑挠^景點(diǎn)。因此，如果我們能在城市的建設(shè)中營(yíng)造更多的綠化環(huán)境，就能贏得更多市民的支持和喜愛(ài)。通過(guò)對(duì)德國(guó)斯圖加特城市發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和借鑒，有助于建設(shè)綠色、健康，可持續(xù)發(fā)展的理想城市模式。

[1]Dipl.-Ing.Sebastian Zoeppritz.Urban Planning and Environment in Stuttgart——Sustainability in Regional and Urban Planning[R].2011.

[2]Philipp Misselwitz.Hefei Slowmotion Strategic Design Proposal for Walkable Cities[R].2010.

[3]李欣.德國(guó)城市規(guī)劃體系對(duì)我國(guó)城市建設(shè)的啟示[J].山西建筑，2011（17）：19-21.

[4]H.H.Kienle.Rainwater Management in Urban and Landscape Design or Autarky as An Urban Planning Principle[R].2011.

[5]S.Zoeppritz.Sustainability in Urban and Regional Planning[R].2011.

[6]Robert Schulze Dieckhoff.Inner Urban Development instead of Urban Sprawl——The Role of Urban and Regional Planning for A Green Compact City：the Stuttgart case[R].2011.