建筑技術(shù)在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中的運(yùn)用

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(yáng)、畢瓊、徐建兵、王建軍、黃陸、胡俊)

0 引言

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。

1 先進(jìn)和科學(xué)的設(shè)計(jì)理念

1.1 “產(chǎn)城一體”的規(guī)劃理念

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)。

1.2 科學(xué)、安全的選址和建設(shè)

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

2 生態(tài)、人性的規(guī)劃設(shè)計(jì)

2.1 自然、生態(tài)的城鎮(zhèn)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)

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

2.2 注重集約化的規(guī)劃設(shè)計(jì)

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(wú)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。

2.3 人性化的城鎮(zhèn)空間設(shè)計(jì)

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)

2.4 城鎮(zhèn)風(fēng)貌保護(hù)的建筑設(shè)計(jì)

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。

3 低碳、生態(tài)的節(jié)能技術(shù)

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。

3.1 被動(dòng)式建筑生態(tài)節(jié)能技術(shù)

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(yáng)能資源豐富的川西高原地區(qū)，大力推行被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑，實(shí)現(xiàn)無(wú)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(yáng)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)。

3.2 利用再生能源的節(jié)能技術(shù)

四川有豐富的可再生能源，包括淺層地?zé)崮?、太?yáng)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(yáng)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(yáng)能采暖和太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)

圖5 被動(dòng)式太陽(yáng)能利用

圖6 地源熱泵示意圖

太陽(yáng)能采暖分為被動(dòng)和主動(dòng)兩種形式。被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖在上文已經(jīng)提到。而主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖是通過高效集熱裝置收集獲取太陽(yáng)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(yáng)能“低能耗”采暖的目的。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)是當(dāng)今利用太陽(yáng)能發(fā)電的主流。太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能(見圖7)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有安全可靠、無(wú)噪聲、無(wú)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(wú)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(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)。

圖7 太陽(yáng)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(wàn)戶，在城鎮(zhèn)化的建設(shè)中前景廣闊。

3.3 節(jié)約水資源的雨水收集技術(shù)

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)。

4 安全、環(huán)保的建造技術(shù)

4.1 保障建筑安全的抗震技術(shù)

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。

4.2 保護(hù)水源安全的污水回用技術(shù)

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。

4.3 固體廢物的分類回收和處理技術(shù)

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。

5 結(jié)語(yǔ)

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。