低碳理念導(dǎo)向下山地城市功能布局優(yōu)化研究

李彥鵬

本文主要探討和研究山地城市地區(qū)在低碳的理念下開發(fā)建設(shè)及城市功能布局的優(yōu)化研究。本文通過基于通風(fēng)分析的山地城市用地布局研究、基于日照分析的山地城市用地布局研究以及以慢性交通為導(dǎo)向的自足化社區(qū)的尺度研究，希望建立山地城市在低碳理念下的功能布局模式，以及建立促進(jìn)組團(tuán)內(nèi)慢行交通的社區(qū)尺度。

一、研究背景

我國(guó)是山地面積較多的國(guó)家，山地覆蓋面積占全國(guó)國(guó)土面積的69%，部分地區(qū)山地面積占行政轄區(qū)面積的一半以上，貴州、云南、四川等省份的山地覆蓋面積甚至超過了90%。

山地地區(qū)森林覆蓋率高，固碳能力強(qiáng)，往往承擔(dān)區(qū)域性的生態(tài)屏障與平衡地區(qū)碳排放的重要功能，其開發(fā)不但影響到自身生態(tài)環(huán)境，對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)及碳平衡也產(chǎn)生重要影響，鑒于山地在區(qū)域可持續(xù)發(fā)展中的重要作用，其開發(fā)建設(shè)必須堅(jiān)持生態(tài)與低碳的路徑。

二、低碳理念導(dǎo)向下山地城市功能布局優(yōu)化

由于山地地區(qū)受到自然地形等自然要素的隔離，山地地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和氣候條件存在較大的差異。在山地城市的規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)該充分考慮山地地形氣候條件對(duì)城市功能布局的影響。

1.基于通風(fēng)分析的山地城市用地布局

（1）根據(jù)地區(qū)大氣候特點(diǎn)，選擇合理的用地布局方式

山地城市大的功能布局應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)厮幍牡貐^(qū)大氣候特點(diǎn)進(jìn)行基本城市設(shè)計(jì)策略的選擇。在濕熱地區(qū)的山地，地區(qū)氣候特點(diǎn)呈現(xiàn)為悶熱、濕度高，宜采用邊緣式開放布局，以強(qiáng)化通風(fēng)，在用地選擇時(shí)，應(yīng)盡量選擇在山頂通風(fēng)良好處，避免選擇在洼地地區(qū)。在干熱地區(qū)的山地，地區(qū)氣候特點(diǎn)呈現(xiàn)為干燥、溫度高，建設(shè)用地應(yīng)避免布置在東西坡，盡量采用封閉互相遮擋的建筑群，增大建筑的反射率、利用蒸發(fā)降溫。在干冷地區(qū)的山地，地區(qū)氣候特點(diǎn)呈現(xiàn)為低溫、強(qiáng)風(fēng)，建設(shè)用地宜布置在向陽山腰，避免布置在高地，采用緊湊型布局，利用綠化以阻擋強(qiáng)風(fēng)的影響。在濕冷地區(qū)的山地，地區(qū)氣候特點(diǎn)呈現(xiàn)為濕度高、寒冷，宜采用向陽開敞式布局，選擇南坡干燥的高處，避免布置于地勢(shì)低洼處。

（2）考慮山地特殊的山地環(huán)境，充分利用自然風(fēng)改善城區(qū)氣候條件

根據(jù)規(guī)劃區(qū)小氣候特點(diǎn)，考慮城市的主導(dǎo)風(fēng)向、水體、綠化等因素的適應(yīng)關(guān)系，留出山地環(huán)境所形成的自然風(fēng)道，以利于自然風(fēng)吹入市區(qū)，改善城區(qū)氣候條件。引入“綠楔”，嵌入密集的城市結(jié)構(gòu)中心，增加綠化與城市的接觸面，也有利于引入自然風(fēng)。

（3）利用地塊氣候微循環(huán)，合理設(shè)置地塊功能

利用地塊微氣候循環(huán)特點(diǎn)，盡量選擇迎風(fēng)坡、順風(fēng)坡、高壓風(fēng)區(qū)、越山風(fēng)區(qū)（山頂），盡量避免背風(fēng)坡與渦風(fēng)區(qū)，以達(dá)到良好的通風(fēng)和污染物擴(kuò)散的效果。

2.基于日照分析的山地城市用地布局

（1）考慮坡度對(duì)日照的影響，盡量使用坡度較緩的用地

坡度的陡緩，對(duì)日照時(shí)間的長(zhǎng)短具有明顯的影響。在坡度越緩的地區(qū)，日照時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，在坡度越陡的地區(qū)，日照時(shí)間相對(duì)較短。

（2）考慮坡向?qū)θ照盏挠绊?，盡量選擇向陽坡布置生活性用地

就坡向而言，南坡、東南（西南）坡的可照時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，東坡和西坡次之，北坡和東北（西北）坡的可照時(shí)間相對(duì)較短。南坡建筑的陰影會(huì)縮短，而北坡會(huì)增長(zhǎng)，因此，南坡更適宜緊湊、高強(qiáng)度的用地開發(fā)；北坡更適宜低密度開發(fā)。

（3）考慮輻射霧對(duì)日照的影響，盡量將生活性用地布置在海拔較高處

冬季，輻射霧一般大量存在于海拔400米以下地區(qū)，在這個(gè)高度以下，日照隨高度升高而遞增。夏季，在海拔1000米以下的地區(qū)，日照會(huì)隨著海拔高度的增加而減少。但是，在海拔1000米以上的地區(qū)，日照隨海拔高度的變化而變化不大。

（4）：基于日照引導(dǎo)的用地布局

根據(jù)日照分析結(jié)果，盡量選擇日照總量較高地區(qū)。生活居住以及高密度開發(fā)的用地盡量選擇在南坡、東南坡日照充足的區(qū)域。

3.慢行交通導(dǎo)向的自足化街區(qū)建立

（1）：山地城市常用交通模式的主要特點(diǎn)

從減少碳排放量的角度出發(fā)，在山地城市地區(qū)交通方式選擇的時(shí)候，慢行交通是最低碳的出行模式。且由于山地特殊的自然景觀，慢行交通在山地城市的使用還是一種宜人和愉悅的出行方式。

如何確定一個(gè)適宜慢行交通出行的街區(qū)尺度，我們還需要從我國(guó)居民的出行習(xí)慣開始研究。

（2）：我國(guó)城市居民出行習(xí)慣研究

根據(jù)相關(guān)研究，步行出行距離在1000m左右的時(shí)候，愿意使用步行出行的比例高達(dá)76.6%左右，但出行距離超過2000m以后，這一比例迅速下降為15%。在1000m的出行距離內(nèi)，使用自行車出行的比例很低，當(dāng)距離達(dá)到3000m時(shí)，出行比例達(dá)到最高，當(dāng)出行距離超過4000m時(shí)，這一比例迅速下降。

（3）慢行交通導(dǎo)向的自足化街區(qū)的理想模型

根據(jù)以上的研究結(jié)論，采用標(biāo)準(zhǔn)方格網(wǎng)路網(wǎng)系統(tǒng)作為研究的理想模型。假設(shè)理想街區(qū)的邊長(zhǎng)為a，在街區(qū)內(nèi)任意兩點(diǎn)（A、B）的直線距離為L(zhǎng)，L即為街區(qū)內(nèi)A、B兩點(diǎn)間的最短距離。A、B兩點(diǎn)間的最長(zhǎng)連接距離為L(zhǎng)x+Ly(如圖所示),即S。當(dāng)A、B兩點(diǎn)位于街區(qū)對(duì)角線的兩個(gè)端點(diǎn)，此時(shí)Smax為街區(qū)最長(zhǎng)邊的2倍，即2a。由此可以看出，在理想街區(qū)的模型范圍內(nèi)，兩點(diǎn)間的最長(zhǎng)距離即為2a。要想建立一個(gè)適合慢行交通的街區(qū)尺度，只要是2a這個(gè)距離是適合慢行交通出行的距離即可。：

所以適合步行的自足化街區(qū)尺度為2a等于1000m，即邊長(zhǎng)等于500m的街區(qū)尺度。最適合自行車出行的距離為2000m，即2a等于2000m，即邊長(zhǎng)等于1000m的街區(qū)尺度。

（4）不同坡度下的山地城市慢行自足化街區(qū)尺度

根據(jù)孔海浪的研究，山地城市的步行出行規(guī)律與平地地區(qū)存在較大差異。在平地地區(qū),：5分鐘步行范圍大概可以認(rèn)為是以步行原點(diǎn)為中心以500m為半徑的圓形區(qū)域。但是，在山地地區(qū)，由于山地坡度的原因，出行區(qū)域則為橢圓形。山地地區(qū)的坡度越大,則垂直等高線方向的可達(dá)距離越近。因此,從減少碳排放的角度出發(fā),建立適合山地地區(qū)的橢圓形組團(tuán)服務(wù)體系將可以有效提高組團(tuán)核心的服務(wù)功能和均衡性，可有效地減少山地地區(qū)的碳排放。

山地城市慢行5分鐘出行距離示意圖

通過在組團(tuán)中心規(guī)劃組團(tuán)級(jí)別的服務(wù)核心及綠化核心，形成完善的組團(tuán)內(nèi)服務(wù)和休閑設(shè)施體系，在組團(tuán)內(nèi)部通過設(shè)置小型、多元的服務(wù)設(shè)施可以有效減少組團(tuán)外出的交通出行,以達(dá)到低碳節(jié)能效果。

三、結(jié)語

本文通過對(duì)通風(fēng)以及日照條件下的山地城市布局模式研究以及對(duì)以慢性交通為導(dǎo)向的自足化街區(qū)模式的研究，提出了山地城市的功能布局模式，以期對(duì)國(guó)內(nèi)山地地區(qū)的規(guī)劃開發(fā)建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。