住宅底層架空設計對居民出行減排的效用探究

陳思睿 ，陳宜瑜

（1.安徽建筑大學土木工程學院，安徽 合肥 230022；2.安徽建筑大學建筑與規(guī)劃學院，安徽 合肥230022；3.澳門城市大學創(chuàng)新與設計學院，澳門 999078）

0 前言

隨著中國城市化步伐的加快，城市環(huán)境、能源消耗以及碳排放問題也隨之加劇，居民出行帶來的交通碳排放占據(jù)碳排放總量的比例日益遞增。與此同時，城市公共空間的匱乏也阻礙了城市居民建立和諧的人文環(huán)境和良好的人際關系。在用地十分緊張的大型都市中，尋求到一種既可以優(yōu)化居民出行方式從而達到城市減排的目的，又可以提升城市人文環(huán)境的方法十分關鍵。住宅底層架空設計就是一種非常合適的方法，它為居民提供了安全便捷的共享活動空間，促進了居民交往，滿足了居民的精神需求，提高了居民的居住品質(zhì)，并對居民的出行方式產(chǎn)生了影響，從而對降低交通碳排放產(chǎn)生積極的作用。因此，從碳排放的視角，探究住宅底層架空設計對居民出行減排的效用，已經(jīng)成為亟待研究的課題。

1 居民出行選擇的特征

1.1 出行距離與出行方式選擇

對于大部分人來說，適宜的日常步行距離是400～500m，超出這個范圍，人們步行的意愿就會下降很多從而采用其他的出行方式，例如機動車等，同時對于兒童，老人和殘疾人而言，適宜的步行距離還要小于400m這個范圍。不同的出行方式有其適應的出行距離。步行適宜短距離出行，腳踏車適宜中短距離出行，而小汽車、公交車和軌道交通適合遠距離出行。在5 km范圍內(nèi)，步行是出行的主要方式，隨著距離逐漸增加，步行的出行頻度陡然下降，在出行距離為5 km以上時，機動交通方式開始成為主要的交通方式。如右圖1反映了出行距離和居民出行方式選擇比例的關系。

圖1 出行方式與距離的關系

1.2 以公共空間為目的地的居民出行方式選擇

根據(jù)Shahameh Parhizgar的理論，最理想的步行距離是400m半徑的范圍，即只要在五分鐘可達的范圍內(nèi)，居民就會選擇步行的方式。為居民提供一個五分鐘步行范圍內(nèi)的服務核心不僅能夠提升其生活質(zhì)量，也為創(chuàng)造一個生機勃勃的居住區(qū)提供了可能。這個服務核心應該至少包含雜貨商店，咖啡店，公共綠地和文化娛樂設施[1]。

無論社區(qū)內(nèi)是否具備足夠良好的外部空間環(huán)境，居民的需求是不可以忽視的，如果社區(qū)本身不具備，那么從居民的角度出發(fā)，他們只能訴求于社區(qū)外的其他可以進行上述活動的場所。這就意味著需要進行出行活動，其中不可避免的產(chǎn)生以機動交通為基礎的機動化出行。機動化出行導致的碳排放量較大，并且隨著居民生活水平日益提高，其購買私家汽車的愿望和實際私家車保有量也會增加。因此，如果首層的架空空間能夠為居民提供一個可以滿足不同年齡段居民的某些自發(fā)性活動以及社會性活動的場所，那么將會在一定程度上減少他們的出行頻率，進而減少碳排放。這也是住宅底層架空作對減少居住區(qū)的碳排放上有所裨益的關鍵之處。

底層架空空間不僅可以在步行范圍內(nèi)滿足居民日?；顒拥男枨?，還可以創(chuàng)造良好的步行環(huán)境，提供便捷的道路，實現(xiàn)社區(qū)和城市的整合。居民可接受的步行范圍受主觀因素影響很大，路途的質(zhì)量和實際長短都很重要。在一定條件下，對于居民來說，可接受的距離不僅僅是實際的自然距離，有時候感覺距離同樣重要。我們經(jīng)常有這樣的體驗，一段平直單調(diào)、寂寥無人的小路要比同樣距離的另一段郁郁蔥蔥、充滿了生活情景的街道顯得長的多。底層架空空間打通了居住區(qū)底層空間，使之可以很好的與城市的首層空間相關聯(lián)，在一定程度上提供了便捷的路徑提高城市空間的可達性，優(yōu)化了步行出行的體驗，也縮短了步行出行的時間，這無疑也為減少出行碳排放做出了貢獻。

1.3 城市居民機動化出行概況

居民生活、娛樂等非通勤出行方式選擇考慮因素與通勤出行存在較大差異，除要求交通方式便捷、準時外，對舒適性也有較高要求，這意味著行程超過一段距離的情況下，相對于公共交通，居民在娛樂出行的選擇上更加傾向于私家機動車和出租車。

根據(jù)調(diào)查，全合肥市汽車日均出行量約為200萬車次，其中客車出行所產(chǎn)生的道路交通量較2004年增長了近一倍，給城市交通形成了非常大的壓力。小汽車使用強度處于較高水平，主要服務中長距離出行，但5km以下短距離出行仍占有較高比重。如圖2反映了合肥市居民不同目的的出行，所采用的不同出行方式的分布。從圖中可以看出：除了必要的上班、上學、業(yè)務以及購物外，以生活為目的的私人機動化方式出行比重相當可觀，此外文化娛樂活動也有一定的比例，生活出行和文化娛樂出行是與公共空間使用最為相關的出行活動。在探討了合肥市居民出行的總體概況以后，筆者以此為基礎，進一步對合肥市居民與使用公共空間有關的出行行為進行了調(diào)研。

2 以公共空間為目的的居民機動化出行調(diào)研

在獲取了居民出行的總體情況之后，本研究采用問卷調(diào)查的形式，進一步獲取合肥市居民家庭機動化出行的強度，結(jié)合每種出行方式的碳排放因子，可以估算出每戶家庭，基于對公共空間的需求每年機動車出行造成的碳排放的數(shù)值。

2.1 調(diào)研樣本選擇方法

圖2 合肥市居民不同目的的出行

①問卷調(diào)查。問卷分為基本信息部分和針對不同出行方式的問題部分，通過基本信息可以對家庭成員的人數(shù)，年齡，和擁有機動車情況等方面的因子進行歸類篩選，從而進一步對針對不同出行方式的分項問題進行統(tǒng)計。

②重點采訪。在問卷獲得的初步數(shù)據(jù)的基礎上，對統(tǒng)計過程中發(fā)現(xiàn)的集中現(xiàn)象和問題進行篩選整理，提取典型樣本進行一對一訪談，從而獲取更加準確的信息，以便得到更加具有針對性的結(jié)論。

2.2 問卷發(fā)放方法及范圍

問卷主要采取線上和線下發(fā)放兩種方式，線下發(fā)放以合肥市具有底層架空的的住宅小區(qū)為主，兼顧不同時間興建的小區(qū)，從而實現(xiàn)對不同家庭結(jié)構(gòu)，不同年齡段居民使用公共空間和出行習慣的多樣化覆蓋。線上發(fā)放主要是將問卷輸入到專業(yè)的問卷發(fā)放網(wǎng)站進行制作，再借由微信，微博，人人網(wǎng)等社交平臺進行發(fā)放和回收。在問卷的設置上，通過設置關聯(lián)問題的方法篩選問卷的有效性，在問卷回收后，對線上線下的問卷進行有效性篩選，并對有效部分進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。本次調(diào)研共發(fā)放統(tǒng)計問卷186份，回收有效問卷173份（代表173個家庭）。

2.3 樣本的家庭結(jié)構(gòu)和生活方式

根據(jù)實地調(diào)研和觀察，不同年齡的居民在出行和活動上的需求差異很大，是否擁有私家車也會對家庭的出行方式造成較大影響。所以本調(diào)研首先對所選擇的樣本小區(qū)中住戶的家庭成員構(gòu)成以及擁有私家車情況做了統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示。

圖3 出行方式與距離的關系

在調(diào)研的173個樣本中，單身戶為9個，占樣本總數(shù)的5.5%；夫妻同住的核心家庭為57個，占到樣本總數(shù)的33%；夫妻跟孩子同住的主干戶家庭中，其中子女為參加工作的為56個，占樣本總數(shù)的32.6%，子女已經(jīng)參加工作的為25個，占樣本總數(shù)的14.2%；夫妻，子女，和老人同住的三代聯(lián)合家庭為15個，占樣本總數(shù)的8.3%；老人獨自居住的空巢家庭為11個，占樣本總數(shù)的6.4%。在被調(diào)研家庭中，沒有私家車的家庭為38個，占樣本總數(shù)的22%；擁有小型轎車的家庭為107個，占樣本總數(shù)的62%；擁有SUV轎車的家庭為28個，占樣本總數(shù)的16%。而在保有私家車的家庭樣本中，擁有小轎車的家庭占樣本家庭的79.5%，擁有SUV的占該樣本總數(shù)的20.5%。以上家庭結(jié)構(gòu)總體性的統(tǒng)計有助于對居民出行的偏好和強度進行分析，私家車保有情況的統(tǒng)計可以提供后文碳排放估算中排量不同的私家車權(quán)重。

2.4 樣本的不同出行方式及其強度分析

首先，通過對有底層架空的住宅小區(qū)的觀察，調(diào)研先預設了一些可能發(fā)生在住宅底層架空空間內(nèi)的日?；顒樱饕ń∩礤憻?、與朋友見面聊天、聚會、老人的集體活動以及陪伴子女進行的親子活動。以上活動覆蓋各個年齡階段，接著針對這些活動對樣本家庭進行了統(tǒng)計，通過獲取被調(diào)研對象進行這些活動的可能性，間接論證底層架空空間被居民利用的潛力，進而說明住宅底層架空空間對居民機動出行目的地的替代性，以作為其減少居民出行碳排放論點的基礎。調(diào)研結(jié)果如圖4所示。

調(diào)研結(jié)果表明，選擇其他這一選項的樣本總數(shù)只有10%，而90%的樣本在上述活動至少選擇了一項，說明以上活動對各年齡段的居民活動的覆蓋較為完整，在活動中，有72.1%的樣本選擇了與朋友見面聊天、聚會這一項，是需求量最大的活動；健身鍛煉和親子活動分別有39.2%和42.5%的樣本進行了選擇，另有17.6%的樣本選擇了老人的集體活動。

圖4 樣本家庭成員空閑時間出行活動

因為不同的交通工具的碳排放因子不同，機動出行的碳排放需要用各種機動交通工具的行駛距離和碳排放因子相乘后相加所得。所以調(diào)研按照機動出行交通工具分為私家車、出租車、城市公交車和地鐵這四類城市中居民出行最常見的方式。在每一個部分，對出行的頻率和時間進行統(tǒng)計，根據(jù)Conor Walsh[2]等人2008年給出的不同交通工具的平均速度和碳排放因子，可以估算出居民的機動出行碳排放總量。

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，家庭成員每周用私家轎車出行進行上述活動的平均加權(quán)頻率為4.007次，；家庭成員每周用出租車出行進行上述活動的加權(quán)平均頻率為0.612次，；家庭成員每周用公交車出行進行上述活動的平均加權(quán)頻率為3.246次；家庭成員每周用地鐵出行進行上述活動的平均加權(quán)頻率為2.603次。（圖5）

圖5 四種交通工具出行對比

若將出行強度定義為出行頻率與出行時間的乘積，則上述四種交通工具在進行與公共空間相關的出行活動的強度關系則如圖6所示。從出行強度的角度來看，私家汽車的出行強度最大，接下來依次為公交車、地鐵、出租車。結(jié)果表明，私家車仍為強度最大的出行方式，而私家車和出租車的載客量少，每人每次造成的碳排放較多，所以這也同時說明了提倡城市綠色出行的緊迫性。

圖6 不同交通工具的出行強度繪

3 以公共空間為目的的居民機動化碳排放估算

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，可以估算出樣本與使用公共空間相關的機動出行頻率和時間，根據(jù)交通工具的平均速度，就可以估算出每種工具的出行距離，再乘以各交通工具的碳排放因子后進行疊加，即可以估算出出行碳排放量。

3.1 底層架空對社區(qū)外公共活動場之替代性

底層架空空間作為社區(qū)內(nèi)的活動場所，其承載的活動可以是多樣的，也符合5分鐘步行距離內(nèi)理想社區(qū)公共設施的條件。誠然，并不能夠就此確定，如果住宅有底層架空空間，居民就會完全以底層架空空間代替原有的機動出行目的地而將這一部分碳排放完全消除。但是通過對居民的調(diào)研和采訪中觀察和了解到，居民對于在自家住區(qū)內(nèi)進行調(diào)研中所包含的相關戶外或半戶外活動還是有興趣的，而這些活動的場地也是底層架空空間可以提供的。調(diào)研中也設計了與此相關的問題，旨在了解如果居住區(qū)內(nèi)有上述活動場地，居民會否直接選擇居住區(qū)內(nèi)的場地活動。結(jié)果顯示，57.2%居民會直接在居住區(qū)內(nèi)的場地內(nèi)活動，5.2%的居民表示不會，37.6%的表示也許會（圖7）。

圖7 場地提供與居民意愿關系圖

當將樣本家庭按照有私家車和沒有私家車分段時，對于有私家車的家庭樣本，47人表示會使用居住區(qū)內(nèi)的公共空間內(nèi)活動，占該家庭樣本的60%；9人表示不會，占有私家車家庭樣本的5.2%；45人表示不確定，占樣本總數(shù)的33.3%；而對于沒有私家車的家庭，18人表示會使用居住區(qū)內(nèi)的公共空間內(nèi)活動，占該樣本家庭52.6%；而20人表示不確定，占該樣本家庭總數(shù)的47.4%。從統(tǒng)計結(jié)果來看，樣本家庭使用居住區(qū)內(nèi)的公共空間進行活動的意愿較大，而有私家車的家庭并沒有因為保有私家車而減小這種意愿，反之，其更加傾向在居住區(qū)內(nèi)觸手可及的公共空間內(nèi)活動。（圖8）

圖8 有無私家車與公共空間使用關系圖

3.2 碳排放因子的確定

Conor Walsh于2008年在《A Comparison of Carbon Dioxide Emissions Associated with Motorized Transport Modes and Cycling in Ireland》一文中，歸納了不同交通方式在滿載和普通狀況下乘客每公里的人均碳排放因子。值得指出的是，在研究中，他將機動車的碳排放分為了直接碳排放和間接碳排放兩大類，直接碳排放來源于汽車的汽油消耗，主要取決于汽車的型號和引擎大小；間接碳排放是指汽車從生產(chǎn)到運輸以及之后的修理和報廢過程中產(chǎn)生的碳排放，估算方法來源于澳大利亞環(huán)境和遺產(chǎn)部門于2003公布的報告（Conor Walsh，2008）。

3.3 以公共空間為目的的居民機動化碳排放估算

根據(jù)調(diào)研結(jié)果、碳排放因子，可以將的到各種交通工具的周平均碳排放量和總量（表1）：

各種交通工具周平均碳排放量和總量統(tǒng)計表 表1

在估算中，居民機動化出行產(chǎn)生的碳排放量可以按照以下公式進行計算：

ETRIP為住宅底層架空對居民機動化出行產(chǎn)生的碳排放量改變（kgCO2／m2）；

i為機動化出行種類；

F是每周出行的頻率（次）；

S為交通工具的平均速度（km／h）；

T為每次出行單程所耗費的時間（h）；

EF為交通工具的碳排放因子（kg／km），在本文的研究中，出租車和小型家庭轎車按照相同的碳排放因子進行計算；

R為交通工具的使用比率；

U為單棟住宅建筑的戶數(shù)；

FA為單棟住宅建筑的建筑面積（m2）；

筆者以曾經(jīng)參與設計并施工建成的一棟底層架空的案例建筑為例，來推算出該住宅每平方米居民出行年碳排放量。案例建筑位于合肥市，為18層的高層住宅，結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積為4625 m2。

4 結(jié)語

本文重點聚焦于與住宅公共空間有關的出行活動，以問卷調(diào)研為主要手段，旨在對住宅底層架空設計的減排潛力進行分析和估算，論證了設計住宅底層架空空間可以將居民在住區(qū)外的一些活動轉(zhuǎn)移到住區(qū)之內(nèi)，從而減少其中可能產(chǎn)生的機動出行碳排放。研究結(jié)果表明，通過住宅底層架空設計來增加住宅公共空間的價值不僅體現(xiàn)在人文層面，也同時體現(xiàn)在減排層面。希望通過本研究可以進一步加深設計師、開發(fā)商、政府有關部門以及廣大居民對住宅公共空間的認識，也能為今后的相關規(guī)范和設計導則的制定提供一定參考，在兼顧減排的要要求下同時促進居住品質(zhì)的提升。