校園全生命周期低碳景觀設(shè)計(jì)策略研究
——以人大附中北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校為例

中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 李彥達(dá)，于雪晶

快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程在促進(jìn)我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅猛推進(jìn)的同時(shí)，其過(guò)程中直接或間接產(chǎn)生的碳排放問(wèn)題是生態(tài)文明建設(shè)過(guò)程中不可忽視的問(wèn)題，逐漸受到政府部門(mén)和相關(guān)行業(yè)的高度重視。本文從低碳景觀的相關(guān)概念和特征出發(fā)，結(jié)合實(shí)際校園設(shè)計(jì)案例，提出低碳景觀的設(shè)計(jì)策略，為低碳景觀設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展提供參考。

一、相關(guān)概念

（一）低碳景觀

低碳景觀是指將“低碳”概念應(yīng)用到景觀的全生命周期，減少傳統(tǒng)碳基能源的使用，減少碳排放。其在資源節(jié)約、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)上比傳統(tǒng)景觀營(yíng)造更節(jié)能、環(huán)保、資源利用率更高、碳排放更少[1]。

（二）校園全生命周期低碳景觀設(shè)計(jì)

校園全生命周期低碳景觀設(shè)計(jì)是指將低碳景觀理念應(yīng)用到校園景觀的全生命周期。校園景觀設(shè)計(jì)作為景觀設(shè)計(jì)的重要分支，有其特有的教育意義及安全性要求。并且作為教育建筑配套設(shè)計(jì)，也需遵循國(guó)家及各地方出臺(tái)的教育建筑、公共建筑相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，是低碳景觀設(shè)計(jì)中比較有代表性的一種。

二、低碳景觀的特征

全生命周期低碳景觀主要有碳足跡少、碳排放低、碳成本低、碳匯能力強(qiáng)四個(gè)特征[2]。

（一）總體特征—碳足跡少

碳足跡是個(gè)人、組織、活動(dòng)或產(chǎn)品直接或者間接導(dǎo)致的溫室氣體排放總量即一個(gè)人或者團(tuán)體的“碳耗用量”?！疤肌笔鞘?、煤炭、木材等由碳元素構(gòu)成的自然資源?！疤肌焙挠玫迷蕉啵趸家仓圃斓迷蕉?，“碳足跡”就越大；反之，“碳足跡”就越小。

（二）建設(shè)階段特征—碳排放低

景觀建設(shè)階段是景觀全生命周期中碳排放最多的階段，建設(shè)階段碳足跡的多少直接決定了景觀全生命周期的碳排放總量。相對(duì)于傳統(tǒng)景觀建設(shè)，低碳景觀在建設(shè)階段主要從場(chǎng)內(nèi)機(jī)械、交通運(yùn)輸、材料制作等方面降低碳排放。

（三）技術(shù)選擇特征—碳成本低

隨著科學(xué)技術(shù)和行業(yè)理念的不斷發(fā)展，低碳技術(shù)在景觀中的應(yīng)用逐漸增多。在節(jié)水、節(jié)點(diǎn)、場(chǎng)地雨水處理等方面均有相關(guān)學(xué)者進(jìn)行研究，并在理論與技術(shù)層面都有相關(guān)突破。

（四）遠(yuǎn)景特征—碳匯能力強(qiáng)

植物能夠?qū)⒋髿庵械亩趸纪ㄟ^(guò)光合作用合成有機(jī)物，是地球碳循環(huán)過(guò)程中主要固碳環(huán)節(jié)。高效利用植物材料，充分發(fā)揮其碳匯功能是低碳景觀設(shè)計(jì)中要著重考慮的因素。因此應(yīng)在保證綠地面積的同時(shí)，提高綠化覆蓋面積，使植物的空間載體得到充分保證。其次在保證景觀效果基礎(chǔ)上選擇固碳效率高的植物。最后在使用階段應(yīng)悉心養(yǎng)護(hù)，使植物能夠長(zhǎng)時(shí)間保持良好的固碳能力。

三、校園全生命周期低碳景觀設(shè)計(jì)策略

（一）項(xiàng)目基本概況

人大附中北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校（下稱(chēng)校區(qū)）位于北京市大興區(qū)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。項(xiàng)目周邊以體育用地、住宅用地、多功能用地為主。毗鄰亦莊綠楔，為學(xué)校提供了良好的社會(huì)條件與環(huán)境優(yōu)勢(shì)，興亦路、博興路為學(xué)校提供了便捷的交通條件。項(xiàng)目分為中學(xué)部與小學(xué)部?jī)蓚€(gè)地塊，景觀設(shè)計(jì)面積6.75萬(wàn)㎡，其中綠地面積2.93萬(wàn)㎡，鋪裝面積3.0萬(wàn)㎡，屋頂綠化0.82萬(wàn)㎡。

（二）全生命周期低碳景觀設(shè)計(jì)策略

1.加強(qiáng)低碳布局選擇低碳設(shè)施

低碳布局指的是在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段對(duì)項(xiàng)目從宏觀層面進(jìn)行生態(tài)布局及全生命周期的低碳把控。在設(shè)計(jì)之初應(yīng)對(duì)場(chǎng)地及其周邊自然資源及生態(tài)資源進(jìn)行詳盡勘察，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段統(tǒng)籌生態(tài)布局，保證場(chǎng)地內(nèi)外水體、綠帶、地形地貌等生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性。

2.選擇低碳材料控制碳排放

如上文所述，針對(duì)景觀建造材料應(yīng)在考慮景觀效果的同時(shí)綜合考慮建造材料的制造、運(yùn)輸以及使用維護(hù)中的碳排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，常用于運(yùn)輸石材、苗木的運(yùn)輸車(chē)每百公里需消耗柴油40L，而柴油的碳排放系數(shù)為2.73kgCO2/L，運(yùn)輸車(chē)每百公里排放109.2gCO2[3]。使用當(dāng)?shù)厥?、石材及鄉(xiāng)土樹(shù)種可以有效的減小由于運(yùn)輸產(chǎn)生的碳足跡。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一般建筑配套景觀在使用階段更新周期為5年一次[3]。在景觀建造材料中，木鋪裝比較容易出現(xiàn)損壞。所以校區(qū)使選用了巴勞木作為木鋪裝的材料。雖然運(yùn)輸中產(chǎn)生的碳排放較國(guó)產(chǎn)木材要高，但其質(zhì)地緊密，使用周期長(zhǎng)，避免了后期更新維護(hù)所產(chǎn)生的碳排放問(wèn)題。

3.運(yùn)用低碳技術(shù)減少碳排放

低碳技術(shù)在校園景觀中的合理應(yīng)用，不僅能減少景觀本身的碳排放，相當(dāng)一部分技術(shù)還能輔助建筑進(jìn)行節(jié)能減排。校區(qū)使用了集雨型綠地、屋頂綠化以及高反射系數(shù)鋪裝材料等幾項(xiàng)低碳技術(shù)。

4.利用植物優(yōu)勢(shì)增強(qiáng)匯碳能力

植物通過(guò)光合作用吸收二氧化碳轉(zhuǎn)換為氧氣，是項(xiàng)目中唯一能夠主動(dòng)進(jìn)行碳吸收的建造材料。低碳校園景觀的植物應(yīng)用應(yīng)從以下幾個(gè)方面出發(fā)。第一，保證綠地面積，滿(mǎn)足植物場(chǎng)地需求。第二，進(jìn)行復(fù)合種植，利用豎向空間，增加單位面積內(nèi)植物的葉面積。根據(jù)周堅(jiān)華等的研究喬灌草組成的復(fù)合型綠地結(jié)構(gòu)每公頃每年可以吸收295.9噸的CO2，釋放214.4噸氧氣；灌木和地被組成的綠地結(jié)構(gòu)每年每公頃可以吸收42.9噸CO2，釋放31.1噸氧氣；而單一結(jié)構(gòu)的喬木混交林和地被結(jié)構(gòu)分別每年每公頃可以吸收70.6噸CO2、7.5噸CO2，釋放196.1噸和5.4噸氧氣[7]。從數(shù)據(jù)可以看出，喬灌草搭配的綠地結(jié)構(gòu)的匯碳量和釋放氧氣量要明顯高于其他幾種搭配模式。同時(shí)植物的蒸騰作用也可消耗大量的輻射能，據(jù)研究表明，一棵胸徑為20cm的國(guó)槐，蒸騰作用一天吸收的熱量等同于三臺(tái)1100W的空調(diào)工作一整天所產(chǎn)生的降溫效應(yīng)[4]。第三，使用固碳能力強(qiáng)的植物，爭(zhēng)取單位面積固碳效率最高。植物自身影響固碳能力的因素主要有單位葉片面積固碳量、葉面積指數(shù)及冠幅面積等。中國(guó)學(xué)者蘇雪痕等提出不同植物單位葉面積計(jì)算方程以及單位葉面積CO2的吸收量，經(jīng)多年完善，以現(xiàn)有資料可大致估算校區(qū)喬木每日固碳量約305.4kg（如表1），地被及片植灌木每日固碳量約370.5Kg（如表2）。

表1 校區(qū)喬木固碳量估算表[3][4][5][6]

表2 校區(qū)地被及片植灌木固碳量估算表[3][4][5][6]

四、總結(jié)

綜上所述，在景觀項(xiàng)目全生命周期中，低碳理念、低碳技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)于傳統(tǒng)景觀項(xiàng)目建設(shè)能夠極大的減少碳排放，并在減少資源、能源浪費(fèi)的同時(shí)增加固碳量。景觀是城市的“綠肺”，在國(guó)家、政府低碳政策的要求下，景觀設(shè)計(jì)肩負(fù)著巨大的責(zé)任與使命。設(shè)計(jì)師應(yīng)將低碳理念融入場(chǎng)地的建設(shè)設(shè)計(jì)、使用設(shè)計(jì)過(guò)程，落實(shí)低碳措施，切實(shí)推進(jìn)低碳項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。