循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念下的產(chǎn)業(yè)園4.0規(guī)劃設(shè)計(jì)
——以廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園為例

李 巖,陳士文,鄭則柬

(安徽理工大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院,安徽 淮南 232000)

發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳發(fā)展的內(nèi)在要求,也是我國生態(tài)文明建設(shè)的必要之舉[1]。工業(yè)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)的主體,是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的主戰(zhàn)場。產(chǎn)業(yè)是工業(yè)體系的重要組成部分,產(chǎn)業(yè)園區(qū)則是推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要載體[2]。隨著產(chǎn)業(yè)園區(qū)逐漸轉(zhuǎn)型升級,它不再是提供單一服務(wù)的傳統(tǒng)模式,而是向社區(qū)信息資源共享與互動(dòng)的新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)模式轉(zhuǎn)變。在園區(qū)內(nèi)部、企業(yè)之間以及商業(yè)配套等方面能夠相互輻射、構(gòu)建及啟發(fā),形成一種互助合作、生態(tài)融合的多元化循環(huán)模式。通過對廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園的規(guī)劃設(shè)計(jì),從功能結(jié)構(gòu)、物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)循環(huán)和智慧園區(qū)規(guī)劃等多個(gè)方面,探討循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念下的產(chǎn)業(yè)園4.0發(fā)展路徑,為產(chǎn)業(yè)園的合理規(guī)劃提供借鑒和依據(jù)。

1 廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園

廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園構(gòu)思源自循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。該園區(qū)運(yùn)用物流和能量傳遞等手段,緊密連接各個(gè)企業(yè),建立了一個(gè)資源共享和副產(chǎn)品互換的產(chǎn)業(yè)共生體系。在這個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中建立了一種循環(huán)路徑,其中包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者,旨在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)閉環(huán)循環(huán)、能量多級利用和廢物最小化的目標(biāo)。此外,通過引入循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,改變企業(yè)過度依賴土地、能源和水資源等情況,將最大限度地實(shí)現(xiàn)資源和能源的節(jié)約和高效利用,推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[3]。

1.1 選址現(xiàn)狀

該項(xiàng)目用地位于產(chǎn)業(yè)園核心區(qū),北臨橫五路、南臨支路八、西臨縱三路、東臨創(chuàng)業(yè)大道,地理位置優(yōu)越,交通便利。該地主要道路、水、電、氣和通信等基礎(chǔ)設(shè)施正在施工,能滿足項(xiàng)目的建設(shè)與使用需求。周圍環(huán)境優(yōu)美,水資源豐富,分布有大量產(chǎn)業(yè)園區(qū),為園區(qū)物質(zhì)循環(huán)提供了有利條件。此外,學(xué)校和村莊等能夠滿足員工居住生活的需求(見圖1)。

圖1 選址現(xiàn)狀(作者自繪)

1.2 區(qū)位布局

項(xiàng)目位于廣州市從化區(qū)旗桿鎮(zhèn),毗鄰創(chuàng)業(yè)大道、規(guī)劃橫七路和規(guī)劃縱三路區(qū)域,與聯(lián)合利華公司相鄰。周圍四面環(huán)路,距離東風(fēng)地鐵站約8.0 km。項(xiàng)目用地東部較高,南部較低。一期用地面積為6.53 ha,二期用地面積為10.73 ha,合計(jì)17.26 ha。該項(xiàng)目規(guī)劃引入循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,結(jié)合周圍環(huán)境,形成空間串聯(lián)和環(huán)境友好的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園4.0,打造一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)園區(qū)(見圖2)。

圖2 區(qū)位分析及總平面圖(作者和項(xiàng)目組繪制)

2 規(guī)劃目標(biāo)與思路

2.1 規(guī)劃目標(biāo)

立足廣州從化的交通優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、綠色生態(tài)與營商環(huán)境,利用科技、資本和行業(yè)的引領(lǐng)力量,從化區(qū)運(yùn)用招商投資的方式,推動(dòng)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和新興產(chǎn)業(yè)培育,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。規(guī)劃采用先進(jìn)的清潔生產(chǎn)技術(shù),有效控制污染物的排放,以符合國家標(biāo)準(zhǔn)。推動(dòng)園區(qū)內(nèi)水資源和能源的梯級使用,實(shí)現(xiàn)就近利用,并進(jìn)行廢水、廢氣和廢渣的綜合處理,從而落實(shí)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,打造一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)低、污染低、附加值高的新型園區(qū)[4]。

2.2 具體思路

在廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園實(shí)現(xiàn)4.0循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中,專注于研究、開發(fā)和利用與建筑產(chǎn)業(yè)相關(guān)的低物質(zhì)消耗技術(shù)。這些技術(shù)涵蓋綠色規(guī)劃、資源和能源高效利用、廢物回收與再利用、污染治理、污染物監(jiān)測以及清潔生產(chǎn)與施工等領(lǐng)域,旨在構(gòu)建產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)支撐體系。通過這一體系建立廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園企業(yè)內(nèi)部之間、周邊企業(yè)、城市施工單位和建筑垃圾收集與資源化公司等的密切關(guān)系。利用建筑市場機(jī)制的激勵(lì)和約束功能,引導(dǎo)參與建筑經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的各相關(guān)方追求自身利益最大化的動(dòng)機(jī),做出符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向的理性決策,進(jìn)而相應(yīng)地調(diào)整其生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)?；诂F(xiàn)代建筑行業(yè)的特征和發(fā)展趨勢,運(yùn)用BIM、GIS和OT全數(shù)字化管理,實(shí)現(xiàn)園區(qū)的高效運(yùn)行,并激勵(lì)建筑企業(yè)采用資源節(jié)約和合理利用的措施,積極推動(dòng)資源再利用。同時(shí),鼓勵(lì)企業(yè)設(shè)計(jì)建造與自然環(huán)境和人文環(huán)境相融合的建筑產(chǎn)品,以創(chuàng)造宜居舒適的人居環(huán)境。

3 廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園系統(tǒng)性規(guī)劃設(shè)計(jì)

3.1 功能結(jié)構(gòu)布局

循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式以產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)為主線,融入“減量化、再利用、再循環(huán)”理念,使物質(zhì)資源在開發(fā)和利用的整個(gè)周期中充分體現(xiàn)減量化、再利用以及再循環(huán)的思想,從而實(shí)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境資源的再利用和循環(huán)利用。

廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園主要生產(chǎn)經(jīng)營智能制造裝備,由四大板塊組成,分別是汽車制造業(yè)、智能家居制造業(yè)、醫(yī)療康復(fù)制造業(yè)和智能裝備零件產(chǎn)業(yè)。在規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局時(shí),以三個(gè)層面的循環(huán)為基礎(chǔ),根據(jù)產(chǎn)業(yè)園的物質(zhì)能源和生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的需求合理配置用地空間。

該園區(qū)形成了“一核三片五組團(tuán)”的空間格局。其中,“一核”是物流裝配中心,“三片”是分布于裝配物流中心上方和兩側(cè)的產(chǎn)業(yè)集聚片區(qū),“五組團(tuán)”則由研發(fā)辦公區(qū)和商業(yè)配套區(qū)組成(見圖3、圖4)。

圖3 功能結(jié)構(gòu)布局(作者和項(xiàng)目組繪制)

圖4 產(chǎn)業(yè)園效果圖(作者和項(xiàng)目組繪制)

3.2 物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

物質(zhì)循環(huán)可通過三個(gè)層次實(shí)現(xiàn):一是在企業(yè)內(nèi)部,通過實(shí)施綠色生產(chǎn),使生產(chǎn)物質(zhì)和能量達(dá)到梯次利用;二是在園區(qū)內(nèi)企業(yè)之間形成循環(huán)共生網(wǎng)絡(luò),通過物質(zhì)、能量和信息交換,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量的充分利用;三是建立園區(qū)外的循環(huán)系統(tǒng),通過園區(qū)對物質(zhì)需求和市場供應(yīng)信息的整合,映射物質(zhì)循環(huán)空間。

(1)企業(yè)內(nèi)部循環(huán)。

企業(yè)生產(chǎn)使用清潔材料,并進(jìn)行清潔能源審核,從源頭上解決環(huán)境污染問題。以3R(減量化、再利用、再循環(huán))為操作原則。首先對園區(qū)企業(yè)內(nèi)流失的物料進(jìn)行回收并將其作為原始材料投入原工序中。其次生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物經(jīng)適當(dāng)處理后,視情況作為原材料或其替代品重新投入原工序中。最后對于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物,通過處理用作其他生產(chǎn)過程所需的原材料。

(2)園區(qū)內(nèi)企業(yè)之間的循環(huán)。

以產(chǎn)業(yè)集聚為核心,將產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)作為功能實(shí)體,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)循環(huán)和自我成長的內(nèi)生動(dòng)力。該規(guī)劃包含汽車制造業(yè)、智能家居制造業(yè)、醫(yī)療康復(fù)制造業(yè)和智能裝備零件產(chǎn)業(yè)等功能區(qū)域,注重強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈布局的完備性、可持續(xù)性和多元互動(dòng)性。通過設(shè)計(jì)布局高效的產(chǎn)業(yè)鏈條,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)間的循環(huán)流轉(zhuǎn)和高效協(xié)同,從而提高全產(chǎn)業(yè)鏈的運(yùn)營效率和經(jīng)濟(jì)效益。致力于在生態(tài)、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間實(shí)現(xiàn)平衡,打造適應(yīng)環(huán)境變化和技術(shù)發(fā)展趨勢的現(xiàn)代化園區(qū)。

(3)園區(qū)外的循環(huán)。

園外循環(huán)是“虛擬型”循環(huán)發(fā)展模式[5]。園區(qū)外循環(huán)和園區(qū)內(nèi)企業(yè)之間循環(huán)相對,園區(qū)內(nèi)企業(yè)之間循環(huán)是將產(chǎn)業(yè)鏈形成實(shí)體循環(huán),園區(qū)外循環(huán)是和園內(nèi)產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)建立耦合關(guān)系,有利于拓寬從化區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)模(見圖5)。

圖5 物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)(作者和項(xiàng)目組繪制)

3.3 生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)主要依賴于園區(qū)內(nèi)的廢水集成、水體修復(fù)、水生態(tài)修復(fù)和植被修復(fù),以減少人們社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對園區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響[6]。園區(qū)廢水集成主要包括兩部分:減少用水量和廢水產(chǎn)生量。企業(yè)間水資源的循環(huán)利用和梯級利用是節(jié)約水資源的有效途徑[7]。利用不同企業(yè)對水質(zhì)要求的差異,上下游企業(yè)可進(jìn)行水資源的循環(huán)利用,從而減少工業(yè)用水和廢水產(chǎn)生量。園內(nèi)采用雨污分流處理系統(tǒng),污水經(jīng)過一系列處理后,排入地塊支路八的市政外污水排水管。雨水收集則通過透水裝置、雨水花園和雨水收集池等設(shè)施進(jìn)行。園內(nèi)水體公園與自然生態(tài)水系有機(jī)結(jié)合,達(dá)到水體的自然修復(fù)效果。通過規(guī)劃生態(tài)廊道和綠化節(jié)點(diǎn),完成生態(tài)修復(fù),實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃采用“二廊多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀”布局的生態(tài)系統(tǒng)?！熬W(wǎng)狀”是指在規(guī)劃支路、規(guī)劃橫五路和明渠水體設(shè)置防護(hù)綠地和公園綠地,有利于園區(qū)的減噪防塵,凈化空氣。“多節(jié)點(diǎn)”是指產(chǎn)業(yè)園內(nèi)規(guī)劃設(shè)計(jì)的多個(gè)綠色生態(tài)節(jié)點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)形成區(qū)域的生態(tài)修復(fù)中心?！岸鹊馈笔侵笀@內(nèi)的生態(tài)綠色廊道和園外的生態(tài)水系走廊,它們共同形成水系生態(tài)系統(tǒng)和區(qū)域內(nèi)生態(tài)廊道(見圖6、圖7)。

圖6 生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及生態(tài)節(jié)點(diǎn)(作者和項(xiàng)目組繪制)

圖7 雨水回收利用實(shí)景和構(gòu)造(作者和項(xiàng)目組繪制)

3.4 智慧園區(qū)規(guī)劃

三維建筑數(shù)據(jù)模型使工程從立項(xiàng)到結(jié)項(xiàng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化管理。地理信息科技系統(tǒng)則專注于三維地理環(huán)境數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)和可視化等方面,并用于城市發(fā)展方面的協(xié)同分析和信息共享。二者結(jié)合所產(chǎn)生的城市信息模型,成為智慧園區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)。更為重要的是,城市信息模型與運(yùn)營技術(shù)的有效融合,實(shí)現(xiàn)了智慧園區(qū)的高效運(yùn)營[8]。

(1)園區(qū)規(guī)劃前的準(zhǔn)備工作。

在園區(qū)規(guī)劃前,利用地形和環(huán)境分析指導(dǎo)設(shè)計(jì)過程。利用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)和三維建筑信息模型來創(chuàng)建現(xiàn)場模型并進(jìn)行場地等高線、場地剖面和高程分析。采用三維建筑信息模型技術(shù)提供規(guī)劃和設(shè)計(jì)前的土地平衡參數(shù),減少后期土方開挖和埋藏,提高項(xiàng)目的合理性和經(jīng)濟(jì)性。

(2)場地市政現(xiàn)狀分析。

在場地市政現(xiàn)狀分析過程中,利用現(xiàn)有市政規(guī)劃資料、工程勘察報(bào)告及項(xiàng)目地塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等,獲得全面的市政信息。同時(shí),建立周邊市政基礎(chǔ)設(shè)施的三維建筑信息模型,反映周邊城市建筑、城市基礎(chǔ)設(shè)施及市政管網(wǎng)等相關(guān)因素對場地規(guī)劃與設(shè)計(jì)的影響。這些分析結(jié)果有助于提升規(guī)劃方案的科學(xué)性、可行性和實(shí)用性。

(3)施工模型搭建。

在施工模型搭建中,根據(jù)碰撞報(bào)告及設(shè)計(jì)院的優(yōu)化意見,配合施工單位制作施工指導(dǎo)模型,并進(jìn)行凈高優(yōu)化、管線排布優(yōu)化;出具詳細(xì)的優(yōu)化報(bào)告、線路凈高圖以及復(fù)雜部位的詳圖;配合施工現(xiàn)場對施工模型進(jìn)行更新,并出具管線優(yōu)化綜合圖、預(yù)留預(yù)埋套管圖、預(yù)留洞口圖等。這些分析結(jié)果能夠提高施工過程的準(zhǔn)確性和施工效率,從而降低施工風(fēng)險(xiǎn)和成本(見圖8)。

圖8 智慧園區(qū)應(yīng)用技術(shù)(作者和項(xiàng)目組繪制)

4 結(jié)語

建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū)是廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園的發(fā)展方向,也是推進(jìn)經(jīng)濟(jì)型城市落實(shí)“碳達(dá)峰”“碳中和”的重要抓手[9]。廣州中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園抓住國家倡導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的契機(jī),結(jié)合市場需求,建設(shè)上下游一體的產(chǎn)業(yè)體系,促進(jìn)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。在這個(gè)發(fā)展方向中,園區(qū)應(yīng)嚴(yán)格控制“高耗能、高排放”項(xiàng)目的發(fā)展,并將“源頭預(yù)防好、過程控制好、末端治理好”的監(jiān)管措施貫穿于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整全過程,從而有效地降低園區(qū)的環(huán)境污染和資源消耗。同時(shí)結(jié)合周圍環(huán)境的特點(diǎn),建設(shè)生態(tài)園區(qū)以實(shí)現(xiàn)環(huán)境修復(fù)、生態(tài)保護(hù)等目標(biāo)[10]。這些舉措將推進(jìn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的快速、健康、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)型城市經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的相互協(xié)調(diào)與共同發(fā)展。