生態(tài)城市規(guī)劃論文

1、專業(yè)： 城市規(guī)劃 學(xué)生姓名： 邢永軍 指導(dǎo)教師： 彭立華 完成時(shí)間：2022年6月26日設(shè)計(jì)回歸自然生態(tài)城市設(shè)計(jì)之路設(shè)計(jì)回歸自然低碳城市設(shè)計(jì)之路摘要:隨著人類工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，化石能源的過度利用使得大量溫室氣體進(jìn)入大氣中，這給自然界的碳循環(huán)帶來了巨大的影響，導(dǎo)致全球氣候變暖、海平面上升等問題的出現(xiàn)。在這樣的背景下，低碳城市設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生，本文將探究如何從實(shí)際出發(fā)將低碳生態(tài)的城市發(fā)展理念融入到城市設(shè)計(jì)中，以實(shí)現(xiàn)城市的和諧健康發(fā)展。關(guān)鍵詞：碳循環(huán) 低碳 城市設(shè)計(jì)一、自然界的碳循環(huán)碳循環(huán)，是指碳元素在自然界的循環(huán)狀態(tài)，生物圈中的碳循環(huán)主要表現(xiàn)在綠色植物從空氣中吸收二氧化碳，經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化為葡萄

2、糖，并放出氧氣（O2）。圖1：碳循環(huán)示意圖自然界碳循環(huán)的基本過程如下：大氣中的二氧化碳（CO2）被陸地和海洋中的植物吸收,然后通過生物或地質(zhì)過程以及人類活動(dòng)，又以二氧化碳的形式返回大氣中。圖2：碳的生物地球化學(xué)循環(huán)圖地球上最大的兩個(gè)碳庫是巖石圈和化石燃料，含碳量約占地球上碳總量的99.9%。這兩個(gè)庫中的碳活動(dòng)緩慢，實(shí)際上起著貯存庫的作用。地球上還有三個(gè)碳庫：大氣圈庫、水圈庫和生物庫。這三個(gè)庫中的碳在生物和無機(jī)環(huán)境之間迅速交換,容量小而活躍，實(shí)際上起著交換庫的作用。在大氣中,二氧化碳是含碳的主要?dú)怏w，也是碳參與物質(zhì)循環(huán)的主要形式。在生物庫中,森林是碳的主要吸收者，它固定的碳相當(dāng)于其他植被類型的2

3、倍。森林又是生物庫中碳的主要貯存者,貯存量大約為4.82×1011 t,相當(dāng)于大氣含碳量的2/3。植物、可光合作用的微生物通過光合作用從大氣中吸收碳的速率，與通過生物的呼吸作用將碳釋放到大氣中的速率大體相等,因此，大氣中二氧化碳的含量在受到人類活動(dòng)干擾以前是相當(dāng)穩(wěn)定的?？紤]到大自然火災(zāi)，植物等造成的碳固化要多于動(dòng)物等造成的碳?xì)饣?。石油煤炭是碳固化過剩的一種副產(chǎn)品。二、人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響碳是地球上生命有機(jī)體的關(guān)鍵成分,主要分布在四個(gè)主要的庫中:大氣、海洋、陸地以及沉積物和巖石圏，其中沉積物和巖石圏中的碳含量約占地球總碳含量的99%(圖3)，但該碳庫循環(huán)速度緩慢，周轉(zhuǎn)時(shí)間可達(dá)幾百萬年

4、。然而，自1760年工業(yè)革命以來,人類以前所未有的速度和強(qiáng)度在全球尺度上對(duì)地球系統(tǒng)產(chǎn)生著巨大影響。其后果之一是大氣C02濃度成指數(shù)增長,從1850年的285 ppm上升到2013年的397ppm,增長約39% 。本世紀(jì)以來,伴隨全球城市化的加速和人口的膨脹,人類驅(qū)動(dòng)的全球碳生物地球化學(xué)循環(huán)(如原有碳流強(qiáng)度,路徑以及碳庫大小)的改變對(duì)全球變化的影響成為科學(xué)家和政府關(guān)注的焦點(diǎn)之一。圖3：全球碳循環(huán)示意圖黑框和箭頭分別表示主要碳庫和碳流,紅色數(shù)字表示和1750年工業(yè)革命前相比人類對(duì)這些碳庫(流)的貢獻(xiàn)人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)產(chǎn)生最大的影響是直接通過燃燒化石燃料和水泥制造，改變土地利用方式將大量原本儲(chǔ)存在巖石

5、圏和土壤圏的碳大量地釋放進(jìn)入大氣，釋放的CO2約有一半存留在大氣中從而使大氣C02濃度增加(圖3)。這不僅增加了碳釋放的途徑(如化石燃料燃燒),而且還改變?cè)刑坚尫诺膹?qiáng)度與礙庫的大小(如土壤擾動(dòng)帶來異養(yǎng)呼吸增加,減少土壤碳庫)。此外，人類對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)或圖4：“碳循環(huán)一城市活動(dòng)一城市空間”關(guān)系農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)資源的利用消費(fèi)和建造新的系統(tǒng)也會(huì)改變?cè)凶匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)的碳流路徑和強(qiáng)度，甚至概念區(qū)域和全球尺度碳流和碳庫。如大量收獲的生物質(zhì)通過貿(mào)易圈引發(fā)碳在全球表面的水平位移,被人和家禽家畜利用最后經(jīng)呼吸作用產(chǎn)生C02源。人類使用的木質(zhì)林產(chǎn)品碳儲(chǔ)存大約占全世界森林總碳匯的8%，并在城市里形成新的碳庫，如家具和

6、建筑。又如人類賴以生產(chǎn)的城市在其形成、構(gòu)建和成長過程中的很多方面(富裕程度,技術(shù)和人口密度)會(huì)影響化石燃料的碳釋放量及其強(qiáng)度。三、設(shè)計(jì)回歸自然低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)3.1低碳城市概念低碳城市發(fā)展是指城市在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的前提下，保持能源消耗和二氧化碳排放處于較低水平。低碳城市，就是在實(shí)行低碳經(jīng)濟(jì)，包括低碳生產(chǎn)和低碳消費(fèi)，建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，建設(shè)一個(gè)良性的可持續(xù)的能源生態(tài)體系。目前全球各地的城市容納了世界總?cè)丝诘囊话胍陨?，所排放的溫室氣體占到總量的75%。城市對(duì)資源的需求和碳覆蓋領(lǐng)域的擴(kuò)張都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其所能承載的界限,嚴(yán)重影響了它的繼續(xù)發(fā)展及其在當(dāng)?shù)睾腿颦h(huán)境、經(jīng)濟(jì)中的作用。然而,盡管高密

7、度的城市環(huán)境和高頻率的各色活動(dòng)使城市對(duì)資源有巨大的需求,它們?nèi)猿袚?dān)著發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重任。人口的密集,居民的聚居,各種商業(yè)和產(chǎn)業(yè)活動(dòng)使之比低密度地區(qū)更能有效地控制人均資源占有量以及能耗。因此,在政策制定、落實(shí)方面,有著強(qiáng)大區(qū)域性權(quán)力的大城市,其政治和制度的架構(gòu)使之在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)方面有著更大的優(yōu)勢，這也是發(fā)展“低碳城市”的意義所在。3.2以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)策略3.2.1降低固定碳源排放3.2.1.1 減少建筑能耗現(xiàn)代城市往往在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí),受困于“熱島”“干島”“濕島”“雨島”“混濁島”等不良?xì)夂颦h(huán)境的影響,這些都會(huì)造成城市整體能量效率的下降。因此，以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)通過增加被動(dòng)調(diào)節(jié)

8、的機(jī)會(huì)和可能性,抑制主動(dòng)調(diào)節(jié)帶來的建筑能耗與碳排放,就必須關(guān)注于城市微氣候的優(yōu)化這就要求城市設(shè)計(jì)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂騾?shù),盡可能應(yīng)用被動(dòng)低能耗技術(shù),對(duì)城市的物理環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化,以促進(jìn)建筑的被動(dòng)調(diào)節(jié)和碳減排,盡管這并不能從根本上完全取代建筑中的照明、取暖、制冷設(shè)備與系統(tǒng),也無法全面實(shí)現(xiàn)城市建筑環(huán)境中良好的物理?xiàng)l件,但可以提高極端氣候條件下建筑環(huán)境的舒適性,或?qū)⒔ㄖ荒曛胁恍枰哪茉O(shè)備的時(shí)間延長,即使在使用設(shè)備的情況下也會(huì)降低傳統(tǒng)能耗。以被動(dòng)調(diào)節(jié)取代主動(dòng)調(diào)節(jié),實(shí)際上是通過城市的環(huán)境蓄能和有效利用來抵消一部分建筑能耗。具體策略包括:塑造良好的熱環(huán)境以減少建筑主動(dòng)調(diào)節(jié),塑造良好的風(fēng)環(huán)境促進(jìn)自然通風(fēng)和降溫,塑造良

9、好的光環(huán)境增加建筑被動(dòng)調(diào)節(jié),以及塑造良好的聲環(huán)境和空氣環(huán)境以減少建筑主動(dòng)調(diào)節(jié)等。3.2.1.2 低碳能源規(guī)劃低碳城市的規(guī)劃必須考慮到必要的能源結(jié)構(gòu)，能源的合理利用能夠職稱城市的低碳化發(fā)展。目前以太陽能與風(fēng)能作為能源是不少低碳模式的首選，國外發(fā)達(dá)國家的的低碳能源發(fā)展已經(jīng)比較成熟，我國城市可以結(jié)合自身的實(shí)際來引入這些能源供給模式，例如海上風(fēng)電、太陽能建筑等等。3.2.2 降低移動(dòng)碳源排放3.2.2.1 優(yōu)化出行方式交通出行方式是人們從出發(fā)地到目的地,選擇不同運(yùn)輸工具(或步行),經(jīng)由不同線路,出行目的各異(工作、購物、娛樂等)的移動(dòng)方式主要包括小汽車(含出租車)、公共交通(巴士與軌道)和慢行交通(步

10、行與自行車)等三種類型。從能源消耗的角度來看,以小汽車每百公里的人均能耗為1計(jì)算,公共汽車是8.4%,無軌電車為4.4%,有軌電車為3.4%,地鐵為5%?？梢?以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的出行方式序列模式為:步行一自行車一公共交通一小汽車。中國城市普遍呈現(xiàn)出的公交出行比率降低、小汽車增長迅速、自行車出行方式逐年下降的趨勢,從某種程度上說明了交通系統(tǒng)正處于高碳化的運(yùn)行狀態(tài)。究其原因,一為小汽車保有量的快速增長,二是非機(jī)動(dòng)車交通的道路資源被快速發(fā)展的小汽車大量壓縮,三是公共交通的發(fā)展水平有限"有研究表明,一旦居民從使用公共交通系統(tǒng)轉(zhuǎn)向私人交通工具,那么幾乎會(huì)永久地減少公共交通工具的使用

11、,這種轉(zhuǎn)向具有單向性。以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)應(yīng)該深入挖掘城市依賴小汽車的原因,并盡量滿足人們?cè)诓煌鲂心康南碌臐撛谛枨?以良好的城市空間環(huán)境促進(jìn)人們選擇低碳排放的出行模式,具體低碳對(duì)策則包括:以增加非機(jī)動(dòng)出行機(jī)會(huì)為誘導(dǎo)的慢行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,以鼓勵(lì)“公交+步行”出行選擇為基礎(chǔ)的土地開發(fā)模式,以限制私家車出行為目標(biāo)的空間資源配置等三方面。3.2.2.2 縮短出行距離世界銀行對(duì)選取的8個(gè)中國樣本城市進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn),出行率和出行距離日益延長是中國交通能源消費(fèi)的另一大推動(dòng)因素。究其原因,一是市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型引發(fā)城市大幅擴(kuò)展；二是單位制度解體導(dǎo)致出行發(fā)生點(diǎn)(住房)和吸引點(diǎn)(工作地、購物和服務(wù)場所等)之間距離拉大,出

12、行次數(shù)的增加以及出行距離的延長往往使人們需要采用機(jī)動(dòng)化的交通方式；三是開發(fā)市場催生的眾多休閑場所(包括大型購物和娛樂區(qū))也導(dǎo)致了出行需求的增長,從而呈現(xiàn)出粗放式的土地資源和能源利用方式。可見,根據(jù)人們的出行需求特征,優(yōu)化城市空間形態(tài)和土地使用方式,調(diào)節(jié)活動(dòng)場所設(shè)置和建筑功能組織模式,以降低機(jī)動(dòng)車的總出行里程,是降低交通系統(tǒng)能源消耗和碳排放的關(guān)鍵。如果說優(yōu)化出行方式是對(duì)能源使用結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié),那么縮短出行里程則可以實(shí)現(xiàn)能源使用總量的削減。綜合來看,總出行里程與人們使用機(jī)動(dòng)車的單次出行距離、出行時(shí)間以及出行頻率相關(guān)。因此,對(duì)于給定規(guī)模的城市而言,以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)在縮短機(jī)動(dòng)車出行里程方面的主要對(duì)策

13、包括:以減少長距離出行需求為目的的城市用地布局；以促進(jìn)短路徑出行為原則的土地混合使用；以減少遠(yuǎn)距離物資運(yùn)輸需求為目的的產(chǎn)業(yè)布局；以及以暢通和簡捷為原則的路網(wǎng)布局結(jié)構(gòu)等四個(gè)方面。3.2.3 降低過程碳源排放3.2.3.1 提高能源利用效率(l)促進(jìn)小區(qū)域能源的循環(huán)再利用。除對(duì)可再生能源的利用機(jī)會(huì)進(jìn)行挖掘外,以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)還關(guān)注區(qū)域內(nèi)“三次能源”的循環(huán)再利用,通過提高能源利用效率而間接地實(shí)現(xiàn)碳減排"所謂“三次能源”是指電、熱、氣等二次能源經(jīng)建筑和工業(yè)利用后所轉(zhuǎn)換成的能源形式"如日本札幌市利用每天從地鐵排出的低溫廢熱為區(qū)域采暖提供廉價(jià)能源；斯德哥爾摩市利用回收廢水中的熱提

14、供全市45%的集中供熱；瑞典北部的基律納利用采礦工業(yè)過剩的熱能,為城市體育運(yùn)動(dòng)場地和家庭供熱；瑞典呂勒奧則將工業(yè)廢熱儲(chǔ)存起來作為熱源來融化卡拉斯機(jī)場跑道上的冰雪,在獲得良好的環(huán)境同時(shí)又增加了安全性等等。相關(guān)的措施和對(duì)策不僅僅包括熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供、廢熱收集等,還包括就地產(chǎn)能、供給、收集和再利用。(2)以分布式能源供給方式減少傳輸損耗。從能源的組織和分配方式上看,傳統(tǒng)的大電網(wǎng)集中供能一一全分散用能；大電網(wǎng)集中供能一一片區(qū)集中供冷供熱甚至全分散的“1對(duì)1”模式,在資源利用效率和效益上來看,都是不經(jīng)濟(jì)的。英國的有關(guān)研究認(rèn)為,針對(duì)低碳城市的建設(shè),不同的城市空間類型需有相應(yīng)的規(guī)劃應(yīng)對(duì)和側(cè)重。可見,只有結(jié)合不同

15、的區(qū)位和土地利用特征、不同的人口數(shù)量和建筑類型而進(jìn)行相應(yīng)的配套設(shè)施設(shè)計(jì),才能充分實(shí)現(xiàn)低損耗、高效率、低碳排放的能源使用目標(biāo)。3.2.3.2 水資源回收利用目前,世界上大多數(shù)城市的水消費(fèi)采用的都是線性模式:一方面,為滿足人口增長和城市擴(kuò)張的需求,大量淡水資源被開采輸送到城市；另一方面,城市產(chǎn)生的污水和雨水則被認(rèn)為是無用之物,經(jīng)由管道排走。這種模式使城市幾乎喪失了它的流域特征,違背了自然界水循環(huán)的原則,導(dǎo)致缺水、洪澇和水質(zhì)污染等一系列城市水問題的出現(xiàn),同時(shí),水資源的開采!輸送和再處理過程也產(chǎn)生了大量的能耗和溫室氣體排放。因此,以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)必須關(guān)注空間環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中的水循環(huán)過程,通過活用作

16、為地域自給水源的雨水、排水等方法來實(shí)現(xiàn)地域內(nèi)的水平衡,從而達(dá)到開發(fā)水源、減少下水的目的。以水資源循環(huán)利用為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)實(shí)踐對(duì)調(diào)節(jié)微氣候促進(jìn)城市環(huán)境和建筑冷卻降溫、促進(jìn)區(qū)域植被系統(tǒng)生長而擴(kuò)大碳匯都有著至關(guān)重要的作用,具體來看,主要低碳對(duì)策包括與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合的雨洪利用以及與生活方式相融合的中水回用兩方面。3.2.3.3 廢棄物回收利用作為城市生產(chǎn)和生活的代謝產(chǎn)物之一,廢棄物在運(yùn)輸和處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量能耗和溫室氣體排放,尤其伴隨經(jīng)濟(jì)增長和市民生活水平的提高,廢物處在數(shù)量上的增長必然為城市的節(jié)能減排帶來壓力,如北京在1990一1003年間,由固體廢棄物處理所導(dǎo)致的碳排放量增長了2.8倍。此外,廢

17、棄物如果處理不當(dāng),還可能滲入土壤對(duì)地下水造成威脅。反之,如果對(duì)廢棄物妥善加以再利用,也可以收到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的多重效益。因此,以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)將城市的創(chuàng)造與廢棄物的產(chǎn)生視為一個(gè)自然過程的整體,通過規(guī)劃設(shè)計(jì)來合理布局城市和社區(qū)的廢棄物分類回收、處理和利用的相關(guān)設(shè)施,通過制度設(shè)計(jì)來引導(dǎo)人們可持續(xù)性地對(duì)待廢棄物,從而盡量減少過程能耗與溫室氣體排放。圖5：廢棄物收集方法圖譜3.2.4促進(jìn)自然碳匯碳清除3.2.4.1 保護(hù)恢復(fù)生態(tài)功能借助城市設(shè)計(jì)手段,對(duì)城市森林碳匯空間進(jìn)行保護(hù)與恢復(fù),大體包括兩種途徑:一是與城市公園林地和道路林網(wǎng)的建設(shè)相結(jié)合。如倫敦城市外圍規(guī)劃有寬lokm、以森林為主的綠色生態(tài)

18、保護(hù)圈,總面積達(dá)到Z000kmZ以上;外圍規(guī)劃有寬lokm、以森林為主的綠色生態(tài)保護(hù)圈,總面積達(dá)到Z000kmZ以上;法國巴黎城郊有4片著名的森林,即楓丹白露林、法顯葉林、鮑羅尼林以及稍遠(yuǎn)的諾曼底地區(qū)橡林,分別達(dá)到2.5一IOOkm寬的空間尺度。二是結(jié)合城市廢棄地和垃圾場的再利用而進(jìn)行,主要涉及對(duì)土壤和水文地質(zhì)條件的生態(tài)修復(fù)、根據(jù)固碳潛力選擇本地樹種并對(duì)植被群落進(jìn)行空間格局和時(shí)間格局的設(shè)計(jì)等復(fù)雜過程。建成后的林地可以提供就業(yè)機(jī)會(huì)和舒適環(huán)境,改善微氣候并減少空氣污染;收獲的木材可以作為生物質(zhì)能源為小型社區(qū)發(fā)電站提供燃料;通過生物替代品,可以大大節(jié)省礦物燃料,還可以改善生物多樣性和生態(tài)的豐富性,更

19、好地遮蔽城市地區(qū)并吸收城市活動(dòng)所排放出的C02,可謂邁向低碳城市過程中最為經(jīng)濟(jì)合有效的手段之一"在此方面,巴西里約熱內(nèi)盧于2005年開始的“市區(qū)植被和森林重建計(jì)劃”,以線與面的空間結(jié)構(gòu),對(duì)城市周邊及市內(nèi)綠地的連通性進(jìn)行整合,很好地診釋了森林碳匯空間在低碳城市建設(shè)中的作用。3.2.4.2 整合完善綠地格局以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)通過劃定基本碳匯空間以及保護(hù)主要碳匯類型,可以確保城市或區(qū)域的碳儲(chǔ)量維持在相對(duì)穩(wěn)定和安全的狀態(tài),在此基礎(chǔ)上,還需要結(jié)合人工要素和自然要素的特征而進(jìn)行體系化的設(shè)計(jì),以擴(kuò)大綠地系統(tǒng)在碳清除上的綜合功效(見表1）。綜合來看,以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)在綠地格局的整合與完善過

20、程中,主要是從人工要素與自然要素“共生”的角度,對(duì)碳匯系統(tǒng)的水平與垂直格局進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)方面：一是碳匯網(wǎng)絡(luò)與城市空間的整合。碳匯網(wǎng)絡(luò)可以認(rèn)為是由碳匯基質(zhì)、碳匯斑塊與碳匯廊道通過相互聯(lián)系和相互作用而形成的,具有綜合性碳清除功能的綠地系統(tǒng)空間。將城市綠地系統(tǒng)與城市公共空間整合形成完善的城市碳匯網(wǎng)有利于促進(jìn)城市碳匯清除。二是碳匯系統(tǒng)垂直格局的完善。與森林、農(nóng)業(yè)、水體等主要碳匯類型不同,城市空間三維層面的綠化除直接固碳釋氧外,還具有更為多元的碳清除功能。三維綠化對(duì)建筑內(nèi)部溫度的調(diào)節(jié)效果顯著,有研究指出,建筑的屋頂綠化、墻體綠化能使建筑物在夏天的能耗降低30%左右,這將大大減少建筑在使用

21、過程中的C02排放;其次,三維綠化可以為用地緊張的城市提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的平臺(tái),如在高密度發(fā)展的新加坡,科學(xué)家已經(jīng)在設(shè)想充分利用城市屋面來種植農(nóng)作物,如此會(huì)大大降低食品在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸過程中的能源消耗和溫室氣體排放;最后,三維綠化對(duì)城市溫度的調(diào)節(jié)也會(huì)起到重要作用?？梢?立體綠化對(duì)低碳城市建設(shè)而言意義同樣重要,以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計(jì)應(yīng)該充分利用城市空間的水平與垂直基面以擴(kuò)大碳匯面積和密度,從而構(gòu)筑立體化的城市生態(tài)安全格局。表1：城市綠地類型及其碳清除功能四、低碳生態(tài)城市案例介紹圖6：馬斯達(dá)爾生態(tài)城4.1 馬斯達(dá)爾生態(tài)城概況  馬斯達(dá)爾生態(tài)城是阿拉伯聯(lián)合酋長國首都阿布扎比郊區(qū)興建的一座新

22、城，同時(shí)也是世界上首個(gè)達(dá)到零碳、零廢棄物標(biāo)準(zhǔn)的城市，被稱為“沙漠中的綠色烏托邦”。城市用地面積640公頃，規(guī)劃容納人口5萬人，是一個(gè)國際性高科技創(chuàng)新城市，預(yù)計(jì)2016年開發(fā)完成。馬斯達(dá)爾生態(tài)城建設(shè)遵循以下十項(xiàng)原則：零碳、零廢棄物、可持續(xù)交通、可持續(xù)材料、可持續(xù)食品、可持續(xù)水資源管理、生境與野生生物保育、文化與遺產(chǎn)保護(hù)、平等與公平貿(mào)易以及健康與福祉。 4.2 低碳生態(tài)城建設(shè)策略 馬爾達(dá)斯圍繞實(shí)現(xiàn)真正意義上的生態(tài)城市建設(shè)目標(biāo)，積極引導(dǎo)城市緊湊發(fā)展、建設(shè)綠色交通體系、興建綠色建筑、提升可再生能源利用水平、引入國際先進(jìn)數(shù)字模擬技術(shù)、政府強(qiáng)力支持來實(shí)現(xiàn)零碳、零廢棄物的標(biāo)準(zhǔn)。 4.2.

23、1城市總體布局圖7：馬斯達(dá)爾城平面馬斯達(dá)爾生態(tài)城呈方形布局，每條邊的長度達(dá)到近1英里（約合1.6公里），建在一個(gè)23英尺（約合7米）高的地基上以“捕獲”沙漠的強(qiáng)風(fēng)?？傮w布局通過一個(gè)帶狀公園將城市的兩部分結(jié)合起來，針對(duì)其特殊的地理位置、氣候和建筑特征，城市的建設(shè)大量融入最新的技術(shù)，這些技術(shù)可被推廣至其他任何一個(gè)致力于探索生態(tài)城市發(fā)展的國家。在馬斯達(dá)爾市6.4平方公里的范圍內(nèi)，將有30%的土地被劃做住宅用地；24%為辦公用地；13%的商業(yè)用地；6%的學(xué)校用地；19%為交通用地和8%文化與娛樂用地。 馬斯達(dá)爾生態(tài)城的建筑將全部采取東北朝西南的走向興建，以獲得最佳采光及蔽蔭效果。建筑的高度控

24、制在五層樓以下；街道限制在三公尺寬、七十公尺長，以維持微氣候穩(wěn)定并促進(jìn)空氣流通。城市內(nèi)將通過大量的植栽與水景設(shè)施以及風(fēng)塔設(shè)施將涼風(fēng)引入城內(nèi)以達(dá)到降溫目的。4.2.2 建筑設(shè)計(jì) 全城以坐東北朝西南的走向興建，以獲得最佳采光及蔽蔭效果，屋舍仿傳統(tǒng)阿拉伯式建筑，興建高度（除了馬斯達(dá)爾總部外）以五層樓為限。 馬斯達(dá)爾總部 馬斯達(dá)爾總部大樓設(shè)計(jì)以零浪費(fèi)、零碳排放為目標(biāo)。建筑面積135000，共7層，作為馬斯達(dá)爾生態(tài)城的核心建筑，不僅僅有完善的內(nèi)部功能，具備辦公、商業(yè)、零售以及文化的功能，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，建筑頂部11個(gè)風(fēng)錐的集合實(shí)現(xiàn)良好的自然通風(fēng)以及冷卻的功能10；而且與外部環(huán)境

25、聯(lián)系緊密，設(shè)計(jì)注重結(jié)合阿拉伯本土建筑的特征、內(nèi)部庭院以及綠化種植形成和諧的視覺感受；更重要的是，該建筑在利用新能源和新材料方面已處于領(lǐng)先地位，一個(gè)巨大的頂棚一個(gè)巨大的覆蓋頂棚提供了天然的遮蔽，形成了世界上最大的光伏和太陽能板陣列一體化的建筑。這使得可以收獲一年運(yùn)行所需能量的103%。一個(gè)郁郁蔥蔥的空中花園在頂層也創(chuàng)建了一個(gè)微氣候，其中包括水景和種植當(dāng)?shù)刂参锏膶庫o社區(qū)空間。同時(shí)，高熱惰性的外部玻璃幕墻阻斷太陽能熱量的進(jìn)入，同時(shí)保證視野的通透。熱工技術(shù)在該項(xiàng)目的應(yīng)用還包括利用地下管道降低外界空氣的溫度，并提供地下行人通道以連接公共園林空間與公共交通系統(tǒng)。 馬斯達(dá)爾學(xué)院 馬斯達(dá)爾

26、與麻省理工學(xué)院合作建立馬斯達(dá)爾科技學(xué)（MIST），為可再生能源技術(shù)提供一個(gè)研究與實(shí)驗(yàn)基地。馬斯達(dá)爾學(xué)院被定位為“世界上第一所專注研究清潔能源的高等院校”，以推動(dòng)創(chuàng)新理念、發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)為主要目標(biāo)。馬斯達(dá)爾學(xué)院一期建筑主要包括宿舍樓、圖書館、實(shí)驗(yàn)樓、風(fēng)塔等。特點(diǎn)：a.建筑形式和建筑材料都體現(xiàn)了被動(dòng)策略和高技術(shù)的融合；b.注重傳統(tǒng)要素和現(xiàn)代技術(shù)的融合；c.因地制宜，高效節(jié)能。 圖8：馬斯達(dá)爾總部 圖9：馬斯達(dá)爾學(xué)院圖10：馬斯達(dá)爾快捷交通4.2.3 交通體系 通過一條便捷輕軌聯(lián)系著外界，可以很方便地到達(dá)阿布扎比及其周邊地區(qū)。人們駕車抵達(dá)馬斯達(dá)爾之后，汽車不允許進(jìn)入城市，城市內(nèi)部街

27、道完全無化石燃料車輛運(yùn)行。城市內(nèi)部出行主要以個(gè)人捷運(yùn)系統(tǒng)（Personnal Rapid Transit)和步行為主。 個(gè)人快捷系統(tǒng)由磁力傳感器引導(dǎo)，利用太陽能光伏發(fā)電提供電力，人們可以任意編程到達(dá)指定的地方，如果出現(xiàn)障礙會(huì)自動(dòng)停車。為了滿足每日15萬人次的運(yùn)輸需求，個(gè)人捷運(yùn)系統(tǒng)將提供2500組車輛，實(shí)現(xiàn)200公尺內(nèi)有交通工具，方便人們快捷高效的出行。同時(shí)人性化的出行設(shè)計(jì)，可以方便人們?cè)?00米內(nèi)就能夠抵達(dá)基本的設(shè)施，具備遮蔭系統(tǒng)的街道和庭院使得步行環(huán)境更加吸引人。 4.2.4 能源資源的利用 零碳城市意味著100%使用可再生能源，不使用石油和汽車，實(shí)現(xiàn)以太陽能為

28、主導(dǎo)的能源自給自足，還包括風(fēng)能、氫氣發(fā)電，與其他相似規(guī)模的城市進(jìn)行比較，馬斯達(dá)爾將減少75%的石化燃料的消耗量、300%的用水、400%的廢棄物，無論是在施工過程還是建成之后都實(shí)現(xiàn)零碳，同時(shí)還限制零關(guān)稅、零稅收、零資本流動(dòng)。環(huán)繞這座城市的是風(fēng)能與光電農(nóng)場、試驗(yàn)場和發(fā)電站，在這些設(shè)施的支持下，馬斯達(dá)爾城得以成為一座完全能源自給的城市。 4.2.4.1電力 施工過程他們已經(jīng)建成了中東地區(qū)最大的太陽能電場來為這個(gè)市提供電力，以此來抵消施工過程中不可避免的因柴油燃燒和水泥燒制所產(chǎn)生的二氧化碳排放。所有的建筑都按照綠色建筑設(shè)計(jì)，力求降低電力需求。馬斯達(dá)爾總部是一個(gè)典型例子，通過使用太陽能光伏板、自然遮蔭與采光、重質(zhì)型被動(dòng)式太陽能阻熱、太陽能制冷、風(fēng)力發(fā)電、地板送風(fēng)統(tǒng)等技術(shù)，總部大樓的建筑能耗變?yōu)?3%，甚圖11：馬斯達(dá)爾太陽能場至可將多余的電力輸送給其他建筑使用。為了便于施工形成微氣候，在施工過程中，先建天蓬和風(fēng)塔，為其余建筑遮陽。有的項(xiàng)目通過反光鏡把光集中在一個(gè)圓形區(qū)域再反射到中央塔，塔再把光線向下集中1米寬的光束，用來產(chǎn)生熱量并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。 預(yù)計(jì)每日全城電力僅需200百