德国生态住区建设研究——以汉诺威康斯伯格为例

葛润青

(南京工业大学 建筑学院，江苏 南京 226001)



德国生态住区建设研究
——以汉诺威康斯伯格为例

葛润青

(南京工业大学 建筑学院，江苏 南京 226001)

对德国生态住区的典范——汉诺威康斯伯格进行了系统的阐述与分析，重点研究了该住区的生态理念、技术及组织实施方法，并简要介绍了项目评估反馈情况，结合其他经典案例的概要对德国生态住区建设经验进行了总结。

德国生态住区；康斯伯格住区；生态理念与技术；组织实施

1 康斯伯格项目背景及概况

康斯伯格住区位于德国汉诺威市(下萨克森州首府)东南部，康斯伯格山脉下，是该市最大的居住开发区，紧邻2000年汉诺威世博会展区(图1)。自20世纪50年代开始，州市政府就此区域讨论了各种规划方案，直到2000年世博会在汉诺威市召开，最终促成了康斯伯格规划的实施和完成。康斯伯格住区占地160 hm2，正式规划始于1990年，到2002年一期建设基本完成，约3000户住宅建成，可容纳居民6500人。

图1 康斯伯格在汉诺威的位置

2000年汉诺威世博会遵从《二十一世纪议程》(Agenda21)的核心精神，提出了“人-自然-技术”的主题。在这一理念下，康斯伯格规划参与了世博会“城市与区域展览”，分别展示了“康斯伯格生态最佳化”，“城市作为公园”和“城市作为社会化的生存空间”三大理念。下文将重点研究 “康斯伯格生态最佳化”。

2 康斯伯格生态最佳化

作为世博会参展项目之一，“康斯伯格生态最佳化”展示了德国住区建设先进的生态理念和技术，由能源效率最佳化，水概念，废物管理概念，土方管理概念4个部分组成。

2.1 能源效率最佳化

能源效率最佳化的核心在于尽可能降低住区的能耗，从而减少CO2的排放。康斯伯格碳减排总目标为：在不影响住宿舒适性的情况下，相比传统的建筑标准，通过低能耗住宅、节电方案及区域供暖的措施，减少45%的建筑供暖、热水、电力能耗，由此减少60%的CO2排放，通过可再生能源利用及其他创新技术措施减少另外20%的CO2排放，一共减少80%的CO2排放。为了达到碳减排目标，康斯伯格采用了低能耗住宅、节电方案、区域供暖、可再生能源利用等技术措施。

2.1.1 低能耗住宅

住宅区中所有的建筑必须符合低能耗住宅标准，即建筑供暖能耗为每年50～55 kW·h/m2。康斯伯格为此设计了一套专门的计算方法，建筑师在建筑设计阶段须填写相应的计算表格，只有当最大供暖能耗数值符合标准，建筑项目才可被批准施工。

2.1.2 节电方案

为了进一步节约能源，汉诺威市政府启动节电方案，为低能耗家用电器的普及提供资金补助，同时鼓励居民提高节电意识，积极使用低能耗电器。节电方案包括三项具体内容：①免费为每个家庭提供5个节能电灯泡和两个节水水龙头。提供30种不同型号的灯泡供居民选择。②为购买节电家用电器提供补助——购买特别的节能洗衣机、洗碗机、冰箱和冰柜可获得每台50欧元的补助。③通过面访或电话方式建议居民养成节电习惯。

2.1.3 区域供暖

汉诺威市市政府章程要求康斯伯格住区内所有的建筑必须实现区域化供暖。暖气、热水所需的能量从以天然气设备为驱动的热电联发电厂传输到独立的住宅。区域内的两个热电联发电厂分别由两个当地组织出资建设，位于南部的发电厂负责2700栋住宅的热能及电能，位于北部的发电厂为600栋住宅及一所中学提供热能及电能。另外，市政府还通过了一项关于区域供暖的法规细则，规范了供热、热水及制冷的供应网络。

2.1.4 可再生能源利用及其他创新技术

除上述主要措施之外，康斯伯格还依靠可再生能源及其他创新技术实现能效最佳化目标。可再生能源主要包括风能和太阳能：区域内建设3个风力发电机组，覆盖了3000户家庭及康斯伯格农场的用电；另一项以能源为建设重点的工程“太阳能城市计划”(Solar city program)在地下6m 建造了一个2750 m3的太阳能储罐，约100 栋住宅40%的供热来自其储存的太阳能，其余的则来自区域性的供热管网。其他创新技术主要包括被动房、光伏发电装置：3个私人开发商为了参展世博会，在康斯伯格项目中投资建设了90栋被动房住宅；在康斯伯格社区中心和当地小学房顶上安装有光伏装置，能利用太阳能发电，产生的电能直接传输到公共电网。

2.2 水概念

水是人类赖以生存的基础，因此降低水的消耗一直是城市可持续发展的核心课题之一。基于此，康斯伯格的水概念主要包括3个方面：近自然雨水管理体系，饮用水节水，提高公众对用水问题的认识。

2.2.1 近自然雨水管理体系

一项针对康斯伯格地区的水文调研结果显示，如若采取传统的暴雨排水方式，将会造成当地的地下水位下降，以及地区内唯一河流的水量紊乱。因此，项目采用了一种近自然的雨水排水方式来减少建设行为对当地生态水环境的影响，其目的是尽量使建设之后的地表径流接近未开发时的自然状态。

康斯伯格近自然雨水管理体系主要包括：①位于整个场地西北部最低洼处的18～35 m的雨水滞留区域，作为住区的大型公园绿地，下暴雨时可起到滞洪作用。②位于住区西北部世博区的河道及雨水收集池。③两条12～30 m宽的东西向绿地坡道，雨水可顺应地势在绿道中缓慢流淌至最低洼处的滞洪公园。④社区公园及社区中心的雨水滞留景观。⑤位于康斯伯格山脚，道路边沿约16～25 m的雨水景观带，同样作为雨水滞留区域。⑥沿整个住区道路网分布的“洼地-沟渠”雨水渗滤系统(Mulden-Rigolen-System)。

其中“洼地-沟渠”雨水渗滤系统是核心技术措施，当住区内的各类雨水滞留区无法承载雨量时，便起到至关重要的作用。它由地上和地下两个部分组成，地上部分为表面覆盖绿化，带有砂石过滤层的排水浅沟和洼地，沿道路设置，地下部分即位于洼地下方的储水装置，储水装置连接着地下排水管道。雨水首先进入地表沟渠，经过滤净化下渗，暴雨时则溢流进储水装置，储水装置水位上升到一定高度时再进入排水管道。

2.2.2 饮用水节水

德国平均每人每天的饮用水用量为128L。作为供水方，汉诺威市水务局计划将这一数值降至100L。因此，康斯伯格采取了全面的饮用水节水措施：对整个供水网的供水量进行预计算。每栋住宅安装节水型水龙头、流量限制器和流通监察装置，采用小管径的引用水专用输水管道。所有居民可从水表监督其饮用水消费量。汉诺威市政府和康斯伯格环境联络局Kronsberg Environmental Liaison Agency, KUKA)还为每个家庭提供两个免费的节水龙头。

2.2.3 提高公众对用水问题的认识

汉诺威市水处理中心(City of Hannover Water Treatment Services)和KUKA共同承担了水概念的展示、宣传及教育工作。为提高公众对用水问题的认识，水被作为一种设计元素，结合近自然的雨水管理概念，充分展现在康斯伯格的城市设计当中，例如私人庭院中的雨水滞留与渗滤设计，山脚的滞洪公园设计，社区公园中的水景等(图2)。新建的康斯伯格小学设计也很好地展现了康斯伯格的水概念：开放的雨水明沟，大面积的蓄水和渗滤区，雨水收集池，收集的雨水用来冲洗厕所或浇灌学校的花园。这些可见的“水元素”在无形中为学生及家长进行了用水问题的教育普及。

图2 康斯伯格水概念

2.3 废物管理概念

康斯伯格住区废物管理概念不同于传统的垃圾处理，以预防性规划管理为主，其目标是在项目规划和实施过程中，建立废物长期避免和再利用机制。废物管理概念包含了建筑垃圾和生活垃圾两方面。住区建设过程中仅允许使用环保型的建筑材料，并对产生的建筑垃圾进行分类处理。康斯伯格还专门展开了“低废物建筑试点”(Low Waste Building Sites)的工作。另一方面，住区内设置分类垃圾筒及垃圾收集站，同时鼓励居民自行处理生物垃圾，把垃圾转化成肥料，并向居民提供相应的技术咨询和帮助，鼓励二手交易市场的建立。相关的住区基础设施包括：公寓区的分类垃圾筒和可回收垃圾收集站，私人或集体的生物垃圾处理场地，二手用品市场或废物回收商店。

2.4 土方管理概念

到2000年，康斯伯格的建设活动共挖掘出约700000 m3的土方，若将这些土方当作垃圾运输至垃圾填埋场，会造成约100000车次的运输量，从而产生大量的灰尘噪音，滋扰居民破坏环境。另外，当地的土质调研结果显示，由于当地土壤的特殊性，这些土方不能轻易用于其他地区。因此，康斯伯格提出生态土方管理概念，其目的是对这些挖掘出来的土方进行即时的就地再利用，用于附近的近自然景观建设。从1996年开始，康斯伯格项目制定了一些列生态景观措施来辅助土方管理，住区的两处景观小山以及世博会场的人造地景均很好地利用了建设挖掘出来的土。

3 康斯伯格项目组织实施

3.1 相关机构

康斯伯格设计方案由约30个房产公司以及40多名建筑、景观设计师共同策划，多个专业部门在设计和施工阶段严格监控。除了汉诺威市政府作为核心领导方，相关的管理及参与机构还包括汉诺威市水处理中心(City of Hannover Water Treatment Services)，汉诺威市环境规划小组(City of Hannover Environmental Planning Group)，汉诺威市环保部门(City of Hannover Environmental Protection Division)成立的生态规划小组(Ecological Planning Group)。市政府统领全局并着重推进能源方面的实施，市水处理中心主要负责水管理工作，市环境小组主要负责废物管理工作，生态规划小组主要负责土方管理工作。为有效推进这种合作式进程，康斯伯格顾问委员会(The Kronsberg Advisory Council)及康斯伯格环境联络局(Kronsberg Environmental Liaison Agency, KUKA)得以成立。顾问委员会主要负责向汉诺威市委员会提供关于城市设计方面的建议，引导总体城市设计的实施。KUKA主要负责协调各相关方与政府部门的合作，涉及信息与公共关系，环境教育与咨询，展示，导游，公众参与，项目开发等工作。

3.2 实施手段

3.2.1 低能耗住宅质量保障监测系统

为了确保低能耗住宅的实施，市政府建立了涉及整个项目的低能耗住宅质量保障监测系统，并设立专门的资金来支持整个系统。其具体内容被写入土地出让合同，包括：确保低能耗住宅标准的实现，通过热桥效应最小化及气密性措施来减少热量损失及构造损坏，舒适的居住环境，规划与施工的衔接，为业主与用户提供质量保证。

监测工作受汉诺威市政府的统一领导，由7个工程处独立完成，在整个施工过程中分为5个阶段：①检查强制的能耗指标；②检查细部设计；③检查现场和相关文档；④测量气密性限值；⑤予以认证。

同时，质量保障监测项目为规划师、建筑师、开发商及未来住户提供技能与资质培训咨询服务，确保他们掌握基本的低能耗住宅知识。

3.2.2 “洼地-沟渠”雨水渗滤系统实施

雨水管理概念实施的首要任务就是确保施工图纸与其理念相一致，因此康斯伯格项目出台了一本专门的手册供工程公司参考，其中包括“洼地-沟渠”系统的基本施工原则，并提供各个施工和质量检测环节的详细的指导。

“洼地-沟渠”雨水渗滤系统的实施涉及公共空间及道路与私有建筑地块两部分。公共空间及道路的施工在汉诺威市水处理中心和市高速路部门(City Highways Division)的领导和监察下完成。私有建筑地块被分成若干街区并出售给开发商，开发商在施工前必须向汉诺威市水处理中心申报符合雨水管理要求的施工方案。

3.2.3 建筑垃圾管理实施

建筑垃圾管理的关键在于对开发商行为的控制，在施工之前，开发商必须与市政府就建筑材料使用及建筑垃圾的处理问题签署一系列协议，同时，汉诺威市环境规划小组与KUKA在施工过程中也为开发商提供咨询和帮助服务。

3.2.4 土方资源数据处理系统

土方资源空间管理的实施主要依靠一套全面的数据处理系统。所有关于土方条件、位置以及建设措施、再利用可行性等的信息被收集进一个数据库，通过将数据库与地理信息系统关联，便可以自动规划、计算出土方再利用与再分配的方法。数据库可以精确到每个建设街区所挖掘出的土方信息。这一系统有利于对挖掘出的土方进行高效地再分配。

3.3 管理工具

为了管理施工行为，康斯伯格制定了各类标准、规范、导则等，主要包括：为所有住房、商用建筑以及绿化、公共用地制定的专门的康斯伯格标准，低能耗住宅建筑保温标准，区域供暖细则，质量保障体系资助导则，雨水排水量限制指标，雨水管理的施工手册。相关要求被写入规划说明书，规划许可条款，城市发展合同，土地出让合同及建设施工合同中，要求强制执行。汉诺威市政府为私人开发商制定的生态准则亦被纳入土地出让合同中，其中涵盖了能源、建筑垃圾、土壤、水和自然资源保护五个方面。

4 评估反馈

在能源效率方面，1999～2001年，德国海德堡环境能源研究所(Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg, IFEU)对康斯伯格住区的碳排放量进行了实时的跟踪反馈，结果显示减少80%的CO2排放量的目标基本得以实现。IFEU主要针对能效最佳化的4项措施进行评估，具体的评估内容及结果见表1。

水管理方面，康斯伯格的自然水位得到保持，雨水流失量仅19 mm/年，接近1994年未开发时自然状态下的情况14mm/年。

废物管理方面，预计目标是减少50%的家庭垃圾，建筑垃圾回收利用率达80%，实际成效减少30%的家庭垃圾，建筑垃圾回收利用率达标。

土方管理方面，重新利用700000 m3的土方，避免了大约100000车次到填埋场的运输量，相当于减少了大约1200 t的CO2排放量。

5 德国生态住区建设经验总结

康斯伯格生态住区是德国开展较早并取得良好效果的模范住区。与康斯伯格同时期的慕尼黑RIEM会展新城，以及2000年之后开始规划建设的汉堡港口新城和汉堡IBA国际建筑展也是德国生态住区建设领域中较为成功的案例。

表1 康斯伯格住区能源效率评估

4个项目的基本框架是类似的，除了“康斯伯格生态最佳化”所聚焦的能源、水、土地与废物4个方面，还包括了建筑、交通、布局、景观等。这里需要补充说明的是，康斯伯格住区作为一个完整的规划项目几乎涉及了所有方面，交通、布局及景观方案均属于项目宏观层面的规划工作，此外，除“生态最佳化”外的另两个世博参展项目(“城市作为公园”及“城市作为社会化空间”)也在一定程度上反映了生态景观规划的思想，本文中仅重点研究了康斯伯格的核心生态技术。

4个项目生态技术的重点基本都放在了能源、建筑、水管理方面。能源方面，4个项目的目标均是通过改变能量来源，建设低能耗建筑等来减少建筑的碳排放。能量的获取上都使用了可再生能源如太阳能光伏发电、沼气、地热能等，减少对化石燃料的消耗，并都使用了热电联产设备，合理分配能源的使用。建筑方面，有3个项目均具备各自的标准及认证体系：汉堡港口新城采用新城环保建筑标识认证体系，并以国际上标准及研究进行设计；汉堡IBA国际建筑展采用IBA卓越标准进行认证；康斯伯格采用低能耗住宅标准，并建立质量保障监测系统予以监测及认证。此外，汉堡港口城还运用了奖励机制鼓励环保建筑建设。水管理方面，康斯伯格与慕尼黑RIEM具备相似的水管理系统，将重点放在了雨水与节水两方面，均采用了雨水收集与下渗技术和饮用水节水措施。

4个项目都设立了多个独立于市政府的第三方组织实施机构，这些机构往往各自有分工侧重，并设有协调机构，组织公众参与。对生态理念与技术的落实主要以严格管理施工行为来进行，实施管理的手段与工具包括完善的项目监察流程，施工方案报批程序，制定相关的标准、规范、导则，并使其具有法律效力，开展评估认证工作，借助大数据平台等。

目前，低碳生态的规划理念在中国仍处于发展阶段，近年来涌现了大大小小的生态城区和住区。这些项目往往热衷于概念性的规划、生态指标体系的建立，却缺乏核心的理念与技术支撑，缺乏有效的实施与管理，或者仅采用昂贵的建筑节能产品，却忽视了其他生态因素，缺乏整体性考量。生态住区规划设计在德国早已不是前沿课题，德国在这一领域颇有建树，在具体案例的基础上发展出许多务实的理念与技术，并进一步贯彻实施，定期评估反馈。国内的规划师和建筑师应以务实的心态对这些前瞻经验进行辨证性的学习与“本土化”的应用尝试，弥补国内在这一领域的缺陷。

[1]Herbert Schmalsting, Uta Boockhoff-Gries,Hans Monninghoff. Hannover Kronsberg Handbook-Planning and Realisation [M]. Hannover：Landeshauptstadt Hannover, 2004.

[2]Hannover Kronsberg: model of a sustainable new urban community[M]. Kronsberg Environmental Liaison Agency GmbH (KUKA) and the City of Hannover, revised version, 1998.

[3]孙 静. 德国汉诺威康斯柏格城区一期工程雨洪利用与生态设计[J]. 城市环境设计, 2007(3):93～96.

[4]Hannover Kronsberg CO2Audit 1999 - 2001[M]. ifeu-Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH.

[5]杨 涛, 邱灿红, 单 韧. 汉诺威康斯伯格生态住宅小区——欧洲生态化居住模范区[J]. 中外建筑, 2009(9):59～63.

Research of Ecological Settlement Construction in Germany— The Case Study of Kronsberg, Hannover

Ge Runqing

(CollegeofArchitecture,NanjingUniversityofIndustry,Nanjing,Jiangsu226001,China)

This article comprehensively described and analyzed the model project of ecological settlement inKronsberg district of Hannover, Germany.We focused on its ecological concepts,ecological technologies and implementation, additionally including the evaluation results. Finally, the article concluded the experience of ecological settlement construction in Germany by generalizing other typical cases as well as Kronsberg.

German ecological settlement; Krongsberg District;ecological concepts and technologies;implementation

2016-08-02

葛润青(1991—)，女，南京工业大学城乡规划硕士研究生。

TU984.12

A

1674-9944(2016)18-0143-04