耿庆芬,任 捷,聂 兵
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随着经济的高速发展,我国经历了世界历史上规模最大、速度最快的城镇化进程,多数城市已逐步迈入存量更新转型发展的新时期[1]。城市更新对挖掘城市存量土地价值、优化城市空间布局等具有重要意义。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出,“加快转变城市发展方式,统筹城市规划建设管理,实施城市更新行动,推动城市空间结构优化和品质提升。”2020年月召开的中央经济工作会议也指出“要实施城市更新行动,推进城镇老旧小区改造”。城市更新成为“推进以人为核心的新型城镇化”的重要手段。
经统计分析,在各种人类活动中,建筑业被认为是碳排放的主要源头之一。在城市更新推进实施过程中,为达到城市化进程及生态环境之间的平衡,发展绿色、低碳、生态建筑是摆在当下的主要任务。建筑物低碳或零碳设计对一个国家实现减少碳排放的目标起到极为重要的作用,零碳建筑更是为在新型城镇化建设中融入生态文明指标提供了一种探索模式。各级政府也在大力支持、鼓励房地产企业及设计、研究单位对零碳建筑进行研究探索。
在城市更新过程中,如何保障零碳建筑的可持续运营,并推动其规模化发展,为城市生态环境和人居环境改善提供更加明显的生态效益,对城市运营提出了新的要求。
零碳建筑是指在建筑的全生命周期内,综合碳排放为零的建筑[2],其主要特点是除加强建筑围护结构的被动式节能设计外,还能将建筑能源的需求由化石能源转向太阳能、风能、浅层地热能、生物质能等可再生能源。目前,可应用的建筑节能技术有建筑能耗模拟分析技术、建筑能耗监控系统、建筑外围护保温隔热技术、真空绝热地板保温技术、特朗博墙体技术、真空玻璃节能门窗、玻璃阳光房、建筑遮阳技术、热反射外墙涂层、屋顶绿化、分布式光伏发电、太阳能热水技术、地源热泵技术、水源热泵系统、空气源热泵系统、风帽、雨水回收利用、中水回用、毛细管辐射空调系统、新凤能源一体机、生物质能源等。参考绿色建筑运营管理的概念,零碳建筑运营管理是在零碳建筑运营阶段,采取先进、适用的管理手段和技术措施,确保零碳建筑预期目标实现的各项管理活动的总称[3]。
世界上著名的零碳建筑示范项目有美国加州阴阳住宅、中新天津生态城公屋展示中心、香港零碳天地、台湾绿色魔法学校、新加坡建设局办公大楼、英国伦敦贝丁顿零碳社区、美国赫斯特大厦以及上海世博会零碳馆等[4,5]等,它们的建成向人们展示了一种在城市环境中实现可持续居住的解决方案以及减少能源、水和汽车使用率的良策。
城市更新是将城市发展过程中不适应现代化城市社会生活的地区进行必要的、有计划的改建活动。我国城市更新的主要内容包括城市空间结构调整、城市生态修复和完善城市功能、城市文化和历史保护、居住社区建设、城市基础设施建设、城镇老旧小区改造、城市防洪抗涝能力提升等内容。
城市运营,是指政府和企业在充分认识城市资源基础上,运用政策、市场和法律的手段对城市资源进行整合、优化、创新而取得城市资源的增殖和城市发展最大化的过程[6]。在我国智慧城市建设进入务实发展的新阶段,新型智慧城市的目标也日益清晰的背景下,传统城市运营模式也逐渐向智慧城市运营模式转变。
成本问题是零碳建筑推广应用的瓶颈。零碳建筑技术相对复杂,研发成本高;尚未形成规模化,建设成本高;此外,消费者对零碳建筑在节能、质量方面作用的认识还需要多年才能逐步形成,短期内因零碳目标带来的额外成本绝大部分还需要房地产企业和建筑企业承担。以上因素带来的高成本阻碍了零碳建筑的市场推广。城市更新过程中,零碳建筑产业化的推广和普及需要相关政策的扶持。
零碳建筑运营需要通过城市智慧能源系统,充分利用智能技术、互联网技术、物联网技术和能源分布点,形成更加高效的能源供给体系,更好地调度使用不同种类、不同时段的能源,从而形成一种更具经济效益和低碳高效的能源供给结构。
零碳建筑的设计是以人、建筑和自然环境的协调发展为目标,在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时,尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏,充分体现向大自然索取和回报之间的平衡。零碳建筑的生态价值主要体现在对有限资源进行无限的循环利用,既节约了成本,也使得环境得以改善。在“双碳”目标背景下,如何从“碳”的角度,实现零碳建筑的生态价值,从而部分冲抵建筑本身的高成本,并提高零碳建筑的运营质量,向城市运营服务提出了新的需求。
零碳建筑的产业化发展,需要政府逐步构建目标指标体系、标准技术体系、政策法规体系、监测考核体系。在推广政策方面,首先可在政府投资的公共建筑或保障性住房中率先使用零碳建筑技术,对相关技术成本的提高通过财政进行补贴,并对项目或企业给予税收优惠和金融支持。其次,在政策扶持的基础上,推动大型建筑企业主动承担起零碳建筑推广的重任,加快标准规范的制定,使得更多新材料、新技术、新的施工办法能够被广达的中心企业所采用。同时积极引导、鼓励消费者购买零碳建筑,对购房者给与一定税费减免或金融优惠,提高零碳建筑的市场接受度。
零碳建筑建成使用并实现零碳排放,不只依靠设计和施工技术,特别关键的还有建筑运营过程中的管理。由于零碳建筑运营成本要高于一般建筑,所以除零碳建筑设计、建设激励外,政府或园区还需要制定针对零碳建筑运营管理的激励政策,使得零碳建筑能够发挥更大的社会效益和环境效益。
根据世界资源研究所(WRI)观点,零碳建筑能源供给遵循“四个优先”:能源效率优先于可再生能源、现场的可再生能源优先于远程输送的可再生能源、可再生能源优先于碳补偿、碳减排优先于碳补偿。尽管现场的可再生能源优先于远程输送的可再生能源,为实现建筑零碳排放目标,在城市更新规划中也要充分利用智慧能源系统,为零碳建筑提供必要的太阳能、风能、浅层地热能、生物质能等清洁能源保障。
零碳建筑是“以人为本”的低碳建筑,其运营依赖于智慧能源、政务、医疗、教育、社区服务等城市服务。只有加快推进智慧城区(园区)的建设,才能保障零碳建筑运营目标的实现。
智慧城区建设。以区域信息基础设施建设、信息资源和知识资源管理为基础,加强信息资源整合共享,推进区域与市级信息业务平台间的数据交换共享。推动无线网络等信息基础设施建设,开展“医食住行娱购游”等智慧化服务模式创新应用,带动区域内零碳建筑信息化运营管理。
智慧园区建设。依托重点产业,完善信息基础设施及共享平台,推动园区内各类管理、服务、商业等系统的互联互通。构建园区智慧公共服务管理系统,对人力、物资、设备、物料、车辆等实施统一化管理,为园区企业提供网络资源、软件云、虚拟资源租用、园区物流等综合服务,不断优化园区服务环境,带动园区内零碳建筑的智慧运营。
零碳建筑需要以区域的眼光来运营,而非一个单体建筑,更大范围内的生态优化会反哺零碳建筑本身。城市更新过程中需要平衡政府、开发商、公众等各方利益。政府在政策制定、规划审批实施过程中要予以零碳建筑、通风等空间上的考虑。此外,依托专业机构的技术支撑,制定相关碳交易、碳补偿等相关政策,为零碳建筑生态价值实现提供政策支撑,同时实现区域内生态优化目标。
尽管零碳建筑长远看来更加经济且节约能源,由于我国零碳建筑的建设和发展还任重道远,需要开展多方面的工作来克服社会观念、科研水平、建筑成本、管理制度、执行策略等多种因素构成的障碍。所以在城市更新过程中,要提前考虑到为零碳建筑的运营提供政策激励、清洁能源保障、智慧城区(园区)建设和区域生态优化等服务保障,这将有助于推动零碳建筑尽快从示范或实验性建筑阶段向商业性建筑过渡。