双碳目标下低碳景观营建策略研究与实践

2023-03-12 03:00剧楚凝
工程建设与设计 2023年3期
关键词:能源消耗碳源雨水

剧楚凝

(北京城建设计发展集团股份有限公司,北京 100045)

1 引言

2020年9月22 日,我国在第75届联合国大会上正式提出2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的目标,这既是全面贯彻落实生态文明思想的重大举措,也是我国为构建人类命运共同体做出的庄严承诺。随后1年,中共中央、国务院连续出台了一系列意见和行动方案,如《国务院办公厅关于科学绿化的指导意见》(国办发〔2021〕19号),《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(中发〔2021〕36号),中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推动城乡建设绿色发展的意见》《2030年前碳达峰行动方案》(国发〔2021〕23号)等。表明了低碳城市建设的重要性及迫切性,园林景观作为其重要组成,具有生态碳汇、降低热岛效应、减少建筑能耗、引导绿色交通等多种功能,因此,如何在景观中融入低碳理念,力求以最少的投入获得最大的综合效益是需要深入思考且势在必行的问题。

2 低碳景观相关概念研究

低碳,最早是由英国政府在2003年提出来的,意指二氧化碳等温室气体的少量释放[1],主要包含减少碳源和增加碳汇两方面。其中,碳源是指向大气中排放温室气体或者有排放温室气体前兆的过程或活动,如能源消耗与生产建设消耗、交通出行排放等。碳汇是指移除大气中温室气体的任一过程、活动或机制,如绿色植物固碳、利用废弃材料和再生能源等[2]。

随着低碳概念的提出,低碳景观概念也随即出现,是指在景观全周期建设中尽可能实现低能耗、低污染、低排放,降低自然资源和能源的消耗,最大限度地减少二氧化碳排放,增加二氧化碳吸收量的绿色建设理念,其营建的核心同样在于“减源增汇”。

3 低碳景观营建技术路径

减少碳源包括诸多方面,但通过对比多方来源的城市碳排构成比例,发现能源消耗与生产建设消耗、交通出行排放是城市的主要碳排放来源,因此,本文景观设计范畴中,从减少碳源具有显著效益的节能减排、绿色出行、循环利用3方面入手进行研究,探索了以下景观减少碳源可实施路径[3]。

3.1 降低能源消耗,鼓励节能环保材料

能源消耗是产生二氧化碳的重要来源,景观在施工建设、使用及后期维护过程中伴随着大量能源消耗,同时一些建设材料的生产(如钢材、水泥、玻璃、PVC材料等)也会产生大量的二氧化碳。因此,为降低能源消耗,景观施工建设之初应控制开发强度,高效集约利用空间;顺应并利用现有地形减少土方量,充分利用废弃回收材料;应选择本地材料或就近选择材料,大幅度降低材料在交通运输中的碳排放量;利用可回收材料重组营建绿色景观设施,选择低碳材料替代高碳材料来减少景观建设中的碳成本,如减少钢材、玻璃、水泥的用量,增加低碳材料使用;应选择低能耗、低维护景观材料及设施,减少能源消耗;鼓励光能、太阳能、风能等可再生能源技术及其产品在景观中的推广应用,如风涡轮装置,太阳能路灯、座椅等,为人们提供便捷服务的同时对低碳理念进行展示宣传,传递一种低碳生活方式。

3.2 引导绿色交通,构建舒适慢行系统

绿色交通是指以公共交通出行为导向的交通方式,主要包括地铁出行、公交出行及自行车出行。绿色交通出行可有效减少私家车的出行量,进而减少温室气体排放,因此,引导绿色出行,构建舒适慢行系统是实现低碳景观的重要途径。首先,景观慢行系统的构建需考虑与周边公共交通的一体化衔接,打造绿色慢行网络空间实现区域低碳效应[4]。其次,景观慢行系统需要合理控制线路长度及宽度,并应尽可能串联各类型城市开放空间,实现城市慢行空间的高效利用,节约资源降低能耗。最后,景观慢行系统应充分考虑骑行与步行环境的友好性,打造舒适的骑行环境及服务设施,鼓励人们绿色出行,进而促进节能减排。

3.3 推进海绵设施,促进雨水循环利用

水处理是通过微生物的生化作用将水体中的碳源转化为二氧化碳、甲烷等温室气体,而雨水回收利用可有效减少水资源消耗,降低碳排放。因此,景观设计中应大力推进海绵设施建设,促进场地内雨水资源的回收利用,实现水资源自给自足内部循环。其中,雨水收集主要包括屋顶雨水、广场雨水、绿地雨水和污染较轻的路面雨水,设计可根据不同径流收集面采取相应收集截流调蓄措施,如下凹绿地、透水铺装、植草沟、蓄水罐等。下凹绿地和透水铺装可以调节雨水径流,促进雨水下渗地表,涵养地下水,降低种植灌溉水消耗。在雨量较大季节可通过下凹绿地、透水铺装、植草沟收集雨水,通过生态种植净化雨水储存到蓄水罐,用于补给景观用水,以减少对清洁水源的使用,进而减少水体净化过程产生的碳排放量。

3.4 优化种植结构,提升绿色固碳效益

植物光合作用固碳释氧,是景观设计中最重要、经济的固碳措施。下面从优化绿色种植的角度提出三大措施:

1)适地适树,优选固碳品种。华北地区碳汇能力较强的乡土树种详见表1。通过该措施可以减少运输能源消耗,最大限度发挥绿地生态效益提高碳汇量。

表1 碳汇能力较强的乡土树种(华北地区)

2)增加绿量,拓展立体绿化。植物固碳量与种植面积成正相关,因此,景观在考虑必要功能布局及空间的基础上应尽可能增加景观绿地面积。同时拓展立体绿化,不仅能在有限空间内增加绿地面积,提高单位空间的固碳效率,而且可大幅降低建筑内部能源消耗。

3)丰富层次,合理配置植物。研究表明,随着植物群落层次的增加,固碳效益明显增高,乔灌地被的复层种植碳汇功能最强。单棵植物类型固碳能力排序为:落叶乔木>常绿乔木>落叶灌木>草本花卉>竹子>绿篱色块>草坪,且不同树龄固碳能力为混合型(各年龄树种均匀分布)>中龄型(10~20年)>低龄树种。因此,在绿地面积一定的情况下应尽可能丰富乔灌木种植层次,注重阔叶常绿与落叶、快生树种与慢生树种搭配比例。

4 双碳目标下项目实践——以兴坝西路为例

4.1 项目概况

兴坝西路位于北京朝阳东坝片区东风站轨道微中心组团内,是一条宽25 m的南北向城市次干路,东西向与主干路东坝大街相交,紧邻东侧东坝城市滨河绿色开放空间。设计依托轨道站点、景观空间旨在践行“慢行优先、公交优先、绿色优先”的低碳发展理念,倡导绿色低碳生活方式,建设步行和骑行友好区域,打造北京首个低碳交通示范街区(见图1)。

图1 兴坝西路剖断面

4.2 设计策略

兴坝西路低碳交通示范街结合切实可行的技术路径,在慢行系统构建、功能空间利用、家具设施节能,雨水循环利用、合理绿化配置等方面提出了相关策略。

1)利用节能环保材料,使用回收利用的废弃材料,利用易拉罐、金属废屑等进行二次轻加工制作可回收的主题性绿色雕塑;使用可再生能源,引入太阳能智能照明灯具、太阳能智能座椅等家具设施;此外,设计还通过利用可回收木材搭建二手集市,促进资源的回收利用。

2)构建安全慢行系统化车行路为步行路,有序组织骑行与步行道路交通断面;构建连续慢行系统,设置地上2层自行车-人行廊桥层及地下1层环形步行连廊层,强化慢行系统立体连接,构建慢行洄游系统,实现地铁、公交站、商业、公园等公共空间无缝衔接;构建舒适慢行系统,通过提供自行车吧台、驿站、碳银行兑换点等智能交互式配套服务设施及停靠点。

3)营建雨水循环设施,整条道路设置孔缝道牙拦截杂物,借由高差引导地表径流,设置连续下凹绿地收集利用雨水,并在绿地铺设卵石颗粒,种植低维护、生态性较强的宿根植物净化雨水,设施地埋调蓄雨水管调蓄峰值瞬时雨量,并将盈余雨水量储蓄到储存罐,回收利用的雨水可用于景观用水。设计紧密结合街区景观空间,在减碳的同时还起到了景观观赏及科普展示的作用。

4)设计延续周边滨河绿色开放空间肌理,将绿色引入街道空间,在满足交通、建筑等功能需求的基础上尽可能地增加绿地面积,设置屋顶花园、打造立体绿化;优化绿化种植结构,设计优先选用本土、固碳能力较强、观赏价值高、季相明显的绿化品种,兼顾速生与慢生相、常绿与阔叶相结合。设计选用作悬铃木行道树,白蜡、银杏为骨干树,搭配白皮松、白玉兰、紫薇、西府海棠、丁香等形成组团点景,种植鸢尾、八宝景天,丰富植物乔-灌-草复层植物的搭配,最大限度地增加碳汇量。

5 结语

目前,我国低碳景观相关研究与建设尚处于初步阶段,因此,本文在对根源对低碳作用原理分析的基础上,提出了对碳排放影响综合效益显著、可实施性较强的利用节能环保材料、构建友好慢行系统、营建海绵雨水循环设施、优化绿化种植结构等景观技术措施,并将其应于实际景观项目中,旨在将低碳理论与景观实践相结合,通过因地制宜、集约高效的空间利用手段,精细化、智慧化的景观要素设计,功能复合的景观设施设计,实现景观全周期过程中碳源最小化、碳汇最大化,为相关低碳景观营建提供有益借鉴,助力双碳目标实现。

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