循环经济理念下的产业园4.0规划设计——以广州中创产业园为例

李 岩,陈士文,郑则柬

(安徽理工大学 土木建筑工程学院,安徽 淮南 232000)

发展循环经济是经济社会绿色低碳发展的内在要求,也是我国生态文明建设的必要之举[1]。工业作为实体经济的主体,是推动经济高质量发展的主战场。产业是工业体系的重要组成部分,产业园区则是推动我国经济高质量发展的重要载体[2]。随着产业园区逐渐转型升级,它不再是提供单一服务的传统模式,而是向社区信息资源共享与互动的新型产业园区模式转变。在园区内部、企业之间以及商业配套等方面能够相互辐射、构建及启发,形成一种互助合作、生态融合的多元化循环模式。通过对广州中创产业园的规划设计,从功能结构、物质循环、生态循环和智慧园区规划等多个方面,探讨循环经济理念下的产业园4.0发展路径,为产业园的合理规划提供借鉴和依据。

1 广州中创产业园

广州中创产业园构思源自循环经济理念。该园区运用物流和能量传递等手段,紧密连接各个企业,建立了一个资源共享和副产品互换的产业共生体系。在这个产业系统中建立了一种循环路径,其中包括生产者、消费者和分解者,旨在实现物质闭环循环、能量多级利用和废物最小化的目标。此外,通过引入循环经济理念,改变企业过度依赖土地、能源和水资源等情况,将最大限度地实现资源和能源的节约和高效利用,推动社会经济的可持续发展[3]。

1.1 选址现状

该项目用地位于产业园核心区,北临横五路、南临支路八、西临纵三路、东临创业大道,地理位置优越,交通便利。该地主要道路、水、电、气和通信等基础设施正在施工,能满足项目的建设与使用需求。周围环境优美,水资源丰富,分布有大量产业园区,为园区物质循环提供了有利条件。此外,学校和村庄等能够满足员工居住生活的需求(见图1)。

图1 选址现状(作者自绘)

1.2 区位布局

项目位于广州市从化区旗杆镇,毗邻创业大道、规划横七路和规划纵三路区域,与联合利华公司相邻。周围四面环路,距离东风地铁站约8.0 km。项目用地东部较高,南部较低。一期用地面积为6.53 ha,二期用地面积为10.73 ha,合计17.26 ha。该项目规划引入循环经济理念,结合周围环境,形成空间串联和环境友好的现代产业园4.0,打造一个可持续发展的产业园区(见图2)。

图2 区位分析及总平面图(作者和项目组绘制)

2 规划目标与思路

2.1 规划目标

立足广州从化的交通优势、产业规划、绿色生态与营商环境,利用科技、资本和行业的引领力量,从化区运用招商投资的方式,推动现有产业优化和新兴产业培育,实现产业转型升级。规划采用先进的清洁生产技术,有效控制污染物的排放,以符合国家标准。推动园区内水资源和能源的梯级使用,实现就近利用,并进行废水、废气和废渣的综合处理,从而落实循环经济理念,打造一个风险低、污染低、附加值高的新型园区[4]。

2.2 具体思路

在广州中创产业园实现4.0循环经济发展的过程中,专注于研究、开发和利用与建筑产业相关的低物质消耗技术。这些技术涵盖绿色规划、资源和能源高效利用、废物回收与再利用、污染治理、污染物监测以及清洁生产与施工等领域,旨在构建产业园规划循环经济的技术支撑体系。通过这一体系建立广州中创产业园企业内部之间、周边企业、城市施工单位和建筑垃圾收集与资源化公司等的密切关系。利用建筑市场机制的激励和约束功能,引导参与建筑经济活动的各相关方追求自身利益最大化的动机,做出符合循环经济为导向的理性决策,进而相应地调整其生产经营活动。基于现代建筑行业的特征和发展趋势,运用BIM、GIS和OT全数字化管理,实现园区的高效运行,并激励建筑企业采用资源节约和合理利用的措施,积极推动资源再利用。同时,鼓励企业设计建造与自然环境和人文环境相融合的建筑产品,以创造宜居舒适的人居环境。

3 广州中创产业园系统性规划设计

3.1 功能结构布局

循环经济模式以产品的绿色设计为主线,融入“减量化、再利用、再循环”理念,使物质资源在开发和利用的整个周期中充分体现减量化、再利用以及再循环的思想,从而实现对生态环境资源的再利用和循环利用。

广州中创产业园主要生产经营智能制造装备,由四大板块组成,分别是汽车制造业、智能家居制造业、医疗康复制造业和智能装备零件产业。在规划产业布局时,以三个层面的循环为基础,根据产业园的物质能源和生态循环系统的需求合理配置用地空间。

该园区形成了“一核三片五组团”的空间格局。其中,“一核”是物流装配中心,“三片”是分布于装配物流中心上方和两侧的产业集聚片区,“五组团”则由研发办公区和商业配套区组成(见图3、图4)。

图3 功能结构布局(作者和项目组绘制)

图4 产业园效果图(作者和项目组绘制)

3.2 物质循环系统规划设计

物质循环可通过三个层次实现:一是在企业内部,通过实施绿色生产,使生产物质和能量达到梯次利用;二是在园区内企业之间形成循环共生网络,通过物质、能量和信息交换,实现物质和能量的充分利用;三是建立园区外的循环系统,通过园区对物质需求和市场供应信息的整合,映射物质循环空间。

(1)企业内部循环。

企业生产使用清洁材料,并进行清洁能源审核,从源头上解决环境污染问题。以3R(减量化、再利用、再循环)为操作原则。首先对园区企业内流失的物料进行回收并将其作为原始材料投入原工序中。其次生产过程中产生的废弃物经适当处理后,视情况作为原材料或其替代品重新投入原工序中。最后对于生产过程中产生的废弃物,通过处理用作其他生产过程所需的原材料。

(2)园区内企业之间的循环。

以产业集聚为核心,将产业链上下游企业作为功能实体,实现产业循环和自我成长的内生动力。该规划包含汽车制造业、智能家居制造业、医疗康复制造业和智能装备零件产业等功能区域,注重强化产业链布局的完备性、可持续性和多元互动性。通过设计布局高效的产业链条,实现产业间的循环流转和高效协同,从而提高全产业链的运营效率和经济效益。致力于在生态、环保和经济发展之间实现平衡,打造适应环境变化和技术发展趋势的现代化园区。

(3)园区外的循环。

园外循环是“虚拟型”循环发展模式[5]。园区外循环和园区内企业之间循环相对,园区内企业之间循环是将产业链形成实体循环,园区外循环是和园内产业互补建立耦合关系,有利于拓宽从化区生态系统的规模(见图5)。

图5 物质循环系统规划设计(作者和项目组绘制)

3.3 生态循环系统规划设计

生态循环系统主要依赖于园区内的废水集成、水体修复、水生态修复和植被修复,以减少人们社会经济活动对园区生态环境的影响[6]。园区废水集成主要包括两部分:减少用水量和废水产生量。企业间水资源的循环利用和梯级利用是节约水资源的有效途径[7]。利用不同企业对水质要求的差异,上下游企业可进行水资源的循环利用,从而减少工业用水和废水产生量。园内采用雨污分流处理系统,污水经过一系列处理后,排入地块支路八的市政外污水排水管。雨水收集则通过透水装置、雨水花园和雨水收集池等设施进行。园内水体公园与自然生态水系有机结合,达到水体的自然修复效果。通过规划生态廊道和绿化节点,完成生态修复,实现生态系统的可持续发展。

产业园规划采用“二廊多节点网状”布局的生态系统。“网状”是指在规划支路、规划横五路和明渠水体设置防护绿地和公园绿地,有利于园区的减噪防尘,净化空气。“多节点”是指产业园内规划设计的多个绿色生态节点,这些节点形成区域的生态修复中心。“二廊道”是指园内的生态绿色廊道和园外的生态水系走廊,它们共同形成水系生态系统和区域内生态廊道(见图6、图7)。

图6 生态循环系统规划设计及生态节点(作者和项目组绘制)

图7 雨水回收利用实景和构造(作者和项目组绘制)

3.4 智慧园区规划

三维建筑数据模型使工程从立项到结项实现全数字化管理。地理信息科技系统则专注于三维地理环境数据的组织、存储和可视化等方面,并用于城市发展方面的协同分析和信息共享。二者结合所产生的城市信息模型,成为智慧园区建设的基础。更为重要的是,城市信息模型与运营技术的有效融合,实现了智慧园区的高效运营[8]。

(1)园区规划前的准备工作。

在园区规划前,利用地形和环境分析指导设计过程。利用无人机倾斜摄影技术和三维建筑信息模型来创建现场模型并进行场地等高线、场地剖面和高程分析。采用三维建筑信息模型技术提供规划和设计前的土地平衡参数,减少后期土方开挖和埋藏,提高项目的合理性和经济性。

(2)场地市政现状分析。

在场地市政现状分析过程中,利用现有市政规划资料、工程勘察报告及项目地块基础数据等,获得全面的市政信息。同时,建立周边市政基础设施的三维建筑信息模型,反映周边城市建筑、城市基础设施及市政管网等相关因素对场地规划与设计的影响。这些分析结果有助于提升规划方案的科学性、可行性和实用性。

(3)施工模型搭建。

在施工模型搭建中,根据碰撞报告及设计院的优化意见,配合施工单位制作施工指导模型,并进行净高优化、管线排布优化;出具详细的优化报告、线路净高图以及复杂部位的详图;配合施工现场对施工模型进行更新,并出具管线优化综合图、预留预埋套管图、预留洞口图等。这些分析结果能够提高施工过程的准确性和施工效率,从而降低施工风险和成本(见图8)。

图8 智慧园区应用技术(作者和项目组绘制)

4 结语

建设循环经济工业园区是广州中创产业园的发展方向,也是推进经济型城市落实“碳达峰”“碳中和”的重要抓手[9]。广州中创产业园抓住国家倡导的产业转型升级的契机,结合市场需求,建设上下游一体的产业体系,促进园区的可持续发展。在这个发展方向中,园区应严格控制“高耗能、高排放”项目的发展,并将“源头预防好、过程控制好、末端治理好”的监管措施贯穿于产业结构调整全过程,从而有效地降低园区的环境污染和资源消耗。同时结合周围环境的特点,建设生态园区以实现环境修复、生态保护等目标[10]。这些举措将推进产业园区的快速、健康、协调和可持续发展,促进经济型城市经济与环境的相互协调与共同发展。