城市规划与设计在应对气候问题方面主要涉及的空间要素包括:城市形态和布局结构、城市交通与基础设施、城市绿地系统以及城市公共空间等方面。就具体的应对气候问题的规划行动而言,可设定三个目标,一是减缓宏观气侯变化,二是适应地域气侯特征,三是改善城市微气侯环境。基于这些目标,结合城市规划与设计可调控的空间要素,提出相应的城市规划与设计具体建议。
(一)城市形态和布局结构方面
人口密集、功能复杂的城市是产生碳排放的重要源头,城市的结构形态和功能布局是城市整体能耗和碳排放量的重要影响因素,世界银行2010年发布的《城市与气候变化》报告中提出了城市降低碳排放的规划政策措施,其核心是城市土地利用规划、交通规划、城市设计与建筑设施设计规范之间的结合,而塑造适宜的城市空间形态是降低城市碳排放的关键举措。
规划低碳城市的空间形态,防止城市的低密度蔓延式开发,提高居住、就业与商业服务等活动的邻近度与可达性以减少出行需求,鼓励公共交通和非机动化出行以控制机动车出行。落实到具体的量化指标上,在都市区层面表征为密度、临近度和可达性,即通过保持适度紧凑的人口密度、提高职住平衡、提升各种城市活动的可达性等策略来降低城市的能耗和碳排放量;在社区层面表征为密度与多样性,即通过保证合理的社区开发密度,保证居住、就业、商业在适宜的步行距离内可达,并依据土地混合利用的原则,提高住宅、建筑形态与道路体系的多样性等手段塑造低碳的社区空间形态。
(二)城市交通与市政基础设施方面
交通与市政设施不仅影响到城市碳排放,同时也是保证极端气候条件下城市得以正常运转的关键空间要素。大量实证研究表明由居民交通出行(特别是小汽车出行增加)导致的城市交通碳排放不断增加,而由暴雨洪水引发的交通瘫痪现象愈发频繁也对城市交通与市政设施的适应能力形成挑战。
结合土地利用规划和基础设施投资引导长期的交通需求走向低碳化成为重要的气候政策措施,进行节能低碳的城市交通与基础设施规划是适应气候变化的城市规划中的重要内容。具体建议包括减少交通出行(特别是私家车出行),大力发展公共交通、步行和自行车交通。通过减少交通量的功能规划,小尺度的功能混合有效地降低二氧化碳排放量。此外,还可围绕交通和市政节点进行集约型居住空间扩张,建立支路网密集的中心区;将公共交通作为发展重点的基础上资助自行车交通;设定城市密度,如居住和就业最低密度;通过价格和交通管理措施限制私家车的发展。
(三)城市绿地系统方面
城市绿地在调节和改善城市局地气候和净化城市空气等方面具有显著的作用。不同层面的城市绿地规划对于城市气候问题具体可发挥不同的改善与适应作用。
在城市总体气候特征层面,绿地系统可对包括城市热岛、风环境与大气污染在内的的城市气候特征产生影响。在绿地系统规划中,可根据城市气候环境特征所反映的环境问题,确定减缓气候影响的绿地空间布局方式及合理的绿地种植结构,以形成合理有效的绿地景观格局。针对城市热岛问题,可根据其具体的温度效应,构建与城市整体发展相协调、集中与分散相结合的景观布局方式,有针对、有重点地进行绿地景观的建设。针对城市风环境的改善,应从不同的尺度对风环境进行动态的研究分析,以引导形成合理的绿地景观空间格局。
在城市尺度上,注意城市的氧源基地和风通道的设置以及与风向的关系。在城市组团尺度上,也应根据城市内部的风环境特点设置相应的绿地作为城市内部通风、排气的绿地斑块及廊道。针对大气污染问题,在明确真正的空气污染源基础上,对污染源物质的空间扩散过程进行深入的分析研究,了解其空间扩散规律,有针对性的采取对策。在绿地景观格局规划中,应该根据植物的生理特性,有针对性的选择抗污染能力和吸收净化能力较强的植物,并根据污染物质的空间扩散规律规划适宜的绿地景观空间格局。
在建成区分区和场地层面的微气候特征层面,建成区绿地网络可发挥出重要的改善作用。合理布局不同规模的绿地斑块并与建成区绿色廊道的结合连接形成绿色网络,从而帮助建成区域平衡热量、降低热岛效应,促进污染物浓度的降低。
(四)城市公共空间方面
针对城市微气候环境恶化降低城市空间环境质量的问题,建议从密切影响人们行为的城市户外公共空间入手,进行微气候调节。不同地域气候背景下居民对公共空间的微气候舒适性需求不同,因此要确定不同的微气候控制及优化目标,进而采取针对性规划设计策略,如对于寒冷季节时间较长的北方城市而言,背阴、多风的户外公共空间对人们活动产生较大制约,保持公共空间拥有充足日照以及适宜风速是主要目标。而对于炎热季节时间较长的南方城市而言,高温、日照对于人们活动成为不利限制因素,保持公共空间的通风流畅、避免暴晒是主要目标。
以寒地城市为例,在公共空间营造模式上可对建筑组合形式、地下空间的利用、下沉广场和室内商业街等多种模式进行研究,创造安全舒适的冬季城市“暖空间”,延长人们的户外季节。可设计在不同季节进行城市公共空间里转换的景观和设施,从而使公共空间可支持全年活动。同时,建议进行微气候影响评估,设定公共空间微气候环境日照标准,结合建筑场地的布置减少地面上风的产生,建筑物的定位选址和高度设计要考虑对公共空间和临近地区阴影减少到最小等。此外,要针对重点人群(如老年人等)和重点区域(行人密集的公共空间)进行气候防护。
综上所述,应对气候变化引发的各项问题,进行积极的城市规划设计成为当前城市发展过程中的重要内容,从主要聚焦于物质空间形态的城市规划设计到将人的感受需求作为核心的城市规划设计,从追求量的不断拓展到追求质的日益提升,城市发展过程中的低碳、舒适、自然逐渐成为人们对空间品质的主体诉求。与此同时,积极应对气候问题,增强城市规划设计的前瞻性、科学性、人本性成为了我国城市规划设计的重要内容。