低碳工业园厂区修建性详细规划作用机理及规划指导路径
2016-04-17刘丽荣李书覃李欣原文正敏刘声炜
刘丽荣,李书覃,2,李欣原,文正敏,刘声炜
(1.桂林理工大学a.广西建筑新能源与节能重点实验室;b.土木与建筑工程学院,广西桂林 541004; 2.信阳师范学院城市与环境科学学院,河南信阳 464000;3.湖南大学建筑学院,长沙 410083)
低碳工业园厂区修建性详细规划作用机理及规划指导路径
刘丽荣1,李书覃1,2,李欣原3,文正敏1,刘声炜1
(1.桂林理工大学a.广西建筑新能源与节能重点实验室;b.土木与建筑工程学院,广西桂林 541004; 2.信阳师范学院城市与环境科学学院,河南信阳 464000;3.湖南大学建筑学院,长沙 410083)
修建性详细规划为低碳工业园厂区施工建设提供更为直接和具体的规划指导。基于分层、指导要素、过程3个层面,探讨了低碳工业园厂区修规的作用机理,并结合低碳工业园厂区的建设特点和企业发展目标,总结归纳其修规的指导要素。提出了5个厂区修规指导路径:模块化厂区总平面布置,开放复合的道路交通组织方案设计,分类的低碳工业建筑设计指导,多层次的厂区景观绿化布置,集约、高效、节能的厂区管线布置,为指导厂区的各项工程低碳建设实施、低碳工业园厂区修规设计优化提供依据。
低碳工业园厂区;修建性详细规划;作用机理;规划指导
降低工业碳排放是实现国家低碳发展的重要途径,低碳工业园区是降低工业碳排放的重要载体和实施主体,如何建设绿色环保、低碳节能的工业园区已成为国内各级政府及工业发展所面临的重要问题。
科学合理的低碳工业园区规划可以为园区的低碳建设运营提供有力的保障,在总体规划(以下简称总规)、控制性详细规划(以下简称控规)、修建性详细规划(以下简称修规)层面可以有效地将园区的低碳发展要求和目标加以落实。通过各层次的规划明确低碳工业园区建设重点,引导、调控、控制和指导园区建设过程,势必会起到事半功倍的效果。修规是针对当前要进行建设的区域编制的具体的、操作性的规划,既要在土地使用性质、开发强度、空间、环境控制等方面服从于总规和控规的控制要求,又是用以指导城镇建设区域各项建筑和工程设施建设实施的规划设计。
规划指导是指通过修规设计,指导城镇各项建筑和工程设施及其施工的方法和具体的要求。通过规划定点这一规划行政管理手段,赋予了修规法定文件的属性,从而使修规的规划指导具有法定执行效力。在修规阶段探究低碳工业园厂区修规规划的作用机理和规划指导路径方法,能够有效地将低碳建设目标要求落实到建设实施过程,是工业园区低碳建设实践迫切需要解决的科学问题。
1 研究综述及问题的提出
广东省建筑科学研究院在2001年起草的《低碳园区发展指南》指出应对园区规划建设进行引导。胡振宇从自然环境、人工环境、低碳模式、规划方案的4方面分析了低碳园区的运营方式,论述了低碳工业园区的发展方向和运营模式[1]。从总规和控规层面探究工业园低碳化发展方面:刘丽荣等[2]创建了低碳工业园区专项规划的控制指标体系,从总规层面引导工业园区低碳建设;谢华生等[3]从低碳能源、低碳建筑、低碳技术、低碳管控、碳汇建设方面提出了生态低碳工业园“碳流”的规划控制措施;廖威等[4]应用低碳模拟评估技术,提出构建紧凑、开放的低碳空间的控制性详细规划方法;张小松等[5]提出控规的低碳规划策略。在工业园厂区层面:李辉[6]以飞机制造厂建设为例,提出了建设绿色低碳厂区的具体措施;王益飞[7]分析园区绿色建筑评价及低碳建筑设计与施工引导的措施与方法。但从修建性详细规划层面探究如何有效规划指导厂区建设实践的成果却很少,而基于厂区修规作用机理分析的规划路径与方法的研究则更少。修规是衔接低碳工业园区控规落实和厂区建设实施的桥梁,为低碳工业园区的建设实践提供更加直接和具体的指导,是指导低碳工业园区建筑设计及实施的法定依据。探究修规阶段的作用机理及其规划指导方法,不仅在理论上丰富了低碳工业园区的规划理论,在规划实践中还能够通过事前规划指导,将相关的低碳规划技术和方法以法定文件的方式落实低碳建设目标,事半功倍地推动低碳工业园区规划实施建设的效果。
2 低碳工业园厂区修规的作用机理
工业园区的修建性详细规划由工业园内部的各个厂区规划组成,根据上位规划控制要求及厂区产业发展目标分别编制实施。其内涵就是以工业园区总体规划和控制性详细规划为依据,制订用以指导各项建筑和工程设施的设计和施工的规划设计文件,并为园区建筑、园林和市政等工程设计提供依据[8],是对控规中提出的规划控制要求的具体落实。修规的主要作用是指导工业园厂区的建筑设计及建设实施,其内容包括厂区建设基础条件分析、用地总平面布置、厂区交通组织方案和设计、建筑设计引导、绿化方案选择、厂区竖向设计及市政综合管线规划布置方案与建筑设计引导等。
2.1 分层思想指导下厂区修规作用机理
2.1.1 分层思想在规划中的应用 新《城市、镇控制性详细规划编制审批办法》中明确提出分层控制的规划方法,将规划的目标与对象按照某种标准(例如空间、时序等)进行分层,依据规划目标和对象的空间层次,提出不同的规划要求和规划要素。目前,北京、上海、广州、武汉、南京等城市已经进行了分层控规的技术实践。在总规的编制过程中也体现了规划在空间层次的分层思想,以提升规划方案的针对性和适应性 (表1)。
表1 分层思想在总规、控规中的应用Table 1 Application of hierarchical idea inmaster plan and regulatory plan
2.1.2 分层指导的低碳工业园厂区修规作用机理
厂区修规是指导厂区内各项建筑和工程设施设计的依据,是落实控规的主要途径。分层指导思想的引入,有利于提升修规规划指导的针对性,更加明晰、有序地落实控规的规划控制目标和要求。低碳厂区分层规划指导是通过以下三方面的共同作用实现的:一是低碳工业园厂区修规规划对象的分层,在规划空间层次上分为厂区、指导单元和单项工程3个层次,厂区层面主要包括基础条件分析、厂区建筑物组合及功能区的划分及工艺设计等内容;指导单元层面主要包括总平面布置、建筑设计引导、道路交通组织设计、景观绿化布置方案、综合管线布置、厂区竖向设计等内容;单项工程层面主要内容包括低碳设计、低碳建材、低碳技术推广等方面的规划指导。二是低碳目标在修规中的落实,将低碳工业园厂区低碳建设要求(低污染、低能耗、低碳排、高效能)落实到厂区修规的设计方案中,厂区规划建设目标包括厂区用地低碳、建筑运营低碳、交通组织低碳、绿化景观低碳、市政设施低碳等五方面。三是将低碳控制目标与厂区修规各层次的内容结合,根据规划对象的空间层次,提出对应的低碳指导要求,实施对低碳工业园厂区规划建设的分层指导(图1)。
2.2 基于指导要素的厂区修规作用机理
控制性详细规划职能重在规划控制,并通过规划控制要素实现控制目标,而修建性详细规划职能重在规划指导,因此,在厂区修规过程中明晰指导要素是关键。基于厂区修规内容和分层指导思想确定指导要素,使规划低碳目标层次分明、实施路径清晰,有利于修规阶段低碳规划指导效果的提升,有利于指导要素的整合与相辅相成,发挥分层指导方法和指导要素作用的协同效应,实现低碳工业园厂区低碳规划目标。
依据低碳工业园厂区建设目标、建设内容和特点、厂区修规设计的内容及要求,充分响应国家及地方的低碳可持继发展政策目标,结合相关工业园总规、控规、各项专项规划、规划法规、规章制度、建设标准、地方规范等,确定厂区修规在厂区、指导单元和单项工程3个层面的指导要求和指导重点,分析得出对应3个层次划分的指导要素,通过指导要素对低碳工业园区的建设进行详细和具体的指导 (图2)。
图1 分层指导的低碳工业园厂区修规作用机理Fig.1 Function mechanism of hierarchical guidance during the site plan of Low Carbon Industrial Park
图2 基于指导要素的厂区修规作用机理Fig.2 Function mechanism of guiding elements in site plan
2.3 基于过程的修规指导要素作用机理
厂区修规层面的低碳规划指导的作用过程,一是基于低碳工业园厂区规划内容构建规划指导路径,侧重约束厂区的建设实施过程满足低碳要求;二是基于低碳工业园厂区运营发展建设目标的考核,侧重对厂区建设过程中低碳目标实现的考量。在与厂区实际情况及相关上位规划(工业园区总规、控规等)对接后,以低碳工业园厂区建设的目标为基础,通过指导要素对厂区各项建设进行具体的指导,通过用地总平面布置、交通组织方案设计、建筑设计引导、景观绿化布置方案、竖向设计、市政管线综合布置等指导路径保障低碳工业园厂区规划目标的实现(图3)。
图3 基于过程的修规指导要素作用机理Fig.3 Function mechanism of guiding elements in process of site plan
3 规划指导要素选择的方法路径
3.1 规划指导要素选择
科学合理选取指导要素是低碳工业园厂区规划落实低碳建设目标的重要手段,指导要素能对低碳工业园厂区的建设过程进行横向、纵向、静态、动态的规划指导,为低碳工业园厂区修规方案的编制提供科学合理的依据。
依据厂区建设目标,明确低碳厂区低碳建设的重点,遵循低碳工业园厂区修规指导要素作用机理与规律,应用分层指导的方法,明晰厂区修规内容层次的划分,依据相关规划法律、规范及上位规划,确定在厂区、指导单元、单项工程3个层面的规划指导内容和指导要求(图4)。
图4 指导要素选取方法路径图Fig.4 Selection method of guidance elements
3.2 厂区修规指导要素集合
3.2.1 厂区层面的指导要素 (1)建设现状分析及低碳资源能源评价:分析厂区区位、土地利用条件、建设条件,进行资源能源的质量与容量评价,结合当地经济、生态、社会等条件对项目低碳发展的潜力作出评价,并总结可行的能源资源低碳化利用措施与建议。(2)综合经济论证:分析低碳设计、低碳建材、低碳技术与措施的实施成本,对低碳节能的资金投入进行增量投资效益分析。(3)厂区工艺设计:以产业类型为基础,对厂区企业的工艺设计流程、工艺设备选型进行规划指导。
3.2.2 指导单元层面的指导要素 (1)厂区总平面布置:厂区功能单元位置,公共空间的共享共用方式,节地与用地保护措施,建筑物群体组合形式,地下空间、停车等的统筹利用,形成生产生活相宜、产业共生、低碳排放的用地总平面布局。(2)低碳交通组织方案设计:快慢结合、客货分离的交通流线设计,快慢交通的连接与融合方式,各等级道路选型与绿化的指导,低碳停车方案布置,保证厂区各类交通的运行效率,避免外部交通对厂区内部的干扰。(3)景观绿化方案:重要节点(厂区入口、道路、公共空间、建筑四周等)的绿化形式、植物种类选择、配置方案以及立体式绿化方案指导,提升厂区内部生态环境的质量和厂区固碳、降碳效率与能力。(4)低碳设施与公共设施配置:厂区给排水、电力电信、垃圾处理、节能设施、服务设施等高效使用的方式与原则,低碳绿色市政管线的平面优化、接口位置及处理方式与各类共线管廊设计方法,各类低碳管材选用指导。
3.2.3 单项工程层面的指导要素 (1)低碳建筑设计指导:低碳理念在建筑设计中的运用,低碳建筑选型、建筑结构选择,生产区、办公区建筑低碳化措施指导。厂区建筑在符合企业专业形象、满足工艺生产需求的前提下,降低建筑能耗和维护成本。(2)低碳建材的使用:评估低碳建材在制造、运输、使用、拆除等过程中所排放的二氧化碳量及建设材料的成本与效用。(3)低碳建筑、节能技术、资源循环利用技术的推广应用,低碳建设行为约束与低碳理念的植入。
4 厂区修规规划指导路径
根据对低碳工业园厂区修规指导要素作用过程的分析成果,从厂区总平面布置、交通组织设计、景观绿化布置、建筑设计引导、市政管线布置等五方面提出低碳工业园厂区修规的指导路径。
4.1 模块化厂区总平面布置
在厂区层次,确立企业发展目标要求,并进行目标分解分层。在指导单元层次,对厂区地块进行模块划分,注重对工业厂房、办公区、仓储区的布置,绿地及公共活动场地的利用、建筑物平面组合形式等作出具体的安排与指导,实现土地的高效利用。
模块划分的低碳目标指向。根据企业功能面积的需求,设计出功能模块 (模块由工业厂房、办公区、公共绿地、仓储区组成)的尺度,通过模块之间的咬接、联系,形成土地高效利用、生产成本及能源消耗降低的模块组合;通过绿地、景观的介入,增强用地的弹性和动身性,实现厂区土地的节约、高效利用,实现统筹管理和综合利用(图5)。模块规模不宜过大,生产厂房层数宜为3~6层,层数原则上不得低于2层,采用行列式或平行式的平面布局,同种类型生产厂房合并集中建设,在满足产品生产需要的原则下,尽量减少构、建筑物的体积和面积。生产区地面停车的服务对象以大型运输货车和工具车为主。实现生活小汽车与生产用车的分区分疏设计疏导。通过模块化的厂区布置,将建筑、绿化有机围合使建筑外部的开敞或半开敞的空间 (建筑外部绿化、广场、室外活动场地)供厂区全体工作人员公用共享,提高公共空间利用效率,节约土地资源。
图5 模块化总平面布局示意图Fig.5 Modular layout of the general layout
4.2 开放复合的道路交通组织方案设计
在道路交通组织这一指导单元层次,注重对交通流线 (客运、货运)设计、快慢交通的连接与融合、道路绿化设计引导及停车场地布置等,缩减货运车辆在厂区内的停留时间和运行的距离,提升厂区交通的便利性与低碳出行比例。道路交通组织方案建议采用客货分流、人车分流、快慢结合的道路结构,主要出入口设置在厂区与园区联系紧密且等级较高的道路上,提升与园区道路的衔接度,减少机动车在厂区内的运行距离,设置单独货运和客运通道,避免两者交叉干扰,提升道路运行效率。在整个厂区的出入口处及厂区主干道上均匀设置公共交通和自行车停放点,在主干道两侧设置自行车专用道(宽度不小于2.0 m)。依托厂区内主要道路设置步行通道和自行车道,步行道、自行车道与车道之间用绿化带隔离分开,在步行道路上要设置遮雨设施和休息场所(图6)。
在单项工程建设层次,对道路低碳设计、低碳技术、低碳道路材料的使用作出具体的指导,降低道路施工过程中的碳排放。厂区不设固定围墙,利用自然地面高差与绿化围合来界定用地范围(绿化围合高度一般在1.5~3.0 m),尽可能少用人工围挡,提升园区的开放性。厂区主干道路宜呈环状,道路走向与厂区内主要建筑物、功能区的轴线平行或垂直,方便地下管线的敷设。建设道路宜用稳定型橡胶改性沥青或高强度水泥混凝土等抗老化、抗疲劳、抗水损、强度高的低碳环保型材料作为道路主要材料;步行景观道铺设时宜使用透水性好的砖、石材;停车场、自行车道宜采用透水性好的道路材料。
4.3 分类的低碳工业建筑设计指导
在指导单元层次,对厂区内每一类建筑进行分类设计指导。根据厂区内建筑对空间环境质量要求的不同分为两大类:一类是对环境要求不高的建筑包括厂房(标准化、专业化两种)、仓储用房、垃圾站、变配电所、雨污处理泵房等建筑;另一类是对空间环境质量要求较高的建筑如行政办公、公共服务等,厂区配套建筑(职工居住、食堂等)。在厂区修规中根据建筑种类、功能的不同提出相应的建筑设计指导要点。对环境要求不高的生产类建筑在低碳建筑设计指导中,根据其建筑顶面较大、形体规整、采照通风条件好、环境要求相对较低的特点,设计引导重点是依托建筑实现低碳能源的转换与利用;对环境要求较高的服务类建筑在低碳建筑设计引导中则主要通过建筑新技术新材料的应用、立体绿化及智能化管控方面进行低碳化的指导设计,降低建筑能耗。
图6 某低碳厂区道路交通组织示意图Fig.6 Traffic organization of a low carbon plant
在单项工程层次,旨在降低建筑在施工建设阶段的碳排放。将低碳理念落实到建筑立面、门窗、屋顶及建筑结构设计中,提出具体的低碳节能要求,降低建筑运营阶段的碳排放,应用低碳建筑材料与低碳建筑技术,倡导低碳建设理念、行为的具体方案措施。
4.4 多层次的厂区景观绿化布置
在规划指导单元层次,多层次的厂区景观绿化布置主要包括厂区绿化方式、绿化空间的划分、植物种类和配置方案的选择。多层次的厂区景观绿化,一方面保证了人们在行进中景观空间体验的连续与多样变化,通过对建筑立面、屋顶、连廊等的绿化增加厂区的绿化面积;另一方面,通过选用固碳能力强的绿化植物,提升厂区绿化的固碳降碳效率。
多层次的景观绿化的分类与分层。第一,根据绿化景观性质的不同划分为公共绿化景观、半公共绿化景观和私享型绿化景观3种类型。其中,公共绿化空间包括:道路、广场、外墙面、地面公共绿化、防护绿化等;半公共绿化空间包括:低空屋面、集体公共阳台、高空绿化连廊等;私享绿化空间包括:建筑的阳台、窗台、个人办公空间的阳台、高空屋顶面等。第二,根据绿化所处空间上的变化将绿化分为地下绿化、地面绿化、低空绿化和高空绿化4个层次,即实现景观绿化多层次布置。厂区内部各类建筑物的屋顶、墙体立面、水泥地面、车库顶层等不同空间层次进行绿化和美化,路灯柱、围墙、栅栏、阳台、窗台等也都属于立体绿化空间的范畴,拓展厂区绿化空间、美化厂区环境,构建出多层次景观绿化的模型示意图(图7)。
4.5 集约、高效、节能的厂区管线布置
图7 多层次厂区绿化布置Fig.7 Multilevel greening arrangement in the plant
在厂区层次,注重与园区各类管线的对接与协作的规划指导。在指导单元层次,注重对各类管线的铺设方式、低碳管材的选择进行具体指导。将集约、生态、节能的设计理念运用到水电、通信、燃气等管线的布置中,实现厂区水资源、能源和废弃物系统的集约循环和高效利用,为实现厂区低碳、节能、减排运营的目标奠定基础。
给水管线:在厂区内实行分区、分质、分压给水制度(生活给水、热水、消防用水和生产用水),对不同用水需求的企业或单元进行分类供水,按需要布置供水管线。
排水管线:排水体制采用严格的雨污分流制,生产、生活污水及雨水分类分管道收集处理。以厂区内的企业为单位,通过合理布置污水收集及处理设施,分质进网,源头管理,对不同工艺的污水实行分类处理,对处理后达到统一标准的工业用水集中回收、重复利用。
电力管线:即供配电管线,与工业园区电力管线结合,按用电量布置管线。对用电量较大或有特殊用电要求的车间或企业,可根据厂区企业的实际情况进行专线、专区域的有针对性的供电。实行生产用电能级划分、用电定额管理。
通讯管线:主要包括电视天线、网络通讯、广播系统等,针对通信管线依托工业园区的相关规划按需布置即可。
环卫设施:对工业垃圾和生活垃圾实行分类收集、分类处理,为节约用地,在厂区内部实现垃圾的分类收集,充分利用园区的环卫设施,实现厂区垃圾的集中转运及分类处理。
5 结论与展望
开展低碳工业园厂区修规作用机理的分析,论述了分层指导思想在厂区修规中应用的可行性。提出了低碳工业园厂区修规在厂区、指导单元、单项工程3个层面的指导要素,分析得出低碳工业园厂区修规过程中的规划指导路径:一方面为低碳工业园厂区规划的编制和优化提供依据;另一方面为厂区的各项工程建设提供更加直接和具体的低碳建设指导,规范指导低碳工业园区的各类建设行为,增强低碳工业园区总规、控规和修规之间的衔接。但对于低碳工业园厂区修规的规划指导要素,在设立指标评价标准和指标的量化分析方面可以开展进一步的专题研究,以深化研究内容、丰富研究成果,进一步提高工业园厂区修规在低碳规划设计方面的科学性、实用性和有效性。
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Mechanism of site plan and guidance in low carbon industrial park planning
LIU Li-rong1,LIShu-tan1,2,LIXin-yuan3,WEN Zheng-min1,LIU Sheng-wei1
(1.a.Guangxi Key Laboratory of New Energy and Building Energy Saving;b.College of Civil Engineering and Architecture,Guilin University of Technology,Guilin 541004,China;2.School of Geographic Sciences,Xinyang Normal University,Xinyang 464000,China;3.College of Architecture,Hunan University,Changsha 410083,China)
Site plan can provide amore straight and specific guidance for the construction of low carbon industrial park.Based on three aspects-stratification,guiding elements and processes,the paper sought out themechanism of site plan and summarized the factors for guide lines by combining the construction characteristics and the goal of enterprise development.Therefore,a full setof site plans guide lines from five districts can be drawn,including amodular general arrangement,a composite open design for road traffic organization,a classified design guidance aswell as an intensive,efficient and energy saving pipeline layout.Thus a guidance for low carbon construction of different projects can be formed,and the basis for optimizing the site plan be provided.
factory area of low carbon industrial park;site plan;mechanism;planning guidance
TU981
:A
2016-02-29
国家自然科学基金项目 (51268007)
刘丽荣(1964—),女,教授,研究方向:低碳工业园区与低碳城市规划建设,269366266@qq.com。
刘丽荣,李书覃,李欣原,等.低碳工业园厂区修建性详细规划作用机理及规划指导路径[J].桂林理工大学学报,2016,36(4):700-706.
1674-9057(2016)04-0700-07
10.3969/j.issn.1674-9057.2016.04.009