低碳理念导向下山地城市功能布局优化研究

李彦鹏

本文主要探讨和研究山地城市地区在低碳的理念下开发建设及城市功能布局的优化研究。本文通过基于通风分析的山地城市用地布局研究、基于日照分析的山地城市用地布局研究以及以慢性交通为导向的自足化社区的尺度研究，希望建立山地城市在低碳理念下的功能布局模式，以及建立促进组团内慢行交通的社区尺度。

一、研究背景

我国是山地面积较多的国家，山地覆盖面积占全国国土面积的69%，部分地区山地面积占行政辖区面积的一半以上，贵州、云南、四川等省份的山地覆盖面积甚至超过了90%。

山地地区森林覆盖率高，固碳能力强，往往承担区域性的生态屏障与平衡地区碳排放的重要功能，其开发不但影响到自身生态环境，对区域生态系统及碳平衡也产生重要影响，鉴于山地在区域可持续发展中的重要作用，其开发建设必须坚持生态与低碳的路径。

二、低碳理念导向下山地城市功能布局优化

由于山地地区受到自然地形等自然要素的隔离，山地地区的生态环境和气候条件存在较大的差异。在山地城市的规划建设过程中，应该充分考虑山地地形气候条件对城市功能布局的影响。

1.基于通风分析的山地城市用地布局

（1）根据地区大气候特点，选择合理的用地布局方式

山地城市大的功能布局应该根据当地所处的地区大气候特点进行基本城市设计策略的选择。在湿热地区的山地，地区气候特点呈现为闷热、湿度高，宜采用边缘式开放布局，以强化通风，在用地选择时，应尽量选择在山顶通风良好处，避免选择在洼地地区。在干热地区的山地，地区气候特点呈现为干燥、温度高，建设用地应避免布置在东西坡，尽量采用封闭互相遮挡的建筑群，增大建筑的反射率、利用蒸发降温。在干冷地区的山地，地区气候特点呈现为低温、强风，建设用地宜布置在向阳山腰，避免布置在高地，采用紧凑型布局，利用绿化以阻挡强风的影响。在湿冷地区的山地，地区气候特点呈现为湿度高、寒冷，宜采用向阳开敞式布局，选择南坡干燥的高处，避免布置于地势低洼处。

（2）考虑山地特殊的山地环境，充分利用自然风改善城区气候条件

根据规划区小气候特点，考虑城市的主导风向、水体、绿化等因素的适应关系，留出山地环境所形成的自然风道，以利于自然风吹入市区，改善城区气候条件。引入“绿楔”，嵌入密集的城市结构中心，增加绿化与城市的接触面，也有利于引入自然风。

（3）利用地块气候微循环，合理设置地块功能

利用地块微气候循环特点，尽量选择迎风坡、顺风坡、高压风区、越山风区（山顶），尽量避免背风坡与涡风区，以达到良好的通风和污染物扩散的效果。

2.基于日照分析的山地城市用地布局

（1）考虑坡度对日照的影响，尽量使用坡度较缓的用地

坡度的陡缓，对日照时间的长短具有明显的影响。在坡度越缓的地区，日照时间相对较长，在坡度越陡的地区，日照时间相对较短。

（2）考虑坡向对日照的影响，尽量选择向阳坡布置生活性用地

就坡向而言，南坡、东南（西南）坡的可照时间相对较长，东坡和西坡次之，北坡和东北（西北）坡的可照时间相对较短。南坡建筑的阴影会缩短，而北坡会增长，因此，南坡更适宜紧凑、高强度的用地开发；北坡更适宜低密度开发。

（3）考虑辐射雾对日照的影响，尽量将生活性用地布置在海拔较高处

冬季，辐射雾一般大量存在于海拔400米以下地区，在这个高度以下，日照随高度升高而递增。夏季，在海拔1000米以下的地区，日照会随着海拔高度的增加而减少。但是，在海拔1000米以上的地区，日照随海拔高度的变化而变化不大。

（4）：基于日照引导的用地布局

根据日照分析结果，尽量选择日照总量较高地区。生活居住以及高密度开发的用地尽量选择在南坡、东南坡日照充足的区域。

3.慢行交通导向的自足化街区建立

（1）：山地城市常用交通模式的主要特点

从减少碳排放量的角度出发，在山地城市地区交通方式选择的时候，慢行交通是最低碳的出行模式。且由于山地特殊的自然景观，慢行交通在山地城市的使用还是一种宜人和愉悦的出行方式。

如何确定一个适宜慢行交通出行的街区尺度，我们还需要从我国居民的出行习惯开始研究。

（2）：我国城市居民出行习惯研究

根据相关研究，步行出行距离在1000m左右的时候，愿意使用步行出行的比例高达76.6%左右，但出行距离超过2000m以后，这一比例迅速下降为15%。在1000m的出行距离内，使用自行车出行的比例很低，当距离达到3000m时，出行比例达到最高，当出行距离超过4000m时，这一比例迅速下降。

（3）慢行交通导向的自足化街区的理想模型

根据以上的研究结论，采用标准方格网路网系统作为研究的理想模型。假设理想街区的边长为a，在街区内任意两点（A、B）的直线距离为L，L即为街区内A、B两点间的最短距离。A、B两点间的最长连接距离为Lx+Ly(如图所示),即S。当A、B两点位于街区对角线的两个端点，此时Smax为街区最长边的2倍，即2a。由此可以看出，在理想街区的模型范围内，两点间的最长距离即为2a。要想建立一个适合慢行交通的街区尺度，只要是2a这个距离是适合慢行交通出行的距离即可。：

所以适合步行的自足化街区尺度为2a等于1000m，即边长等于500m的街区尺度。最适合自行车出行的距离为2000m，即2a等于2000m，即边长等于1000m的街区尺度。

（4）不同坡度下的山地城市慢行自足化街区尺度

根据孔海浪的研究，山地城市的步行出行规律与平地地区存在较大差异。在平地地区,：5分钟步行范围大概可以认为是以步行原点为中心以500m为半径的圆形区域。但是，在山地地区，由于山地坡度的原因，出行区域则为椭圆形。山地地区的坡度越大,则垂直等高线方向的可达距离越近。因此,从减少碳排放的角度出发,建立适合山地地区的椭圆形组团服务体系将可以有效提高组团核心的服务功能和均衡性，可有效地减少山地地区的碳排放。

山地城市慢行5分钟出行距离示意图

通过在组团中心规划组团级别的服务核心及绿化核心，形成完善的组团内服务和休闲设施体系，在组团内部通过设置小型、多元的服务设施可以有效减少组团外出的交通出行,以达到低碳节能效果。

三、结语

本文通过对通风以及日照条件下的山地城市布局模式研究以及对以慢性交通为导向的自足化街区模式的研究，提出了山地城市的功能布局模式，以期对国内山地地区的规划开发建设提供经验借鉴。