城市社区更新的创新与探索——以德国高能效城市研究计划为例

■ 陈文宇 CHEN Wenyu 朱隆斌 ZHU Longbin

0 引言

德国于20世纪80年代率先提出了“能源转型”。进入21世纪，为了应对能源匮乏、人口老龄化和高工资福利等压力，德国选择了一条以科技创新为先导的可持续发展之路[1]。为刺激创新发展，德国实施了一系列能源研究计划，期望通过能源研究的资助来推动节能技术的研发及试点项目的实施以带动全社会节能、提高能源效率及促进可再生能源的使用。在此背景下，城市建筑与社区作为终端能源的最大消费领域，成为德国关注的重点，德国在城市建筑与社区方面，对能源优化进行了积极的探索与实践。

国际能源署建筑和社区节能项目（IEA-ECBCS）的研究指出，社区能源系统整体优化所产生的节能潜力远大于单个用能对象节能改造所产的节能效果[2]。德国在城市社区节能更新方面有着丰富的经验，而目前我国对社区更新多关注于空间形态方面，在对社区低碳节能更新方面尚处于起步阶段。因此，研究德国在社区节能更新方面的措施，对促进我国低碳社区发展具有重要借鉴意义。

德国高效能城市研究计划（EnEff：City）是一项由德国联邦经济与能源部（BMWi）（BMWi根据其自身在经济、技术、工业和能源政策的责任，在能源研究方面主要负责能源研究政策和联邦政府能源计划的方案导向）发起的能源研究资助项目，计划重点关注城市社区更新中的能源优化，旨在通过促进创新研究项目的发展，将技术创新应用于实践以减少城市地块的能源消耗。本文通过对德国高效能城市研究计划的分析以了解德国在城市社区层面的具体措施及激励政策，以期为我国能源政策的制定及推进低碳社区的发展提供参考。

1 德国高效能城市研究计划概况

1.1 概念

德国高效能城市研究计划于2008年春季启动，是对城市地块级别能源优化的资助计划，并将整合到城市长期发展战略之中，采用技术与经济整体优化概念，增加实际应用的可能性。计划除了支持开发新技术和规划工具之外，还支持对地块进行整体规划、实施和监测评估的试点项目。截止至2017年1月，已有超过500个项目在实践中取得了显著效果，项目试点覆盖了全德国。

1.2 资助的主要领域

德国高效能城市研究计划资助项目分为“研发项目”和“试点项目”。“研发项目”偏向城市规划方法的研究以及模型和规划工具的开发，如开发了“区域能源概念顾问” (District Energy Concept Adviser)等能源监测软件。“试点项目”则侧重于应用创新技术及概念，对新技术进行落实，试点项目的目标是通过优化使地块能源使用量减少30%～50%。“试点项目”重点关注居住类型，集中于翻新、改造、拆除领域，要求系统化考虑地块能源优化，整合项目各个阶段的相关方面，不仅考虑建筑行业及能源供应方面，也需要从可持续的城市总体发展角度考虑非能源的决策因素，如遗产保护及公共接受度等。同时，要求试点项目选择典型的城市地区，使得更新经验能够转移到其它地区进行实践[3]。

2 德国高效能城市研究计划经验

2.1 系统性的资助计划

从构思、规划到实施节能型城市街区，在建筑围护结构和能源供应方面都需要考虑大量可行的能源措施，这些措施往往相互影响[4]。因此，德国在能源优化中强调对地块、建筑及市政公用设施情况的系统性考虑，在制定能源研究资助时，设定由高效能城市研究计划（EnEff：City）与高效能供暖制冷网络研究计划（EnEff：Heat）及建筑能源优化研究（EnOB），共同组成“建筑与社区能源网络研究”，以促进地块能源优化方案的实施。

高效能城市研究计划侧重于社区层面上的能源总体解决方案，高效能供暖制冷网络研究计划偏重于市政供应技术的研究，建筑能源优化研究计划关注建筑层面能源技术的研究以及示范措施的实施，重点在于建筑从建材生产到建设、施工、使用回收等的一系列施工任务[3]。高效能城市研究计划能够保障新开发的市政供应技术可以应用于实践之中，同时，相比单栋建筑更能够对周围建筑、环境等不同要素进行系统性考虑，保障社区能源优化的可操作性，促进社区节能达到最佳效果（图1、2）。

2.2 完整的规划流程

图1 高效能城市研究计划及高效能供暖制冷网络研究计划的资助内容联系图

图2 高效能城市研究计划资助的主要内容

表1 项目各阶段的主要任务流程表

社区能源优化的关键在于，在社区更新过程中，如何将优化的具体目标予以落实并达到既定的目标。完整的社区节能规划是保障节能目标逐步落实的前提，应包括从规划目标制定到项目拆除一系列过程。高效能城市研究计划下试点项目的设计流程可分为五个阶段（表1）：①战略规划阶段。将总体目标细化到社区层面，收集地块资产负债清单，结合现有可用性数据，对该区进一步发展进行预测。同时，需建立项目管理，确定项目主要参与者及其职能，保证项目顺利运行。②初步规划阶段。选择节能技术，拟出实施的具体构想，同时对项目进行成本-盈利分析及对风险进行敏感性分析。③详细规划阶段。对实施方案进行详细的审查和编制，并进行模拟及优化计算，创建具体的措施以便实施。同时，应该考虑选择适当的合作伙伴，以便落实规划中的任务。④实施及监测阶段。将项目根据计划进行实施，施工完成后进行长期监测，以判断项目运行是否正常，是否达到预期的目标，以及是否可以进行额外的优化。⑤拆除阶段。处理所有的设备和材料，考虑到建筑垃圾是城市固体垃圾的主要组成部分，且拆除可能会对其相邻地区产生重大影响，因此，拆除阶段应从项目一开始就考虑，慎重选择建筑材料[5]。

2.3 多方参与协调

高效能城市研究计划项目关注既有社区的更新，项目不可避免地会涉及多方利益相关者，需建立合理的参与机制以协调多方参与，才能保证项目平稳的推进。一般项目涉及投资者、协调方、业主、用户、操作者及意识与形态参与者共六方参与者[5]（图3），计划要求明确各个阶段主要参与者及其工作内容。在项目概念阶段，确定发展目标及战略措施中已经包含了大多数的行动者，即当地政府、投资者、能源供应商、俱乐部、协会及公民。在规划阶段，社区业主可以选择自己制定风险评估，规划人员及其他专业人员参与、辅助业主完成规划及相关措施选择，进行项目模拟计算以及选择项目实施的合作伙伴，并通过公开招标，委托一家公司开始实施措施。在实施阶段，操作者如承包商进行建设实施，业主或其授权的代表进行施工管理，同时，协调方也会参与项目现场管理。在后续阶段，操作者进行项目实施后的监测，在项目拆除时，需要当地政府批准、业主同意才能进行拆除。项目的整个过程，都需要投资者、协调方、业主、用户、操作者及相关其他参与者相互合作，协调推进。

图3 项目参与方及主要包括的参与人员

以吕纳堡大学校园气候中性建设项目为例，项目伊始就确定了主要参与人，包括大学方及项目方二个关联单位或部门。在此基础上，项目设定了一套沟通方法及程序，首先设定好有约束力的目标，并要求及时安排每一步措施，组合成一个连贯的路线图。在实施过程中，控制沟通轮次促进高效的沟通，强制执行设定目标，明确“谁做什么”，以提高项目实施效率[7]。

2.4 新技术及新工具的合理使用

高效能城市研究计划资助下的社区节能更新最终目标，是要找出适合社区的节能措施的优化组合，使其能够实现设定的节能和二氧化碳减排目标，这就离不开对新技术及新工具的研发及合理使用。

2.4.1 创新的技术

高效能城市研究计划的资助，激发了研究人员不断研究和探索建筑及城市区域的节能减排应用技术，并将其组合应用于项目之中。如达姆施塔特地区社区更新，着重对可再生能源发电及储存进行改造，为了促进太阳能技术使用，项目研发了用于电能和热能综合生产的屋顶。同时，增加了太阳能花园，花园由半透明的PV模块和空气收集器组成，用于收集和存储所产生的热能，并使用热泵形成电和热系统之间的连接。

2.4.2 适宜的规划辅助工具

规划辅助工具是帮助规划者和决策者在社区能源优化中的工具和方法，其中软件工具的使用，提高了数据收集和分析的可靠性。德国社区节能更新，要求改造措施应该是具体可操作的，并可以量化进行比较的，同时，在二氧化碳减排方面有所成效，成本方面是可以承受的。因此，在设定社区节能减排的目标和希望达到的成果后，必须对可能采取的节能措施的效果借助软件加以模拟及计算，选择最优方案。因为能源体系的复杂性，城市能源规划过程中，软件工具的使用可能不止一种。而各个软件使用的要求各不相同，软件本身也具有各自的优缺点，应根据不同的项目合理选择规划辅助软件。因此，这就要求使用者须具有丰富的能源改造经验和软件使用经验。高效能研究计划在项目研讨会、网页及相关项目出版册子中，有着许多规划辅助工具的研究成果与经验分享可供学习。

2.5 明确的监测指南

德国高效能城市研究计划在2017年出台了新的适用于城市社区的监测指南，对建筑与社区测量的差异进行清楚的表示，以便于更好地对社区的节能情况进行评估，推进节能示范工程的建设。监测主要通过实施能源优化措施后测量得到的能源消耗减少量，与先前通过软件等模拟计算出的预期节省的能源消耗量相比，详细分析进行评估。指南规定了项目实施后的监测时间不少于2年，明确规定了测量的使用的工具、测量内容、不同技术所需的测量点、测量频率，以保证不同项目横向比较的公平性，并将当地气候及地块对周边建筑或外部网络造成的影响纳入考虑之中。同时，构建了数据平台，将各自研究计划的数据集成到一个数据库中，便于进行横向对比评估[6]。

3 对我国社区更新及低碳社区发展的启示

高效能城市研究计划，是德国在全国范围内开展的能源研究及能源规划的资助项目，项目不仅缓解了德国国内的能源紧缺，取得了显著的碳减排效果，也提供了能源优化的示范项目，带动了德国能源转型，同时还创造了新的就业岗位，促进了德国经济的发展。德国能源转型中对社区层面能源优化的激励措施，亦对我国社区更新及低碳社区的发展有所启示，由此提出了以下建议。

3.1 重视既有社区的能源优化

德国高效能城市研究计划重点关注既有社区的更新改造，这不仅符合德国国情，也是激活旧社区、改善居住质量的重要举措。同时，社区层面的节能改造也拥有诸多优势。首先，社区层面可以系统考虑所有相关的因素，考虑不同因素的协同作用以达到最好的节能效果；其次，社区面积较小，可以采取具体的行动，是真实可操作的城市实验场所；再次，与城市相比，社区的建筑类型、社会结构相对同质，改造相对容易，公众参与程度较高。近年来，我国城市发展开始逐步从增量扩张向存量更新过渡，城市中20世纪80年代的住宅建筑数量在现存住宅总量中占据很大的比例[8]，更新改造潜力巨大。如何结合我国社区现状，在社区更新中融入能源优化、低碳转型的目标，并通过具体措施予以实现，值得我们进行进一步的研究。

3.2 以系统性的观点进行社区能源优化

整体性、系统性的概念在德国高效能城市研究计划中得到了充分的体现。不仅需要考虑社区内部不同能源之间的系统性整合，同时也考虑到改造对周边地块的影响，选择最佳组合方式达到能源的高效利用。此外，试点项目要求从初始的目标设定直至最终拆除阶段须进行统筹考虑，在此基础上进行细化，落实每一阶段的具体措施，是一个完整的规划、实施、监测及拆除过程。我国在进行社区改造时，能源多属于市政管理范畴，规划设计很难做到对能源的综合考虑及改造，以达到最佳状态。在规划过程中，多关注设计及实施阶段，对后续的监测及拆除过程考虑不足。应将整体性的观点纳入我国社区更新之中，制定综合性的发展规划，进行统一的规划引导，整合多方面能源改造措施，加强实施后的监测管理，强化规划的持续性。

3.3 制定社区能源优化的监测及评估标准

德国有明确的社区能源优化监测指南，对项目的实施结果进行测量与评估，而我国目前评估及监测标准多集中于建筑层面，社区层面缺少测量指南及量化的评估标准。标准的缺少不利于激励社区的能源优化建设工作，也不利于总结归纳相关的建设经验。可以组织专家和专业咨询机构，通过建立评估模型和数据分析，对社区更新的实际成效进行科学规范监测，并在此基础上设立评估标准，以此作为地块更新的考核依据。

3.4 协调多方参与

德国高效能城市研究计划项目，在启动之初就考虑到项目进行过程中对各方参与者的协调，明确了六种不同的角色及其不同阶段的任务，制定沟通方法及程序，以保障项目的平稳进行。目前，我国的更新改造项目多由政府或开发商决策及推进，对数量大、人员构成复杂的参与主体难以做到较好协调，出现居民意见被忽视、各方观点不一难以决策等问题。可吸取德国项目管理经验，梳理出多方参与的主体，规定好每一阶段的任务，确定项目的决策方法及管理模式，保障项目的顺利进行。

3.5 完善城市社区能源优化的政策、技术及资金保障体系

德国在社区能源优化方面有完善的法律及政策保障，并通过多种研究计划来促进新技术的研发及试点，资金来源多样。我国应加强与德国能源转型实施效果显著的城市交流，在宏观层面上了解其对城市社区能源优化的政策、资金安排，在微观层面上应对能源优化取得显著效果的具体案例进行研究学习。可在引进专业人才及相关技术的基础上，开展多渠道多层次的合作交流与培训，大力培养科技人才[9]，借鉴德国经验，依靠科技创新、技术进步来推动能源结构的优化升级，带动城市的低碳转型。

4 结语

德国经验表明，社区更新过程中，能源优化目标的实现需要完善的政策、资金、技术支持，规划、实施、监测等方面系统性的安排以及多方参与的协调。目前，在社区更新过程中，我国虽然提出了“低碳社区”等社区低碳节能发展目标，但在实际操作中，尚未形成社区层面节能发展完善的政策、资金、技术及规划、实施等方面的支持，社区节能更新仍处于摸索阶段。德国在社区更新过程中的经验可作为他山之石，在借鉴过程中应结合我国国情及城市发展现状，将低碳节能融入社区更新的目标之中，逐步与社区更新的其他目标及措施整合，形成合力，促进社区的可持续发展。