低碳理念在口袋公园设计中的应用概述
2022-11-21王锦锋
任 静,王锦锋,方 蕾,马 丽,陈 芬
(1.陇东学院,甘肃庆阳 745000;2.大连海洋大学海洋科技与环境学院,辽宁大连 116023;3.江苏省农业科学院宿迁农科所,江苏宿迁 223800)
随着生活质量日益提高,人们越来越重视城市绿地环境质量。同时,为了满足生活需求,城市内各类工程建筑面积日趋增加,绿地面积受到挤压,绿化环境质量要求的日益提高与绿地面积逐步减少矛盾逐渐凸显,影响了人们的生活品质。
据研究,斑状绿地的布置方式在显著改善城市局部小气候的同时,满足了人们对绿化环境质量的需求。口袋公园作为斑状绿地的代表,是一种见缝插针的城市景观,具有选址灵活、面积小、投资少、见效快、分布离散、能够有效协调周边环境的特点。相比中央公园,口袋公园有更高的利用率。20世纪80年代的调查显示,纽约中央公园每年的接待量为4 人次/m2,著名的口袋公园佩雷公园占地仅390 m2,接待量却达到了每年128 人次/m2[1]。
低碳是当前城市发展的新形势,不仅在建筑设计、景观设计、室内设计等领域备受青睐,而且可以将其与城市新宠口袋公园相融合,利用城市边角规划设计出面积为400~10 000 m2,具有“休憩”和“生态”双重功能的景观园林。低碳理念与口袋公园相结合不仅可以为人们创造看得见的低碳生活,而且也将带来显著的生态效益和社会效益,并提高人们的幸福指数。
1 低碳理念在口袋公园设计中的应用
低碳理念应用于园林,是指采取一系列措施以达到增加景观系统的碳汇能力,降低碳排放量的目的,从而形成以高碳汇、低污染、低能耗为特征的景观体系。
口袋公园(vest-vocket park),是由风景园林师罗伯特·宰恩于1963年5月在宰恩布润联合公司组织的“纽约的新公园”展览会上提出的,是指散布在城市高密度中心区的呈斑块状分布的小型公园[2-3],在国内大多称为小型公园、袖珍公园等。根据我国CJJ/T 85—2017《城市绿地分类标准》的规定,社区居民人口为10 000 人以内的公园面积不少于1 万m2[4],一般情况下国内农村住房建设面积为400 m2,因此,口袋公园的建设面积一般为400~10 000 m2[5]。
1.1 国外应用现状
口袋公园的定义并没有规定确切的面积标准。2010年,JOSHUA 等[6]认为口袋公园的大小在几平方米到4 000 m2。2004年,SHINEW 等[7]定义其为嵌入但不独立于城市景观的小绿地,在繁忙的城市街道中为人们提供的小空间。国外主要关注口袋公园的社会效益。2021年,KERISHNAN 等[8]概述了影响口袋公园使用价值的因素,包括绿色覆盖层、灌木丛、树木、花床、水景以及远离的平静气氛,这些因素通过影响居民的精神健康状态影响口袋公园的使用价值。从1976年至今,美国、英国、日本等国家对口袋公园的研究从未间断,很多城市绿地的生态建设实践为低碳园林的建设和可持续发展提供了宝贵经验,但低碳理念在口袋公园中应用的研究还未有成文论述。
1.2 国内应用现状
2007年,我国学者张文英[2]提出了“口袋公园”的概念。2017年,LIN 等[9]研究了口袋公园对热岛效应强度的影响,以及5 个城市规划指标与热岛效应的关系,发现口袋公园可以帮助缓解微观尺度的热岛效应。2018年,李丹丹[10]系统性阐述了口袋公园的理论和实践发展历程,清晰了口袋公园随时代需求不断更新与完善的脉络。2020年,山东省威海市国民经济和社会发展统计公报显示,威海市高标准建设口袋公园131 处[11]。 2021年,山东省新建口袋公园975 处[12]。同年,张涛[13]提出了低碳理念应用于园林景观设计的3 个要求,分别是碳排放量要求、资源要求、监督管理要求。
目前,国内关于低碳理念在园林规划中也有较多应用。近年来,口袋公园广受各地青睐,已开始多次试点,关于设计理念、设计要素、艺术表达已有较多的文件资料。我国对于口袋公园的探索以规划设计为主题,对于低碳理念的应用,目前的理解和研究还留有空白,因此,低碳理念在口袋公园中的应用具有一定的探讨意义。
2 低碳理念应用于口袋公园的措施
低碳理念应用于口袋公园的措施前人主要是从减少释放源、增加吸收汇两个理论出发的,具体措施体现于各个园林绿地建造典型案例。
2.1 减少释放源
有机物的分解、煤炭燃烧、石油和天然气等化石燃料以及水泥生产过程中排放出大量的CO2;二氧化碳的源是指CO2从地球表面进入大气或者在大气中经化学过程由其他物质转化为CO2。
2.1.1 园林景观材料的选择
园林景观造景应淘汰高污染、高耗能材料,选择污染相对较低、排放量相对较少的材料。在如今的建筑材料中,大多存在释放甲烷、回收处理困难等问题,这与如今的低碳理念相悖。然而传统园林就地取材的理念给了人们启示,设计时可以选择经处理符合国家标准,具有简单、方便、无污染、可回收利用等优点的天然材料,如木材、竹材、石材、秸秆等作为园林建筑中的主要传统材料[14]。
2.1.2 原场地构筑空间的利用
设计者在对园林进行设计时,不能一味地创造围合新的空间,应当学会巧妙地利用废旧的场地,在场地上构建园林景观,将原有的空间略加改造,保持原空间特有的历史感,充分体现设计者对于人文景观的尊重,最大限度地保留原有健壮树木,在此基础上加以改造创新,使得低碳理念成为可视化的景观。徐海瑛[15]在甘肃省武威市老城区绿地改造中提出,建设口袋公园要提高资源利用率,这里的资源包括原构筑空间。
2.1.3 新型能源的利用
新型能源中的太阳能、光伏、风能等也可以进行循环利用,在目前的建筑行业中已被委以重任。由此,设计者在应用传统能源的同时,也要注意对新型能源的应用。戈晓宇[16]提出了将新型能源应用于景观设计的思路,认为太阳能可与风能结合,构建风光互补供电系统,其适用于江滨附近的口袋公园;同时,还可与地形设计结合,借助风力实现提水灌溉,生物质能也可与垃圾填埋和地形设计相结合提供清洁能源。
2.1.4 废弃物的回收利用
对园林材料回收利用过程中发现,99%的材料可以进行回收利用。如被抛弃的砖块可以铺设道路,不仅能够保持道路的透水性,而且能够减少资源和能源消耗。为使市民呼吸到更加清洁的空气,对处理的垃圾进行再加工利用,可以减少垃圾对城市环境的污染。还可以用可回收的材料或找到创新用途的日常用品代替传统的建筑材料,如天津市低碳创意花园创造性地将废旧计算机机箱做成移动花钵,枯枝落叶创建廊架和雕塑[17]。
2.1.5 以海绵城市理念为基础,建设口袋公园基底
以海绵城市理念为基础建设具有蓄水、吸水、净水、渗水功能的口袋公园,利用雨水灌溉公园植被,在公园小范围内实现用水自给自足,这一措施从根本上弃除了水供给等耗碳过程。如St.Louis 城市公园是著名的口袋公园,通过雨水调节与植被种植等措施实现了雨水渗透与滞留。蔡芸君[18]分析了海绵城市理念应用于口袋公园的路径和案例。DING 等[5]通过层次分析法研究发现,将海绵城市理念应用于安徽省巢湖市口袋公园后,内涝、水质污染等问题得到了明显缓解。
2.2 增加吸收汇
植物光合作用吸收大气中的CO2,将CO2汇集到陆地生物圈,构成二氧化碳的汇;二氧化碳的汇是指CO2溢出大气到达地面,或逃逸到外部空间,或者是大气中经化学过程不可逆地转化为其他物质。
2.2.1 园林植物的选择
各种植物利用CO2的效率是不同的,C3植物在光吸收中,线粒体呼吸作用产生的CO2逸散到大气中,释放的CO2常达到光合作用的1/3;C4植物在微弱的光呼吸中,线粒体释放的CO2很快被重吸收或再利用。同时,在高温环境下,C4植物的光合速率比C3植物更高[19]。因此,可在优先考虑本土环境的前提下,适当应用较多C4植物,充分发挥C4植物高碳汇、适用不良环境的优势。同时,不同种类植物的固碳能力存在差异,对比其整株固碳均量发现,乔木类>灌木类、落叶植物>常绿植物[20];研究表明,金钟花、夹竹桃、木芙蓉、垂柳、锦带花、火棘等植物都有很强的吸收碳化合物的能力[21]。
2.2.2 园林植物的科学配置
园林植物的固碳能力与叶面系数成正比,恰当的乔、灌、草相结合的复层种植结构,可以大大提高叶面系数,因此,复层结构的设计对增加吸收汇是必要的。李芸等[22]研究指出,合理配置植被可提高绿地容量进而实现低碳。通过复层结构设计提高吸收汇主要是通过合理选择植被材料和配置群落间的时空结构,从而提高绿地容量来实现[23]。赵千瑜[20]提出,通过植物的低碳性配置和地域性配置可以达到低碳设计的目的。陈高路等[24]研究了贺兰山10 种典型植物的固碳释氧能力,发现在多尺度上,山杨与青海云杉均有较高的固碳释氧能力,将其与披针叶黄华和小叶忍冬等固碳释氧能力较强的灌木及草本植物配置,可有效地增加碳汇。
2.2.3 地形设计
地形作为园林的基底,起载体作用。地形设计在表现园林意境和实用价值的同时,还可以增加绿化种植用地面积。因此,可以通过地形设计增加绿地面积,从而实现增加吸收汇的目的。在国外的许多案例中,设计者会应用“偷”空间的方法间接增加用地面积。
2.2.4 垂直绿化
与传统的地面绿化相比,垂直绿化在增加观赏度的同时,还可以拓宽绿化空间,使建筑表面转化为绿植依附面的一部分,让建筑表面有了可呼吸的气孔。垂直绿化是在与地面绿化对应的立体空间进行绿化的一种方式,是植物材料依附于建筑物或构筑物立面而形成的垂直于地面绿化的造景方式,能够最大限度地利用空间,创造可观的生态效益。魏薇[25]研究认为,墙体绿化不仅能美化墙体,而且能起到低碳环保的作用。
3 建议
低碳理念应用于口袋公园是缓和当前高碳形势的新思路,落实低碳理念到口袋公园,可以产生巨大的生态效益和社会效益。国内外在不断探索与实践过程中,实现了部分从理论到实践的转化,基于低碳理念应用于口袋公园的概述与总结,结合当前形势下对于碳减排的迫切要求,对低碳理念在口袋公园中的应用提出了探讨性建议。
3.1 系统整体地设计口袋公园
城市中余留的绿地边角常见,边角虽面积狭小,但数量众多,如果仅仅是依托周边环境,服务周边人口,那么口袋公园的作用还有可发挥的空间。因此,各地在建设口袋公园时可以考虑切割整个城市口袋公园的群体关系,以每个口袋公园个体为单位进行建筑设计,以避免在化整为零凸显设计个性的同时,所忽视的以零为整突出的低碳理念,从而更能体现口袋公园作为城市基底所具有的巨大的生态效益。如果将一座城市的口袋公园联系起来,那么城市可看作一片森林,而建筑是人类栖息于自然所建的屋舍;如果一座城市中每个口袋公园都融合了低碳理念,就相当于整个城市的基底都落实了低碳理念,这与2018年提出的公园城市的理念不谋而合,即覆盖全城市的大系统;公园城市强调城市是从公园中长出来的一组一组的建筑,将低碳理念融入口袋公园就是融入整个公园城市[26]。
3.2 宏观上布局实现低碳
在口袋公园的建设中,可借鉴“城市风道”理论,将整个城市绿地与城郊绿地纳为统一系统,在宏观上把握并实现城郊绿地与城市绿地的碳交换。“城市风道”即在城市局部区域打开一个通风口,让郊区的风吹向主城区,增加城市的空气流动性,从而缓解雾霾和热岛效应,如公路[27]。开辟口袋公园的风道便是把主城区的风引向口袋公园,加速口袋公园中的空气流动,实现城区的热空气以及CO2与新鲜空气的置换,从而借助口袋公园小范围内的植物间接达到增加吸收汇的目的。
3.3 理论上完善低碳化口袋公园的基础依据
口袋公园园林植物的配置与植被选择不仅需要各地在结合当地土壤、气候、降水等因子的基础上,通过测定固碳释氧能力筛选最佳配置方式;同时还要在城市各个公园水平上体现景观特异性。要实现这个目的就需要进一步简化碳测定及计量方式,实现小范围内植被总体固碳能力测定,让低碳成为看得见的指标。
4 展望
近年来,越来越多的科研人员开展了关于口袋公园建设中规划设计实践以及社会效益的研究,为口袋公园低碳化发展提供了众多参考案例。但是,面对新时期的环境质量要求,还需要从根本上转变思路,从宏观上以低碳化为中心任务,根据各城市的低碳指标及口袋公园的数量,在总体上降低碳排量估值,基于理论研究和实践验证将低碳指标分配并落实到各个口袋公园,并通过科学的规划设计完成指标。同时,各城市需坚持因地制宜的原则,并在此基础上系统规划布局整个城市独有的低碳之路。