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华南理工大学校园碳汇特征及空间分布规律*

2024-03-07冯聃雅

南方建筑 2024年2期
关键词:五山华南理工大学大学城

冯聃雅,王 静

引言

全球变暖引起的气候变化对人类社会的可持续发展提出了巨大挑战。它引发了许多环境问题,如城市热岛、海平面上升、频繁的极端天气事件、植物和动物减少等[1-3]。二氧化碳排放是全球变暖的罪魁祸首[4,5]。减少碳排放是避免气候变化影响急剧增加的重要手段[6]。高校建筑存量大,人口多,是社会能耗大户,同时其作为科研和教育的重要场所,应在应对气候变化方面发挥示范作用[7]。

许多学者展开了对大学校园碳排放特征的研究,研究视角可以归纳为以“减源”为主的降低校园碳排放与以“增汇”为主的提升校园碳汇视角。在如何降低大学校园碳排放的研究视角中,不少学者从建筑、交通、用能行为三个角度展开了研究。在需要节能行动的公共建筑中,大学建筑已被证明是高度耗能的,这些建筑的用途多样化,包括从教室、办公室、实验室到宿舍、餐厅等,这些建筑的使用目的也多种多样,除了研究和教育目的外,还可用于校园内的生活和文化参与活动,这些活动都需要消耗大量的能量[8]。在Ma[9]等人的研究中,康奈尔大学、牛津大学、京都大学、耶鲁大学等2013年校园建筑的单位面积平均能耗范围在272kWh/m2到797kWh/m2。Guerrieri M[8]等人对Cittadella 校园中的19 栋主要建筑的能耗进行了调查,并分析了从2011年到2017 年校园区域总能耗、校园建筑照明和校园建筑空调用能的变化趋势。Zheng N,Li S,Wang Y,et al[7]等人通过生态足迹评估法对学生在“衣、食、住、行、消费”五个方面的碳排放进行了调研和收集,其中“交通碳排放”是指学生在校园内使用不同交通工具进行空间位移时产生的碳排放。对收集得到的碳排放数据进行计算和分析后发现,交通运输产生的碳排放量非常小,因此,徐燊等人侧重于碳排放强度的空间分布研究。已有研究表明,人的用能行为已成为影响能耗、碳排放的关键变量,因此,研究高校师生的用能行为对于减少能耗、实现低碳校园是非常重要的。A Y D,B Z G,A X G,et al[10]等人在2018~2020 年收集了校园内两栋大型宿舍楼内的月度用电数据,并对学生使用家用电器的使用情况进行了问卷调查,基于此,对夏热冬冷地区的校园宿舍建筑的能耗特征和影响行为因素展开分析,研究发现,不同性别、楼层和房间朝向会显著影响宿舍建筑能耗。校园碳汇主要包括校园绿地系统和校园光伏设施。光伏电站及分布式光伏是大学校园碳汇的重要组成部分之一。梁明霞[11]等人建立了校园碳源碳汇模型和计算方法,并计算了首都示范大学校园的碳汇值。邹苒[12]等人通过碳平衡核算清单的方法对山东建筑大学的校园碳汇进行了计算,其中,校园内乔灌草型绿地面积307873.14m2,灌草型94677.33m2,草坪型22834.31m2,三种绿地日固碳量分别为24.6t/d、6.8t/d、1.3t/d,共计32.7t/d,全年校园可吸收二氧化碳11936t。Olivieri L[13]等人研究了马德里政治大学-大学城校区安装光伏分布式发电的潜力,该研究侧重于太阳能光伏系统安装的发电、碳减排和经济可行性,使用并比较了两种基于不同时间分辨率的数据输入、模拟软件和细节水平的不同方法。结果表明,最大化减排的最佳光伏发电也确保了最佳的经济效应。

在建筑学中,校园是一种高人口密度、低容积率的城市空间,在城市中类似公园。广义的校园包括建筑物及其外部空间、植被、附属设施等物质环境。大学校园自身如同一个小社区,充分具备所在城市的社会、经济和文化特征,因此可以被视作微缩的城市。笔者将大学校园碳汇空间由校园建筑、校园绿地、校园水系中固碳的部分所组成。三者中,绿地是主要的固碳成分。在印度萨达尔国家理工学院(SVNIT)中,每年的植物固碳量达392~400 吨二氧化碳,可以吸收76.92%-84.63%的校园二氧化碳排放[14],在马德里科技大学中,来自绿地系统的植物固碳量达到188.44 吨二氧化碳[15],在山西财经大学坞城校区中,由乔木、灌木、草坪组成的绿地系统碳排放达到3544.1 吨二氧化碳,能吸收校园总碳排量中9%的二氧化碳[16]。

综上所述,既有研究大多是对校园中碳排放组成要素的计算研究和影响因素分析,缺乏从空间视角上对校园碳汇特征分布规律的探讨,当前研究对于校园低碳规划设计的指导意义有限。

笔者选取了华南理工大学五山校区、大学城校区、国际校区作为典型案例进行研究,通过实地调研的方式,探讨大学校园碳汇空间固碳效益特征及其空间分布规律,并且在三个校区之间进行横向对比,分析不同校园类型对碳汇空间固碳效益数值、分布特征和内部结构等的影响,希望本文研究结论能够为大学校园规划减碳设计提供决策参考。

1 研究设计

1.1 案例选取

研究选取华南理工大学五山校区、大学城校区、国际校区作为典型案例,选取的三个案例是全国重点大学华南理工大学三个时期的校园(规模见表1),分别代表了高密度老旧校园、大学城和新型街区式校园三种校园类型,在广州地区具有典型性和代表性。这三个校园分别由杨锡宗、何镜堂、倪阳等广州地区知名建筑大师设计,在学科内具有一定的知名度。且这三个校园的绿化设施完备,校园规模相当,具备了进行对比研究的基础条件。

表1 华南理工大学三个校区规模(以2020 年为例)

1.2 数据来源

华南理工大学三个校区的数据收集分为两个部分,第一部分采用实地调研与百度街景结合的方式,结合华南理工大学三个校区的矢量图纸,获取华南理工大学三个校区的碳汇空间信息(表2)。通过在Arcgis 软件中对三个大学校区的碳汇空间编号可知,华南理工大学五山校区共有1229 块绿地空间,华南理工大学大学城校区共有129 块绿地空间。华南理工大学国际校区共有515块绿地空间。

1.3 计算方法

对于绿地碳汇,本研究基于校园尺度和内部环境特征和广州气候特征,将城市绿地空间计算方法[17]与《广东省建筑碳排放计算标准》[18]中碳汇的计算方法进行结合,构建适用于大学校园园区特征的区域绿地空间固碳效益计算方法。

其中,Ci 表示第 i 种绿地的面积一般为面积 单位m2;Qi 表示第 i 种绿地的碳汇系数(表3 )。园区碳汇面积,可从园区的平面图纸中获得

表3 大学校园中绿化碳汇系数

1.4 图谱模拟方法与生成机制

通过使用图谱,我们可以将复杂的事物或情况进行分类,并使用它们来进行抽象和概括。通过利用地理信息系统技术(GIS),我们可以构建出一个完整的大学校园碳汇空间图谱,它将大学校园碳汇的信息进行有机整合,以便更加直观地分析出碳汇空间固碳效益的格局和分布规律。

碳汇空间固碳效益图谱旨在采用兼具空间和量化信息的系列图示,来分析大学校园碳汇空间的既有格局与问题,其本质是在现有碳汇空间基础上,对相应的固碳效益信息进行整合和表达,华南理工大学三个校区的碳汇空间图谱见图3-3、3-4、3-5:①通过利用公式3-1-3-5 计算每个碳汇空间所对应的固碳效益,建立大学校园碳汇数据库;②采用GIS 自带的“自然间断点分级法Jenks”将碳汇空间的固碳效益从低到高划分为5 个区间分组;③借助GIS以不同色度的色块对碳汇空间的固碳效益值进行标定,推演生成整个校园的碳汇空间固碳效益图谱。碳汇空间的固碳效益图谱为解析大学校园碳汇空间存在的问题,并提出针对性的优化策略提供了理论依据[19]。

2 华南理工大学校园碳汇空间固碳效益特征研究及空间分布规律研究

2.1 华南理工大学校园碳汇空间固碳效益特征

通过对华南理工大学三个校区绿地空间的面积、植物覆盖情况、植被单位面积年固碳量的收集和整理,得出华南理工大学三个校区固碳效益最大最小值如表4。通过比较三个校区的固碳效益分布情况(图1)可以发现,对于绿地碳汇的最大年固碳量而言,华南理工大学五山校区>华南理工大学大学城校区>华南理工大学国际校区。

图1 华南理工大学三个校区碳汇固碳效益分布情况

表4 华南理工大学三个校区绿地碳汇固碳效益最大最小值分布

通过比较三个校区的绿地碳汇空间年固碳效益可以看出,华南理工大学五山校区的总年固碳量为15,344t,华南理工大学大学城校区总年固碳量为2,868.1 t,华南理工大学国际校区总年固碳量为3,902.6t。可以看出,五山校区绿地碳汇空间的总年固碳量为最大,其次是国际校区,最后是大学城校区,这可能与三个校区的建设年代及校园绿地面积的大小差异有关。就单位面积碳汇空间固碳量(碳密度)而言,最大的也是华南理工大学五山校区,为8.40(kg/m2·a),其次是华南理工大学国际校区(3.51kg/m2·a),最小的是华南理工大学大学城校区(3.44kg/m2·a)。考虑到人的用能行为已成为影响能耗、碳排放的关键变量,在校园中,用能行为是指学生个人在校园建筑、交通及生活中直接产生或间接产生的碳排放行为,因此,本研究引入人均碳汇值,对三个校园的绿地碳汇固碳效益进行比较研究,研究发现,华南理工大学五山校区人均碳汇值(852.48 kgCO2/a·人)>华南理工大学国际校区人均碳汇值(780.53kgCO2/a·人)>华南理工大学大学城校区人均碳汇值(260.74kgCO2/a·人)。

2.2 华南理工大学校园碳汇空间分布规律

华南理工大学五山校区位于丘陵地带,北部相对平坦,地势较低。为了适应当时的地形,学校在规划中考虑了道路和建筑物,并在校园内建造了一条南北向的空间轴线和一条东西向的自然水体轴线。对原始山体和水域的保留为华南理工大学五山校区提供了主要的碳汇来源,尤其是东西湖和现在法学院所在的萌渚岭,以及北区北湖和贺兰山,构成华南理工大学五山校区内固碳效益较高的两个区域。通过图谱分析可以看出,不管是高碳汇空间还是低碳汇空间都具有一定的集聚特征,以形成城市的区域碳库。

在五山校区的1229 个绿地碳汇空间中,有875 个绿地碳汇空间属于低碳汇空间(14.17 kg/CO2·a~13242.6 kg/CO2·a),有177个绿地碳汇空间属于中低碳汇空 间(13242.6 kg/CO2·a~46211.02 kg/CO2·a),有54 个绿地碳汇空间属于中碳汇空间(46211.03 kg/CO2·a~106245.91 kg/CO2·a),有17 个绿地碳汇空间属于中高碳汇空间(106245.91 kg/CO2·a~188078.56 kg/CO2·a),有5 个绿地碳汇空间属于高碳汇空间(188078.56 kg/CO2·a~505712.94 kg/CO2·a)。这几个高碳汇空间主要集中在北区北一食堂附近的居住区绿地处和北区图书馆、1 号楼、2 号楼所在的原贺兰山处。

对于华南理工大学大学城校区的130 块绿地碳汇空间中,有106块绿地碳汇空间属于低碳汇空间(46.22 kg/CO2·a~15993.23 kg/CO2·a),有14 块绿地碳汇空间属于中低碳汇空间(15993.23 kg/CO2·a~50116.71 kg/CO2·a),4块绿地碳汇空间属于中碳汇空间(50116.71 kg/CO2·a~141871.58 kg/CO2·a),4 块绿地碳汇空间属于中高碳汇空间(141871.58 kg/CO2·a~249868.40 kg/CO2·a),分别是场地内东北方向保留的原始山林,以及场地内靠近大学城中环东路的地方。只有1 块属于高碳汇空间(249868.40 kg/CO2·a~420540.59 kg/CO2·a),位于华南理工大学大学城西南处的宿舍区。

在华南理工大学国际校区的5 1 6块绿地碳汇空间中,有2 块绿地碳汇空间属于低碳汇空间(0 k g/CO2·a~74.37 kg/CO2·a),64 块绿地碳汇属于中低碳汇空间(74.37 kg/CO2·a~582.26 kg/CO2·a),98 块绿地碳汇属于中碳汇空间(582.26 kg/CO2·a~1568.46 kg/CO2·a),125 块绿地碳汇属于中高碳汇空间(1568.46 kg/CO2·a~3620.74 kg/CO2·a),225 块绿地碳汇属于高碳汇空间(3620.74 kg/CO2·a~162684.36 kg/CO2·a)。由图2 可以看出,华南理工大学国际校区的绿地碳汇空间十分分散,每块绿地面积不大,场地内无原始保留山体。

将华南理工大学三个校区的绿地碳汇空间使用相同图例后放置在一张图谱,见图3 上比较显示:五山校区的最大年固碳量的绿地空间位于法学院建筑群处,该地位于五山校区传统景观轴线上,该地树木郁郁葱葱,绿化覆盖率较高,因此,单位面积固碳效益密度大,是三个校区中固碳量最大的绿地空间。大学城校区中有多块面积最大的绿地空间种植着茂密的植被,因此该区域的固碳效益量较高,其中,由于国际交流中心附近是原始山体,以此该绿地空间的固碳量最高。国际校区由于是街区式的布局格式,每块绿地空间面积均较小,因此,即使是校区中的面积、密度最大的绿地空间,绿地空间最大固碳量仍然较小。就绿地空间的总固碳量而言,五山校区>国际校区>大学城校区,一部分原因是因为五山校区比起大学城校区和五山校区历史更加悠久,校内的树木生长年限较长,因此绿地空间的总年固碳量最大。比起在一块空地上建立起的全新的校区国际校区,大学城校区由于内部有场地原始保留的山体部分,因而其校园碳汇空间总年固碳量大于国际校区。通过对比三个校区的碳汇特征图谱可以看出,五山校区法学院的绿地碳汇固碳效益最大,其次是大学城的北部绿地和西部宿舍区,国际校区的所有绿地整体而言相对较低。

图3 华南理工大学三个校区碳汇固碳效益空间分布特征比较图

2.3 华南理工大学校园碳汇空间分布与规划设计耦合关系分析

校园的不同区域空间的布局显著会影响校园绿地空间布局和学生在校园里的建筑、交通与生活的碳排放量及其个体行为,因此,有必要探析碳汇空间分布与空间规划设计耦合的关系,本文将华南理工大学三个校园的内部形态分为组团型空间结构、线性空间结构、格网式空间结构、排列式空间、有机式空间五种空间形态以探讨校园碳汇空间分布和规划设计的耦合关系。

当下耦合关系的研究集中在城市规划和城市设计领域,其中,城市与区域研究中会涉及到经济、社会、空间资源、生态环境等领域,多引入物理学范畴的“耦合协调度”模型对其进行评估。而城市设计领域对耦合关系的研究集中在城水耦合、城绿耦合以及蓝绿耦合的定性研究中,如同济大学匡晓明在成都科学城实践中提出的城园耦合路径,在绿地比例相同的情况下,不同的空间形态临绿界面的比例有高低,生态价值的转化价值就有差异。天府新区采用了廊网生态空间形态,构建整体空间布局的耦合关系,形成高质量城绿空间格局,华南理工大学胡炜引入回归方程研究大学校园形态与室外风环境的耦合关系,以舒适区面积比、静风区面积比为指标。考虑到暂时无法确定合适的评价校园功能、形态和碳汇空间与规划设计耦合关系的指标,本文基于大学校园碳汇空间分布图谱,通过定性的方法对不同功能分区碳汇空间与规划设计耦合关系进行分析,耦合特征主要体现碳汇空间较高处与校园空间中绿化率高的区域的耦合程度,以高、中、低来描述(表5)。

表5 校园碳汇空间分布与规划设计耦合关系分析

通过表5 的分析可以看出,在校园内部空间中,不同空间组合形式会带来碳汇固碳效益的差异,其中,以校园道路绿地为主的线性空间,规划设计与碳汇固碳效益耦合度最高,排列式空间和格网式空间次之,有机式空间和最差。

2.4 小结

本结聚焦于大学校园碳汇空间固碳效益的计算与可视化,对华南理工大学三个校区的碳汇空间固碳效益进行计算和分布特征研究,得出以下3 点结论:

第一,通过对三个校区碳汇空间的计算和可视化分析,我们发现原始生态环境在校园碳汇空间中扮演着重要的角色。这表明,在校园规划设计中,应该尊重原始环境地形特征和生态结构,避免过度建设导致环境破坏。为了使建筑群体与自然环境和谐共处,我们应该合理安排布局,并巧妙地利用原有地形与校园建设之间的矛盾。

第二,对于高密度城区老旧校区代表华南理工大学五山校区而言,由于该校区有一定的历史演变过程,可以看到,在传统校园轴线上由于建筑材料的使用和生态环境的保留,使得传统校园轴线上的碳汇空间具有较高的固碳效益,北部新建校区基于原始保留山体的基础,也具有良好的固碳效益,这说明在高密度城区中老旧校区进行更新和改扩建时,除了考虑历史文脉的保护传承和现代风貌的融合创新之外,还要考虑通过校园空间布局与景观优化设计,实现校园低碳更新的目标。

第三,对于新建大学校园的代表的华南理工大学国际校区而言,由于该校区为在一片空地上的全新规划,校园历时不长,因此校园绿化尚未形成规模,固碳作用不明显。

第四,对于大学校园内部空间规划设计而言,不同空间组合形式会带来碳汇固碳效益的差异,其中,以校园道路绿地为主的线性空间,规划设计与碳汇固碳效益耦合度最高,排列式空间和格网式空间次之,有机式空间和最差。

3 讨论

3.1 华南理工大学校园绿地碳汇固碳效益能力

本研究估算的华南理工大学三个校区的绿地碳汇固碳效益总量分别为:华南理工大学五山校区(15344713.99kg CO2/a),华南理工大学大学城校区(2868151.35 kg CO2/a),华南理工大学国际校区(3902664.95 kg CO2/a),与当前其它校园 碳汇计算研究相比,华南理工大学五山校区作为老校区,绿地碳汇固碳效益小于位于印度的昌迪加尔大学[20](17474220 kg CO2/a),大于位于温带的天津科技大学[21](12354000 kg CO2/a)和位于寒带地区的山东建筑大学[22](10621000 kg CO2/a)三个校区的绿地碳汇固碳效益均远高于同位于亚热带气候地区的印度萨达尔·瓦拉巴伊国家理工学院[23](400000 kg CO2/a)和华中科技大学[24](57,600 kg CO2/a)、宁波诺丁汉大学[25](368900kg CO2/a),华南理工大学大学城校区绿地碳汇年固碳效益总年小于位于温带的山西财经大学绿地碳汇[26](3544100 kg CO2/a),华南理工大学国际校区绿地碳汇和华南理工大学五山校区绿地碳汇年固碳效益均高于山西财经大学(表6)。

表6 大学间碳汇固碳效益能力的比较分析

3.2 华南理工大学校园绿地碳汇与广州地区绿地碳汇固碳能力比较

与森林和城市绿地相比,就单位面积碳汇空间固碳量(碳密度)而言,本研究中,华南理工大学五山校区为8.40 kg/m2·a,其次是华南理工大学国际校区(3.51 kg/m2·a),最小的是华南理工大学大学城校区(3.44 kg/m2·a),三个校区的绿地碳汇碳密度远小于广州市森林生态系统碳汇平均碳密度[28](178.03 kg/m2·a),小于广州市城市森林平均碳密度[29](28.81 kg/m2·a)华南理工大学五山校区单位面积碳汇空间固碳量大于广州市单位辖区面积碳汇强度[30](6.3 kg/m2·a),而华南理工大学大学城校区和华南理工大学国际校区均比广州市单位辖区面积碳汇强度要小。这表明,校园绿地碳汇能力要低于自然生态绿地,但是高于一般城市绿地。对于历史年代悠久的老旧校园,在城市中可以充分发挥碳库的作用,对于新建的华南理工大学国际校区而言,基于实地调研发现,校园绿地的观赏与使用功能使得绿化的种植密度处于较低水平,这也导致了华南理工大学国际校区较低的固碳效益水平。树木的年龄与树木的大小都会影响校园绿化固碳效益的高低。

与城市公园相比,华南理工大学五山校区的碳存储量(84.03t/hm2)要低于广州人民公园的碳存储量(103.74 t/hm2)、流花湖公园(102.21 t/hm2)和黄花岗公园(85.33 t/hm2),高于越秀公园的碳存储量(77.58 t/hm2)。华南理工大学大学城校区(35.41 t/hm2)和华南理工大学国际校区(34.44 t/hm2)的碳存储量比广州典型城市公园的碳存储量都低[31]。

3.3 校园空间布局对校园绿地碳汇固碳效益分布的影响

常见的校园布局包括线性空间结构、中心型空间结构、组团型空间结构、格网式空间结构、有机发展的空间结构等。校园空间布局格式的差异对校园绿地碳汇固碳效益的分布会带来一定影响(图4)。受到研究对象数量的限制,当前只能定性描述校园空间布局对校园绿地碳汇固碳效益空间分布的影响。轴线式校园布局中,校前区景观是校园高固碳效益碳汇空间之一,校前区景观不仅是校园主轴线所在的场所,也是校园景观需要重点打造的场所,可以通过采用适合当地的高碳汇植物,搭配复合植物群落,打造高固碳效益的碳汇空间,如同华南理工大学五山校区的1 号楼及其前广场。对于序列式的校园布局,可以充分发挥各功能区建筑组合形成院落空间、景观轴线、视觉通廊等打造高固碳效益碳汇空间。对于放射式的校园空间布局而言,可以充分发挥中央空间打造校园高固碳效益碳汇空间,如香港科技大学(广州校区)、四川外国语大学成都学院宜宾校区等,以高固碳效益碳汇空间作为核心校园景观空间。对于网格式校园布局,校园碳汇固碳效益的空间分布较为均匀,如同华南理工大学国际校区。对于自由式校园布局,校园规划时应该充分发挥校园原始地形地貌的固碳作用,通过外部环境设计将校园和碳汇空间统一成一个整体。如同华南理工大学五山校区北区的规划设计。

图4 校园空间布局对绿地碳汇固碳效益分布的影响

3.4 校园绿地碳汇固碳效益提升策略

校园绿地碳汇固碳效益主要与校园绿地的植被群落类型及相应的面积相关,由于校园用地紧张,大量增加或改造校园绿地面积的可能性很小,新增绿地应该结合校园景观设计,充分利用建筑第五立面、校园边角料等空地,适当增加带状、分散式的绿地,建立立体、网络化的绿地骨架,有效提升校园碳汇总量。根据华南理工大学三个校区碳汇固碳效益分布现状,提出提升策略:1)对于华南理工大学五山校区,校园年代久,建筑密度高,在校园内部可增加的绿地十分有限,新增绿地可设置在校园与城市衔接的边界处,充分发挥北区、靠近南门处的道路及北区北部遗弃的建筑物周边环境,以带状绿地为主;2)对于华南理工大学大学城校区,可以充分发挥校园南部原始地貌的特点,人工提升该区域的乔木种植密度;3)对于华南理工大学国际校区,场地内有大量以草地为主的绿地形式,其固碳效益潜力未被充分利用,考虑到校园绿地具有观赏和使用的功能,可以适当提高该地乔木的种植密度,充分发挥国际校区新建建筑的屋顶绿化和空中平台的固碳功能。

4 结论与局限

本文立足于碳中和目标下我国大学校园规划设计的发展需求,选取华南理工大学五山校区、大学城校区、国际校区作为典型案例进行研究,采用实地调研的方式,探讨大学校园碳汇空间固碳效益特征及其空间分布规律,并且在三个校区之间进行横向对比,分析不同校园类型对碳汇空间固碳效益数值、空间分布特征之间的内部影响,得出以下几点结论:1)受到亚热带地区温和湿润的气候的影响,华南理工大学五山校区校园绿地碳汇固碳效益能力在全球大学校园中处于较高水平,华南理工大学大学城校区和华南理工大学国际校区的校园绿地碳汇固碳效益能力也处于中上水平;2)校园绿地碳汇能力要低于自然生态绿地和公园绿地,但是高于一般城市绿地。对于历史年代悠久的老旧校园,在城市中可以充分发挥碳库的作用,对于新建的华南理工大学国际校区而言,基于实地调研发现,校园绿地的观赏与使用功能使得绿化的种植密度处于较低水平,这导致了华南理工大学国际校区较低的固碳效益水平;3)在校园规划设计中,不同校园规划空间布局形式可以结合校园景观设计,打造高固碳效益的碳汇空间;4)校园绿地碳汇固碳效益主要与校园绿地的植被群落类型及相应的面积相关,由于校园用地紧张,大量增加或改造校园绿地面积的可能性很小,新增绿地应该结合校园景观设计,充分利用建筑第五立面、校园边角料等空地,适当增加带状、分散式的绿地,建立立体、网络化的绿地骨架,有效提升校园碳汇总量。

受限于研究条件和研究时长,此次建筑碳汇空间的计算主要集中在校园的环境研究中,数据还存在不够全面的问题,有研究表明,季节变化所导致的太阳辐射、温度、降水及日照长短等均会影响城市植被固碳释氧量,即季节变化与植被固碳释氧量密切相关。以广州城区植被为例,其固碳释氧量自冬季1、2 月份到春季5 月份逐渐升高,并于5 月份达到峰值,夏季6~8 月份略有回落并上下波动,秋季9 月份开始到冬季逐渐降低,12 月份达到最低值。春夏季碳汇量大于秋冬季的主要原因在于春夏季日照时间长、太阳辐射量高[32]。因此,在未来对校园碳汇空间固碳效益的研究中,应该考虑季节对碳汇空间固碳效益的影响。碳汇的固碳效益会受到碳汇空间面积大小的影响,高度密集的碳汇空间具有更高的固碳效益。此外,具有现代意义的城市绿色空间概念源于西方国家的城市开敞空间,在我国和“城市绿地”一词相对应,绿色空间与城市空间结构的协调发展至关重要,关于绿色空间和城市空间结构的耦合研究是当前绿色建筑和生态城市领域关注的重点。本文只对华南理工大学校园碳汇空间分布规律和绿地布局的耦合关系分析做了定性的研究,未来还可引入当前城市研究中常用的物理学耦合度分析的概念,对碳汇空间的固碳效益和绿地率、绿容率进行定量分析,以定量揭示校园碳汇空间分布规律和绿地布局之间的耦合关系,为规划方案如何影响植被空间的覆盖水平和种类的机理提供定量数据支持。

因此,在未来的研究中,还应将把校园周边环境绿化对校园碳汇空间固碳效益的影响考虑进来,并可以引入耦合协调度模型,对校园绿化和碳汇空间的耦合关系进行量化分析研究。同时,还应该增加考虑不同校园气候、植被种类、面积大小等的基本差异对校园碳汇空间分布带来的影响。

希望本文研究结论能够为大学校园规划减碳设计提供决策参考。

图、表来源

图1~4:作者绘制;

表1:作者基于https://mp.weixin.qq.com/s/3ODybyWs llN2GV3dZL15xw 信息进行整理绘制;

表2:作者基于收集整理的信息进行整理绘制;

表3:作者基于节选自《广东省建筑碳排放计算标准》的信息进行整理绘制;

表4、5:作者绘制;

表6:作者基于参考文献[20-27]绘制。

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