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设计背景 “我们应该认识到，我们现在面临的是人类历史上最大的挑战，除非我们采取果断行动，否则我们的未来将是不可预测的。”著名物理学家霍金曾在2016年这样说道。霍金所说的“人类历史上最大的挑战”其中就包括气候变化问题。而导致气候变化的关键因素就是碳排放。 碳排放是人类活动中最主要的温室气体排放源之一，其中能源消耗占比超过70%。碳排放已经成为导致全球气候变化的罪魁祸首，极端天气事件频繁发生，如龙卷风、洪水、森林火灾等自然灾害。此外，全球平均海平面也在随着温度上升而上升，这将导致沿海城市和岛屿面临着被淹没的风险。根据预测，如果不采取有效措施减少碳排放，到本世纪末，全球地表温度可能会比工业化前高出3℃以上，这将给人类社会造成严重影响。
▲ 工业碳排放
▲ 森林火灾
▲ 海平面上升 近年来，绿色低碳已经成为新型城镇化的重要议题。在第七十五届联合国大会一般性辩论上，总书记向全世界宣布，中国在2060年前将努力实现碳中和，此次碳中和的承诺标志着中国向绿色低碳迈出了革命性的一大步。中国实现碳中和并非易事，在未来的40年窗口期既有重大机会也有巨大压力，需要尽快进行系统性干预来避免碳锁定效应。
中国、美国、欧盟、印度是碳排放的主要国家，碳排放对全世界占比超过一半。中国碳排放总量占世界总量的27%，总量高于美国，中国的人均碳排放水平虽低于美国，但与欧盟的水平相当。中国碳排放在2000年以后有一个快速增长阶段，2013年碳排放总量进入平稳期；单位GDP的碳排强度保持下降，2021年上半年已经提前实现了国家自主贡献承诺的碳排放强度下降目标。 城市是碳排放最主要的终端用户。能源、工业、交通、建筑和农业是中国碳排放的主要领域，其中工业、建筑和农业在近几年的碳排放占比有所下降，而能源始终占比较大。而这五个领域所提供的产品和服务大多供城市使用，从碳排放的最终用户看，80%左右集中在城市，城市是国家碳排放总量最主要贡献者。城市交通、工业生产、居民生活，无时无刻不在产生着碳排放。探索减碳、零碳的城市空间发展模式刻不容缓，也是城市可持续发展的必由之路。
区位选择与场地问题 从宏观区域视角切入，对我国东南部地区城市的碳排放量进行了统计，发现高碳排放的区域主要集中在京津冀和长三角地区，其中长三角地区的碳排放量最高，碳排放问题最为凸显。考虑到设计选址的典型性，本设计项目地址位于长三角的副中心城市——杭州。
接下来，便是对场地及周边区域的碳排放情况进行详细分析，为减碳、零碳设计方案提供思路。根据碳排放的主要来源确定分析内容，包括城市功能、交通流量、居民生活三个方面。 城市功能方面，居住、办公、商业、餐饮等城市功能均是碳排放的重要来源地，了解周边功能布局有助于把握碳排放的来源及其空间位置，为零碳空间设计提供依据。通过POI数据的核密度分析可知周边以居住功能为主，教育、商业、办公、餐饮均主要分布在场地南侧，旅游景点主要位于场地北侧。场地南侧相对来说具有更高的减碳需求。
交通流量方面，根据场地周边的交通流量数据可以发现，场地北侧与西侧主要道路车流量较大，需要注重主干道沿线的碳汇空间设计。此外，场地东侧与南侧分别有一处地铁站出入口，人流量较大，需要考虑场地与人流的衔接关系。
居民生活方面，首先从微观视角对居民个体一天的行为活动的碳排放进行动态分析，对附近居民进行详细的调研，梳理出一天主要的行为活动。并根据相关资料对碳排放数据进行测算和估计，得到居民一天的碳排放量。
其次，仅仅知道居民个体的碳排放还不够，还需要知道这些碳排放具体的空间分布位置。因此，对场地周边约1.5Km范围内的居住区、工业区、办公区和商业区的碳排放量以及公园的碳汇量进行计算，得到场地周边碳排放量与场地的空间关系。可以发现，场地南部区域碳排放量较高，具有较大的减碳压力。如何有效吸收周边的碳排放实现区域零碳目标，并在空间上与周边有效衔接是本设计需要解决的关键问题。
自然清洁能源的利用是零碳设计必不可少的环节，因此还需对风环境和日照条件进行分析。杭州春夏均为东南和西南风风频和风速较大，秋冬为东北风和北风风频风速较大，以此为潜在风能资源利用提供依。由于杭州位于北回归线以北，所以全年阳光均在场地南侧。通过日照分析可知，西南方向为最佳朝向，朝向该方向可获得最大的日照辐射，以此为潜在太阳能资源利用提供依据。
根据现状分析，可以发现以下关键问题： 第一，场地功能如何布局在适应片区发展需求的同时实现减碳目标； 第二，交通碳排放的比重较大，如何优化城市交通系统是减碳的关键； 第三，场地北侧为碳汇区，而南侧为高碳排放区。场地如何将北侧碳汇功能向南延续？ 第四，如何充分利用风能与太阳能资源，以尽可能减少非清洁能源的利用。  基于碳排放过量带来的气候变化、生态安全挑战，提出本次设计的愿景，即智慧型、零碳化、未来式社区。主要针对四类关键要素：空间、交通、建筑和能源进行设计。
空间设计：通过紧凑复合的空间形态减少非必要的碳排放活动。营造紧凑的空间形态，增强社区内部建筑间的联系。注重垂直和水平方向的功能混合，降低社区居民出行需求，在有限的空间范围内最大化满足日常生活需求。构建公共空间系统，发挥绿色空间的碳汇功能。避免建筑过高带来的高能耗问题，采用比较经济的建筑高度，在低能耗与经济性中取得平衡。 交通出行：构建慢行交通系统，鼓励居民优先采用步行、非机动车等节能环保的方式出行。园区内设置园区巴士，并与外部的地铁站无缝衔接，以满足园区外进入园区内的交通需求，减少私家车等非机动车进入。增设实时街道检测装置，并对车辆进行有序引导，实现园区内部微循环。布局新能源汽车充电桩和换电站，实现100%的车辆均为新能源车辆。增强建筑之间的空中联系，使得不同功能之间便捷可达。 绿色建筑：设计低能耗的绿色建筑。通过屋顶绿化增加碳汇面积，并且能够有效渗透雨水，实现雨水的收集与循环利用。按照最大化获取太阳能和风能为原则，考虑最佳光照方向和主导风向布局建筑朝向，保障社区优良的自然环境条件的同时能够有效收集太阳能和风能并加以利用。建筑采用装配式、模块化的建设方式及环保、隔热的材料，实现节能低耗目标。 能源利用：主要打造水循环和能源循环两大系统。水循环系统能够充分进行雨水的渗透、滞留和存储，并进入城市水文系统和雨洪管理系统，以实现水资源的循环利用。能源循环主要是太阳能、风能以及废物处理产生的能源再利用，对清洁能源进行最大化利用同时减少废物排放。
总体设计方案充分考虑了自然环境、与周边环境要素衔接两个方面。首先根据主导风向和地铁站的位置形成场地内总体风廊的走向。然后将南北侧的绿色空间链接，链接通道在场地内形成绿色线型空间。由于场地南北狭长，为了保证东西两次的区域衔接，增加东西向道路将场地分割为多个组团。为了增强场地南北的便捷联系，增设空中连廊将，南北空间串联、整合，成为紧密联系的有机整体，进而形成最终方案。
对于设计方案的分析，可以分为以下三个方面进行解读：
第一，立体。场地内形成了地下、地面、空中三个层面的立体交通网络。未来智慧、高效的社区一定是立体的，地面有限的空间使得交通拥堵、出行效率下降。立体的交通设计极大拓展了交通可利用的空间范围，能够有效分流不同类型的交通需求。各类交通方式拥有独立路权，能够有效提升各类交通方式的运行效率。空中和地面以慢行交通为主，营造绿色、安全、舒适的步行环境，通过空间品质提升增强步行出行的吸引力，让居民爱上绿色出行。地下则以机动车交通为主，可以通过建筑电梯直接进入地下交通通道，方便快捷。 第二，循环。场地内实现了雨水、污水、垃圾处理三大循环系统。南北向的水系收放自如，在北部区域形成了开敞水面，并在中南部形成了三个小型的汇水区，这些区域是雨水收集的重要区域。污水处理和垃圾处理和雨水管网均采用组团式布局，以组团为单位进行处理。处理中心设置在场地北部的核心区域。 第三，智慧。城市空间智慧化设计，通过一系列自动化装置，实现空间环境的自我调节以及能源的循环利用。建筑及场地内部设置的太阳光伏面板为基地主要的储能装置，经中枢光电能源转换后，主要为场地内居住、办公、服务等提供可持续的清洁能源。光伏面板能根据阳光强弱自动转变面板方向，以最大程度收集光能。建筑光伏面板收集储能，为社区办公提供日常化运作能源。对于建筑内的办公人员而言，他们还可以根据自己的实际需求对建筑环境进行调节，通过手机等智能终端，对公共区域进行实时监测，实现“消防安保”；在需要收发快递时，可以在线预约物流控制系统实现无人收发；在需要对废弃物进行处理时，可进行废物集中归纳操作系统；毛细管网辐射系统可以自动调整室内温度，以及24小时新风置换系统实现每时每刻的“清新空气”。
零碳购物：开放式购物空间避免的大体量建筑运行带来的高能耗问题，通过太阳能等清洁能源满足建筑的用电需求。居民在自然环境中享受着购物带来的乐趣，露天餐厅的增设能够减少室内电灯、空调等设备的使用，节能环保的同时给予顾客新的就餐体验。 零碳通勤：居民通过地面步道步行至立体换乘中心，在这里换乘新能源巴士出行。换乘中心能够借助风廊引入自然风，增强空气流通，调节室内温度。 零碳休闲：休闲空间被绿色包裹，公共空间见缝插绿，形成了人工生态廊道。绿色植物不仅能够有效增加碳汇量，还能够净化空气，有益于居民的身体健康。 零碳剧场：不在电影院也可以看电影了，形似生态绿丘的观众席，坐在上面仿佛置身于山野之上。悬浮荧屏由太阳能供电，白天储能，夜晚使用，在不增加碳排放的情况下丰富了居民的夜生活，这里也将成为居民交流、互动的核心场所。 零碳办公：办公建筑不仅通过太阳能板汲取能源，同时通过大面积使用玻璃幕墙实现自然采光，双层玻璃有效隔断热传播，夏天即使采光很好也不会感到炎热。见面立面布局风力涡轮机，高效利用风能满足建筑的日常用电需求。建筑立面采用退台式设计，退台上种植绿色植物，增加碳汇面积的同时让办公人员能够处处见绿，有益于缓解工作疲劳。
「 总结 」 “零碳”离不开“智慧”，智慧化手段让零碳成为可能。虽然“零碳”的最终实现需要依赖更多的技术手段，但是城市设计为“零碳”的实现提供了空间基础。未来需要进一步将“技术”与“空间”相结合，空间形态的优化为智慧化的技术手段的发挥提供了更多可能，例如风廊的构建、立体的交通系统。城市设计也要紧随新技术的发展趋势，满足新技术产品应用所需的新空间需求。 图文来源 / XuHan 文中作品及图片归原作者本人所有 未经允许禁止转载 ｜栏目介绍｜ 在图纸和五花八门的表达手法背后，是什么支撑了设计本身？在设计过程中又有哪些难点，哪些地方需要格外注意？你在做这个项目时候有哪些地方借鉴了别的建筑师 / 建筑项目，谁更值得学习？个人风格是如何养成的？…… 基于大家对于那些项目的好奇心，LAC STUDIO特地推出【优秀项目集合地】栏目！选自海内外知名高校的优秀学生的作品，从本科到研究生各个年级的大神在线回答我们的提问。 ▲ 戳上方图片链接查看【优秀项目集合地】其他优秀项目分享 LAC空间学院 25、26fall 招生现已全面开启！ 扫描下方二维码即可免费咨询！ wechat：客服账号 推 荐 阅 读
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来自： LAC_STUDIO > 《待分类》
