基于生态文明语境的未来城市规划建设思考

1 引言

自改革开放后，特别是20 世纪90 年代末以来，我国进入快速城镇化阶段。2011 年，我国城镇化率首次突破50%，达到51.3%，标志着我国城乡结构发生了历史性变化，历史上第一次同时也不可逆转地进入了城镇人口占多数的时代。至2017 年底，我国城镇化率增长至58.5%；在未来10 年至20 年内，城镇化率增速会减缓，但仍将处于中高速增长阶段。我国快速城镇化进程，显著缩短了与发达国家和地区在城镇化水平上的差距，但同时也带来一系列问题，包括住房拥挤、交通拥堵、环境污染等典型的“城市病”，以及盲目追求规模扩张、节约集约程度不高、建筑“贪大媚洋求怪”、城市特色缺失等深层次问题。

鉴于城市发展建设问题的重要性和紧迫性，中央城市工作会议在时隔37 年后于2015 年12 月20 日至21日再次举行。会议提出尊重“五个统筹”，要求尊重城市发展规律，提高城市发展的协调和统筹力度。时隔一年之后，又罕见地以中共中央和国务院名义发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》（以下简称《意见》），提出街区制、窄马路、密路网等指导城市规划建设管理的具体意见。本文延续中央城市工作会议精神和《意见》要求，总结并归纳国内外城镇化的历史进程，提炼出5 条城市发展规律；同时提出3 条当前城市发展的核心诉求；并结合生态文明语境要求，构想城市高质量发展的4 个规划设计创新模式。

2 城市发展的5 条规律

对比处于不同发展阶段的英国、美国和中国的城市发展历史，可以发现城市发展与人类社会文明、技术进步及模式创新的关系以及在工业文明和生态文明阶段的特征等5 个城市发展规律（见图1）。

图1 典型国家城镇化历程与人类社会文明

第一，城镇化过程与文明发展的进程密切相关，中国未来城市发展须基于生态文明语境。城市大约在公元前4000 ～公元前30 年开始出现，伴随着整个人类社会原始文明、农业文明、工业文明和生态文明的发展而发展，城市发展的历史就是人类社会文明史。正如经济史家保罗• 贝洛赫在《城市与经济发展》一书的开篇写道：“这世界上没什么事情比城市的兴起更令人着迷了。没有城市，人类的文明就无从谈起。”[1] 美国城市史学家芒福德也说过：“城市不只是建筑物的集群，它更是各种密切相关并经常相互影响的功能的复合体——它不单是权力的集中，更是文化的归极。”[2]

18 世纪工业化以来先后发生的英国、美国和中国的城市化历程，影响了近代人类文明发展。英国和美国的城市化因工业文明发展而发生，中国的城市化进程则跨越了工业文明和生态文明两个阶段，中国未来城市发展须基于生态文明语境。

第二，城市发展速度与技术进步正相关，中国城市有望走出不同于英美国家高碳排放的城镇化新路径。对比分析英国、美国和中国的城市化历程，并梳理影响人类社会发展的重要技术进步历程可见，城市发展速度与技术进步呈正相关。英国的快速城镇化始于18 世纪60年代以蒸汽机应用为标志的第一次工业革命，历经约200 年基本完成城镇化进程。美国的快速城镇化基于电力（能源）的广泛应用而发生，经历约100 年完成。以中国为代表的亚洲预计到2050 年全部完成城镇化。以英美为代表的城镇化本质是碳技术为特征的工业文明发展驱动，英美为代表的城镇化过程碳排放远高于当今中国的碳排放水平。中国的城镇化正在经历由碳技术驱动转向由硅技术驱动，中国的城镇化处于碳文明走向硅文明的转折点，有望走出不同于英美国家高碳排放的城镇化新路径。

第三，城市发展的质量与创新密切相关，新的城镇化发展阶段要求我们创新城市发展模式。发达国家城市化率达到一定程度后，均出现了城市发展模式创新的尝试。如英国和日本在城镇化率进入75%~80% 区间时，出现了城市问题导向的创新，包括1899 年英国霍华德提出的田园城市理想模型、1902 年英国莱奇沃思提出的首个花园城市模型、韦林提出的第二个花园城市模型、20 世纪70 年代的日本筑波新城等。美国在城镇化率达到60% 的时候，出现了以硅谷为典型代表的技术创新导向的城市发展模式创新。而中国则在城镇化水平相对较低的时候，出现了以深圳和浦东为典型代表的经济政策创新导向型的城市发展模式创新。通过对发达国家和我国典型城市发展历史的研究可见，创新对城市发展有举足轻重的作用。

第四，城市在高度发达的工业文明时期“遍体鳞伤”，中国需要避免“先污染再治理”的城市发展老路。工业化极大推动了城镇化进程，人类文明在进入工业社会后，史无前例地进入城市文明占主导的时代，社会、经济、文化等各方面取得长足发展，但同时工业文明也对人居环境带来史无前例的挑战。典型的伦敦烟雾事件、美国洛杉矶光化学烟雾事件等环境公害事件，标记着发达国家城市走过的先污染后治理之路中付出的惨痛代价。

我国作为工业化和城镇化的后发国家，需要吸取发达国家的历史教训，并超越创新，走出一条切合生态文明需求的新的城镇化道路。我国于2012 年正式介入国际碳排放并开始履行大国责任，当时城镇化率为52%；相同的城镇化水平对应的发达国家城市发展时点，英国为1860 年，美国为1920 年。从万元GDP 能耗值看，中国比英美当时的能耗强度低约三分之一，可见我国已初步走出与英美发达国家高耗高排模式不同的城镇化发展道路。

第五，城市发展在生态文明时期需要回归本源，恢复城市养育生命、滋养文化、承载幸福生活的功能。已完成城镇化历史进程国家的城市，在经历了工业化初期、中期的快速发展和环境退化之后，都通过城市环境修复和生态涵养等措施，改善提升环境品质，恢复城市滋养生命、繁荣文化的功能。以英国为例，举国努力了约60 年，重新让空气变新鲜、让泰晤士河变清。其他发达国家皆有类似经历，通过一段长时期的努力，重新让空气和水体基本回归到优质水平。历史经验告诉我们，城市发展在生态文明时期需要回归生态文明的本源：城市是人与大自然的城市，要恢复城市养育生命、滋养文化、承载幸福生活的功能。

3 回归城市本质，提升效率、提高品质、提供平台

创新城市发展模式的出发点，是要回归城市的本质，从而厘清城市高质量发展的核心诉求。正如经济地理学家艾伦·J. 斯科特（Allen J. Scott）概括的：现代及历史上的多数城市存在的根本属性通常可以分为三类，即经济活动和就业场所集中的生产空间、居住和社会活动空间，以及基础设施与道路干线构成的流通空间，其中后者是为前两者服务的。基于这一视角，城市高质量发展的核心，是要促进空间效能化和绿色产业化，从而提升城市创新的可能性和价值[3]。空间效能化和绿色产业化可以通过三方面举措来达成：为城市提升效率、为用户提高品质、为产业提供平台。

3.1 为城市提升效率

（1）基于生态安全和生态诊断的精细化规划。在规划时首先进行生态安全诊断，提升城市生态安全水平。生态诊断是指通过调查、检测、模拟等手段对自然生态环境和人工社会环境进行诊断评价，具体可包括生态安全、地质安全、环境安全、绿色建筑、绿色交通、绿色市政、可再生能源、低影响开发、低碳产业、低碳经济等。通过详细的生态诊断，可以发现生态价值高、在开发建设中生态保护价值最大的区域，通过城市开发建设的适度留白，降低城市开发对生态环境的冲击，最大化城市及区域的生态价值。

（2）基于混合立体、多元共享的公共设施高效利用。改变功能分割（农业、工业、商业、居住）的城市形态，转而提倡混合式和立体式的用地与建筑功能复合模式，以减少交通能耗、提高生产生活效率、激发交流交往和创新，以促进社会和谐、增强居民幸福感。

（3）基于低耗低排、结果导向的绿色市政精准布局。以能源供应和使用管理为突破口，参考深圳市等试点城市经验，建立建筑碳交易模型。在此基础上，制定建筑能耗限额标准，实行建筑能耗量配额管理，对超过建筑能耗限额以上的建筑进行惩罚，或通过购买市场减排量来免受惩罚；能耗限额线以下的建筑，可以出售碳减排量。基于全面的数据，可促进使用端低耗发展，进而使市政设施的精准布局成为可能。

3.2 为用户提高品质

（1）以最终需求为导向，创新建造适合多种使用模式的建筑空间。目前城市建筑空间简单假定使用功能在设计寿命周期内固定不变，这一过于简单化的假定已经被实践证明非常不合实际，建筑空间的供给和使用可变性及品质亟待提升。建议根据不同用户、不同时期对建筑空间的特定使用需求，以基于模块化的思路，设计建造有多种可变组合模式的建筑空间，灵活适应不同需求，提升建筑的弹性和适应性，并最终提升用户使用体验。（2）以终端使用为导向，营造面向个人感知的舒适环境。随着装修污染预评估技术的突破，面向个人的环境舒适度精准控制已成为可能。通过装修污染预评估技术，可根据室内装修设计方案及所用装饰装修材料的品种、数量及材料的污染物释放特性，模拟预测室内可能出现的污染负荷、浓度水平及变化趋势，并在需要时提出干预措施；针对终端不同用户群体的使用需求，通过精准控制，营造可感知的舒适环境。（3）以行为引导为导向，建设基于个人碳积分的绿色运营平台。建立个人碳账户与信用积分的挂钩机制，建设基于个人碳积分的城市及社区绿色运营平台；根据个人碳账户积分，区别化提供城市及社区级公共服务，激励引导市民践行更积极健康的生活方式，并通过人们行为方式的转变和绿色健康需求的激发，促进高质量城市空间、设施和服务的供给，推动需求和供给进入良性循环通道。

3.3 为产业提供平台

（1）强化城市经济基础建设，构建市场经济机制下的良好产业生态。对处于发展中阶段的我国城市而言，城市高质量发展的核心在于经济基础，城市经济基础的决定性因素是良好的产业生态。总结对照国内外经验可见，良好的产业生态具有以下四个表征：产业集群生态化、物质循环使用、能源层递使用、产业融合与共生。（2）促进产业组合多元混血，激发提升创新活力和城市效率。伊达尔戈（Hidalgo）等（2007）发表于《科学》杂志的关于产业结构提升的研究显示，产品是一国或地区知识和能力的载体，综合反映了一国或地区拥有的研发设计、营销管理、工艺创新、生产技术、人力资源管理、财务金融、资本运作等众多生产性知识和能力。经济体拥有的产品空间的异质性是解释经济体之间发展绩效差异的关键原因，产品空间异质性越高、主体间联系越紧密，经济发展越快、质量越好，产业结构升级转换的可能性越大[4]。这意味着，有利于激发创新和提升效率的产业生态应该强调产业的多元混合。对我国高新科技园区的调研证实了这一结论。

通过对比分析全国55 个高新科技园区，可以看出北京、上海、成都等一流园区的产业混血程度最高；而一股独大的产业园区经济效益和创新效益不足。总体上看，产业之间的分工与协作越强，园区单位面积的经济收益越高。这意味着园区的不同产业、不同产业发展阶段越混合，经济效益和创新效益越高，启示我们需要着力促进产业组合的多元混血，构建良好产业生态，从而促进城市创新活力和经济效益的提升。

4 生态文明语境下城市规划设计创新模式

4.1 践行平衡规划法，促进城市可持续发展

城市发展是破旧立新的过程，在高速发展状态下，极易冲击甚至破坏生态环境。若要实现平稳和可持续的发展，亟须践行平衡发展模式或生态零净损模式，为此笔者提出了“平衡规划法”。其核心要义是基于生态系统的复杂性和多因素的特点，着重强调在规划设计中寻求多维度影响因素间的平衡，包括最基础的经济、社会和环境三个层面的平衡，以及能源、资源、环境承载力、交通等各单一维度内的平衡。此外，该方法强调动态思维和持续发展，摒弃“蓝图—建设”的实施模式，推动绿色化、动态化、均衡化的规划建设和运营过程一体化（见图2）。平衡规划法的核心要素包括：

（1）紧凑混合的土地利用系统。提倡城市在水平、纵向上的土地混合利用，提高空间利用效率，促进职住平衡，改变钟摆式的通勤模式。（2）低耗清洁的能源系统。结合综合规划，预测各片区地块的能耗，提出单位土地能耗指标，促进能源梯级利用，合理提升可再生能源占比。（3） 循环安全的水系统。将水网与绿网结合，为市民提供游憩空间，为生态环境提供净化、生物栖息地和生态安全网络。（4）减量再生的废弃物系统：通过减量、循环和再利用，减少废弃物排放，提高资源利用效率，切实促进市民参与。（5）综合集成的绿色建筑系统：对不同片区的绿色建筑比例进行规划、提出城市适宜的绿色建筑技术体系，促进绿色建筑与绿色社区系统融合。（6）综合绿色交通规划：分析模拟交通需求，以公共交通为导向，规划安全便捷全天候全龄友好的步行网络，实现低碳绿色交通。（7）绿地系统：均衡布局城市公共绿地，增加公共绿地可达性，提高绿地生物多样性，倡导低维护乡土景观。（8）绿色更新：城市街道空间和公共活动空间绿色更新、社区绿色更新。

图2 平衡规划法示意图

4.2 借助信息化手段，革新城市规划设计方式

IBM 前首席执行官郭士纳曾提出一个重要观点——计算模式每隔15 年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确：1965 年前后发生的变革以大型机为标志；1980 年前后以个人计算机的普及为标志；1995 年前后则发生了互联网革命；2010 年前后物联网的出现将是最新一轮的革命。

城市规划建设领域正在探索基于信息技术的新方法和新技术，其中以基于同一规划目标和原则由AI（人工智能）生成规划设计方案为典型代表。在AI 支持下，同一规划底图下多个规划设计团队可以协同工作，并充分采纳使用者意见，让使用者深度参与设计。比如，一个基于AI 技术的城市规划布局案例，在保留10% 的自然场所下，可以让区域内的使用者从任意一个地点出发，步行15 分钟内到达至少一个公园。

4.3 CIM+BIM 的全过程应用

借助于信息化技术的深入普及和计算性能的长足提升，城市规划设计中整合应用城市信息模型和建筑信息模型具备了可行性。城市信息模型（City information modelling, CIM）是以城市信息数据为基数，建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体。从范围上讲是大场景的GIS 数据+ 小场景的BIM 数据+ 物联网的有机结合。建筑信息模型（Building information model,BIM）是在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依次记录设计、施工、运营的过程和结果的总称。

BIM 为建筑工程全过程应用提供了坚实的技术支撑，在BIM 应用的基础上建立城市信息模型，基于统一的城市空间及管网、道路等城市基础设施的布局，衍生发展城市规划设计云平台，在“多规合一”业务协同平台中协调景观风貌，进行多方案比选、红线和控高分析、视域分析、通视分析、日照分析、开放空间等合规性比对，并通过仿真模拟和分析，在规划设计阶段优化城市规划设计方案。

在运营管理阶段，BIM+CIM 平台功能可充分扩展，建立运营管理精细化应用模型，纳入建筑性能和质量评估，拓展平台精细化管理功能，建立城市实时监控模型，智能响应城市服务需求，通过平台智能化服务，促进智慧城市建设，提升城市管理和服务水平。

4.4 区块链技术支持下的模块建筑平台

城市建设项目涉及的主体多元复杂，传统规划、设计、建设和运营流程为单方向、线性流程，在项目信息共享、信息回溯上受技术局限，可实现的范围和程度都很有限。近年兴起的区块链技术，为解决建设项目信息共享和回溯提供了新的可能。

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链的本质是一个去中心化的数据库，主要解决交易的信任和安全问题。区块链技术可应用于建设项目，应用场景广泛多样，包括项目信息共享和去中心化动态更新、项目积分参与、建筑智能运营监控、建筑构件标准化和精准设计、全过程建筑质量信息公开发布和追溯等。区块链技术支持下的模块建筑平台将有望解决建筑行业信息不透明的痼疾，真正实现建设和运营全过程的共享。

5 结论

本文从理解我国城市发展所处的历史阶段和面临的形势入手，分析了不同国家的城镇化历程，提炼出5 条城市发展规律，建议作为未来城市发展遵循的工作原则。这些规律包括：（1）不同的城镇化过程与文明发展的进程密切相关，中国未来城市发展须基于生态文明语境；（2）城市发展速度与技术进步正相关，中国城市有望走出不同于英美国家高碳排放的城镇化新路径；（3）城市发展的质量与创新密切相关，新的城镇化发展阶段要求我们创新城市发展模式；（4）城市在高度发达的工业文明时期“遍体鳞伤”，中国需要避免“先污染再治理”的城市发展老路；（5）城市发展在生态文明时期需要回归本源，恢复城市养育生命、滋养文化、承载幸福生活的功能。

就当下和未来城市发展方向而言，建议回归城市的本质，从促进空间效能化和绿色产业化入手，具体可以向三个方向努力：为城市提升效率、为用户提高品质、为产业提供平台。

基于对城市发展规律和未来核心发展诉求的认识，提出生态文明语境下城市规划设计创新模式的可能路径。平衡规划法是基于生态系统的复杂性和多因素的特点，强调寻求多维度影响因素间平衡的规划方法。在信息化时代，可以充分借助信息化手段，革新城市规划设计方式，典型例子如应用AI 生成多种符合特定条件的规划设计方案，并在方案生成中充分吸收采纳最终使用者意见，做到用户需求前置，融入规划设计过程中。信息化提升城市规划建设和运营的策略还包括CIM+BIM的全过程应用、区块链技术支持下的模块建筑平台等方面。其中前者可以成为有效支撑规划设计优化提升的城市规划设计云平台，并可为提升城市管理和服务水平提供精细化管理手段；后者将彻底解决建筑行业信息不透明的痼疾，真正实现建设和运营全过程的共享。

参考文献

[1] 刘易斯·芒福德. 宋俊岭, 倪文彦译. 城市发展史.北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2] Bairoch, Paul. 1988. Cities and Economic Development: From the Dawn of History to the Present. Chicago: University of Chicago Press.

[3] Scott, Allen J. 2017. The Constitution of the City: Economy, Society, and Urbanization in the Capitalist Era. New York: Palgrave-MacMillan.

[4] Hidalgo, R. C. A., B. Klinger, A. L. Barabási, and R. Hausmann. 2007. The Product Space Conditions the Development of Nations. Science, 317:482-487.

作者

深圳市建筑科学研究院股份有限公司  叶青 侯全 郭永聪 鄢涛

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