建筑已成为绿色建筑发展的主要方向。园区低碳生态规划设计不仅有助于提升园区能源效率,降低碳排放,更是发展新质生产力的重要途径。
我国科技园区普遍具有资源密度高、能耗密度高、碳排放密度高的“三高”特点。园区节能降碳将为国家贡献至少15%的减排量,并带来约30万亿元的投资需求。显然,园区已成为“双碳”目标实现的生力军。在新经济发展形势和政策要求下,推进低碳生态园区的规划和建设不仅有助于园区改变发展方式和优化能源结构,而且能培育新的绿色发展动力,有效破解资源和环境约束,提升园区整体竞争力。科技园区作为高新技术聚集和产业转型的先锋,需充分的发挥科学技术创新的引领作用,紧跟世界科学技术创新发展趋势,推动园区绿色低碳转型,从而在国家低碳发展的策略中发挥关键作用。
基于园区开发建设全过程的能源应用和环境影响特征,低碳科技园区的实现路径主要通过“低碳化产业、低碳化设计、低碳化运营”3个方面实现,全方面覆盖园区从规划到运营的重要环节[2]。对于科技园区而言,聚焦高新科技赛道的产业布局对于实现“双碳”目标存在天然优势,也是园区降碳的重要基础,设计与运营则是助力实现低碳园区的关键因素。
针对北京已投入运营的科技园区进行调研,部分园区已迈出低碳化运营和改造的步伐。运营方通过能源系统智能群控、应用光伏发电及建筑节能改造等技术措施实现减排,但存在改造难度大、成本高、提升空间存在限制、效果不明显等问题。园区在全生命周期建设中应遵循低碳化产业路径,助力园区实现“早达峰、低峰值”,为碳中和奠定坚实基础。
1)规划设计阶段 根据园区上位规划要求及所在区域的气候特征、基础设施、场地条件、建筑特性、投资情况等现状,确定园区低碳生态目标。以目标为导向,从场地规划、交通体系、综合能源、建筑本体、材料运用、水资源利用、智慧管控等维度出发,因地制宜地制定园区低碳生态专项规划和节能降碳技术路线,大大降低园区全生命周期碳排放。
4)施工阶段 需精细化实施工程的方案,伴随工程推进实时调整技术策略,确保目标达成。
5)运行阶段 是评估的核心阶段,通过采集梳理碳排放数据,为后续运营和优化提供依据。
综上所述,科技园区低碳生态规划是动态调整和持续完善的过程,唯有全面考虑各实施阶段的影响因素,制定切实可行的目标和措施并付诸实践,才能真正的完成园区的低碳、环保和可持续发展。
目前,科技园区在规划设计阶段对节能、降碳普遍缺乏系统考虑,降碳目标不清晰,出现技术堆砌、成本浪费、降碳效果有限、运行能耗较高等问题,不足以满足绿色低碳发展需求。因此,研究并建立科技园区低碳生态规划设计标准,提出园区共性关键技术措施和分级指标,对打造不一样的低碳园区示范工程,支撑与引导园区低碳运行具备极其重大意义[3]。
结合中关村科技园区特点,北京中关村科技园区建设投资有限公司编制《科技园区低碳生态规划通用标准》(以下简称《标准》),明白准确地提出园区低碳生态规划目标,即以园区碳排放双控与绿色生态为导向,为适应不一样条件特征的园区需求,将园区低碳规划分为基础级低碳生态园区、优秀级低碳生态园区、杰出级低碳生态园区和卓越级低碳生态园区4个等级。《标准》指标体系由1个总指标、7个一级指标组成。其中,总指标为园区降碳率,该指标为相应等级园区一定要达到的最终目标,降碳率根据不一样的等级分别为30%,40%,60%和70%。一级指标分别为规划、交通、能源、建筑、水资源、材料和智慧监管;二级指标共41个,其中24个为控制性指标,17个为引导性指标。园区可结合自己产业条件、资源禀赋和成本预算进行选取,秉承“因地制宜、集约高效、循环可持续”原则,为园区低碳规划提供技术依据。
能源系统(包括电力、制冷及热力等)是科技园区碳排放的大多数来自之一[4],其排放量约占园区总碳排放量的50%。传统园区能源系统在运行过程中消耗大量天然气和电力,产生CO2等温室气体。此外,能源系统运行效率、主要设备能效及运营管理上的水准等因素也会影响节约能源的效果及碳排放量。北京市已颁布相关文件,明确要求“新建项目供热方案中新能源和可再次生产的能源设施装机占比不小于项目总装机的60%,常规能源作为调峰或辅助热源”“新建项目屋顶光伏面积覆盖率不宜低于50%”,旨在推广可再次生产的能源的应用。
为降低科技园区整体碳排放,应进行能源专项规划,实施能源低碳转型策略,包括推广太阳能、地热能等可再次生产的能源,提升能源使用效率,优化能源结构,引入高效能源管理系统等。通过以上措施可显著减少能源系统的碳排放,进而降低园区的整体碳排放水平,为实现园区的绿色低碳发展奠定坚实基础。
北京南中轴国际文化科技园项目通过能源专项规划,构建多能互补综合能源系统。综合能源建设中创新采用地源热泵、空气源热泵、冰蓄冷等可再次生产的能源多能互补技术,结合建筑光伏实现一体化发电。综合能源系统较传统设备降低碳排放约3000t/年,具有较强的示范引领作用。
相较于传统产业园区,科技园区主要为科技公司、研发机构、创新者、高校和科研院所提供办公、研发等场所。优质的生态环境可提升科技园区整体品质,保持生态多样性,亦是吸引人才的主要的因素。园区景观生态规划应注重以下内容。
1)扩大园区绿化覆盖 园区规划应充分的利用场地空间设置绿地。园区绿化覆盖率力争达到40%,乔灌木覆盖率尽可能达到50%及以上。通过增加屋顶绿化面积、立体绿化面积等措施,多维度打造绿化空间。
2)合理设置雨水花园 根据场地绿地、竖向条件及植物特性合理设置雨水花园。其作为雨水调蓄池既可满足暴雨来袭时雨洪调蓄功能需求,又在景观场地开放空间中发挥休闲、娱乐及观赏功能。
3)保持生物多样性 在整体格局上,结合区域生态廊道规划,保护原有自然群落并构建绿地斑块,打造连通的生态空间,使有限绿地发挥最大的生态效益,提高生态环境的稳定性,促进生物多样性,保持生境动态平衡,实现降本增效。参考当地自然植物类型,优选乡土树种、高固碳植物,为动植物提供更多栖息地。
4)增加景观固碳能力 植物是园区的天然碳汇体,其固碳释氧能力受植物种类、植物数量、群落结构等影响,宜选择具有高固碳效能的树种,且比例不小于50%。以乡土树种为主,统筹考虑植物群落整体功能及美学效果。
5)配置食源植物 提高园区自然环境中生物多样性,增加科技园区“活景观”。配置特殊的比例的浆果植物、蜜源植物,既可感受园区“春华秋实”的丰收感,又能吸引鸟类、昆虫、啮齿类动物,增加人与动物的互动体验。
在全面进入科技园区4.0背景下,园区低碳生态建设应构建标准体系,规划先行,通过应用低碳技术,打造高效、和谐、生态、友好的科技园区。未来应聚焦于规划设计的精细化与智能化提升方面[5],加强大数据、物联网技术在园区碳足迹追踪与管理中的应用,尝试更多低碳材料与技术创新,促进园区与自然和谐共生。
[1]秦军锋,路子强.“双碳”目标下既有产业园区低碳化升级路径研究[J].低碳世界,2022,12(11):1-3.
[2]张力.产业园区低碳化落地的关键路径[J].城市开发,2023(10):98-99.
[3]滕佳伦,李宏仲.碳中和背景下综合智慧能源的发展现状及关键技术分析[J].综合智慧能源,2023,45(8):53-63.
[4]曾友竞,林孟朝.低碳园区标准体系研究 [J].质量技术监督研究,2020(4):15-19.
[5]徐士琴.绿色低碳园区的现状与展望[J].上海节能,2019(6):438-440.