“双碳目标下的建筑城市一体化与立体化关键技术研究”项目概述
ProjectOverviewofResearchonKeyTechnologiesforIntegratedandThree-DimensionalUrbanArchitectureUndertheCarbonPeakingandCarbonNeutralityGoals
李兴钢*，曹颖，赵希，翟建宇
LIXinggang*,CAOYing,ZHAOXi,ZHAIJianyu
摘要：“双碳目标下的建筑城市一体化与立体化关键技术研究”（2023YFC3804100）项目属于“十四五”国家重点研发计划“城镇可持续发展关键技术与装备”重点专项。项目以多站点聚合的城市综合功能地段为主要研究对象，将构建、集成并示范建筑城市一体化与立体化成套设计方法和关键技术，为城市优化布局、完善功能、提高效能和转变发展方式提供科学量化依据，通过促进空间立体集约、交通动态优化、减碳技术集成的方式推动实现城市高质量发展及双碳目标。
关键词：双碳目标，建筑城市一体化，城市形态，立体化
1项目背景
“十四五”国家重点研发计划项目“双碳目标下的建筑城市一体化与立体化关键技术研究”（2023YFC3804100）于2023年12月立项，项目执行期为2023年12月-2026年12月。项目以多站点聚合的城市综合功能地段为主要研究对象，研究背景包括：
（1）研究紧扣国家战略发展要求，积极贯彻习近平总书记重要指示和讲话精神，重点落实“加快转变超大特大城市发展方式”“科学规划城市空间布局”“强化节约集约、绿色低碳”“以关键技术突破支撑能源、交通、建筑等重点行业战略性减排”等国家战略发展要求。
（2）当代城市空间形态密集、功能混合复杂、人口高度流动，愈发呈现出动态性、随机性的发展态势，具备明显的复杂性系统特征，而目前建筑城市设计工作机制的协同性不足，亟需系统性的建筑城市一体化整合。
（3）城市高强度复合开发地区公共活动类型多样、空间垂直分层、基础设施立体，而目前建筑城市空间与交通组织的协调性不足，亟需构建系统性新型建筑、城市、交通理论方法技术，以应对城市空间立体化发展趋势。
2国内外研究现状和进展
（1）以多站点聚合的城市综合功能地段为研究对象的建筑城市一体化与立体化关键技术研究，涉及城市规划、建筑学、城市建筑学、城市设计学、城市形态学等多个学科的理论、方法和技术。
日本建筑师桢文彦倡导的“集合形态”“群造型”[9]主张以城市与建筑联动应对城市高密度发展、优化城市空间与场所秩序，王建国提出的城市设计与建筑“同时性与历时性”并存[10]、韩冬青的“城市·建筑一体化设计”理论方法[11]、张伶伶的“区域建筑学”设计观念[12]等引领和推动了城市设计与城市规划协同实施方法、数字化城市设计技术方法等方面的进展。
东京涩谷站、新加坡市政厅站、香港中环站等国内外实践展现了站点聚合地段一体化与立体化设计对于城市结构调整和空间塑造的积极作用；伦敦国王十字车站及周边将废弃工业棕地改造更新成为伦敦新的经济文化中心和欧洲交通枢纽，研究尺度跨伦敦利物浦街车站、金丝雀码头等区域。
（3）城市呈现出公共空间和公共活动组织的立体化特征和垂直分层特征，在宏观、中观和微观不同层面的理论方法和技术也有明显分层。
立体化复合建筑体现出城市属性，功能的高度复合使得多元素交互的复杂度明显加大。围绕交通系统开展的城市公共活动从地表层向空中、地下拓展，形成了地表层、空中层、地下层等多种基面类型[13]。
日本新宿车站包含7条主干线和8个站点，车站连通外部的出口多达200个，以车站为核心的实体商业建筑15座，形成地上地下车站、车站商业、地上商业的连接；重庆沙坪坝高铁综合枢纽集高铁、地铁、公交、出租车站为一体，多层立体布局均衔接各类交通功能，实现了枢纽核心区与城市的多层面接口。
面向多场景、一体化、立体化的需求，迈向科学化、模型化、定量化的设计，需开展动态性、全要素的理论方法技术和工具创新。宏观层面，研究多目标规划模型用于轨道站点周边的交通和土地利用整合设计；中观层面，研究在交通成员互动、车辆共享、出行链模拟等方面更具优势的、基于个体的交通仿真建模方式；微观层面，研究基于个体模型仿真优化。
以美国LEED-ND、日本CASBEE-UD、德国DGNB-NS为代表的街区尺度的低碳绿色评估方法[17-19]，是由单体建筑评估方法扩展而来。尚缺乏从全局视角出发，在统筹土地利用变化、空间复合优化情况下，建筑与交通交互作用的城市综合功能地段的减碳技术和评估方法。
3研究目标与研究内容
项目以多站点聚合的城市综合功能地段为主要研究对象，将构建、集成并示范建筑城市一体化与立体化成套设计方法和关键技术，为城市优化布局、完善功能、提高效能和转变发展方式提供科学量化依据，通过促进空间立体集约、交通动态优化、减碳技术集成的方式推动实现城市高质量发展及双碳目标。
为达成以上研究目标，项目设置了5个研究课题（图2）：
课题一，建筑城市一体化与立体化地段的形态机理及其演化。阐明多站点聚合地段的形态特征，揭示其价值内涵及应用场景，厘清形态、功效、能效3个核心维度的关联机理，奠定本项目的理论基础。
课题二，建筑城市一体化与立体化设计方法和技术。构建建筑城市一体化与立体化设计机制和设计流程，建立与多元环境交互生成的建筑城市一体化与立体化设计方法与范式，为实践提供方法和路径引导。
课题三，基于垂直分层和动态要素的建筑城市一体化与立体化交通组织技术体系。开展多站点聚合的高强度复合开发地区交通需求分析，研发基于立体交通网络和移动性的交通组织设计技术，开发面向建筑城市一体化和立体化的交通仿真工具。
课题五，双碳目标下的建筑城市一体化与立体化综合示范。围绕多站点聚合的综合功能地段建筑城市一体化与立体化中关键特征，通过在示范项目中的实证研究与优化示范，提升建筑城市一体化与立体化设计理论、方法、技术的适应性，形成示范效应并广泛推广。承担本项目主要成果的验证、反馈和示范。
4研究创新点
项目研究将在理论架构、实践路径、关键技术、场景示范4个层级实现创新：
创新点1：揭示多站点聚合的城市综合功能地段形态与功效、能效的关联机理和建筑城市一体化与立体化的演化机制，建立多维度要素交互机制，实现理论架构创新（图3）。
创新点2：构建以设计为核心的建筑城市一体化工作机制和以空间组织为核心的一体化工作流程，创建建筑城市空间与多元环境立体化交互生成的设计方法和范式，实现实践路径创新（图4）。
创新点3：构建建筑城市一体化与立体化关键技术体系，研发以人的出行活动为核心的交通组织技术和跨部门、多主体、全阶段的集成减碳技术，实现关键技术创新（图5、6）。
创新点4：以多类型场景示范带动应用和推广模式，打造城市未来生活新范式，实现场景示范创新（图7）。
5拟示范项目概况
项目的设置考虑了执行过程中技术探索和工程实践的交互推动，以理论和技术指导工程实践，以工程实践促进技术进步和理论创新，拟在3个典型的工程项目中开展实证研究和技术应用示范：杭州苕溪双铁上盖项目、苏州东站项目和上海金桥副中心项目。
5.1杭州苕溪双铁上盖项目
杭州西动车所上盖隔机场快线苕溪站与地铁仓前车辆段上盖相望，共同组成了国内首个双铁联动、轨道交通快线引领的城市综合体集群。一体规划，立体开发，以特色文旅、康体休闲、科创办公、智慧生活等功能为主导，将实现综合交通枢纽与城市片区融合式发展[20]，设计涵盖复杂建筑群与城市空间环境的融合、立体网络和移动性的交通组织、跨部门多主体的协作及减碳技术应用等内容，推动综合交通枢纽与城市片区融合式发展，将被打造成“峡谷都市未来胜景”的具有示范引领作用的未来社区样板。
5.2苏州东站项目
苏州东站项目是中国首个地下高铁站上盖综合开发项目[21]。该项目从产城融合的角度出发，以城市功能的紧迫需求带动大型交通枢纽，在高铁、城际、城市轨道等多轨交汇节点，复合车站、配套、商业、酒店、研发、住宅等多元功能。另外，该项目是苏州工业园区首例“三维红线”国有建设用地使用权出让项目[22]，采取一体化规划建设、整体性立体开发的模式，是工作机制创新与探索的代表性项目。
5.3上海金桥副中心项目
上海浦东金桥是全国第一个国家级出口加工区，如今正在由产业园区向综合型城区转型[23]。该项目将有机组合住宅、商业、文娱、办公等功能，促进职住平衡，实现多维度的功能复合，并在中央步行系统中穿插了共享空间、休闲设施，通过网络化全联通的垂直空间释放地面空间，形成上聚文化演艺与会议交流活动、下嵌交通枢纽功能、地上地下综合开发的中央公园综合体，成为城市更新过程中的可持续范本。
6预期成果
项目将形成成套设计理论方法、关键技术成果，包含运行场景、评估指标体系、仿真模型、设计导则、行业标准等成果形式内容。项目拟在城市核心区的多站点聚合地段，以具有系统性、协同性的一体化工作机制与立体化空间组织，实现建筑城市空间连通性和城市活动时空连续性，协调统筹城市形态与功效能效的耦合机理、一体化与立体化设计方法、立体移动的交通组织设计技术、能碳双控的低碳能源利用技术与减碳定量化评估方法等方法技术，承载未来城市集约、宜居、可持续的实践场景，有效推动城市实现双碳目标。□
参考文献
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[21]苏州工业园区发布.苏州东站“进度条”刷新！[EB/OL].(2024-06-11)[2024-08-23].www.sipac.gov.cn/szgyyq/jsdt/202406/1fa8486db0eb48928e07bc2d2b7035a3.shtml.
[23]解放日报.金桥——蜕变活力城.[EB/OL].(2021-07-20)[2024-08-23].www.shanghai.gov.cn/shzyxdhjsylqlm/20210730/dd78a06ca8b24239b84178675295bdb2.html.
李兴钢*（通讯作者）
B.1969，博士
中国工程院院士
全国工程勘察设计大师
中国建设科技集团首席科学家
中国建筑设计研究院有限公司总建筑师
曹颖
B.1982，硕士
中国建筑设计研究院有限公司正高级工程师、部门副总工程师