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在城市更新中探索新发展模式,绿色数字人居建设新突破

发布时间:2021-05-20 17:29 人气:

  《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称“十四五”规划)指出,加快转变城市发展方式,统筹城市规划建设管理,实施城市更新行动,推动城市空间结构优化和品质提升。加快推进城市更新,改造提升老旧小区、老旧厂区、老旧街区和城中村等存量片区功能,推进老旧楼宇改造,积极扩建新建停车场、充电桩。

  “十四五”规划指出,坚持节能优先方针,深化工业、建筑、交通等领域和公共机构节能,推动第5代移动通信技术、大数据中心等新兴领域能效提升,强化重点用能单位节能管理,实施能量系统优化、节能技术改造等重点工程,加快能耗限额、产品设备能效强制性国家标准制修订。

  为落实党中央、国务院扩大内需和发展数字经济战略决策部署,加快发展数字家庭,提高居住品质,改善人居环境,住房和城乡建设部等部门印发《关于加快发展数字家庭提高居住品质的指导意见》。其中指出,鼓励设置健康、舒适、节能类智能家居产品,鼓励既有住宅参照新建住宅设置智能产品,鼓励既有社区参照新建社区设置基本智能产品,并对养老设施和公共配套设施进行数字化改造等。

  和新基建、城市更新不谋而合的正是绿色数字人居建设,即用数字化手段引领或推动人居大系统向绿色、可持续发展方向迈进。在此,笔者通过实践经验和总结思考分享一些心得。

  科技为杠杆 探索旧改新模式

  从全球来看,建筑行业贡献了碳排放总量的40%,是实现碳中和目标的关键。根据《中国建筑节能年度发展研究报告》的数据,2018年,中国建筑建造和运行相关二氧化碳排放占全社会总二氧化碳排放量的比例约为42%,其中建筑建造占比为22%,建筑运行占比为20%。由于中国仍处于城镇化推进时期,建筑的建造和运行能耗排放是重要的组成部分,建筑的碳排放占全社会的比例高于全球整体水平。

  传统住宅建筑消耗了大量资源能源,如何借助新一轮老旧小区更新的契机,通过数字新基建手段,在提升居民居住水平的同时,提高建筑的能源使用效率,进而对能源节约产生更高的价值,这是清华大学建筑学院可持续住区研究中心(以下简称“清华大学CSC”)一直以来研究的课题,清华大学CSC在多年的摸索实践中整理出了一套“以旧养旧”的双循环都市更新模式。

  所谓“以旧养旧”,是指将旧房屋进行维护和改造,在旧有空间内实现居住水平提升,是相对“拆旧盖新”而言更高效、更节约的旧改思路,也是清华大学CSC与住房和城乡建设部等有关部门合作进行旧城和老旧小区改造的探索成果。该模式以新基建小循环、快循环为引导,带动旧城基础设施改造实现大循环、慢循环。其中,小循环、快循环因科技杠杆的加持,拥有精准数据分析降低误判成本、数据可视化减少沟通障碍、长期动态数据采集降低人力成本、微改造迅速到位降低投资成本、人工智能算法降低能源成本等优势。

  该模式通过空间孪生、数据标注、空间织补、投资改造、空间运营5个步骤,覆盖旧城更新的前期顶层设计、中期落地实施和后期维护运营,有序实现旧城更新的总体目标。重要的是,其不仅是一套切实可行的更新模式,也是借助科技杠杆实现能源集约的高效路径。

  例如,在数据标注阶段,可将新基建数字系统广泛部署在老旧小区的门禁对讲场景中,通过对室内时空行为数据的感知和应用,使能源消耗在空间和时间两个维度得到平衡和节约。以我国北方传统社区的供暖方式为例,室内会因距离热源远近不同造成不同楼栋、不同楼层的温度差异,且由于无法精准识别空间内人员状态,使得能源消耗处于粗放状态。而数字系统则可自动通过云端控制智能采暖控制阀,在不改造建筑物的情况下,实现高达30%的节能效果,让居民和物业服务企业从采暖费上实实在在获得收益,也可使能源的调度和分配更加精准。

  目前,多家国企携手清华大学CSC,采用“以旧养旧”的双循环模式,开启了老旧小区更新的新实践。

  实践出真知 老胡同延续新生命

  使用新技术绝非炫技,而是让科技真正为生活服务。好的设计不是越多越好,而是恰当、适用,将有限的成本和精力集中用来解决最关键的问题,这点在“以旧养旧”的城市更新解决方案中得到充分体现。

  以清华大学CSC牵头的北京雨儿胡同6号院老城胡同改造为例,这是北京实施城市更新行动中的典型案例,是开展老城风貌保护和胡同四合院居民生活条件改善的一次代表性实践。

  如何既能保护历史文化底蕴,又能改善居住环境,让老胡同的居民过上安全、健康、舒适的现代生活,一直是需要持续思考和解决的问题。在进行了反复调研和多次研讨后,专家团队创新性地提出了房屋“开间更新”、院落“违建置换”的老城微更新设计模式。一方面,将更新视角从街区、院落、房屋缩微到“开间”这一最基本的老城建筑单元和产权单元内,以应答产权碎片化背景下的留住居民的目标;另一方面,通过对院内违建的有机柔性拆除实现保障民生和理清产权的目标。

  改造过程中,模块化的产品设计和装配式装修方式体现出优越性,在院落内严苛的施工条件和紧张的工期要求下,得以灵活应对不同建筑条件;施工速度快、无噪音、对邻里影响小;具有低成本、快速、批量生产和推广的可能性。

  雨儿胡同改造中持续运用科技手段和数字技术给房子赋予新的价值。据统计,通过对室内环境管理系统和节能安防系统的智能操控,可对空间实现最高达50%的节能,且可大幅提升室内空间的环境质量。

  经过设计改造和对空间复合利用,居住家庭户内使用面积提升了约20%,人均使用面积增加约2平方米。同时,通过对房屋建筑立面、景观和旧物利用等方面巧妙运用,既使北京的传统院落文化得以延续,又赋予了老旧院落新的生命。

  基于实践带来的思考,笔者认为,要通过科技、政策、投资、宣传4大杠杆实现存量空间增值以引导群众,增量空间价值以覆盖成本,空间服务收益以冲抵利息,增量空间升值以实现收益。以旧城空间的价值挖掘和提升来实现旧城的更新和发展,达到“以旧养旧”的动态平衡。要通过研发数字系统,包括数字孪生运营系统、智能安防节能系统、空间服务运营系统、室内环境管理系统等,实现人、建筑与设备的数据时空互联,助力新基建在建筑领域的快速部署和规模实施;通过从空间维度、社群维度、财务维度和政策维度等多角度对老旧小区的现状进行分析,在数字新基建的引导下融合建筑、规划、景观等多学科,对现状条件进行梳理;通过空间复合利用、盘活闲置空间、挖掘空间增容余量等手段,提高空间的使用效率创造增量价值;通过提高空间标准增加存量价值;通过时空共享的方式引导多方参与,从而实现老旧小区“以旧养旧”更新目标和节能目标。

  作者为清华大学建筑学院可持续住区研究中心主任

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