生态冠层和向上发展 上海城市第五立面发展策略探索.pdf

索 J.时代建筑，2 0 2 3（1）：8 4-8 7.和向上发展上海城市第五立面发展策略探引文格式：赵颖，潘朝辉，张海滨.生态冠层84时代建筑Time+Architecture2023/1赵颖潘朝辉张海滨ZHAOYing,PAN Zhaohui,ZHANG Haibin生态冠层和向上发展上海城市第五立面发展策略探索Ecological Canopy,Upward DevelopmentProposals for Shanghais Fifth Facade Development Strategies摘要在城市更新和“双碳”发展的双重背景下，第五立面不仅关乎城市风貌和环境品质，更是一种宝贵的空间资源，在挖掘空间立体复合使用、拓展公共活动场所、提高城市绿量、建设韧性生态城市等方面具有重要意义。文章通过上海城市第五立面调研和问题分析，借鉴国外重要城市的发展经验，尝试探索上海城市第五立面的未来发展方向，提出“生态冠层”和“向上发展”的基本策略及多样化的实现路径。关键词第五立面；城市更新；生态冠层；向上发展；立体绿化；功能混合ABSTRACTOnthedual background ofboth1引言：“城市第五立面”的新内涵第五立面，源于建筑学，“指建筑物除了四个围合实体之外的立面一一屋顶平面”。在城市设计语境下，城市第五立面指从空中俯瞰城市上部空间的整体意象，是由建筑屋顶、街道、开空间、自然风貌、绿化植被等要素构成的整体环境。其中，建筑屋顶是构成第五立面的核心要素。纵观全球重要城市的发展历史，它们都经历了“推行屋面绿化一第五立面生态建筑一建设花园生态城市”类似的演进过程。这是一个从建筑到城市，从功能到生态，从自发到自觉实现纵深推进和不断升华的过程，并最终达成城市与自然的和谐共生。在城市有机更新和“双碳”发展的双重背景下，城市第五立面除了关注城市形态肌理和风貌美观等方面的因素外，更需关注城市屋面的独有属性特征和生态优势；关注其空间潜力和复合利用；关注其在增绿减排、创造绿色生活空间和都市“屋顶文化”方面的贡献和价值，urban renewal and the call for carbon peaking andneutrality development,thefifth facade is notonly related to urban scape and environmentalquality,but can also be a valuable space resource.It can maximize the use of spaces,create recreationalspaces,improve urban green capacity,and builda resilient and eco-friendly city.Drawing on theexperience of foreign cities,the article tries toexplore the future development of Shanghais fifthfacade through field investigation and problemanalysis,putting forward the basic strategies ofecological canopyandupward development体现时代赋予城市第五立面的新内涵。本文基于上述城市第五立面新内涵的总体认知，通过对上海城市第五立面的调研分析，和国外重要城市实践经验的借鉴比较，重点探讨上海城市第五立面发展策略的可能性及多样化的实现路径，为未来上海生态城市建设提供特定视角的参考。2上海城市第五立面调研及问题分析为了获得全面且具有典型代表意义的城市第五立面现状资料，课题组采用了横向分区、纵向分类的方法（表1、表2）,裁取上海城区“一江一河”沿线、重点商圈及城市副中心等8 处代表性区域片段和1 8 个典型建筑，以点面结合的方式，分街区和建筑两个不同层面和尺度对城市第五立面展开调研和分析，最后综合评估了上海城市第五立面的现状和问题（图1）。2.1总体发展状况及存在的问题相较于国外发达地区，中国对城市第五立along with diverse approaches of implementation.KEY WORDSThe Fifth Facade;Urban Renewal;Ecological Canopy;Upward Development;Three-Dimensional Greening;Mixed Function中图分类号：TU-86(251);TU201.5;TU985文献标识码：AD0l:10.13717/ki.ta.2023.01.084文章编号：1 0 0 5-6 8 4 X(2023)01-0084-04面的理论和技术研究起步较晚，上海是率先通过立法推行屋顶绿化的城市，近年来第五立面的规划建设正向多元化和制度化方向迈进。从调研现状分析来看，上海主要存在以下三个方面的问题和不足。（1）总体发展不平衡，不同区域及不同类型建筑的状况差距较大。新建建筑的第五立面品质相对较高，在重点商圈、新城产业园等地呈现点状分布，但尚未形成完整的街区风貌。既有建筑存量巨大，第五立面的环境品质有待提升。在不同的建筑类型中，优秀案例主要集中于商业办公、文体场馆及教育医疗等公建类型，覆盖的建筑类型较为局限。（2）屋顶空间有待开发，存量建筑的更新改造量大面广。作为中国最早开启现代化建设的城市之一，上海已经步入了“存量时代”。上海中心城区土地资源日渐紧缺，但目前多数建筑的屋面空Shanghai2.Diagramof the development strategyof the Fifth Facade of1.SurveynoftheFifthFacadeofShanghai2.上海城市第五立面发展策略图解1.上海城市第五立面调研地图时代建筑Time+Architecture2023/1185五角场城市副中河沿南京西路商淮海路商圈张江科技园区徐家汇城市副中心大虹桥商务区世博A8片区黄埔江滨江调研区苏州河沿岸调研区重点商图调研区城市副中心调研区一其他重要调研区居住建筑商办酒店建筑医卫教育建筑文化展馆建筑更新改造建筑其他类型魂筑表1.横向分区Tabel 1.Partitionbylocation类型调研区域黄浦江：杨浦北外滩滨江、徐汇滨江和世博滨一江江段一河苏州河：苏州河入江口、苏州河中段重点商圈淮海路商圈、南京西路商圈、大虹桥商务区城市副中心徐家汇副中心、江湾-五角场副中心表2.纵向分类Tabel2.Classificationbyfunction建筑类型商办医卫文化公寓住区更新改造工业园区酒店教育展馆2.2第五立面相关的两个主要议题时代背景发展策略实现途径价值体现城市立体绿化经济价值“双碳”发展生态冠层再生能源利用生态价值多元功能混合立体复合开发社会价值城市更新向上发展渐进有机更新设备机房布置文化价值目标愿景：全球卓越城市，一座创新之城、生态之城、人文之城间仅用来放置建筑设备或被消极处理，有待于整体改造加以利用。近年来市中心重要公共建筑都进行了屋面升级改造和一体化设计，取得了较好的效果，而量大面广的旧式小区、普通公建存量建筑的屋面相对杂乱无序，环境品质有待提高。与此同时，改造工程也存在数量少、分布零散、质量参差不齐等问题。（3）层级体系有待完善，风貌特色不够突出。“一江一河”滨水绿带构成上海城市自然景观的主要特征，内环和南北高架、重点商圈等也是重要的城市风貌特色因素。而对城市肌理和图底关系产生重要影响的大量居住建筑和生活街区则形成了整个城市的风貌底色。目前“第五立面”的设计提升仍以点状分布为主，缺少“第五立面专项规划”的总体层级控制，宏观尺度视角下城市第五立面风貌特色还有待在更新改造中彰显。一是城市更新语境下，第五立面的复合利用。上海城市建设已进入“从增量扩张向存量提质”2 的新阶段。上海市城市总体规划（2 0 17 2 0 35年）明确提出了“底线约束，内涵发展”的新模式，全市常住人口控制在2 5 0 0 万，规划建设用地小于32 0 0 km，实现负增长。在城市建设用地越来越有限，中心城区高密度、高质量发展的前提下，关注城市第五立面，激活城市屋面空间，开发商业娱乐、文体活动、都市农业等新型功能，挖掘屋面空间潜力和使用价值，拓展公共活动场所，使之成为城市公共生活的新载体，是城市第五立面发展的一个重要方面。二是“双碳”目标指引下，城市第五立面的生态价值。建筑屋面在建筑中直接承接阳光、雨水并与大气接触。这些特性决定了其在城市生态方面可以发挥独特的作用。一方面，屋顶绿化在促进实现“碳中和”、缓解“热岛效应”、减少雨水径流等方面有着重要作用；另一方面，城市屋顶也是太阳能、风能等可再生能源利用的主要场所。随着太阳能光伏建筑一体化（BIPV）光伏屋面、光储直柔技术、空气源热泵技术的推广应用，第五立面将在未来城市的增绿减排和生态效益中发挥越来越重要的作用（图2）。3国外城市第五立面实践经验早在2 0 世纪初，西方国家就开始推行城市屋顶绿化。德国是最先开发屋面绿化技术的国家，截至2 0 0 7 年，德国屋顶绿化率达已经到了8 0%左右。3 全球重要城市的发展大多都经历了从屋面绿化、第五立面生态建筑、城市生态修复和建设，到花园城市这四个阶段的演进过程。尤其在德、美、日、新加坡等国家，以屋面绿化为重点的“第五立面生态建筑”已进入了快速发展的兴盛时期。3.1纽约：高密度下的空间开发和生态平衡美国是世界上关注第五立面最早的国家之一。自2 0 世纪9 0 年代起，就开始关注建筑屋面的生态环保研究。近年来，美国又兴起了“第五立面生态建筑运动”。据调查显示，2 0 0 4年至2 0 13年，美国屋顶绿化面积每年以超过60%的速度增长。3 纽约市政府规划将全市所有的屋顶绿化连接起来，建成一个空中绿化网，为人们创建更多的绿色休闲空间。纽约的绿色屋顶有不少是融合都市农业、太阳能光伏系统、海绵设施等功能的“可持续屋顶”。3.2东京：循环经济理念和体系化技术产业支持东京是全世界人口最密集的城市之一。2 0世纪7 0 年代开始，日本政府认识到环境问题的86时代建筑Time+Architecture2023/1危害，开启了全面的屋顶绿化进程。19 9 1年东京市开始实施城市绿化法，陆续推出了屋顶绿化技术，编制了相应的绿化指南，把屋顶绿化作为改善环境而不占用土地的最佳选择，大力鼓励人们在屋顶种植。东京市通过屋顶绿化义务化及相应税收制度激励和处罚等措施，使屋顶绿化得到了快速发展，到2 0 12 年，东京市屋顶绿化率已达了14%。4日本的屋顶绿化已走在了世界的前列，具有完善的技术体系和系统的产业化支持、多元的绿化形式和高效的政策措施，大大促进屋面绿化普及和城市生态多样化。近年来，日本将循环经济的理念纳入到“第五立面生态建筑”中，根据不同的屋顶特点，把屋顶绿化与太阳能、风能、地热、雨水收集系统综合起来开发利用，使原来单一功能的屋顶变成多功能的新的经济开发点。3.3新加坡：立体绿化和花园城市典范新加坡作为一个土地资源紧张的城市，一直将屋顶绿化和环境建设作为实现“城市在花园里”目标战略的一个组成部分，在各种制度的保障和支持下，新加坡屋顶花园建设已成为全球的典范。由政府主导，新加坡推出了一系列促进立体绿化的项目，如LUSH（立体绿化的容积率鼓励项目）绿色之星等项目。项目对象不仅涵盖新建筑，也对既有建筑的屋顶更新项目进行了支持。同时，屋面绿化在减少雨水径流、减缓热岛效应、发挥生态效应等方面起到了重要作用。新加坡“第五立面”的城市建设成功的关键在于规划、建设和管理三者之间关系的成功构建，形成城市规划、建设和管理的有机衔接及协调发展。另一个重要特点就是重视规划引导功能、满足民生需要、拓展邻里公共活动场所、提升居住环境质量，在全社会形成多样的“屋顶文化”。5 4上海城市第五立面发展策略探索分析4.1相关政策背景上海经过近40 年的快速建设后进入到精细化存量提质的发展模式，高密度城区中空间资源不足，城市建设与绿地发展成为普遍存在的空间矛盾。以上海市静安区2 0 18 年的统计数据为例，其区域面积为36.7 7 km，人口密度2.9万人/km，人均公共绿地面积仅2.8 6 m，远落后于上海市城市总体规划（2 0 17 一2 0 35年）中设定的人均公共绿地13m。(6为了使这一情况得到改善，上海市采取了一列相关措施。一方面，以屋面绿化为主要内容的城市立体绿化已成为绿色建筑的必选项和基本建设要求。2 0 0 7 年上海绿化条例修订时首次将立体绿化纳入法条中，以此鼓励推行屋面绿化。在2 0 15 年的再次修订版中，明确了实施立体绿化的具体要求和重点载体，并出台了上海市立体绿化专项规划及一系列屋顶绿化操作规范。“十四五”期间，上海市在计划新建城市立体绿化2 0 0 万m的同时，也存在着“立体绿化的建设意义尚未形成社会共识”、缺乏长期有效的财政支持导致“后期养护困难”等实际问题。7 另一方面，新建建筑屋面安装光伏成为民用建筑可再生能源利用的重要方式。上海市政府在上海碳达峰实施方案报告中提出，“到2 0 2 5 年，城镇建筑可再生能源替代率达到10%；到2 0 30 年，进一步提升到15%，推进适宜的新建建筑安装光伏到2025年，公共机构、工业厂房建筑屋顶光伏覆盖率达到5 0%以上”。这意味着屋面光伏设施将成为城市屋顶的一个重要组成部分。4.2生态冠层和向上发展通过上述背景分析，以及借鉴国外重要城市第五立面的实践经验，课题组对未来上海城市第五立面规划建设提出“生态冠层”和“向上发展”两个基本策略。“生态冠层”，主要指在节约土地资源的前提下有效增加城市绿化面积，提高城市绿地率。科学设计的立体绿化可以降低建筑能源消耗和减少城市热岛效应，偿还大自然有效的生态绿色面积，丰富城市生物多样性，降低碳排放，从而实现建筑“生态补偿”，促进城市生态系统的多样性，改善城市微气候环境。“向上发展”，主要指开发屋面空间潜能和使用价值，而非建设高层或摩天楼。在人口密度、人均建设用地绿地面积等因素的制约下，上海城市向高密度、立体化发展。作为城市公共空间的拓展和延伸，屋面空间的开发和利用是在完成其原有遮盖功能及精神属性的同时，充分地利用城市的土地资源，创造适应日常生活和更加积极有序的屋顶空间，营造现代都市的城市屋顶文化。5多样化的实现路径5.1立体绿化和光伏屋顶，营造城市生态冠层立体绿化是营造城市生态冠层的主要途径。立体绿化包括屋顶绿化在内的所有非地面绿化，可以利用各自不同的立体条件，增加建设中的绿地面积比例。具有代表性的几种绿化形式有屋顶绿化、垂直绿化、高架绿化、树围绿化、护坡绿化等，其中屋顶绿化又分成花园式、草坪式和组合式三种基本类型。作为城市生态冠层的立体绿化，往往还结合了都市农业、太阳能光伏系统、海绵设施等多种生态手段。位于纽约市布鲁克林区的海军船厂屋顶农场（Br o o k l y n Na v y Y a r k R o o f Fa r m，图3）便是这种“可持续屋顶”的代表之一，面积6 0 39 m的农场整合了养殖设施、光伏发电设施和海绵设施。农场的肥料是由收集到的厨余垃圾和废弃木料转化得来，它在将回收的废弃物、雨水转化为新鲜的农产品，为本地社区提供健康、美味农产品的同时，还能为地区环境治理做出贡献，实现社会效益与生态效益的共赢。5.2功能混合利用，增强经济和社会价值对于多层和5 0 m以下小高层的建筑屋面，除了布置必要的室外设备和机房外，余下大部分的空间可以融入城市休闲、观赏、运动、餐饮、园林、农业、蓄排、停机坪等多种功能，屋面空间大有可为。在屋面绿化的基础上，尽可能保留或拓展屋顶空间的公共属性，布局可体验、促交流、多元化的功能业态，提高城市空间功能的立体混合度，增强屋顶空间的经济和社会3.布鲁克林海军船厂屋顶农场4.东京宫下公园5.6.旧金山运输中心公园7.大阪森之宫3.BrooklynNavyYardrooffarm4.MiyashitaPark5.6.SalesforceTransitCenterandPark7.MorinomiyaQsMall时代建筑Time+Architecture2023/187价值。根据空间的使用方式差异、管理模式及归属权的不同，可分为公共休憩空间、商业服务空间、生态花园空间、文体活动空间、田园种植空间、特殊功用空间等六种基本原型。在功能混合利用上，东京涩谷的宫下公园（M i y a s h i t a Pa r k，图4）项目便是一个成功的案例。建筑的底部楼层为商业建筑和停车楼，其屋顶则打造为一处融合了休闲、商业、运动等多样化功能的公共公园。公园的北区设置了滑板区、抱石攀岩墙等多功能运动设施，南区设置了咖啡厅、餐厅及草坪广场，高效地利用了东京都中心的用地。5.3空间立体开发，引导公共性与可达性空间立体开发是高密度城区空间高效使用的一个基本途径。在高密度城市，公共建筑除了充分考虑屋面空间的功能混合利用外，还需充分考虑对城市空间进行立体化开发的可能性。重视城市公共空间的连续性和可达性，增强屋顶与底层空间之间的连通，为公众提供一个宜人、实用，可游、可憩的复合型公共空间。美国旧金山的运输中心公园（SalesforceTransitCenter&Park，图5、图6）是成功地把城市交通功能与生态屋面完美结合的案例。该项目主体是一个横跨5 个街区的公共交通枢纽，包含11个公共交通系统及高速铁路系统。其屋顶被打造成一个占地约2.19 hm的公共屋顶公园，与周围建筑通过连桥连通，成为一个空中的城市公园，为通勤人群、周边的上班族和当地居民提供了一处休憩、活动和交流的美好空间。郁郁葱葱的屋顶公园打造了一个多样化的生态系统，其中生长着6 0 0 多棵树和16 0 0 0 多株植物，每年可抵消高达12 t的碳排放，与建筑相关的碳排放量可减少约40%。屋顶的绿化还能够收集并再利用雨水，配合屋顶湿地过滤系统，每年能节省约5 2 6 2 万升的水，减少17 0 0 0 t的二氧化碳排放，从而实现良好的生态效益。5.4渐进有机更新，激活城市屋顶空间“小规模、渐进式、高品质”2 是城市有机更新的基本方式和特点。常态化可持续的城市屋面改造更新需在专项规划的指引下，分片区、小规模、动态化逐步推进。改造中应重视公众的过程参与，保留城市的空间肌理和集体记忆，在满足基本民生功能的基础上，融入生态和绿色理念，激活城市屋顶空间，塑造现代都市屋顶文化。大阪的森之宫（MorinomiyaQsMall，图7）成功地在城市更新语境中激活了屋顶空间。该项目拆除了原址上一座逐渐衰败的棒球场，利用商业中心的屋顶，设置了一条横跨多幢建筑、周长约30 0 m的环形跑道，免费提供给市民使用。同时，该项目还设有小型足球场、游泳池、健身房等体育服务设施。这座被重新打造的一站式社区体育服务综合体，既延续了场地的运动主题，又为周边大量的居住区提供了多元化的生活服务。6结语第五立面是城市风貌的一个展示窗口，也是都市生活的一种空间载体。通过这个特定的窗口，公众可以感知城市的内在秩序和独特风情，城市管理者可以从宏观层面进行风貌管控。当下，城市建设正转向精细化存量发展模式，与此同时，应对全球气候变暖、建设生态宜居环境也成为现代城市可持续发展的重要使命担当。面向未来，在城市有机更新和“双碳”发展的背景下，上海城市第五立面发展更多地是从绿色生态和城市空间的角度，通过“生态冠层”和“向上发展”两个基本策略实现城市第五立面的生态价值、社会价值、经济价值和美学价值，让城市变得更加美好。2020（7）：14-15，详见北京市规划和自然资源委员会网页http:/ 0 2 0 KY16城市第五立面规划建设品质提升的研究成果，实地调研分析报告是课题的组成内容。2 0 世纪7 0 年代，中国第一个真正意义上规划设计屋顶花园的项目广州东方宾馆建成。随后，在8 0 年代和9 0 年代，中国各地出现了许多各具特色的屋顶花园。19 9 7 年，广州成为国内首个利用屋顶花园建设城市屋顶开放空间的城市。2 0 0 4年11月建设部发出的“关于贯彻国务院关于深化改革严格土地管理的决定的通知”，提出“鼓励和推广屋顶绿化和立体绿化”。上海市在2 0 0 8 年率先提出上海市屋顶绿化技术规范（试行）（沪绿2 0 0 8 2 5 号）通知，将屋顶绿化立法。随后，2 0 15 年进一步在上海市绿化条例中鼓励建设项目屋顶实施绿化，规范绿化审批标准。参见：上海市人民政府关于印发上海市碳达峰实施方案的通知.沪府发【2 0 2 2 7 号，2 0 2 2（7），详见https:/ 0 10：7.2伍江.城市有机更新与精细化管理J.时代建筑,2 0 2 1（4):6-11.3志成，琳达贝拉斯克斯.德美日的“第五面生态建筑”1.中外企业文化，2 0 15（0 2）：46-49.4孙健，李亚齐，胡春，等日本屋顶绿化建设对我国的启示.广东农业科学，2 0 12，39（11）：6 5-6 8.5蔡霖，李朝阳，廖金源.新加坡屋顶花园规划设计简析及启示.华中建筑，2 0 13，31（2）：8 7-9 1.6上海市静安地方志编纂委员会.静安年鉴（2 0 18)R.上海：上海辞书出版社，2 0 18.7董楠楠，陈强，戴旺，等.高密度城市中心区立体绿化规划关键策略与技术实践C/2019城市发展与规划论文集。第十四届城市发展与规划大会组委会，2 0 19：2 39-2 46.（图片来源：图1、图2，表1、表2 城市第五立面规划建设品质提升课题组自绘；图3源于https:/ 源于https:/ 源于https:/www.takenaka.co.jp/majorworks/41402222015.html)注释：参见：北京第五立面和景观跳望系统城市设计导则作者单位：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司作者简介：赵颖，女，同济大学建筑设计研究院（集团有限公司副总建筑师，教授级高级工程师潘朝辉，男，同济大学建筑设计研究院（集团有限公司设计四院总建筑师，高级工程师张海滨，男，同济大学建筑设计研究院（集团有限公司设计四院，一级注册建筑师收稿日期：2 0 2 3-0 1-10基金项目：上海市规划和自然资源局课题（2 0 2 0 KY16）