引言

　　快速城市化是我國現階段乃至將來數十年城市發展的基本形態。然而，在其不斷加速的發展過程中，因匱乏現代化的城市規劃經驗與方法，城市建設與飛速發展的城市化進程不協調，粗獷式的城市發展成為我國城市普遍狀態。如此城市化將過度消耗大量的資源能源，并使城市區域原有的自然形態發生巨大變化，同時城市中建筑群、人為熱量排放以及不透水人工表面等多種因素對城市局地氣候產生極大影響，如極端氣候增多、城市高溫、空氣污染、水污染、垃圾圍城、城市能源緊張等問題日益嚴重。眾多大中型城市氣溫普遍升高，降水、相對濕度和日照水平則呈下降趨勢，城市氣候的惡化不僅阻礙我國快速健康城市化進程和經濟發展，更危害城市居民的身心健康。

　　能源應用過程中大量廢棄物、污染物、溫室氣體和熱量排放是導致城市氣候變化的重要影響因素。我國在2009年底舉行的哥本哈根氣候變化峰會上提出，到2020年，單位GDP的CO2排放將比2005年下降40％一45％，經濟、社會、環境三者的和諧發展成為我國新階段發展的重點，而城市是三者的綜合體。隨著氣候變化趨勢逐步加劇，從城市規劃學科的角度采取一定的節能策略，是實現我國經濟、社會、環境三方和諧發展的良好途徑。本文以哈爾濱為例，對近30年來氣象數據演變趨勢進行分析，并從城市能源的角度尋找城市氣候變化的可能原因，進而從規劃角度針對性地提出解決方法，為寒冷地區針對城市氣候變化的城市規劃方法和策略提供指導。

　　1、城市氣候變化與城市能耗的關系

　　城市氣候是一種在城市作用下形成的區別于大區域背景氣候的局地氣候，因其與城市人類生存息息相關而倍受關注。城市氣候與自然下墊面的物理特性差別很大。人工排熱、污染物排放是城市局地氣候的主要成因，而城市過量人工熱和染污物排放的直接原因就是能源應用的低效、高污染。目前，我國城市出現大量反常天氣和極端氣候，如暴雨襲城、連續高溫、大霧彌漫、逆溫天增多等，同時空氣污染在大中城市已然常態化，均與低效率、高污染的能源應用有直接關系。

　　改革開放以來，我國能源消耗總量一直呈快速增長趨勢，年能源消耗總量從1978年的57144萬t標準煤上升至2011年的348002萬t標準煤，歷年普查結果如表1所示。能源消耗隨著我國經濟快速發展而劇增，重點體現在產業耗能、建筑耗能和交通耗能等方面，有數據顯示，中國每建成1平方米的房屋，約釋放出0．8t碳，目前建筑業在碳排放占的比重達到了40％～50％，遠高于交通運輸和工業生產的碳排放，并將成為未來20年社會能耗和溫室氣體排放的主要增長源。伴隨著城市局地區域內大量能源的消耗，所產生的熱量、溫室氣體和污染物等在城市區域的有限空間內大量積聚，進而使城市氣候變化較背景氣候的變化更為劇烈，并且其負面效應對城市發展和生產生活造成了巨大影響。

　　表1 我國1978年一2011年能源消費總量統計表

　　由任國玉等的研究可知，我國在20世紀后期的50年里氣溫升高了1．1℃，明顯比全球或半球同期溫增幅度大，并且從80年代開始平均增溫速度加快，有從原來冬季溫增向全年溫增演變的趨勢。這直接表明，隨著改革開放以來城市化進程的迅猛發展，經濟和社會發展已經對環境氣候產生影響。氣溫升高與我國年能源消費總量從70年代末到21世紀初達3倍的增長相互支持，可知伴隨城市化的快速發展，能源消耗迅速增長，在帶來社會經濟巨大發展的同時也造成了氣候變化的加劇，可見能源問題是城市氣候變化的主要影響因素，解決能源的有效利用和綠色低碳也是解決城市氣候問題的關鍵環節。

　　引言

　　快速城市化是我國現階段乃至將來數十年城市發展的基本形態。然而，在其不斷加速的發展過程中，因匱乏現代化的城市規劃經驗與方法，城市建設與飛速發展的城市化進程不協調，粗獷式的城市發展成為我國城市普遍狀態。如此城市化將過度消耗大量的資源能源，并使城市區域原有的自然形態發生巨大變化，同時城市中建筑群、人為熱量排放以及不透水人工表面等多種因素對城市局地氣候產生極大影響，如極端氣候增多、城市高溫、空氣污染、水污染、垃圾圍城、城市能源緊張等問題日益嚴重。眾多大中型城市氣溫普遍升高，降水、相對濕度和日照水平則呈下降趨勢，城市氣候的惡化不僅阻礙我國快速健康城市化進程和經濟發展，更危害城市居民的身心健康。

　　能源應用過程中大量廢棄物、污染物、溫室氣體和熱量排放是導致城市氣候變化的重要影響因素。我國在2009年底舉行的哥本哈根氣候變化峰會上提出，到2020年，單位GDP的CO2排放將比2005年下降40％一45％，經濟、社會、環境三者的和諧發展成為我國新階段發展的重點，而城市是三者的綜合體。隨著氣候變化趨勢逐步加劇，從城市規劃學科的角度采取一定的節能策略，是實現我國經濟、社會、環境三方和諧發展的良好途徑。本文以哈爾濱為例，對近30年來氣象數據演變趨勢進行分析，并從城市能源的角度尋找城市氣候變化的可能原因，進而從規劃角度針對性地提出解決方法，為寒冷地區針對城市氣候變化的城市規劃方法和策略提供指導。

　　1、城市氣候變化與城市能耗的關系

　　城市氣候是一種在城市作用下形成的區別于大區域背景氣候的局地氣候，因其與城市人類生存息息相關而倍受關注。城市氣候與自然下墊面的物理特性差別很大。人工排熱、污染物排放是城市局地氣候的主要成因，而城市過量人工熱和染污物排放的直接原因就是能源應用的低效、高污染。目前，我國城市出現大量反常天氣和極端氣候，如暴雨襲城、連續高溫、大霧彌漫、逆溫天增多等，同時空氣污染在大中城市已然常態化，均與低效率、高污染的能源應用有直接關系。

　　改革開放以來，我國能源消耗總量一直呈快速增長趨勢，年能源消耗總量從1978年的57144萬t標準煤上升至2011年的348002萬t標準煤，歷年普查結果如表1所示。能源消耗隨著我國經濟快速發展而劇增，重點體現在產業耗能、建筑耗能和交通耗能等方面，有數據顯示，中國每建成1平方米的房屋，約釋放出0．8t碳，目前建筑業在碳排放占的比重達到了40％～50％，遠高于交通運輸和工業生產的碳排放，并將成為未來20年社會能耗和溫室氣體排放的主要增長源。伴隨著城市局地區域內大量能源的消耗，所產生的熱量、溫室氣體和污染物等在城市區域的有限空間內大量積聚，進而使城市氣候變化較背景氣候的變化更為劇烈，并且其負面效應對城市發展和生產生活造成了巨大影響。

　　表1 我國1978年一2011年能源消費總量統計表

　　由任國玉等的研究可知，我國在20世紀后期的50年里氣溫升高了1．1℃，明顯比全球或半球同期溫增幅度大，并且從80年代開始平均增溫速度加快，有從原來冬季溫增向全年溫增演變的趨勢。這直接表明，隨著改革開放以來城市化進程的迅猛發展，經濟和社會發展已經對環境氣候產生影響。氣溫升高與我國年能源消費總量從70年代末到21世紀初達3倍的增長相互支持，可知伴隨城市化的快速發展，能源消耗迅速增長，在帶來社會經濟巨大發展的同時也造成了氣候變化的加劇，可見能源問題是城市氣候變化的主要影響因素，解決能源的有效利用和綠色低碳也是解決城市氣候問題的關鍵環節。

　　2、哈爾濱城市氣候演變分析及能源現狀

　　2．1哈爾濱市氣候演變分析

　　哈爾濱市位于亞歐大陸東部的中高緯度，在東經125042’～130010’與北緯44004’一46040’之間，屬于中溫帶大陸性季風氣候，位于我國的嚴寒氣候區。受極鋒輻合帶季風環流系統影響，具有明顯的季風特征，冬季風強于夏季風，而且較夏季風來得早。季風氣候產生明顯的季節風，盛行風向交替變更。冬季盛行偏西或偏北風，夏季盛行偏南或東南風。春、秋季較短，偏南、偏北風交替變更。

　　本文對哈爾濱市1981—2010年的溫度氣象數據進行分析，選用數據全部來自中國氣象科學數據共享服務網站，對于個別缺少數據，采用該網站的相鄰月值和年值的均值代替，結果如圖l～圖4所示。

　　圖1  年平均溫度變化

　　圖2  氣溫年較差變化

　　圖3  1月平均最低氣溫變化

　　圖4  7月平均最高氣溫變化

　　由圖1可知，在1981年～2010年這30年中，年平均氣溫呈現升高的趨勢，線性增長約上升近2℃，高于大氣候背景的溫升，這可能是城市熱島效應加強作用的結果。但由圖3和圖4可以看出，最低氣溫升高的趨勢大于最高氣溫升高的趨勢，這也使得氣溫年較差呈現略微下降的趨勢。溫度的變化表明哈爾濱冬季變暖程度強于夏季，熱島效應對市區的影響主要集中在夜間與冬季的氣溫。

　　對于位于嚴寒氣候區的城市來說，哈爾濱市冬季氣溫上升存在一定益處，如可能會“節能降耗”和“減少污染物排放”，隨著冬季日平均氣溫升高，城市供熱負荷減少，實際供熱量就相應降低，采暖耗煤量減少CO2和污染物排放相應減少，因城市氣溫升高，河冰凍層變薄，冰下水體流動性增強，污染物水底沉積減少，有利于冬季水體污染物的稀釋擴散。但冬季氣溫升高也會帶來一定的負面效應，如積雪留存減少，土地裸露時間增長，易使春季干旱加重，沙塵天氣增多；Et間溫度高，道路冰雪融化加快，夜間降溫，晝夜溫差致使冰凍路面形成的幾率及覆蓋范圍明顯增加；冬季城市局地氣溫升高，與周圍大氣溫差增大，導致更多的逆溫天氣形成，而逆溫層籠罩在城市上空會加劇市內的空氣污染。

　　2．2哈爾濱城市能源消耗概況

　　我國多數城市能源利用效率偏低，能源消耗中煤炭等化石燃料占較大比重，能源消費中第二產業占主導地位，生活能源利用結構和效率較差，城市居民節約能源降低碳排放的意識薄弱。長期以來，煤炭在我國能源消耗中占據重要地位，這一現象不利于我國低碳能源政策的執行。2009年黑龍江省一次能源耗費構成如表2所示，石油、天然氣資源的豐富在一定程度上降低了煤炭的消耗。

　　表2 黑龍江省一次能源消費總量和構成

　　相較于國內其它城市，哈爾濱市的能源結構和應用有很多共性，如能源利用效率偏低、煤炭等石化燃料比重大、工業用能占主要地位等。由于哈爾濱地處嚴寒地區，用能情況有其獨有的特點：哈爾濱生活能源消耗中冬季供熱占主要地位，供熱能耗大于夏季制冷能耗，造成的煤煙型污染對環境造成了嚴重危害。哈爾濱是東北老工業基地的重要城市，其工業能源消耗約占總能源消費的60％之多，年耗能5000t標煤以上的重點耗能工業企業占能源消耗比例大。據哈爾濱市2011年統計年鑒數據顯示，哈爾濱市2010年規模以上工業企業總的能源消費量為171．5萬t標準煤，較2005年增長了近20％，其中原煤用量一直居高不下，其消耗量從2005年的126．3萬t增長到2010年的171.6萬t，增長率達35.9％。哈爾濱鄰近煤炭、原油和天然氣生產地，原油和天然氣能源較全國利用率高，但水電、核電、風電等清潔能源應用與全國水平有較大差距。

　　3、城市氣候變化背景下的城市規劃節能策略

　　為應對全球氣候變暖逐步加劇的事實，國際社會把重點放在降低溫室氣體排放上，而降低溫室氣體排放的根本在于降低能源消耗，其中城市能源消耗的縮減有巨大空間。對于嚴寒地區城市，獨特的氣候特征對城市能源節能減排有新的挑戰。本文以哈爾濱為例，立足于嚴寒地區城市，著眼于城市規劃學科角度，從城市組成要素出發，通過規劃手段促進城市能源節約，提出若干策略。

　　3．1倡導緊湊城市用地布局

　　“緊湊型城市”作為一種空間開發戰略，已經在許多國家被普遍接受，尤其是歐洲和日本。越來越多的實踐與研究證明，通過密度控制可以實現城市的緊湊發展，且高密度和緊湊型開發已經成為溫室氣體減排的重要戰略。城市建設集中進行各種市政和公用設施建設，減少冬季供熱的損耗與交通出行，節約大量的能源，同時減少污染，利于生態環境的保護。

　　新都市主義中的TOD城市發展模式強調土地的集約化利用和良好的生態環境塑造，目標之一就是通過提高密度來增加土地的使用效率，遏制城市“攤大餅”式蔓延。同時，TOD模式強調多功能的空間交互，實現商業、居住、休閑等功能為一體，達到設施混合中的高效使用。由于城市結構合理、土地高效利用，城市交通的可達性極高，是現今條件下交通通達性的最好表現。中國香港和日本東京作為世界上人口最稠密的城市之一，在極高的城市建設密度之下，仍能保持城市交通的順暢，與TOD社區的土地利用形態息息相關，全香港有45％的人口住在距離地鐵站僅500m的范圍內。哈爾濱市在今后的城市用地布局發展過程中，也應該倡導緊湊的城市用地布局，在寒冷的氣候條件下，意義更為顯著。

　　3．2倡導公共交通先行策略

　　為提高城市的運行效率，最大限度的降低能源消耗同時塑造良好的城市形態，應優先發展快速、安全、舒適、且是大運量的公共交通系統。而完善的公共交通服務設施是促使人們選擇公共交通出行的必要條件，地方和區域政府可重點通過改善服務質量、增加多種交通模式的連通性、拓展服務范圍和提高運行效率等方式，降低消費者成本，提高公交系統的使用率。對于哈爾濱這樣的寒地城市來說，可以采取在公交等候站提供氣候防護、優先對公交車道進行融雪處理、限制私人小汽車進人中心城區等措施。同時，為了讓人們冬季在短距離出行時仍選擇步行或自行車，應優先對人行道和非機動車道進行融雪處理，或架設人行天橋以提供氣候防護。

　　3．3調整產業經濟發展結構

　　哈爾濱作為振興東北老工業基地建設的重點城市，工業生產是其主要的耗能行業。以電機產業、制藥業等重工業為代表的產業每年消耗大量的能源，工業節能低碳策略首先要從產業的優化升級著手，逐步淘汰高能耗行業，加大技術革新與研發力度以促進能源利用效率提高等，在現有老工業基地的基礎上發展先進裝備制造業，加大能源結構調整力度。黑龍江地區農業生產規模大，是我國糧食主產地之一，哈爾濱市糧食生產在全省占重要位置，在農業生產中要考慮循環農業的發展推廣，以更好地實現農業生產生活自我維持和減少外部能源輸入，在實施產品綠色化的同時推進能源綠色化，如太陽能、沼氣的綜合利用，立體種植、生態養殖，農業廢棄物綜合利用等。哈爾濱作為消夏避暑勝地及冰雪旅游旗艦的獨特旅游資源，大力開發旅游產業經濟，實施產業整合，注重可持續發展的旅游業以帶動商業、服務業、交通運輸等方面共同發展，同時借助金融和房地產行業等，進行產業結構和能源消耗結構的根本調整。

　　3．4城市節能建筑設計

　　發展節能建筑需要樹立全過程、全生命周期理念。首先是建筑材料節能，針對嚴寒地區的新型建筑材料上實現突破，注重可再生能源在建筑中使用；其次是建設施工節能，對于嚴寒區域要在施工階段大幅度減少能源消耗，最好的辦法就是推動住宅產業化、模塊化，施工裝配式，推廣全裝修，大力加快夏季施工進度；最后是建筑自身的節能，對新建建筑進行低碳設計，合理的低碳建筑平面布局與體型設計可以充分的實現熱量的傳導，以提高能源的利用效率，具體實施策略包括：對建筑的大空間進行分隔、減少建筑的體型系數、采用緊湊的矩形戶型、避免單項走廊、盡量避免設置中庭等。

　　3．5應用新型生態能源技術

　　清潔能源是使用過程中不排放或少排放污染物的能源，在可持續發展的今天清潔能源的開發利用已經成為世界各國能源戰略的重要組成部分。在清潔能源方面，哈爾濱擁有風能、生物質能、太陽能、CNG等眾多優勢品類且資源豐富，如太陽能，根據1983年的統計數據，全年有250天平均氣溫大于10℃且日照時數大于6h-l5I，應大力開發扶持，進一步改良能源消費結構。

　　從政策角度，要加大對清潔能源的扶持力度，促進管理規范化標準化，細化地方法律法規在清潔能源方面的約束性和完整性；加大研發支持力度，提高科技實力，促進關鍵技術的國產化當地化；更要良好借鑒國外城市尤其是嚴寒地區城市的先進經驗，如日本、北歐、美國北部等國家對于新型生態能源技術的應用。

　　4、結語

　　文章以哈爾濱為例，首先分析了城市氣候變化與能源的關系，再探討了近30年間哈爾濱主要氣候要素的變化趨勢，認為能源應用是城市化和城市氣候變化的重要影響因素。在此基礎上，從城市規劃學科角度出發，提出了若干節約能源、緩解氣候變化的策略，這對于提升人居環境質量、優化氣候變化帶來的影響，具有十分重要的意義。