城市社區更新的創新與探索
——以德國高能效城市研究計劃為例

■ 陳文宇 CHEN Wenyu 朱隆斌 ZHU Longbin

0 引言

德國于20世紀80年代率先提出了“能源轉型”。進入21世紀，為了應對能源匱乏、人口老齡化和高工資福利等壓力，德國選擇了一條以科技創新為先導的可持續發展之路[1]。為刺激創新發展，德國實施了一系列能源研究計劃，期望通過能源研究的資助來推動節能技術的研發及試點項目的實施以帶動全社會節能、提高能源效率及促進可再生能源的使用。在此背景下，城市建筑與社區作為終端能源的最大消費領域，成為德國關注的重點，德國在城市建筑與社區方面，對能源優化進行了積極的探索與實踐。

國際能源署建筑和社區節能項目（IEA-ECBCS）的研究指出，社區能源系統整體優化所產生的節能潛力遠大于單個用能對象節能改造所產的節能效果[2]。德國在城市社區節能更新方面有著豐富的經驗，而目前我國對社區更新多關注于空間形態方面，在對社區低碳節能更新方面尚處于起步階段。因此，研究德國在社區節能更新方面的措施，對促進我國低碳社區發展具有重要借鑒意義。

德國高效能城市研究計劃（EnEff：City）是一項由德國聯邦經濟與能源部（BMWi）（BMWi根據其自身在經濟、技術、工業和能源政策的責任，在能源研究方面主要負責能源研究政策和聯邦政府能源計劃的方案導向）發起的能源研究資助項目，計劃重點關注城市社區更新中的能源優化，旨在通過促進創新研究項目的發展，將技術創新應用于實踐以減少城市地塊的能源消耗。本文通過對德國高效能城市研究計劃的分析以了解德國在城市社區層面的具體措施及激勵政策，以期為我國能源政策的制定及推進低碳社區的發展提供參考。

1 德國高效能城市研究計劃概況

1.1 概念

德國高效能城市研究計劃于2008年春季啟動，是對城市地塊級別能源優化的資助計劃，并將整合到城市長期發展戰略之中，采用技術與經濟整體優化概念，增加實際應用的可能性。計劃除了支持開發新技術和規劃工具之外，還支持對地塊進行整體規劃、實施和監測評估的試點項目。截止至2017年1月，已有超過500個項目在實踐中取得了顯著效果，項目試點覆蓋了全德國。

1.2 資助的主要領域

德國高效能城市研究計劃資助項目分為“研發項目”和“試點項目”。“研發項目”偏向城市規劃方法的研究以及模型和規劃工具的開發，如開發了“區域能源概念顧問” (District Energy Concept Adviser)等能源監測軟件。“試點項目”則側重于應用創新技術及概念，對新技術進行落實，試點項目的目標是通過優化使地塊能源使用量減少30%～50%。“試點項目”重點關注居住類型，集中于翻新、改造、拆除領域，要求系統化考慮地塊能源優化，整合項目各個階段的相關方面，不僅考慮建筑行業及能源供應方面，也需要從可持續的城市總體發展角度考慮非能源的決策因素，如遺產保護及公共接受度等。同時，要求試點項目選擇典型的城市地區，使得更新經驗能夠轉移到其它地區進行實踐[3]。

2 德國高效能城市研究計劃經驗

2.1 系統性的資助計劃

從構思、規劃到實施節能型城市街區，在建筑圍護結構和能源供應方面都需要考慮大量可行的能源措施，這些措施往往相互影響[4]。因此，德國在能源優化中強調對地塊、建筑及市政公用設施情況的系統性考慮，在制定能源研究資助時，設定由高效能城市研究計劃（EnEff：City）與高效能供暖制冷網絡研究計劃（EnEff：Heat）及建筑能源優化研究（EnOB），共同組成“建筑與社區能源網絡研究”，以促進地塊能源優化方案的實施。

高效能城市研究計劃側重于社區層面上的能源總體解決方案，高效能供暖制冷網絡研究計劃偏重于市政供應技術的研究，建筑能源優化研究計劃關注建筑層面能源技術的研究以及示范措施的實施，重點在于建筑從建材生產到建設、施工、使用回收等的一系列施工任務[3]。高效能城市研究計劃能夠保障新開發的市政供應技術可以應用于實踐之中，同時，相比單棟建筑更能夠對周圍建筑、環境等不同要素進行系統性考慮，保障社區能源優化的可操作性，促進社區節能達到最佳效果（圖1、2）。

2.2 完整的規劃流程

圖1 高效能城市研究計劃及高效能供暖制冷網絡研究計劃的資助內容聯系圖

圖2 高效能城市研究計劃資助的主要內容

表1 項目各階段的主要任務流程表

社區能源優化的關鍵在于，在社區更新過程中，如何將優化的具體目標予以落實并達到既定的目標。完整的社區節能規劃是保障節能目標逐步落實的前提，應包括從規劃目標制定到項目拆除一系列過程。高效能城市研究計劃下試點項目的設計流程可分為五個階段（表1）：①戰略規劃階段。將總體目標細化到社區層面，收集地塊資產負債清單，結合現有可用性數據，對該區進一步發展進行預測。同時，需建立項目管理，確定項目主要參與者及其職能，保證項目順利運行。②初步規劃階段。選擇節能技術，擬出實施的具體構想，同時對項目進行成本-盈利分析及對風險進行敏感性分析。③詳細規劃階段。對實施方案進行詳細的審查和編制，并進行模擬及優化計算，創建具體的措施以便實施。同時，應該考慮選擇適當的合作伙伴，以便落實規劃中的任務。④實施及監測階段。將項目根據計劃進行實施，施工完成后進行長期監測，以判斷項目運行是否正常，是否達到預期的目標，以及是否可以進行額外的優化。⑤拆除階段。處理所有的設備和材料，考慮到建筑垃圾是城市固體垃圾的主要組成部分，且拆除可能會對其相鄰地區產生重大影響，因此，拆除階段應從項目一開始就考慮，慎重選擇建筑材料[5]。

2.3 多方參與協調

高效能城市研究計劃項目關注既有社區的更新，項目不可避免地會涉及多方利益相關者，需建立合理的參與機制以協調多方參與，才能保證項目平穩的推進。一般項目涉及投資者、協調方、業主、用戶、操作者及意識與形態參與者共六方參與者[5]（圖3），計劃要求明確各個階段主要參與者及其工作內容。在項目概念階段，確定發展目標及戰略措施中已經包含了大多數的行動者，即當地政府、投資者、能源供應商、俱樂部、協會及公民。在規劃階段，社區業主可以選擇自己制定風險評估，規劃人員及其他專業人員參與、輔助業主完成規劃及相關措施選擇，進行項目模擬計算以及選擇項目實施的合作伙伴，并通過公開招標，委托一家公司開始實施措施。在實施階段，操作者如承包商進行建設實施，業主或其授權的代表進行施工管理，同時，協調方也會參與項目現場管理。在后續階段，操作者進行項目實施后的監測，在項目拆除時，需要當地政府批準、業主同意才能進行拆除。項目的整個過程，都需要投資者、協調方、業主、用戶、操作者及相關其他參與者相互合作，協調推進。

圖3 項目參與方及主要包括的參與人員

以呂納堡大學校園氣候中性建設項目為例，項目伊始就確定了主要參與人，包括大學方及項目方二個關聯單位或部門。在此基礎上，項目設定了一套溝通方法及程序，首先設定好有約束力的目標，并要求及時安排每一步措施，組合成一個連貫的路線圖。在實施過程中，控制溝通輪次促進高效的溝通，強制執行設定目標，明確“誰做什么”，以提高項目實施效率[7]。

2.4 新技術及新工具的合理使用

高效能城市研究計劃資助下的社區節能更新最終目標，是要找出適合社區的節能措施的優化組合，使其能夠實現設定的節能和二氧化碳減排目標，這就離不開對新技術及新工具的研發及合理使用。

2.4.1 創新的技術

高效能城市研究計劃的資助，激發了研究人員不斷研究和探索建筑及城市區域的節能減排應用技術，并將其組合應用于項目之中。如達姆施塔特地區社區更新，著重對可再生能源發電及儲存進行改造，為了促進太陽能技術使用，項目研發了用于電能和熱能綜合生產的屋頂。同時，增加了太陽能花園，花園由半透明的PV模塊和空氣收集器組成，用于收集和存儲所產生的熱能，并使用熱泵形成電和熱系統之間的連接。

2.4.2 適宜的規劃輔助工具

規劃輔助工具是幫助規劃者和決策者在社區能源優化中的工具和方法，其中軟件工具的使用，提高了數據收集和分析的可靠性。德國社區節能更新，要求改造措施應該是具體可操作的，并可以量化進行比較的，同時，在二氧化碳減排方面有所成效，成本方面是可以承受的。因此，在設定社區節能減排的目標和希望達到的成果后，必須對可能采取的節能措施的效果借助軟件加以模擬及計算，選擇最優方案。因為能源體系的復雜性，城市能源規劃過程中，軟件工具的使用可能不止一種。而各個軟件使用的要求各不相同，軟件本身也具有各自的優缺點，應根據不同的項目合理選擇規劃輔助軟件。因此，這就要求使用者須具有豐富的能源改造經驗和軟件使用經驗。高效能研究計劃在項目研討會、網頁及相關項目出版冊子中，有著許多規劃輔助工具的研究成果與經驗分享可供學習。

2.5 明確的監測指南

德國高效能城市研究計劃在2017年出臺了新的適用于城市社區的監測指南，對建筑與社區測量的差異進行清楚的表示，以便于更好地對社區的節能情況進行評估，推進節能示范工程的建設。監測主要通過實施能源優化措施后測量得到的能源消耗減少量，與先前通過軟件等模擬計算出的預期節省的能源消耗量相比，詳細分析進行評估。指南規定了項目實施后的監測時間不少于2年，明確規定了測量的使用的工具、測量內容、不同技術所需的測量點、測量頻率，以保證不同項目橫向比較的公平性，并將當地氣候及地塊對周邊建筑或外部網絡造成的影響納入考慮之中。同時，構建了數據平臺，將各自研究計劃的數據集成到一個數據庫中，便于進行橫向對比評估[6]。

3 對我國社區更新及低碳社區發展的啟示

高效能城市研究計劃，是德國在全國范圍內開展的能源研究及能源規劃的資助項目，項目不僅緩解了德國國內的能源緊缺，取得了顯著的碳減排效果，也提供了能源優化的示范項目，帶動了德國能源轉型，同時還創造了新的就業崗位，促進了德國經濟的發展。德國能源轉型中對社區層面能源優化的激勵措施，亦對我國社區更新及低碳社區的發展有所啟示，由此提出了以下建議。

3.1 重視既有社區的能源優化

德國高效能城市研究計劃重點關注既有社區的更新改造，這不僅符合德國國情，也是激活舊社區、改善居住質量的重要舉措。同時，社區層面的節能改造也擁有諸多優勢。首先，社區層面可以系統考慮所有相關的因素，考慮不同因素的協同作用以達到最好的節能效果；其次，社區面積較小，可以采取具體的行動，是真實可操作的城市實驗場所；再次，與城市相比，社區的建筑類型、社會結構相對同質，改造相對容易，公眾參與程度較高。近年來，我國城市發展開始逐步從增量擴張向存量更新過渡，城市中20世紀80年代的住宅建筑數量在現存住宅總量中占據很大的比例[8]，更新改造潛力巨大。如何結合我國社區現狀，在社區更新中融入能源優化、低碳轉型的目標，并通過具體措施予以實現，值得我們進行進一步的研究。

3.2 以系統性的觀點進行社區能源優化

整體性、系統性的概念在德國高效能城市研究計劃中得到了充分的體現。不僅需要考慮社區內部不同能源之間的系統性整合，同時也考慮到改造對周邊地塊的影響，選擇最佳組合方式達到能源的高效利用。此外，試點項目要求從初始的目標設定直至最終拆除階段須進行統籌考慮，在此基礎上進行細化，落實每一階段的具體措施，是一個完整的規劃、實施、監測及拆除過程。我國在進行社區改造時，能源多屬于市政管理范疇，規劃設計很難做到對能源的綜合考慮及改造，以達到最佳狀態。在規劃過程中，多關注設計及實施階段，對后續的監測及拆除過程考慮不足。應將整體性的觀點納入我國社區更新之中，制定綜合性的發展規劃，進行統一的規劃引導，整合多方面能源改造措施，加強實施后的監測管理，強化規劃的持續性。

3.3 制定社區能源優化的監測及評估標準

德國有明確的社區能源優化監測指南，對項目的實施結果進行測量與評估，而我國目前評估及監測標準多集中于建筑層面，社區層面缺少測量指南及量化的評估標準。標準的缺少不利于激勵社區的能源優化建設工作，也不利于總結歸納相關的建設經驗。可以組織專家和專業咨詢機構，通過建立評估模型和數據分析，對社區更新的實際成效進行科學規范監測，并在此基礎上設立評估標準，以此作為地塊更新的考核依據。

3.4 協調多方參與

德國高效能城市研究計劃項目，在啟動之初就考慮到項目進行過程中對各方參與者的協調，明確了六種不同的角色及其不同階段的任務，制定溝通方法及程序，以保障項目的平穩進行。目前，我國的更新改造項目多由政府或開發商決策及推進，對數量大、人員構成復雜的參與主體難以做到較好協調，出現居民意見被忽視、各方觀點不一難以決策等問題。可吸取德國項目管理經驗，梳理出多方參與的主體，規定好每一階段的任務，確定項目的決策方法及管理模式，保障項目的順利進行。

3.5 完善城市社區能源優化的政策、技術及資金保障體系

德國在社區能源優化方面有完善的法律及政策保障，并通過多種研究計劃來促進新技術的研發及試點，資金來源多樣。我國應加強與德國能源轉型實施效果顯著的城市交流，在宏觀層面上了解其對城市社區能源優化的政策、資金安排，在微觀層面上應對能源優化取得顯著效果的具體案例進行研究學習。可在引進專業人才及相關技術的基礎上，開展多渠道多層次的合作交流與培訓，大力培養科技人才[9]，借鑒德國經驗，依靠科技創新、技術進步來推動能源結構的優化升級，帶動城市的低碳轉型。

4 結語

德國經驗表明，社區更新過程中，能源優化目標的實現需要完善的政策、資金、技術支持，規劃、實施、監測等方面系統性的安排以及多方參與的協調。目前，在社區更新過程中，我國雖然提出了“低碳社區”等社區低碳節能發展目標，但在實際操作中，尚未形成社區層面節能發展完善的政策、資金、技術及規劃、實施等方面的支持，社區節能更新仍處于摸索階段。德國在社區更新過程中的經驗可作為他山之石，在借鑒過程中應結合我國國情及城市發展現狀，將低碳節能融入社區更新的目標之中，逐步與社區更新的其他目標及措施整合，形成合力，促進社區的可持續發展。