根據習近平總書記對雄安新區規劃建設的要求,綠色智慧作為第一項被提出,并強調要建設國際一流、綠色、現代、智慧城市。國家發展改革委主任何立峰就新區規劃編制指出要堅持世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位,集聚全國優秀人才,吸納國際人才,充分借鑒國際經驗。在工業革命的驅動下,城市的發展、演進與社會生產力水平高度適應,伴隨城鎮化進程,依次經歷農業社會、工業社會和信息社會,并伴隨第四次工業革命進入智能社會,空間組織與要素的智慧化是其物質支撐基礎。
工業革命推動城市持續創新
一、歐洲是綠色智慧實踐高度集聚的全球創新引擎
當前,智慧城市戰略已經在世界各國、地區和城市廣泛展開,已經成為世界多數國家城市建設的主導方向和核心策略。中國從學習了解國外做法到一躍成為世界創建智慧城市的大國、世界智慧城市創新的主試驗場和世界規模最大的智慧城市創新空間。
世界部分城市智慧與數字化建設概況(截至2015年底)
注:引自周成虎,智慧城市發展的思考. 全球智慧城市高峰論壇暨國際智慧城市博覽會. 2016.6
歐洲是世界綠色智慧城市創新的關鍵區域,德國、芬蘭、英國、荷蘭、法國和西班牙等都基于自身國家和城市特點開展實踐,與國家、城市戰略對接,建設國家、區域、城市、片區等不同空間尺度的綠色智慧信息共享與廣泛參與平臺,并深度倡導公私合營PPP模式的落地。
德國工業4.0區域協同創新平臺
阿姆斯特丹智慧城市社會參與開放平臺
赫爾辛基都市區生態智慧建設網絡平臺主界面
歐洲代表性城市推進智慧城市的公私合作(PPP)模式概況
二、德國柏林基于園區產城融合、創新創業來探索綠色智慧
德國二戰后,全面啟動城市廢墟的治理和重建,核心理念就是堅持可持續,注重生態體系建設,包括法律、政策、建筑、景觀、鄉村、修復和雨洪管理等,以弗萊堡、海德堡、柏林、圖賓根、紐倫堡和埃朗根等為代表的生態城市成為世界綠色城市的代表。2014年普利策獎獲獎者英國《衛報》,評價德國弗萊堡是世界上最生態的城市,注重生態住宅、綠色交通和社會和諧。與此同時,德國漢堡和埃森市分別獲得2011年和2017年的歐洲綠色首都獎。德國工業4.0和智慧城市協同成為城市發展的戰略總綱,將生態城市、能源城市和智慧城市相融合,能源城市著重以可再生能源利用、能源效率提升為戰略,而智慧城市則基于互聯網技術強調整合都市綜合解決方案。德國柏林、慕尼黑、斯圖加圖和波恩等成為新興的生態智慧城市典范,其中首都柏林在智慧城市戰略頂層設計和規劃建設中,處于德國領先水平。柏林正在致力于打造智慧城市,將網絡信息化作為核心解決方案的依托,來提高城市效率,增進公共衛生健康水平、提高可持續性、宜居性和清潔水平。
Adlershof科技園(占地4.2km2,),在柏林州,乃至德國全國的創新創業生態體系和生態智慧規劃建設領域,均成效顯著,綜合創新能力歐洲排名前四,其生態和智慧建設戰略已列入柏林州重點示范戰略。根據德國聯邦政府和柏林州政府的規劃,Adlershof模式,還將在柏林州東南片區和西北Tegel機場的改造開發中,予以復制推廣。柏林州Adlershof科技園位于德國首都柏林市的東南(區位類似于北京市亦莊經開區),周邊有Tegel(TXL,西北方向,直線距離約30公里,車程52分鐘)和Sch?nefeld(SXF,正南方向,直線距離約6公里,車程10分鐘)兩個國際/國內機場。有四條近郊火車線路經過園區(約30分鐘車程可達到柏林市中心波茲坦廣場),另有兩條有軌電車和兩條公交線路經過園區(圖2)。截至2016年底,入園企業和研究機構總數超過1000家,總產值超過19億歐元,約合地均產值33億/km2,現狀人口2.5萬,本地就業機會1.8萬。該區域在開發中注重建筑節能、可再生能源利用和生態環境保護等,被評為柏林最智慧的鄰里單元。Adlershof科技園形成了五“城”聯動的有機生長模式:(1)以光伏和可再生能源等六大產業研發體系的科技城,(2)洪堡大學科技類院系為主的高教城,(3)原東德廣播電視臺為基礎的傳媒城,(4)柏林創新中心等四大孵化器體系的創業城,(5)以建筑節能和能源轉型為核心的大都市綜合解決方案的柏林州未來城,在歐洲科技城區中位列前四。
柏林Adlershof科技園區位
Adlershof科技園區環境
Adlershof科技園的功能分區
片區1:在園區西部規劃景觀公園和居住區,該區域毗鄰高速公路和城鐵,用綠化帶隔離,環境安靜,建筑以中低密度為主,區域東邊是大面積綠地空間,供休憩。片區2:位于景觀公園和居住區南部的是東西走向、與高速路平行長達1.1公里的公園休憩帶,該區域建設了休閑、運動、辦公和賓館等設施,建筑設計有古典風格,是整個園區生活、購物、商務和活動最適宜的區域。片區3是分布在園區西北和北部的兩塊工業園區,約300家清潔技術型企業在此辦公。片區4和5,位于園區中部,是洪堡大學的宿舍區和教學區,宿舍區在建設學生宿舍的同時營造景觀公園,提高片區居住的環境質量。片區6,是教學區,位于都市中心的東北方位,建有若干商務、購物廣場、體育場館、辦公樓和其他公共設施,方便洪堡大學和媒體城的居民生活。媒體城毗鄰都市中心,是柏林最大的媒體基地,約有150家新媒體技術公司在此落戶,拍攝電影、電視和舉行大型公共活動。片區7,占據了園區2/3的空間,橫貫中部和東部,是科技園的核心部分,包括約400家高新技術企業、10個非大學性質的研究所和5個技術中心(相當于孵化器),發展光子和光學、光伏和可再生能源、微系統和材料、IT和傳媒、生物技術和環境、檢測分析科技等六大產業集群,是世界上排名前15的大型技術園區。片區8,位于科技園的西南角,是商務接待中心,同時也是園區的管理中心。片區9,主要布局洪堡大學應用科學相關院系。
園區生物質能源供應站
園區內被動式建筑的建造過程
Adlershof科技園內洪堡大學應用科學系樓群及其垂直綠化
自1991年就開始科技園區推行孵化器戰略,營造創新創業生態體系,形成四大孵化器實體;為支撐德國實現2020能源轉型戰略,重點研發可再生能源應用綜合解決方案;在園區開發、規劃、建設和運營管理中,落實生態和智慧理念,建筑節能水平達到德國領先,從低能耗建筑、零能耗建筑到產能房;建造類型以被動式建筑和裝配式建筑為主;區域能源供應直接/間接實現可再生能源全覆蓋;園區開發注重與周邊鄰里互動和產城擴散,Adlershof模式在柏林州三個地區以創新中心進行推廣,形成了五“城”聯動的有機生長模式。
三、芬蘭赫爾辛基于住區功能疏解、深度城鎮化實踐綠色智慧
芬蘭,作為北歐生態宜居城市建設的代表性國家,同時也是世界排名前三的創新性國家,注重將創新引入到城市建設中,低碳生態城市建設的代表性案例包括赫爾辛基市及其維基生態住區、坦佩雷市(Tampere)與累佩拉市(Lempaala)交界處的維累斯新城。芬蘭在城市開發中注重生態優先,并將生態效率作為城市規劃建設的重要依據。芬蘭作為世界領先的生態城市倡導和先行者,于2007年在世界率先啟動生態和數字城(住區)戰略, 在生態宜居規劃建設中取得豐富經驗。在芬蘭就業和經濟部的支持下,芬蘭科技創新署(Tekes)于2013年啟動INKA(創新城市計劃Innovative Cities),執行期為2014-2020年,分兩批于2013年夏季和秋季啟動。芬蘭政府于2012年在全國遴選了六個最大的城市,包括赫爾辛基、Espoo、Vantaa、Tampere、Turku和Oulu開展智慧城市試點項目,戰略目標是在芬蘭創造新的技術、商業和就業機會。每個試點城市在執行期內得到共計3千萬歐元/年的資金支持(國家、城市和ERDF分別提供1千萬歐元,其中城市部分為自籌)。重點推進未來健康、生物經濟、網絡安全、可持續能源、智慧城市和再生資源等。每個領域平均遴選3個城市作為試點,其中未來健康和智慧城市、可再生資源試點城市最多(分別為5個,包括Kuopio、赫爾辛基都市區、Oulu、Tampere和Turku;Lahti、赫爾辛基都市區、Tampere、Oulu和Turku)。赫爾辛基大都市的生態智慧建設創新是芬蘭的代表。
伴隨經濟復蘇、城市發展和就業增長等需要,重點資助清潔技術研發與應用,從城市綜合解決方案出發,整合到大都市區建設之中。自1800年以來,芬蘭首次高強度、大范圍推進以赫爾辛基等六大城市為代表的生態智慧城市開發,其相關管理方式方法、技術經驗應用和實踐工程案例,為我國當前開展的城市綠色化智慧化建設提供了學習借鑒的契機和參考。赫爾辛基發布2050年總體空間戰略,發展生態和智慧的核心路徑與方式,以該市西灣和東灣兩個主要項目群推進的總體概況為切入點,研究項目之中過程中落實生態和智慧的具體做法與經驗,并著重調研了Kalasatama住區,解析芬蘭生態智慧規劃建設的最新思路和實際成效,總結了芬蘭生態智慧城區開發的成功經驗(高度開放、政府透明治理、深度以人為本;充分數據公開、廣泛支持多主體參與;重視國內外合作研發;注重以中低收入人群、老齡化人群和年輕家庭等的社會住房改善等)。推廣綠色低碳建筑、通過有效參與來構建智慧化的基準平臺、通過交互式界面來實現智慧計量、建設住區慢行交通系統和透水路面、應用真空收集裝置收集住區生活垃圾和針對住區居民服務架設局域網實現全覆蓋。
(1)芬蘭學者埃列爾·薩里寧及其有機疏散理論
(2)Baana:位于城市中心和西灣的慢行交通線路(Light Traffic Route)
(3) 赫爾辛基智慧戰略綱要(2013-2016)
(4)Kalasatama住區智慧建設的內外動因、參與主體和主要創新
(5)智慧住區新能源利用情景和入戶接入電動汽車充電裝置
(6)智慧計量管理界面
(7)智慧住區局域網絡與建設互動參與平臺
以赫爾辛基為例剖析國外智慧城市建設的主要路徑
四、雄安新區綠色智慧新城建設應堅持創新理論支撐
綠色智慧新城規劃建設需要創新理論,智慧城市,因2012年起的試點而標志性啟動,但作為新興前沿交叉領域,尚未形成學科方向,缺乏多學科集成創新支撐。將產能驅動通過在園區尺度空間生態自組織,并提升為產城融合,是催生智慧城市新動能的關鍵路徑。必須從產能驅動到產城協同,通過產城融合來構建新型經濟引擎,形成智慧經濟。扭轉產能驅動并調整項目、產能驅動的粗放思維,精準針對城市問題和服務城市決策治理,逐步實現用編制城市總體規劃、經濟和社會發展規劃的科學、嚴謹程度來提升智慧城市頂層設計和規劃實施的質量與權重。
空間生態自組織與協同經濟是智慧城市的成功路徑
以園區和模塊化建設為突破口,基于大數據反演綠色智慧新城機理,提升區域協調發展水平。綠色智慧新城,可從城市開發和運營模式中考慮協同創新,是實現城市關鍵的主體、要素和指標,以此來維持自我糾錯、不斷自主完善的持續性狀態。包涵城市規劃、建設、管理和運營等全流程的政策、方法、方案和實施。空間生態的自組織是實現智慧城市的理想靜態架構。協同經濟是構建智慧城市動態運行的要素作用形式。
大數據支撐下的智慧園區創新原理
作者簡介:徐振強,中國城市科學研究會數字城市工程研究中心副主任、博士、金磚國家智慧城市峰會中方代表