智慧型城市中心区识别与更新策略初探

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　　摘    要：本文结合时代发展，以智慧城市的建设为背景，在梳理城市中心区形态特征的同时整理提取城市中心区的各种识别要素，结合这些识别要素分析了现代城市中心区建设中亟待解决的问题。通过对智慧城市建设内容的分析，与城市中心区有机更新相结合，进而提出策略探讨，旨在为适应现代城市环境管理的同时，最大程度地重塑城市中心区环境活力。
　　关键词：智慧城市;城市中心区 要素特征;更新策略
　　1  引言
　　20世纪末，智慧城市（Smart Cities）的概念被首次提出后迅速在全球范围普及，信息技术的崛起实现了智慧城市理念的可操作性。国内对于智慧城市课题的研究和投入正处于上升阶段，这一理念被越来越多的城市管理者所接受，但智慧城市的建设与有机更新的结合仍有待探索。城市中心区是一个城市在历史发展过程中形成的文化政治、金融贸易和社会活动中心。在城市及区域的不同发展阶段，城市中心区都集中了最高级别的经济活动，是城市地域结构和功能系统的核心，是城市繁荣发展的动力源及标志区。因此，在建设智慧城市的现代城市规划大背景下探讨中心区环境更新就显得更具实践意义。
　　2  中心区的要素识别
　　从城市整体结构演变过程来看，城市中心区是一个综合的概念，是城市公共建筑和第三产业的集中地，为城市和城市所在区域提供经济、政治、文化、社会等活动设施和服务空间，并在构成体系上有别于城市其它地区。对城市中心区体系的识别可由以下三方面入手。
　　2.1  文化要素
　　城市中心区的文化识别包括了城市中心区的一切文化活动、城市治安、社会阶层、各種人的社会地位等。另外，中心区市民的文化程度、服务行业的服务标准、从业者职业道德及市民生活水准、生活居住环境、公共关系等，也是文化识别的范畴。
　　2.2  经济要素
　　城市中心区在城市经济发展中占据了不可替代的位置，其中包含诸多经济贸易机构，而对城市中心区经济的识别要素不止包括其中的主要产业，经营模式和经济效益还应包括经济活动中就业人员的精神风貌、中心区市场业态及中心区基础设施、服务设施的建设状况等。比如大家认为华尔街的人生活节奏快，上班时间甚至跑步赶往公司，这些就是一个城市中心区体系中经济识别要素传达给人们的信息。
　　2.3  景观要素
　　城市中心区的景观识别要素一般包括两个层面，其一是基本景观要素，即人们直观感受到的各种建筑物、构筑物的空间尺度、使用功能、城市地形地貌等;其二是各种视觉装饰，如建筑立面、文字标识牌、宣传标语及绿化景观等识别要素。
　　3  中心区现状问题
　　城市中心区具有公共性强、建筑密度高、交通集中等特征，它的高密度给我们带来了聚集效益，提供了展开公共活动的场所与空间，同时也带来了问题和矛盾。
　　3.1  交通拥挤，可达性差
　　随着汽车工业的不断发展，私家车保有量日益增长，随之而来的是层出不穷的交通问题，城市中心区就成为问题最严重也是最集中的区域。道路等级不够，交通类型单一、停车设置不合理等现象直接导致了交通组织、交通运行和车辆停放方面的问题，使城市中心区拥堵不堪，本应是最可达地区却变成了最难达地区。从绝对量的比较上看，我国城市道路的增长速度普遍低于城市机动车增长的数量，面对越来越多集中向城市中心区的交通，通过拓宽道路的做法解决矛盾收效甚微，解决停车问题已然迫在眉睫。
　　3.2  商业设施密集，产业结构复杂
　　城市中心区的产业聚集性和运转连续性，得到广大经营者的青睐，使城市中心区呈现风格迥异的商业业态，这些不同的产业丰富了中心区的使用功能，但同时也带来了诸多隐患。如相互干扰、恶性竞争、私扩乱建等，这些都大大降低了处于城市黄金地段的各产业间的耦合度，从某种程度上制约了中心区甚至整个城市的发展。
　　3.3  环境污染严重，视觉传导性不足
　　大多数城市为追求土地利用最大化，纷纷在城市中心区建设巨型建筑，这些建筑无论在高度或是尺度上都是大手笔，这些鳞次栉比大建筑的围合，在中心区产生很多“峡谷”地形和“一线天”街道，这样的区域道缺乏公共空间和共享景观，而静风频率高，气流稳定，污染物不易扩散。另外设施陈旧，地面硬化，城市内涝严重。以上这些不仅带来了严重的环境污染，而且影响居民的身体和心理健康。
　　4  中心区有机更新策略
　　随着人类社会的不断发展，未来城市将承载越来越多的人口。目前，我国正处于城镇化加速发展的时期。为实现城市可持续发展，建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。  城市中心区更新源起于上世纪中期欧美工业化国家兴起的旧城改造运动，旨在城市发展达到一定的历史周期后，对老化的城市实施有效的改善，使其更好的适应现代都市发展特征。从国外城市中心区发展变化的过程可以看出其生长、发展和更新之间呈现一种函数关系。参考国外经验，和我国慧城市建设理念，提出以下几点中心区环境更新策略。
　　4.1  有机疏散，利用3S技术促进多中心衍生
　　智慧城市经常与数字城市、科技城市、生态城市、低碳城市等区域发展概念相交叉，其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐和可持续成长。
　　“3S”是遥感（Remote Sensing）、全球定位系统GPS（Global Position System）和地理信息系统（Geographic Information System）的简称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通信技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术的总称。3S是智慧城市建设中常用的技术手段，城市中心区的有机更新可采用3S技术，对建筑高度、建筑密度、城市肌理和街道空间进行数字化，对数据进行定量分析，形成数学模型，再将模型叠加于中心区，实现科学化、合理化疏散，把影响城市发展的“密”适当转变为“稀”。 　　城市中心的功能不同其组织方式也不同，传统的城市中心往往集商业、金融、文化、办公等多功能为一体，且只有一个单核中心。随着3S 技术的发展， GIS、RS 和GPS 可有效获取数据、分析数据，使城市中心区复杂而多元的数据得到融合、提高影像数据解译精度，使决策和设计过程更科学、规范。城市规划者可根据这些数据将行政管理、商业服务、文化娱乐等中心设施有机分散与较大的中心地区范围内或新区中心区，这样在减轻原有中心区负担的同时也带动了城市其他区域的发展。或进行功能分区，将其拆开分别设置在不同地段，再建立辅助的交通优先网络和步行系统则可大大提升城市中心区的可达性。
　　4.2  绿色先行，以BIM辅助推进建筑更新
　　从院落到街巷，从建筑到植物，城市中心区作为城市发展的起点，文化遗存在这里积聚沉淀。“智慧城市”建设理念中包含“智慧建筑”的建造，如何让建筑变得智慧就成为中心区建筑更新的重要内容。绿色建筑指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水、节材等，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。绿色建筑技术注重低耗、高效、经济、环保、集成与优化，是人与自然、现在与未来之间的利益共享，是可持续发展的建设手段。新建一个绿色建筑不难，但改造一个非绿色建筑的旧建筑，确实一个跨学科，跨阶段的综合性设计过程，而 BIM 模型则正好顺应此需求，它可以將最大限度地定量、定性地还原城市中心区目标改造建筑的状态，将其从复杂的物理环境中剥离出来，实现了单一数据平台上各个工种的协调设计和数据集中。同时结合Navisworks 等软件加入 4D 信息，使跨阶段的管理和设计完全参与到信息模型中来。
　　BIM 技术颠覆了传统的建筑改造模式。在中心区建筑“非绿”到“绿”的更新过程中，它可以通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术提供完整的与实际情况一致的工程信息库，该数据库包含了几何、物理和拓扑信息。通过完整的数据库信息可以为更好实现中心区旧建筑更新提供技术支持。
　　4.3  多元驱动，建立复合型LID体系
　　成熟的城市中心区多呈现出很强的立体化趋势，其表现为对各种空间的高利用率，这种立体化表现为“下挖”（即地下空间的利用）、“上长”（即高层建筑的开发）以及与此相关的空间整合等几个方面。但如今单一的地下空间已无法适应智慧城市的开发要求，以地上带动地下，以地下补给地上成为实现“智慧”中心区的探索。可通过在城市中心区建立地下综合管廊，融电线光缆、市政管道、污水排放为一体的层叠式多元管道空间，将更多的地面空间释放出来，用于缓解交通压力，降低市政维修对中心区环境的干扰。
　　LID（Low Impact Development），是20世纪90年代末发展起的暴雨管理和面源污染处理技术，旨在通过分散的，小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制，使开发地区尽量接近于自然的水文循环。实现城市雨水收集利用的生态技术体系，其关键在于原位收集、自然净化、就近利用或回补地下水，在LID体系多个环节增加数据监控，调节中心区水体自循环，营造“智慧”水网。这样的实例是很多的，如美国费城城市中心区的社会山、市场街一带、荷兰鹿特丹城市中心区的Beurs广场一带、新加坡的果园街（Orchard  Road）商业中心区、加拿大蒙特利尔城市中心区等等，它们的建设都呈现出了成熟城市中心区的空间利用状况和立体化特点，形成了协调的有高度利用的地上空间、和有深度的地下空间整合于一体的城市中心区。
　　5  结语
　　把绿色城市发展、能源效率提升和环境气候保护联系在一起，从而实现智慧城市框架和绿色城市建设目标的融合发展，一直是当代城市规划和环境管理工作者的宗旨。良好的城市建设环境是人们丰富多彩城市生活的基础，但愿城市中心区识别体系研究和更新策略思考，能够顺应智慧城市的建设，并且在一定程度上解决城市中心区建筑、环境和文化的一系列问题，完善中心区体系识别度，也能对城市的其他组成部分的更新与发展提供思路，让城市中心区也“智慧”起来。
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