文／劉　森　青島理工大學建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院　副教授

　　榮振光　青島理工大學建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院　碩士研究生

　　王子悅　青島理工大學建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院　碩士研究生

　　楊希琳　青島理工大學建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院　碩士研究生

　　摘要：在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，能源建設生產(chǎn)基地或設施對于景觀的影響具有多重意義，產(chǎn)能景觀的提出，體現(xiàn)了能源生產(chǎn)建設的多種方式。園林景觀不僅可以進行景觀生態(tài)修復與景觀美學打造，也可以進行可持續(xù)能源的產(chǎn)出與利用。可持續(xù)能源與城市中的社會空間、綠色基礎設施的結合，發(fā)展城市公共空間與多種能源產(chǎn)出景觀的協(xié)同合作，能夠改變城市太陽能豐富但利用效率低、資源浪費嚴重的現(xiàn)狀。產(chǎn)能景觀的建立是城市可持續(xù)發(fā)展中有意義的經(jīng)驗和對策建議，是實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標的重要領域。

　　關鍵詞：產(chǎn)能景觀；景觀設計；零能耗城市

　　引言

　　當談到產(chǎn)能景觀時，我們通常會將景觀設計和可再生能源的生產(chǎn)相結合，這意味著使用植物和其他自然元素來產(chǎn)生能量，例如太陽能、風能等，它不僅提供了可再生能源，還可以創(chuàng)造美麗的景觀和城市環(huán)境[1]，這種方式將會是城市可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。本文旨在系統(tǒng)介紹產(chǎn)能景觀的概念、特征、設計策略以及其在城市環(huán)境可持續(xù)性方面的影響。

　　1產(chǎn)能景觀的發(fā)展及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　1.1產(chǎn)能景觀的研究意義

　　城市的快速發(fā)展導致了能源消耗的增加，而傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式不僅對環(huán)境造成了污染，而且存在著資源短缺的問題。產(chǎn)能景觀的提出正是為了解決這些問題，將景觀的生態(tài)功能與能源生產(chǎn)相結合，從而實現(xiàn)城市環(huán)境可持續(xù)性的目標。

　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　自20世紀60年代以來，由于能源需求的急劇增長和對能源供應可靠性和環(huán)境影響的擔憂，人們開始研究利用可再生能源作為一種清潔的替代能源來滿足能源需求[2]。隨著可再生能源技術的不斷發(fā)展和完善，越來越多的人開始將其應用于城市環(huán)境中，并提出了產(chǎn)能建筑的概念。

　　在國外，產(chǎn)能建筑的研究始于20世紀70年代，當時歐洲開始興起“可持續(xù)設計”和“可持續(xù)建筑”的概念[3]，探索如何在城市中實現(xiàn)資源的高效利用和環(huán)境的保護。在中國，隨著城市化的不斷加快和能源需求的不斷增長，越來越多的人開始關注產(chǎn)能建筑的建設和研究。國內(nèi)一些學者提出了“零能耗城市”的概念，通過建立各種可再生能源設施和產(chǎn)能景觀，以及建設高效節(jié)能的建筑和基礎設施，實現(xiàn)城市能源消耗的最小化，從而實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展[4]。產(chǎn)能景觀理念就是在此背景下提出的，產(chǎn)能景觀應當是城市可持續(xù)發(fā)展的一種新型方式。

　　在應用方面，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了一些典型的產(chǎn)能景觀案例。例如，德國弗勞恩霍夫能源建筑技術研究所建設的NeckarWest產(chǎn)能景觀項目，通過在建筑屋頂、立面和停車場上安裝太陽能光伏板和風力發(fā)電機，以及建設生態(tài)廊道、綠化帶等，實現(xiàn)了該區(qū)域的能源自給自足和生態(tài)系統(tǒng)服務的最大化[5]。此外，中國國內(nèi)也出現(xiàn)了一些產(chǎn)能景觀建設的典型案例，例如北京市朝陽區(qū)國貿(mào)CBD項目中的綠色光伏覆蓋體系，通過在建筑外立面、樓頂和停車棚上安裝太陽能光伏板，實現(xiàn)了該項目的能源自給自足和環(huán)保節(jié)能的目標[6]。

　　綜上所述，產(chǎn)能景觀作為一種新興的城市設計理念和技術，具有廣泛的應用前景和社會意義。未來，隨著可再生能源技術的不斷發(fā)展和完善，產(chǎn)能景觀將成為城市可持續(xù)發(fā)展的重要支撐和基礎。

　　2產(chǎn)能景觀的概念及作用方式

　　2.1產(chǎn)能景觀

　　產(chǎn)能景觀是將可再生能源產(chǎn)生的設施、建筑、設備與自然景觀融合在一起，創(chuàng)造出具有生態(tài)、景觀、文化、教育等多種功能的景觀空間。產(chǎn)能景觀不僅可以為城市提供清潔能源，還可以作為公共空間和文化娛樂場所，促進城市居民的生活和交流。

　　2.1.1產(chǎn)能景觀的特征

　?。?）可再生能源生產(chǎn)：產(chǎn)能景觀將景觀設計和可再生能源生產(chǎn)相結合，使用植物和其他自然元素來產(chǎn)生能量，如太陽能、風能等。它不僅提供了可再生能源，還可以創(chuàng)造美麗的景觀和城市環(huán)境。

　?。?）可持續(xù)性：產(chǎn)能景觀設計注重生態(tài)系統(tǒng)的平衡，強調景觀生態(tài)的修復和保護，同時實現(xiàn)可持續(xù)能源的產(chǎn)出和利用，促進城市的可持續(xù)發(fā)展。

　?。?）社會價值：產(chǎn)能景觀不僅是一種能源生產(chǎn)的方式，也是城市公共空間的重要組成部分，可以提供人們休閑娛樂、社交活動和文化交流的場所，增強城市的社會價值。

　?。?）經(jīng)濟效益：產(chǎn)能景觀不僅可以降低能源成本，提高經(jīng)濟效益。

　　2.1.2產(chǎn)能景觀的分類

　　產(chǎn)能景觀可以按照不同的標準進行分類。下面是幾種常見的分類方法。

　?。?）根據(jù)空間位置劃分：根據(jù)景觀的空間位置不同，可以將產(chǎn)能景觀劃分為城市內(nèi)部景觀、城市周邊景觀、山地景觀、海岸景觀等。例如德國弗萊堡太陽能社區(qū)，占地38公頃，安裝光伏系統(tǒng)總面積11000平方米，年發(fā)電量約1000兆瓦時。

　?。?）根據(jù)功能劃分：根據(jù)景觀的功能不同，可以將產(chǎn)能景觀劃分為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)景觀、能源生產(chǎn)景觀、水資源生產(chǎn)景觀、礦產(chǎn)資源生產(chǎn)景觀等等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)景觀，例如日本千葉縣光伏農(nóng)業(yè)園區(qū)，占地面積20公頃，光伏裝機容量10兆瓦，年發(fā)電量11000兆瓦時。

　?。?）根據(jù)技術手段劃分：根據(jù)景觀產(chǎn)能的實現(xiàn)技術不同，可以將產(chǎn)能景觀劃分為太陽能產(chǎn)能景觀、風能產(chǎn)能景觀、生物質產(chǎn)能景觀、地熱能產(chǎn)能景觀等。生物質產(chǎn)能景觀，例如瑞典斯德哥爾摩生物質能供熱系統(tǒng)，年處理生物質燃料150萬噸，供熱能力1600兆瓦，每年減排二氧化碳量達到250萬噸。

　　本文主要從產(chǎn)能景觀的不同空間位置來進行產(chǎn)能景觀的不同設計策略研究。

　　2.2產(chǎn)能景觀的產(chǎn)能方式

　　2.2.1利用景觀設施及周邊的生物能源

　　在景觀綠地內(nèi)部和周邊布置太陽能和風力發(fā)電設備，通過自然能源來實現(xiàn)綠地景觀裝置產(chǎn)能。例如，通過布置太陽能光伏板或小型風力發(fā)電機等設備，將太陽能和風能轉化為電能，從而實現(xiàn)綠地的能量生產(chǎn)。北京市朝陽公園建設了光伏發(fā)電站，年發(fā)電量可達170萬度，相當于減少二氧化碳排放1700噸，具有較好的環(huán)境效益[6]。

　　2.2.2利用綠地進行生物質能生產(chǎn)

　　景觀綠地中的植物和廢棄物可以作為生物質能的生產(chǎn)原料，例如城市公園中的枯葉、枝條等可以通過生物質發(fā)電設備進行能源生產(chǎn)。例如，廣州市白云山森林公園建設了生物質能發(fā)電站，利用廢棄物和枯枝等生物質能源，年發(fā)電量可達4500萬度[7]。

　　2.2.3利用綠地進行油料作物的生產(chǎn)

　　在景觀植物選擇時，可選擇適宜的植被種類，不同的植被種類具有不同的經(jīng)濟與社會價值。在產(chǎn)能景觀設計時，可選取部分當?shù)剜l(xiāng)土植物，這些鄉(xiāng)土植物可以是能進行榨油的油料作物。因此，在油料作物成熟后，即可通過榨油的方式實現(xiàn)綠地的能源生產(chǎn)[8]。例如，青島市鄉(xiāng)土植物赤堿蓬具有耐鹽堿與干旱的特點，其本身也可被用來榨油，利用這一特點即可實現(xiàn)產(chǎn)能景觀的開發(fā)利用。

　　3產(chǎn)能景觀設計策略

　　產(chǎn)能景觀的設計是實現(xiàn)景觀產(chǎn)能的關鍵。為了實現(xiàn)產(chǎn)能景觀的設計目標，需要制定合適的設計策略。

　　3.1濱海景觀產(chǎn)能

　　濱海地區(qū)是產(chǎn)能景觀的重要組成部分。針對濱海地區(qū)，設計策略應該注重以下幾點。

　　（1）水資源利用：濱海地區(qū)水資源豐富，應該注重對水資源的利用，建立海水淡化廠和污水處理廠，設計雨水收集系統(tǒng)，用于景觀灌溉，滿足濱海地區(qū)產(chǎn)能景觀的用水需求。

　?。?）海洋資源利用：濱海地區(qū)的海洋資源非常豐富，可以利用海洋潮汐、波浪等自然資源進行發(fā)電，可以發(fā)展海洋養(yǎng)殖、海洋能源利用等產(chǎn)業(yè)，同時要考慮兼顧海洋生態(tài)環(huán)境的保護，實現(xiàn)產(chǎn)能景觀的多樣化發(fā)展[9]。例如中國山東“海上風電+”項目，結合養(yǎng)殖和旅游，年產(chǎn)值超10億元。

　　3.2山地景觀產(chǎn)能

　　在山地景觀產(chǎn)能的設計中，可以采用以下策略。

　　（1）充分利用地形地貌資源：山地景觀產(chǎn)能的開發(fā)利用需要充分借助山地的地形地貌資源，將其轉化為能源資源，例如可以利用山坡進行水力發(fā)電。

　?。?）設置合理的景觀空間布局：山地景觀產(chǎn)能的空間布局需要兼顧生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟效益和社會效益，合理規(guī)劃、利用山地空間資源，實現(xiàn)濱海經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益協(xié)調發(fā)展。

　　防城港上思縣光伏茶園項目依山勢布局，與茶田景觀結合，為上思縣300兆瓦光伏項目提供能源通道支撐。該光伏項目投產(chǎn)后每年通過此線路輸送約3.1億千瓦時清潔能源，有效緩解電網(wǎng)供電壓力，保障了產(chǎn)能景觀（光伏項目）到城市電網(wǎng)的穩(wěn)定輸電。

　　3.3城市綠地景觀產(chǎn)能

　　城市綠地是城市中非常重要的公共空間，既能為城市居民提供的休閑娛樂活動場所，也能起到調節(jié)城市氣候、凈化城市空氣、防治城市污染等多重作用[10]。同時，城市綠地還有很大的潛力來產(chǎn)生能源。在城市綠地景觀產(chǎn)能方面，可采取以下的設計策略。

　?。?）利用城市綠地進行光伏發(fā)電。在城市綠地內(nèi)部和周邊布置太陽能和風力發(fā)電設備，通過自然能源來實現(xiàn)城市綠地景觀產(chǎn)能。在城市公園、廣場、綠地等空間內(nèi)，可以建設光伏電池板，利用太陽能進行發(fā)電。例如可設計太陽能樹作為景觀小品與充電站，新加坡濱海灣花園“超級樹”集成光伏系統(tǒng)，總裝機容量200千瓦。

　?。?）科學規(guī)劃綠地布局。在城市綠地規(guī)劃中，應考慮綠地景觀產(chǎn)能的布局與結構，包括光照、植被密度、綠地面積等因素的影響，以提高綠地景觀產(chǎn)能的利用效率和可持續(xù)性。設計多層次植被結構，提高生態(tài)效益，比如美國紐約的高線公園每年吸收900噸二氧化碳，并釋放出600噸氧氣。

　　（3）強化綠地景觀生態(tài)功能。保持水源、防治土地侵蝕和保護生態(tài)多樣性等，以提高城市綠地景觀的可持續(xù)性和生態(tài)效益。

　　3.4構建可持續(xù)能源基礎設施的協(xié)同作用模型

　　在產(chǎn)能景觀的設計過程中，需要構建可持續(xù)能源基礎設施的協(xié)同作用模型，以確保產(chǎn)能景觀的能源產(chǎn)出和利用的有效性和穩(wěn)定性。

　　需要利用可再生能源的間歇性產(chǎn)生能量的特點。在產(chǎn)能景觀中，太陽能和風能是主要的可再生能源，但它們的能量產(chǎn)生是不穩(wěn)定的。因此，需要建立適當?shù)哪芰績Υ嬖O施，以便在需要時儲存能源，以確保城市能源供應的穩(wěn)定性。

　　需要協(xié)調城市中不同的能源需求和產(chǎn)出。不同的城市區(qū)域和社區(qū)具有不同的能源需求和產(chǎn)能潛力。因此，需要建立一個合適的協(xié)調機制，以確保不同區(qū)域之間能源的平衡和協(xié)調。這可以通過建立能源交換和共享機制，實現(xiàn)城市能源的可持續(xù)發(fā)展。

　　總之，可持續(xù)能源基礎設施的協(xié)同作用模型是產(chǎn)能景觀設計中的關鍵要素之一。只有構建了這樣的模型，才能確保產(chǎn)能景觀的能源產(chǎn)出和利用的有效性和穩(wěn)定性。

　　3.5量化研究

　　為了更好地評估產(chǎn)能景觀的效益和影響，需要進行量化研究。量化研究可以提供客觀數(shù)據(jù)支持，幫助我們更好地評估產(chǎn)能景觀在可持續(xù)發(fā)展中的作用。

　　在量化研究中，可以采用能源系統(tǒng)分析、景觀生態(tài)學評估等方法，對產(chǎn)能景觀的能源產(chǎn)出、碳減排、生態(tài)效益等進行評估和分析。在具體實施中，可以對不同類型的產(chǎn)能景觀進行對比，評估其效益和潛力，并對設計策略進行優(yōu)化和改進。量化研究還可以為政策制定提供依據(jù)。根據(jù)評估結果，可以制定更加科學合理的政策和標準，推動產(chǎn)能景觀在城市可持續(xù)發(fā)展中的廣泛應用。

　　4產(chǎn)能景觀對實現(xiàn)城市環(huán)境可持續(xù)性的影響

　　產(chǎn)能景觀的建設對城市環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展有著積極的影響，能夠實現(xiàn)資源回收再利用，減少環(huán)境污染和能源消耗，實現(xiàn)城市內(nèi)能源的多樣化和合理分配。

　　通過建設產(chǎn)能景觀，城市可以分配景觀產(chǎn)能能源，實現(xiàn)城市內(nèi)能源供應的多樣化，降低城市的能源消耗和對傳統(tǒng)能源的依賴。例如，利用城市公園的生物質能夠為公共交通和公共照明等提供能源，從而實現(xiàn)城市內(nèi)能源的分配和利用。

　　產(chǎn)能景觀在資源利用方面也發(fā)揮著關鍵作用，有助于城市實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。一些產(chǎn)能景觀項目，如太陽能板鋪設區(qū)域、風力發(fā)電設施場地等，能夠充分利用自然能源，將太陽能、風能轉化為電能，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，降低碳排放強度，推動城市向綠色低碳方向發(fā)展。

　　結語

　　本文綜述了產(chǎn)能景觀的概念、發(fā)展背景、研究現(xiàn)狀、特征和設計策略，以及對城市環(huán)境可持續(xù)性的影響。產(chǎn)能景觀的建設有助于提高城市的生態(tài)環(huán)境質量，改善城市氣候和環(huán)境。在未來的研究中，我們需要結合城市的實際情況，探索出更具可操作性和實用性的產(chǎn)能景觀設計策略，進一步完善產(chǎn)能景觀的理論框架和實踐應用，促進產(chǎn)能景觀的普及和推廣，為實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展和“碳達峰、碳中和”目標作出更大的貢獻。

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