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在中国，建设用地上承载的碳排放已经超过碳排放总量的70％。降低建设用地上承载的碳排放对于应对全球气候变暖具有重要意义。空间规划是控制建设用地碳排放的重要手段。

本文从建成环境与城镇建设用地碳排放的关系出发，分析了城镇建设用地碳排放产生影响的建成环境要素，表明未来研究需重点关注城镇建设用地碳排放数据库建设及人工智能等新技术的应用，并转向与空间规划管理单元相衔接的地块空间分析尺度的研究，关注城镇建设用地碳排放在多因素影响下的综合碳排放效应分析方法，增加对于建成环境与城镇建设用地碳排放关系分析的实证研究。

城镇建设用地（以下简称“建设用地”）既是人类居住生活、休闲娱乐和工业生产的基本空间载体，同时也是碳排放的主要载体。

虽然建设用地面积仅占全球面积的2.4％，但却承载了全球约80%的CO2排放。

由建筑能耗引起的碳排放已经逐渐成为建设用地碳排放的主要来源。

建筑能耗不仅是表征建设用地碳排放的重要形式，也是城市低碳发展水平的重要评价指标，是架起建成环境与建设用地碳排放之间相互关系的重要桥梁。

城镇建设用地碳排放概念内涵及计量

• 城镇建设用地碳排放概念内涵

目前并没有关于建设用地碳排放的明确定义，主要与“建设用地”和“碳排放”有关。

建设用地本身并不直接参与碳排放过程，碳排放主要是指发生在其范围内的人类活动碳排放，包括建设用地上承载的能源、工业过程和产品使用、废弃物碳排放等，本文将建设用地碳排放定义为建设用地上承载的建筑能耗碳排放。

• 空间视角下城镇建设用地碳排放计量

建设用地碳排放的计量是分析建成环境与建设用地碳排放关系的基础，围绕碳排放的核算与计量方法，学界展开了丰富的讨论，主要分为：实测法、物料衡算法和IPCC清单法。

由于IPCC清单法简洁实用，且准确性较高，是目前空间视角下建设用地碳排放计量的主要方法。

起步阶段主要是在国家、城镇群、省域、大都市区等宏观尺度，以建设用地整体作为研究对象，计量建设用地整体的能源活动、工业生产过程和废弃物处理等产生的碳排放。

随着研究的深入，开始通过建立IPCC国家温室气体清单指南和城镇内部不同类型建设用地的对应关系，但只能核算大类建设用地上的能源活动碳排放，难以与空间规划中对于建设用地的类型及边界相结合，无法适应建设用地上错综复杂的地块划分与建筑空间分布情况，更无法针对用地类型进行亚类细分。

近年来，开始有学者以地块为基本单元，通过收集不同类型建设用地地块上承载的建筑运行阶段的用电能源消耗量，核算不同类型建设用地的碳排放量，但研究多以某一类或某一块建设用地的碳排放进行计量分析，对于在城市尺度的以地块为基本单元的建设用地碳排放的计量及影响分析还处于初级阶段。

综上，以微观地块为基本单元，基于建筑能耗的建设用地碳排放计量方法，对建成环境对建设用地碳排放的影响研究进展进行梳理，并提出未来我国相关研究和规划实践的发展方向，是研究立足的前提。

一方面在不同的空间尺度上，建设用地碳排放来源的构成不同，计量原理也不同；另一方面，在地块尺度上，不仅可以精确测度不同类型建设用地的碳排放量，还可以定位其空间位置，实现与空间规划中用地分类的衔接。

建成环境与城镇建设用地碳排放的关系

建成环境主要是指一种用于给人们提供日常活动的人造环境，是与建设用地的密度、功能和形态相关的若干要素的组合。

建筑能耗作为联系建成环境与建设用地碳排放的重要纽带，同时对建成环境产生一定的反作用。

一方面，周边建成环境的优劣直接影响建筑表面可达太阳辐射的吸收或反射量，以及建筑吸收或反射太阳辐射后与周围空气发生热交换，引起室外气温发生改变和地块内风环境变化的情况。

密度、形态类建成环境要素会通过对建筑使用者产生特定的物理性影响，促进使用者利用人工照明、人工制冷或取暖的方式来对居住或工作环境的生物舒适度进行调节，进而加重建筑自身的抗干扰调节而造成能源消耗和排放；功能类建成环境要素对于建设用地碳排放的影响表现在用地上所承载的不同类型的建筑功能不同，而不同功能的建筑用能服务对象不同，根据服务对象活动的内容、强度等不同，建筑能耗终端需求也不同。

另一方面，建设用地碳排放直接来源于建筑能耗，可以通过影响热岛效应等地块微气候对建成环境产生缓慢的、间接的影响。

从影响关系的强弱性和顺序性来说，建成环境对建筑能耗产生直接的影响，建筑能耗则对建设用地碳排放产生直接的影响，呈现出“建成环境—建筑能耗—建设用地碳排放—建成环境”的循环作用关系。

建成环境、建筑能耗与城镇建设用地碳排放的关系

密度要素对城镇建设用地碳排放的影响

密度要素主要包括建筑面积、建筑密度和人口密度，主要通过影响建筑能耗终端需求、建筑使用者的用能活动内容与强度等影响建筑能耗，进而影响建设用地碳排放。

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建筑面积是衡量土地利用经济效益的重要指标，但高建筑面积也意味着高制冷或采暖需求，同时高建筑面积对城市下垫面的空气流动、辐射得热过程产生影响，通过影响区域微气候，影响用地的制冷或采暖能耗。

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建筑密度具体反映了单位建设用地上的建筑实体空间分布特征，因其会影响到建设用地上风、热和光环境的形成，并进而对碳排放有重要影响。

在现有研究中，建筑密度对建设用地碳排放的影响同样存在争议，此外，建筑密度还通过建筑类型、房屋大小和人均收入等间接影响建设用地碳排放。

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人口密度指单位用地上的人口数量，其所引起的建设用地碳排放主要来源于不同类型建筑内部使用情况，与建筑面积等具有紧密关系。

但是在一定建筑面积下，当用地上人口密度较高时，意味着建筑功能的使用强度较高，建筑物暴露于外的人均面积较小，从而减少了室内外热量交换，达到降低碳排放的效果。

功能要素对城镇建设用地碳排放的影响

当建筑成组群布置时，建设用地上的碳排放需要将地块尺度的建成环境要素考虑在内，而且不同地块的用地性质、土地混合利用程度、用地建设时间、用地面积建成环境因素，对建筑能耗产生不同效果。

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用地性质不同的建设用地承载的建筑功能不同，而不同功能的建筑由于使用的内容、强度、密度等不同，相应建筑能耗需求也不同，此外，公共建筑种类繁多，不同功能的公共建筑的能耗需求也不同，而将不同功能建筑的能耗转换到用地碳排放上，则体现为不同性质用地的碳排放之间表现出明显的差别。

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用地混合度主要指在单一性质用地上布置2种或2种以上的跨地类建筑。

随着单一用地性质上混合的建筑类型越多，建筑面积越大，则建设用地碳排放相应呈现出更大的差异。

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用地建设时间具体反映为建设用地上建筑年代不同。

建筑年代是不同建筑的信息体现之一，不同年代用地上建筑所采用的建筑围护结构、建筑材料、建筑内部暖通空调系统等都有很大差别，而上述建筑物理特征要素是影响建设用地碳排放的重要因素。

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用地面积大小主要体现在街区尺度，指由城市道路以及自然要素（如河流、绿化等）所包围的面积。

有学者通过相关性分析，发现建设用地碳排放与用地面积呈负相关；也有学者认为，随着用地面积增大，用地上的建筑面积也越大，一定程度消弱了用地面积增加对于碳排放的“稀释效应”，从而使用地面积与建设用地碳排放呈现正相关。

此外，衡量用地面积的重要指标还包括街区尺度、路网密度等。

形态要素对城镇建设用地碳排放的影响

形态要素主要包括建筑层数、建筑体形系数、建筑长宽比和建筑朝向，主要通过改变建筑本体特征和微气候环境等方式，来对建筑能耗施加影响，进而影响建设用地碳排放。

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建筑层数主要通过影响地块周围的微气候及建筑本体特征，进而影响建设用地碳排放。

建筑层数还可以通过另外两种途径对建设用地碳排放产生影响：通过影响空气温度的变化导致建筑在热、湿传递过程中的用能；通过影响建筑室内外空气交换对房屋热平衡产生的影响。

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建筑体形系数指建筑物表面积与体积的比值。

整体而言，随着近些年对建设用地上建筑能耗的关注，建筑围护结构的保温性能得到极大改善，建筑能耗引起的碳排放受到建筑体形系数的影响在逐渐降低。

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建筑长宽比主要是指建筑的长度与宽度的比值。

研究表明大面宽小进深的建筑虽然有利于提升使用者的舒适性，但是却增加了外墙面积，从而增加碳排放，而大进深小面宽的建筑则有利于减少外墙面积，从而降低碳排放，达到一定的节能效果，可见建筑长宽比与建设用地碳排放正相关。

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建筑朝向。

不同朝向上的日照条件不同，进而直接影响建筑表面可达太阳辐射的吸收或反射量，以及建筑吸收或反射太阳辐射后，与周围空气发生热交换，引起室外气温发生改变情况，因此建筑朝向对建设用地碳排放有着重大的影响。

展望

通过城市规划和设计优化建成环境，可以显著降低建筑能耗，从而降低建设用地碳排放。

提高空间规划对于建设用地碳排放的控制作用，需要各国和不同城市收集建成环境空间数据和碳排放数据，开展相应的实证研究，建立符合本地发展实际的建成环境要素分析框架和要素内容，明确降低建设用地碳排放的设计原则，进而指导各个空间尺度的空间规划及相关低碳节能政策的制定。

结合当前研究进展，提出以下5个方面研究展望：

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建立建设用地碳排放数据库。

尽管相关统计工作已逐渐展开，但是仍存在平台监测的建筑数量有限、数据开源性低等问题。

而建立完善的建设用地碳排放数据库，可以为未来相关研究的展开提供基础、可靠、翔实的数据，增加研究的科学性。

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人工智能等新技术的应用。

在新数据环境下，关于建成环境与建设用地碳排放关系的相关研究会越来越多，同时也会有许多新技术新方法出现，加上人工智能正在迅速发展，在该领域开发的许多新的和更强大的技术可以在后续研究方面带来升级或突破。

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转向与空间规划管理单元相衔接的地块空间分析尺度的研究。

通过将建成环境对建设用地碳排放影响的空间分析尺度和相应空间规划管理单元相结合，提出相对应的建成环境要素控制要求，是未来在城市规划编制和管理过程中将低碳规划策略定量化、空间化的前提。

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关注建设用地碳排放在建成环境、建筑物理特征、建筑使用者用能行为等多因素影响下带来的综合碳排放效应分析方法。

用地上建筑内承载的建筑屋里特征及建筑使用者的用能行为活动因素的影响非常值得关注，还需要结合居民家庭、企业等进行实地调研问卷发放，通过建立多源数据融合的研究新方法，全面分析影响建设用地碳排放的因素，从而支持和引导更加综合的低碳空间规划的编制。

05

增加对于建成环境与建设用地碳排放关系分析的实证研究。

建筑能耗引起的碳排放数据的时间序列还需要延长，通过增加多年的面板数据的变化规律分析，提高建成环境与建设用地碳排放的关系分析结果的稳健性。

此外，研究还需要进一步延伸，通过对比不同地域和发展阶段的建设用地碳排放与建成环境的关系，增加实证研究，提升研究结果的准确性和科学性。