一个城市最基本的能量模式包括各种各样的建筑和空间。这种城市形态与建筑、人们的行为和地区气候相互作用。高能效的城市规划与生物气候型建筑、新的建筑系统、人们行为和消费模式的重大转变相联系，从而能将能耗和温室气体排放降到二十分之一。

　　地球的承载能力，即能够供人类生活用的生物圈数量，只有人均1.7公顷。努力遏制全球气候变暖和进行全球公平分配(生物圈的公平共享)是可持续发展的目标，而它意味着城市将发生深刻的转变。发展中国家的农村人口所占的生物圈数量少于人均0.8公顷。城市居民的水平在人均12公顷(美国)和人均6公顷(欧洲，日本)之间。从乡村到城市的大规模转移是生态足迹过度的主要原因,事实就是现在人类使用1.4个地球，在2020年将需要3个地球。这种城市变迁是气候变化的最重要的推动力。在英国这样的国家里，建筑消耗一半能源；再加上交通，城市消耗了四分之三以上的能量。在90年代的美国之后，中国城市将很快成为全球气候变暖的最大原因。

　　一个城市最基本的能量模式包括各种各样的建筑和空间。这种城市形态与建筑、人们的行为和地区气候相互作用。高能效的城市规划与生物气候型建筑、新的建筑系统、人们行为和消费模式的重大转变相联系，从而能将能耗和温室气体排放降到二十分之一。可持续建筑运动主要关注建筑系统的改善(系数2)而在人类行为(系数2)，以及城市和建筑的生物气候和能源效率形式(系数5)上关注不够。对包括城市设计在内的所有因素采取行动，而不仅仅是建筑系统，我们就能实现减少到二十分之一的目标。因此，在每10年就有10亿人口城市化、城市化强度为系数100的地球上，城市规划师和建筑师必须在对抗全球气候变暖的斗争中起到领导者的作用。

　　城市的能耗增长遵循非常简单的物理和热力学规律。现在，城市就像是热力学机器，将太阳辐射转变成为热能，即将低熵值的太阳能转变成高熵值的热能。它们必须变成主动能源城市，并将热辐射转变成能量。在建筑内部得到的主要能量级别是外表面积的函数。通过定义“被动区”和“非被动区”就能明确这个概念，它将建筑每部分使用昼光、阳光和自然通风的潜力加以量化。通过使用被动区概念和一系列指标，例如密度、城市表面粗糙度、孔隙度、弯曲度、封闭性、紧密性、连续性、日光导纳和矿化作用，并运用城市肌理的环境导向性概念模型，我们对上海的研究将会把建筑、城市规划、能量流、气候和人类行为模式联系起来。

　　研究在不同时期的若干城市，我们将在西方(巴黎，柏林，伦敦，图卢兹)和东方(上海和北京)的不同地区文化中、在快速增长(上海和北京)和平稳增长(巴黎，柏林，伦敦，图卢兹)的不同时期中，全面比较和对照城市形态的效率，将会有大量的结果体现出上海城市肌理和不同密度与直接导致全球变暖的能耗之间的关系。

　　我们推荐的方法将允许对城市可持续性有一个简化的判断，对比较不同城市形态的生物气候性及能源效率，对设计和规划以及跟踪长期城市规划都是非常有用的。

　　同时在地区范围和全球范围测量温室气体排放量和城市新陈代谢的能耗，是今天全球可持续发展的当务之急。

　　城市一方面是人类系统，另一方面也是一些具有不同尺度的复杂有孔物理表面，它既表现出高度多样化又是隐藏着一定规律的结构。这些表面既是建成体(实体)也是空间。对组成这些实体的分散单元(即建筑)的生物气候和能量特征的分析已经得到了充分的发展。而在城市的整体上分析其肌理(颗粒尺度，孔隙度，网格密度，空间连接度，大大小小的断裂)的工作却远远不够。然而，为了得到可操作性结果来细化和量化不同密度的城市形态对交通可达性和地区微气候的影响，这是必不可少的。

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