柏叶智慧城市是日本第一个由民间企业主导，“官（千叶县·柏市）·民（三井房产）·学（东京大学）”携手建设开发的智慧城市。与以往日本的“智慧城市”示范项目不同，它是一个由房产公司投资的商业开发项目，以“环境共生城市”、“健康长寿城市”、“新兴产业创业城市”三大概念为核心，在创造了多样智能化技术与体系的同时，营建了一个以“人”为本的智慧城市。

△柏叶智慧城市 

柏叶智慧城市位于千叶县柏市，从东京市中心（秋叶原站）乘坐筑波特快大约30分钟, 占地面积273h㎡，规划人口约26000 人。其核心区，柏叶Gate Square 于2014年竣工完成并投入运营。

沿线开发· 混合功能

柏叶智慧城市是一个典型的沿线开发的模式，是伴随着筑波Express的开通，以柏叶学园站为中心的一个城战一体化开发项目。建筑沿车站周围布局，主要有酒店、办公、商业、住宅等多种建筑用途的建筑，是一个具有相对较高密度，集“购物”、“办公”和“居住”的混合功能社区。核心区，柏叶Gate Square中包括商业与办公建筑建筑面积为28545㎡，酒店和住宅面积23 975.52㎡。

历史沿革· 区位特性

这片城市的所在地，从江户时代到幕末时代一直是日本著名的牧场。从那个时期开始，三井房产就参与并主导着这个区域的城市发展和变革。其在城市开发中尽可能保留了其场地的特点，因此丰富和多样的自然资源成为这个区域最大的天然优势。

随着2005年筑波EXPRESS的开通，柏叶学园站投入运营，不仅提高了便利性，也为这个地区带来了许多著名的高校和研究机构，为产业创新园区的形成提供了地理和社会要素。2008年，这个地区发表了由千叶县、柏市、东京大学、千叶大学共同参加的“柏叶国际学园城构想”计划。因此，丰富的自然环境，日本一流的高校和研究机构以及“官”“民”“学”协作就成为这个项目的三大特点。

△柏叶智慧城市的地理位置及功能布局

—概念—

以问题为导向的未来城市模型

城市化，以及由城市化引发的环境、能源、食物、健康等诸多问题已经成为全球共同关注的焦点。在这些方面，日本因其国土面积小，人口密度高，资源紧缺等自然，地理及社会因素，使其长期以来在对于城市化方向的引导与控制，城市结构调整，以及如何缓解发展与环境之间矛盾和新能源政策等方面的研究都相对领先，有着丰富的经验和成熟的技术。

另外，近年来日本还同时面临少子高龄，经济发展停滞及地区活力下降，自然灾害频繁等多重社会问题。面对这些问题和挑战，柏叶智慧城市为世界创造了一个面向未来的城市模式——一个以ICT作为技术手段，以“人”为的智慧，在应对与解决多样挑战的同时，为各个年龄阶层提供和谐舒适的生活的以“人”为本的城市形象。

智慧城市建设的三大主题

这个面向未来的智慧城市建设包括三个主题：环境共生城市、健康长寿城市、新兴产业创业城市。

“环境共生城市”的概念是指依托于区域内的多样性自然环境，解决环境及能源方面的问题，建构一个能面对各种自然灾害，并具有创新技术的未来型环境城市。

“新产业创造城市”是指充分利用场地内及周边研究机构，积极推进集“大学·研究机关·孵化器设施”于一体的产业创新经济体系建设。柏叶智慧城市的周边聚集了不少“学术·研究机构”，以及创业园区( 创业孵化基地等)。充分利用地理优势，打造“新兴产业创意城市”，促进新兴产业发展是该街区开发的重要概念。

“健康长寿城市”是以建成健康长寿为目标，积极推进面向老龄化社会的城市发展方案，并与地方政府共同开发健康产业、跨学界的预防医学等各方面的工作。

△柏叶智慧城市的三大概念及其主要内容 

东日本大地震的教训及概念的衍生

对于在2011年东日本大地震中曾深刻体验电力严重短缺的日本而言，各种问题中最迫切的就是能源问题。无论在任何城市，稳定的能源供给都是支撑城市生活安全与舒适的关键。

在大地震之后，由于实行计划停电，柏叶市也中断了对住宅部分供电。电梯停止运行，当地居民在那几天也只能徒步上下楼梯。可是此时马路对面的商业设施“LaLaport 柏叶”却由于原本就装备有大型蓄电池，即使停电时也可由存储电力供电。电力明明近在眼前却无法使用，这成为当时的柏叶居民的最大困惑，也成为其技术路线的转折点。

在地震前，柏叶智慧城以“环境，先进科技与社区服务相融合的低碳智慧城市”作为主要技术路线。然而在地震之后，“安心的地区能源供给，安全的智慧服务相融合的可持续低碳智慧城市”成为其新的技术路线。

△东日本大地震前后智慧城市概念的转变 

△柏叶智慧城市的低碳路线图

—“低碳，安心，智慧”的技术集成—

智慧的能源“利用”

柏叶智慧城市充分利用自然能源和未利用能源实现“创能”——即能源的地产地消。其中自然能源包括太阳能发电、小型风力发电、太阳能热水、温泉利用、地源热泵等，未利用能源则有余热利用热电联产等分布式能源。

在“创能”的同时，它还采用冰蓄能以及电动汽车的等“蓄能”设备有效蓄电，实现平时运行状态下的电力削峰，以及灾害时的可持续电力供给。其中灵活运用电动汽车的概念是蓄能系统中具有亮点的概念。共享电动汽车在AEMS的综合控制下，在平时可以作为社区的公共公交通工具，在灾害时，它们将成为移动的蓄电池，为需要电力的地方供电。

另外Gate Square的建筑在各种细节上充分体现出了节能环境型建筑的特点，比如：屋顶绿化与墙面绿化、屋檐一体型的太阳能电池板、将室外自然光引入室内深处的管道式日光照明装置、自然通风、保水砖等。通过可持续建筑设计与AEMS（区域能源管理系统）的结合，商铺＆办公楼单体减少约50％的二氧化碳排放，成为日本第一个获得LEED白金。

△柏叶Gate Square 主要建筑概要

△柏叶Gate Square 中主要分布式能源的应用

在实现家庭节能中，GATE广场在住宅中导入了HEMA智能管理系统，实现了家庭用能的“可视化”，旨在通过可视化提高居民的参与意识，同时提供更为环保的生活方式。该系统以专用平板电脑、PC、智能电话为平台，除了显示各住户的CO2 排放量之外，还借助AI功能，根据各住户的能源使用情况，提出节能建议。此外，在灾害中，该系统还具备在紧急情况向用户下达提供协助的“节电指令”，为提高城市的灾害对应能力做出了贡献。与此同时，用户还能够在外出时对家中的照明、空调进行控制，实现节能与生活质量提升的双重目标。

智慧的能源“共享”

以东日本大地震为契机，通过与政府部门等的反复协商，终于在2014年7月建成了日本首个能够将可再生能源，未利用能源等分布式能源系统所产生的电力在区域内进行再分配的智能电网。该电网使用自营的输电线路，将电力公司的电力和分布式电源结合使用，实现了电力在街区之间的再分配和区域整体化的电力削峰。平时办公楼的用电需求较高，则从“LaLaport柏叶”向“GATE SQUARE”输送电力。而假日时商业设施的电力需求较高，则从“GATE SQUARE”向“LaLaport柏叶”输送电力。通过这些措施，可以在整个区域实现大约26%的电力削峰，并可实现节能、CO2减排等目标。

在灾害时，即使在外部电力公司断电的情况下，商业和办公中的分布式电源所产生的电力，可以通过智能电网供给住宅，并在AEMS的指令下实现电力最有效的分配和可持续供给。

△平时及灾害时电力供给系统示意

智慧的能源“控制”

柏叶智能城市的AEMS是整个社区的控制中心，通过收集需求侧和供给侧的耗能与创能信息，控制和调整设备的运行，不断地对城市整体的能源利用进行优化。

（1）实时、双向能源管理系统

柏叶智能城市AEMS实时收集需求侧和供给侧的信息，并通过多样化的终端将其可视化，让社区中每一个人都能够实时了解能源的供给状况。需求侧的信息包括每一个用户终端的实时能耗状况和室内的环境舒适度信息。电力供给侧的信息包括每一个时刻的电力供给构成，例如从电力公司的买电量，区域内可再生能源的发电量，蓄电池的蓄放电量。

AEMS是基于ICT网络的双向综合性控制系统，在实时数据收集和可视化的基础上，AEMS根据收集的信息，综合分析能能源的供给状况，并给出能源利用的最佳方案。对于需求侧，AEMS会根据实时的室外环境信息和室内舒适度信息以及能耗预测状况向用户终端给出用能建议，例如是使用自然通风或者是空调控制。对供给侧，AEMS会根据实时电价，各个建筑的能耗，分布式能源的创能状况，给出最佳的能源供给指令，例如是从电力公司买电还是用蓄电池放电。在平时，在AEMS的调解下，可以通过分布式电源的优化利用实现整个社区的削峰填谷，实现电力的负荷的平均化。在提高设备整体运行效率的同时，也能够让用户减少在电力峰谷时的电耗，减少电费开支。在灾害时，它成为全社区电力调度的中心，并向用户端和供给端同时发出指令。

（2）综合性的社区平台，人性化的社区营建

柏叶智慧城市的AEMS是建立在ICT网络上的社区平台，因此在这个平台上除了建筑能耗相关的信息，还成为社区电动汽车共享系统，社区医疗服务和其他社区活动信息发布和接收的平台。

以上的这些技术共同建构了“环境共生城市”的概念。在这些技术的支撑下，社区将最终实现整体减排60%的目标。

—人性化的社区营建—

参与型城市设计

△社区智能管理中心

智慧城市的“智慧”也体现在城市设计的过程中，柏叶通过参与型城市设计，凝聚了不同职业不同立场各种角度的“智慧”。在建设过程中发挥平台作用的是UDCK（柏叶城市设计中心）。

柏叶智能健康工程

在AEMS依托的ICT网络和智能平台的基础上，通过充分利用ICT，利用各种终端收集人们的健康信息，例如卡路里消耗、行走步数、体脂肪率、基础代谢量等日常健康数据。这些数据将导入健康控制系统，并传送到东京大学的医疗中心进行分析，并由其反馈健康建议。另外，“城市健康站”是位于GATE广场商铺＆写字楼3层的健康信息发布中心。这里有以预防医疗为主的医疗设施、可随时咨询健康问题的配套设施、附带睡眠用房间的瑜伽教室，以及可以开展健康讲座与活动的空间。

△区域能源管理系统（AEMS）的概念示意

提升社区活力

利用社区平台，这里的居民经常发布信息，举办一些以居民为主体的活动。由居民策划和组织的“城市俱乐部活动”正是这样一个加强地区居民间联系的项目。足球俱乐部、摄影俱乐部、英语会话俱乐部、合唱俱乐部、郊游野餐俱乐部，这些以兴趣为出发点的俱乐部将不同年龄、不同职业的人聚集在一起，建构起人与人之间交流的网络，增进了居民的社区意识，增进了社区活力。

资料来源：【H+A|案例】看日本智慧社区案例！"低碳、安心、智慧"的柏叶智慧城市实践 (qq.com)