《Energy Policy》：The energy cost of height: How FAR regulations drive building energy consumption
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本研究通过理论模型和纽约市数据验证，发现更严格的FAR法规导致建筑单位面积能耗增加，因高层建筑系统复杂且能耗高，对城市政策有重要启示。
作者：Byunggeor Moon
韩国首尔延世大学公共政策与管理系
摘要
城市密度与能源消耗之间存在密切关联，研究这种关系对于应对城市能源和环境挑战至关重要。容积率（FAR）是决定城市密度的重要监管政策。本研究探讨了容积率规定如何影响每单位建筑面积的能源消耗。我们建立了一个理论模型，该模型展示了开发商在容积率限制下如何优化能源消耗决策，结果表明，随着允许的容积率的增加，能源使用强度也会增加。这种关系源于高层建筑日益增加的复杂性和能源需求。通过利用纽约市数据的独特性，我们将建筑属性信息和监管水平数据结合起来，并整合了纽约市基准法（Local Law 84）中的能源消耗数据。我们的研究发现从实证上验证了理论预测，即更严格的容积率规定与更高的单位面积能源消耗相关，表明监管强度的调整可以影响城市能源使用。这些见解对未来城市政策的制定具有深远意义。
引言
城市能源消耗的动态是当代城市经济学和环境政策研究的关键领域。城市是人类互动和经济活动集中的主要节点，由此产生了需要仔细研究的显著能源消耗模式。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）的数据，城市地区占全球能源消耗的67%到76%，并产生了大约四分之三的全球碳排放（Seto等人，2022年）。与交通部门相比，建筑相关的能源消耗高出两倍以上。这一巨大的能源足迹要求我们通过严谨的理论和实证分析来全面理解建筑能源消耗模式，特别是考虑到其对政策制定、环境可持续性和气候变化缓解策略的影响。
城市形态和发展模式从根本上受到监管框架的塑造，其中密度规定是一个关键因素。容积率（FAR）通过对每块土地可建设空间的限制，成为影响城市结构和形态的最重要监管机制。这些密度规定在一个复杂的因素体系中发挥作用，包括个人行为模式、区域社会经济特征和地形限制，这些因素通过多方面的互动共同决定了城市空间组织。
城市密度规定与能源消耗模式之间的关系是城市经济学的一个引人注目的维度。尽管现有文献广泛研究了建筑能源消耗的各种决定因素，但我们特别关注容积率规定如何影响能源使用强度（每单位建筑面积的能源消耗）。我们的核心理论预测是，随着允许的容积率的增加，能源使用强度会增加，这是由于高层建筑日益增加的复杂性和能源需求所致。我们的理论框架模拟了开发商在容积率限制下的优化决策，表明由于复杂的机械系统、垂直交通需求和压力差，能源输送的边际成本随着建筑高度的增加而增加，从而导致能源使用强度的增加。
我们的研究基于Brueckner（2018年）和Brueckner等人（2017年）的开创性工作，发展了一个理论框架，该框架展示了开发商在容积率限制下如何优化能源消耗决策。该模型表明，尽管可能存在规模经济，但由于高层建筑中能源输送的边际成本增加，能源使用强度仍会随着允许的容积率的增加而增加。这一理论预测为我们的实证分析提供了明确的指导，我们的实证分析使用了来自纽约市的全面数据，包括密度规定、建筑特征和能源消耗指标。
这项研究对现有文献做出了几项重要贡献。首先，它提供了一个明确的理论机制，将容积率规定与建筑能源强度联系起来，填补了当前理解中的一个关键空白。我们的理论框架是首次系统地尝试模拟建筑密度规定如何影响能源使用强度，超越了仅关注结构和社会经济变量的传统分析。其次，我们的实证验证为理论预测提供了有力的证据，增强了文献的实证基础。最后，我们采用的方法论方法，整合并分析了来自纽约市的多样化公共数据集，为未来城市经济学和能源政策研究建立了一个可复制的框架。
通过这项全面的分析，我们旨在推进城市发展和能源效率方面的理论理解和实际政策应用。这些发现对城市规划政策和能源节约策略具有重大意义，特别是在城市人口增长和能源需求不断增加的背景下。
文献综述
城市密度与能源消耗之间的关系是城市研究和能源政策中的一个基本研究领域，其特点是复杂的相互依赖性和多方面的互动。这篇文献综述综合了当前学术界对这些关系的理解，探讨了城市形态如何影响能源消耗模式的多种机制，并强调了密度规定在塑造城市能源动态中的关键作用。
模型
本节提出了一个关于建筑密度规定对建筑能源消耗影响的理论框架，采用了Brueckner（2018年）和Brueckner等人（2017年）提出的模型。首先，Brueckner等人（2017年）通过最大化开发商利润，展示了在没有密度规定的情况下，市场如何确定建筑的最佳密度的理论方法，使用了标准的城市土地利用模型。
实证策略
我们的理论模型预测，随着允许的容积率的增加，建筑能源使用强度会增加。为了实证验证这一预测，我们进行了以下估计：
其中，$\ln(\epsilon_{it}) = \alpha t + \beta FAR_{it} + \gamma X_{it} + \epsilon_{it}$，
其中 $\epsilon_{it}$ 是能源使用强度（每平方英尺的能源消耗），$FAR_{it}$ 是允许的最大容积率，$X_{it}$ 包括建筑特征、能源之星评级和位置控制变量。$i$ 表示年份。
结论
本研究开发并实证验证了一个将容积率（FAR）规定与建筑能源消耗模式联系起来的理论框架。我们的核心理论预测——即能源使用强度随着允许的容积率的增加而增加——源自一个模型，该模型展示了开发商在监管限制下如何优化能源消耗决策。这种关系之所以存在，是因为高层建筑需要更复杂且能源密集的系统，从而导致更高的能源消耗。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
