基于綠色生態(tài)理念的住區(qū)規(guī)劃布局設(shè)計(jì)

祝 捷 程嗣閑（天津大學(xué) 建筑設(shè)計(jì)研究院，天津　300073）

城市住區(qū)是城市發(fā)展中非常重要的載體，在大力倡導(dǎo)低碳生活、資源節(jié)約和環(huán)境友好的社會(huì)背景下，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展更是重中之重。把綠色生態(tài)的理念逐步延伸到城市住區(qū)領(lǐng)域，不僅適應(yīng)當(dāng)今快速城市化背景下生態(tài)城市建設(shè)要求，更是城市實(shí)現(xiàn)以人為本的必由之路。本文以邯鄲市東部新區(qū)綠苑新城住區(qū)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，基于數(shù)字量化模擬分析的方法，進(jìn)行住區(qū)規(guī)劃布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐。

1　國外典型案例分析

BedZED社區(qū)位于英國沃林頓，作為全球首個(gè)CO2零排放社區(qū)，綠色生態(tài)的理念體現(xiàn)在社區(qū)的方方面面。社區(qū)占地面積16 500 m2，一期建筑面積3 000 m2，是集居住、辦公和商務(wù)于一體的混合型社區(qū)（圖1）。

圖1 BedZED社區(qū)鳥瞰圖

基地原為一塊廢棄的平整土地，緊鄰公交線和火車站，設(shè)計(jì)之初的功能定位僅為居住。為了提高土地的利用率，減少人們的交通出行時(shí)間，提供更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，設(shè)計(jì)中建議增加了1 560m2的工作場所，最終實(shí)現(xiàn)了每公頃土地上建造100個(gè)居住單元和203個(gè)工作場所的目標(biāo)。

當(dāng)?shù)叵募緶囟冗m宜，冬季寒冷漫長，長達(dá)半年的采暖期，使得采暖能耗在總能耗中占據(jù)了較大的比重。針對(duì)這一氣候特點(diǎn)，在社區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，建筑采用南偏東20°的朝向來充分利用太陽輻射。同時(shí)，建筑集中設(shè)置在基地的南側(cè)部分，通過建筑自身的圍合和遮擋，減少冬季寒風(fēng)對(duì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滲透?；静季执_定后，通過對(duì)建筑體量的進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)場地中自然資源的充分利用。

在不影響南向立面日照時(shí)數(shù)的前提下，增加建筑北側(cè)的體量，通過這樣的調(diào)整優(yōu)化達(dá)到3個(gè)方面的效果：① 可以提高建筑密度，增加建筑使用面積；② 使得建筑布局更加緊湊，進(jìn)一步降低建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱面積；③ 通過建筑體量的改變，增加了屋面雨水收集的有效面積（圖2）。

圖2 體量優(yōu)化示意圖

在建筑的屋頂和南側(cè)設(shè)置太陽能光伏板，為共享電動(dòng)汽車充電，減少對(duì)常規(guī)能源的使用，增加對(duì)太陽能的利用。為使得庭院有足夠的日照條件，通常會(huì)犧牲一定的建筑間距將庭院設(shè)置在建筑南側(cè)，使得對(duì)土地的利用和對(duì)陽光的需求不可兼得。在設(shè)計(jì)中，建筑師創(chuàng)造性地將庭院設(shè)置在建筑北側(cè)屋頂，并根據(jù)冬季太陽入射角度，來保證庭院對(duì)陽光的需求（圖3）。

圖3 屋頂庭院示意圖

除此之外，設(shè)計(jì)還采用了生態(tài)燃料熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、雨水收集和污水處理系統(tǒng)、高保溫性能的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、南向陽光房、熱回收式風(fēng)能驅(qū)動(dòng)換氣扇、環(huán)保材料等措施來降低對(duì)能源的使用。與同類社區(qū)相比，BedZED社區(qū)的采暖能耗降低了81%，用電量減少了45%，用水量減少了58%，汽車年行駛里程數(shù)減少了64%，并通過對(duì)速生林的種植，實(shí)現(xiàn)了CO2零排放的目標(biāo)。

2　住區(qū)的綠色生態(tài)規(guī)劃布局

邯鄲市老城區(qū)以正南北為基本格局，住區(qū)多采用單一的行列式布局，排列緊密，缺乏對(duì)公共活動(dòng)空間的關(guān)注，室外以硬質(zhì)路面為主，綠化空間稀缺，這也是影響住區(qū)環(huán)境品質(zhì)、加劇城市熱島效應(yīng)的重要原因。

綠苑新城住區(qū)項(xiàng)目的建設(shè)用地位于河北省邯鄲市東部新區(qū)，東部新區(qū)作為邯鄲市的新城區(qū)，承接著未來城市發(fā)展的新方向和新面貌。建設(shè)用地包括居住、公園、教育、交通及公用設(shè)施等，用地西側(cè)為新區(qū)行政中心，南側(cè)為支漳河景觀帶，東側(cè)規(guī)劃有醫(yī)療配套等服務(wù)設(shè)施(圖4)。

圖4 綠苑新城住區(qū)用地情況

在規(guī)劃布局設(shè)計(jì)中，以優(yōu)化環(huán)境品質(zhì)、提升住區(qū)活力為先導(dǎo)，充分利用陽光、風(fēng)、景觀等自然條件，從空間布局、開放街區(qū)、綠色交通、室外場地4個(gè)方面展開，最大化地實(shí)現(xiàn)住區(qū)的綠色生態(tài)理念，使居住者可以從生活成本、舒適度和居住健康指數(shù)等各方面，切身體會(huì)到綠色生態(tài)設(shè)計(jì)為其帶來的諸多益處。

2.1　氣候分析

氣候作為造就建筑多元化的重要因素之一，具有長時(shí)間的穩(wěn)定性和地理空間的地域性特征，對(duì)建筑以何種方式和何時(shí)利用陽光、風(fēng)、空氣、水等自然條件用于采暖、降溫和照明有著巨大的影響。因此，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂虻姆治觯橇私忭?xiàng)目場地中自然資源現(xiàn)狀的關(guān)鍵因素，也是展開設(shè)計(jì)的首要條件。

根據(jù)我國GB 50176—1993《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》的氣候區(qū)域劃分，邯鄲市屬于寒冷地區(qū)，最高氣溫基本出現(xiàn)在7月份，日最高溫度維持在30 ℃以上，最低氣溫基本出現(xiàn)在1月份。在Weather Tool軟件中對(duì)邯鄲市的氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，綜合考慮在過冷時(shí)間里盡可能多地獲取太陽輻射，在過熱時(shí)間里盡可能多地減少太陽輻射，得到邯鄲地區(qū)的最佳朝向?yàn)槟掀珫|7.5°。對(duì)當(dāng)?shù)靥栞椛淞壳闆r進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，結(jié)果顯示在朝向?yàn)槟掀珫|7.5°時(shí)，過冷時(shí)間里的太陽輻射量為195.73 kW.h/m2，過熱時(shí)間里地太陽輻射量為150.73 kW.h/m2，說明在冬季盡可能多的獲取太陽輻射的同時(shí)，也需要重點(diǎn)考慮夏季對(duì)太陽輻射的遮蔽。根據(jù)GB 50736—2012《全國民用建筑供暖同分與空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》和Weather Tool軟件中邯鄲地區(qū)典型氣象年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹NE，風(fēng)速為2.0 m/s；夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镾SW，風(fēng)速為2.3 m/s，以上兩種風(fēng)況均以10 m為監(jiān)測點(diǎn)。

2.2　空間布局

合理的空間布局，很大程度決定了建筑是否可以高效率地利用場地內(nèi)風(fēng)、光、景觀等自然資源，進(jìn)而提升住區(qū)環(huán)境品質(zhì)，增進(jìn)住區(qū)活力，減少能源消耗。

住區(qū)項(xiàng)目基地被4條主干道和3條次干道劃分，住區(qū)與公園被城市道路分割。為削弱上位規(guī)劃對(duì)住區(qū)整體性分割的影響，同時(shí)因勢利導(dǎo)，充分發(fā)揮基地坐擁支漳河景觀帶的優(yōu)勢地理?xiàng)l件，在規(guī)劃中，通過中軸 “林蔭大道”的植入，將各個(gè)片區(qū)串聯(lián)起來，形成了魚骨式的空間骨架，并完成住區(qū)與城市、景觀的良好銜接。

公園、林蔭大道和支漳河景觀帶構(gòu)成的住區(qū)“一核兩軸”的景觀脈絡(luò)，是提升住區(qū)環(huán)境品質(zhì)，改善住區(qū)熱環(huán)境的關(guān)鍵。規(guī)劃中，為了充分發(fā)揮基地坐擁支漳河景觀帶的地理優(yōu)勢，建筑天際線自南向北階梯狀遞增，將外部景觀引入場地內(nèi)部，使城市景觀帶與住區(qū)環(huán)境相互滲透，實(shí)現(xiàn)自然與住區(qū)的融合，并使得“林蔭大道”及兩側(cè)的空間更具開放性，利于激發(fā)公共交流活動(dòng)的發(fā)生，提高住區(qū)活力。

結(jié)合南偏東7.5°的當(dāng)?shù)刈罴殉蚝吐肪W(wǎng)情況，住區(qū)采用正南北朝向，并通過單元之間的錯(cuò)動(dòng)，取得空間的圍合變化。結(jié)合Phoenics 軟件中場地風(fēng)環(huán)境的模擬結(jié)果，對(duì)建筑的布局進(jìn)行優(yōu)化。冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹NE，風(fēng)速為2.0 m/s，在地塊的東北側(cè)采用圍合的布局方式，減弱冬季寒風(fēng)對(duì)住區(qū)的影響；在公園的北側(cè)種植喬木和灌木，形成防風(fēng)林帶，避免內(nèi)部開敞地段冬季風(fēng)速過大。夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镾SW，風(fēng)速為2.3 m/s，地塊的西南側(cè)盡量開敞。以引導(dǎo)夏季主導(dǎo)風(fēng)進(jìn)入場地內(nèi)部帶走熱量，同時(shí)，建筑采用前后錯(cuò)動(dòng)的布局方式，減少處于風(fēng)影區(qū)中的面積。

2.3　開放街區(qū)的營造

設(shè)計(jì)中引入街坊的概念，通過對(duì)空間尺度的約束、街道的設(shè)置、功能的混合來打造具有吸引力的開放街區(qū)空間。

“當(dāng)一個(gè)傳統(tǒng)社區(qū)逐漸從村鎮(zhèn)變得城市化，它所在的空間也會(huì)發(fā)生變化—這種變化主要反映在建筑的空間圍合感更強(qiáng)，空間限定感更明顯”[1]?！傲质a大道”作為住區(qū)的主骨架，帶動(dòng)城市景觀與住區(qū)環(huán)境相互滲透與融合的同時(shí)，承擔(dān)著住區(qū)向城市空間開放和激發(fā)公共空間活力的重要作用。設(shè)計(jì)中，通過限定開敞空間的尺寸與周圍建筑高度之間的比例關(guān)系，對(duì)大尺度空間進(jìn)行削弱，打造具有吸引力的公共空間；為削弱高層住宅的體量感，在“林蔭大道”兩側(cè)設(shè)置低層商業(yè)建筑，以近人的尺度，與前廣場形成便于行人駐足的空間；以樹冠較大的懸鈴木、不同層次的灌木和景觀小品對(duì)空間進(jìn)行進(jìn)一步限定與圍合，營造松弛有度的趣味空間；沿街店面的零售空間散落于鄰里之間，街坊里布置商店和休閑設(shè)施。

“僅僅把道路當(dāng)做聯(lián)系的空間是不夠的，它還應(yīng)該為重要的建筑物提供華麗的門廊，為路人提供愉悅的旅程”[2]。道路作為構(gòu)成建筑與公共空間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，將街道和小巷交織在一起，并通過對(duì)景觀的配置，為行人提供探索及發(fā)現(xiàn)的樂趣。街道在承擔(dān)交通空間的同時(shí)，更是重要的交往空間。

住區(qū)內(nèi)除必須的配套公建外，還包含了餐飲、酒店、高端會(huì)所、運(yùn)動(dòng)健身、學(xué)校等多種功能，滿足居民多種生活所需，減少外出交通成本，并吸引周邊住區(qū)居民，進(jìn)一步提高住區(qū)活力。在基地中東部地塊設(shè)置的公園，極大地提升了住區(qū)整體的環(huán)境品質(zhì)，同時(shí)也是住區(qū)對(duì)外開放的重要端口。在基地東北角設(shè)置有公交站，與城市公共設(shè)施形成良好銜接。

2.4　綠色交通的完善

在住區(qū)中，建立公共交通和步行友好的綠色交通系統(tǒng)：“林蔭大道”作為城市道路，對(duì)機(jī)動(dòng)車進(jìn)行車速限制，以降低對(duì)公共活動(dòng)的影響；采用人車分流的交通組織方式，車庫入口位于每個(gè)地塊沿道路側(cè)，方便機(jī)動(dòng)車就近入庫，實(shí)現(xiàn)全地下停車，避免機(jī)動(dòng)車對(duì)步行系統(tǒng)造成干擾；非機(jī)動(dòng)車道靈活便捷，連接各個(gè)地塊和中心景觀綠地；設(shè)置于公園內(nèi)的休閑廊道，方便住區(qū)和城市居民在此健身、慢跑和步行；公交站和公交站點(diǎn)設(shè)置在居民的步行范圍內(nèi)，鼓勵(lì)居民的綠色出行，使得公共交通成為住區(qū)生活的一部分（圖5）。

圖5 地下車庫入口示意圖

2.5　室外活動(dòng)場地的優(yōu)化

通過對(duì)場地的陰影遮擋和風(fēng)環(huán)境模擬結(jié)果進(jìn)行疊加分析，來確定室外活動(dòng)場地和景觀的配置，盡可能地延長不同季節(jié)室外活動(dòng)的時(shí)間、提升室外環(huán)境的舒適度。

選取基地北側(cè)的兩個(gè)地塊進(jìn)行具體說明（圖6）。在 Ecotect軟件中對(duì)場地進(jìn)行陰影遮擋計(jì)算。夏至日和冬至日的陰影遮擋情況如圖7、圖8所示，圖中陰影顏色越深，說明日照遮擋時(shí)間越長，太陽輻射強(qiáng)度越低。

圖6 選取地塊位置示意圖

圖7 夏至日場地陰影遮擋示意圖

圖8 冬至日場地陰影遮擋示意圖

圖9和圖10分別是夏季和冬季場地的風(fēng)環(huán)境模擬示意圖，圖中顏色由暖至冷，表示風(fēng)速由大到小。

圖9 夏季風(fēng)環(huán)境模擬示意圖

圖10 冬季風(fēng)環(huán)境模擬示意圖

對(duì)場地陰影遮擋和風(fēng)環(huán)境模擬圖進(jìn)行疊加，得到圖11和圖12。

圖11 夏季場地陰影與風(fēng)環(huán)境疊加示意圖

圖12 冬季場地陰影與風(fēng)環(huán)境疊加示意圖

室外活動(dòng)場地的確定應(yīng)符合以下原則：在夏季，為避免過多的太陽輻射，降低體感溫度，應(yīng)盡量選擇在通風(fēng)良好的陰涼處；在冬季，為盡可能多的獲取太陽輻射，減少寒風(fēng)對(duì)體感溫度的影響，應(yīng)盡量選擇在風(fēng)速較小、陽光較好的地段。

根據(jù)上述原則，對(duì)室外活動(dòng)場地進(jìn)行配置。圖13和圖14中紅色虛線所示位置，分別是夏季和冬季室外活動(dòng)場地的設(shè)置位置。結(jié)合景觀：夏季室外活動(dòng)場地可選擇落葉喬木，在增加遮陰面積的同時(shí)不影響近人處的風(fēng)場，有效緩解熱島現(xiàn)象；冬季室外活動(dòng)場地可選擇灌木叢，以進(jìn)一步降低近人處的風(fēng)速。

圖13 夏季室外活動(dòng)場地選擇示意圖

圖14 冬季室外活動(dòng)場地選擇示意圖

3　結(jié) 語

綠色住區(qū)的建設(shè)是未來住區(qū)建設(shè)的必然趨勢。本文基于工程實(shí)踐，以綠色生態(tài)為設(shè)計(jì)理念，通過定性和定量的設(shè)計(jì)方法，從當(dāng)?shù)貧夂驐l件入手，在空間布局、開放街區(qū)、綠色交通和室外活動(dòng)場地四個(gè)方面對(duì)住區(qū)的規(guī)劃布局進(jìn)行探討和分析，期望在設(shè)計(jì)階段，可以有效降低住區(qū)對(duì)能源的消耗，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張庭偉，胡曉玲，邱永東，等.美國MPC社區(qū)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[2] 清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2010[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2010.