綠色生態(tài)城市居住區(qū)的規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究
——基于六安市新城春天小區(qū)的實(shí)證分析

蒯文彬，戈海玉，朱珊珊，孫 茜，王祥雨

(皖西學(xué)院 建筑與土木工程學(xué)院，安徽 六安 237012)

無(wú)數(shù)建設(shè)實(shí)踐已經(jīng)表明，忽視人們生活規(guī)律以功能分區(qū)布局為導(dǎo)向的機(jī)械城市規(guī)劃，缺少合理的功能混合和以人為本理念的建筑設(shè)計(jì)是不成功的，如巴西利亞的建筑與規(guī)劃。時(shí)至今日，我們的城市規(guī)劃在考慮如何方便工作和生活，減少通勤與交通壓力方面仍在背離基本的規(guī)律常識(shí)，辦公大樓與金融區(qū)仍在市中心蔓延，城市中心的體育場(chǎng)、防災(zāi)消防場(chǎng)地、公共綠地卻在減少，大片歷史文化街區(qū)消失了，城鎮(zhèn)突發(fā)安全事件增加了。這一系列的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題說(shuō)明我們需要研究綠色生態(tài)理念的有機(jī)建筑與城市?；诖?，本文以筆者參與設(shè)計(jì)與驗(yàn)收的六安市新城春天小區(qū)為例，對(duì)城市居住區(qū)的綠色生態(tài)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)證分析與研究，助力綠色發(fā)展。

1 我國(guó)建筑與城市規(guī)劃建設(shè)在綠色生態(tài)方面的問(wèn)題現(xiàn)狀解析

1.1 國(guó)內(nèi)建筑與城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

隨著我國(guó)進(jìn)入社會(huì)主義建設(shè)的新時(shí)期新征程，城鎮(zhèn)化進(jìn)程、建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)、金融商業(yè)、工農(nóng)業(yè)等新行業(yè)迎來(lái)了發(fā)展新機(jī)遇[1](P59)。但是在城鎮(zhèn)建設(shè)領(lǐng)域的居住、環(huán)境、交通等方面存在諸多問(wèn)題，受到不少滯后的規(guī)劃建筑理念影響，不能滿足綠色生態(tài)城市的建設(shè)要求。這些落后的規(guī)劃建筑理念體現(xiàn)在城鎮(zhèn)的人文系統(tǒng)層面、城鎮(zhèn)與居住區(qū)的精神文明建設(shè)、人文關(guān)懷的生活配套設(shè)施建設(shè)和城區(qū)的物質(zhì)系統(tǒng)的建設(shè)上。

1.2 國(guó)內(nèi)外綠色生態(tài)居住區(qū)建設(shè)研究現(xiàn)狀分析

綠色生態(tài)城鎮(zhèn)建設(shè)的首要問(wèn)題是城鎮(zhèn)居民的居住和環(huán)境問(wèn)題。隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，大量農(nóng)村富余勞動(dòng)力進(jìn)入城鎮(zhèn)務(wù)工，他們成為新的城鎮(zhèn)低收入居民，解決他們以及原有城鎮(zhèn)低收入居民居住問(wèn)題的保障房顯得十分緊迫。同時(shí)，高收人群也有改善性需求。所以研究新的綠色居住區(qū)和綠色建筑，以適應(yīng)不同群體的居住需求也是綠色生態(tài)城市建設(shè)所要面對(duì)的首要問(wèn)題[2](P42)。1969年，麥克哈格在他的《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》一書(shū)中闡述了綠色生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的思想，為現(xiàn)代綠色生態(tài)設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)；1990年，D·Gordon的《綠色城市》研究了綠色城市的美好愿景，論述了城市空間的生態(tài)化設(shè)計(jì)；1997年，東南大學(xué)王建國(guó)提出了綠色建筑城市設(shè)計(jì)的理念[3]，闡明了綠色生態(tài)理念與城市居住區(qū)設(shè)計(jì)的結(jié)合，認(rèn)為在城市居住區(qū)建設(shè)中要優(yōu)先貫徹綠色生態(tài)第一原則，糾正以往城市建設(shè)忽視自然生態(tài)規(guī)律的不足，追求居住區(qū)的內(nèi)在綠色生態(tài)品質(zhì)與綠色生態(tài)美學(xué)，而不是外顯的數(shù)量與形式。

同濟(jì)大學(xué)吳志強(qiáng)認(rèn)為綠色生態(tài)城市就是要讓城市的能源和CO2排放量處于低水平，但要保證城市的快速和高效發(fā)展。清華大學(xué)譚縱波從低碳經(jīng)濟(jì)、生活和社會(huì)幾個(gè)方面闡釋低碳城市，指出綠色生態(tài)城市是以綠色低碳生產(chǎn)和綠色低碳產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)城融合的動(dòng)力之城和以低投入低消耗方式進(jìn)行休閑娛樂(lè)的活力之城。居住區(qū)建筑規(guī)劃與社區(qū)治理不綠色，是目前在城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃建設(shè)上又一問(wèn)題[4]。居住區(qū)建設(shè)規(guī)劃缺乏創(chuàng)新、無(wú)地域性，缺少綠色生活氛圍和居住體驗(yàn)[5]。居住區(qū)與室外缺少過(guò)渡空間，造成鄰里交往的綠色休閑空間不足，不但對(duì)治安不利，而且鄰里缺少交往，容易導(dǎo)致心理問(wèn)題。居住建筑形式與類型單調(diào)乏味，與歐美一些國(guó)家相比，缺少結(jié)合生活組織、靈活多變的特色空間，缺少室內(nèi)外過(guò)渡空間，建筑與結(jié)構(gòu)形式的綠色化不足。歐美居住區(qū)規(guī)模雖小，但個(gè)性化和精細(xì)化突出，注重生活氛圍的營(yíng)造和綠色居住空間的圍合與品質(zhì)[6]。

2 綠色生態(tài)城市住區(qū)的規(guī)劃與建筑

綠色生態(tài)城市首先同城市生態(tài)系統(tǒng)緊密相關(guān)[7]。人、城市設(shè)施、空氣、水系、綠化植被、城市生態(tài)系統(tǒng)等是從基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)方面認(rèn)定的重要組成要素；居住購(gòu)物、交通就醫(yī)和健身文化等城市生活是非常重要的方面。但所有這些生態(tài)因子都是圍繞物質(zhì)層面的因素。同時(shí)，我們還要注意到城市是承載“人、建筑、居住區(qū)和城市環(huán)境”的物質(zhì)載體，要?jiǎng)?chuàng)造綠色城市的生態(tài)系統(tǒng)，還要注重人的精神層面的需求，社會(huì)層面和人文精神的同時(shí)建設(shè)，同綠色生態(tài)城市與社會(huì)有著更為關(guān)鍵的聯(lián)系[8]。可見(jiàn)，狹義生態(tài)概念側(cè)重物質(zhì)層面的概念，不能充分反映綠色生態(tài)城市的生態(tài)文明建設(shè)，只有包括人文精神層面的“多位一體”的廣義生態(tài)概念和綠色生態(tài)文明建設(shè)與廣義的綠色生態(tài)環(huán)境理念才能全面體現(xiàn)人與自然社會(huì)的和諧關(guān)系。

2.1 綠色生態(tài)環(huán)境理念的探討

具有不同居住體系特點(diǎn)的綠色生態(tài)住區(qū)文化有著自身發(fā)展變化的規(guī)律，文化要素、人的要素以及房屋建造的綠色技術(shù)和綠色材料要素、生態(tài)環(huán)境要素的有機(jī)結(jié)合，最終形成了綠色住區(qū)文化的載體—綠色生態(tài)建筑和綠色生態(tài)城市[9]。綠色生態(tài)城市和住區(qū)建筑與其相適應(yīng)的住區(qū)文化之間存在著密切的聯(lián)系，這一體系之中部分因素的變化，如綠色建筑建造技術(shù)、綠色材料革命變化以及人們生活生產(chǎn)方式的低碳綠色變化，必然對(duì)綠色城市和住區(qū)建筑的存在和發(fā)展產(chǎn)生積極影響。從住區(qū)文化的角度來(lái)看，圍繞著人的住區(qū)文化，綠色生態(tài)文明和綠色生態(tài)環(huán)境理念具有精神層面和物質(zhì)層面的雙要素特點(diǎn)[10]。

2.2 綠色生態(tài)建筑規(guī)劃

2.2.1 對(duì)綠色生態(tài)建筑規(guī)劃的解析

按照綠色生態(tài)學(xué)上對(duì)綠色生態(tài)建筑與城市的定義，綠色生態(tài)建筑工程是為了控制綠色生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)用自然界的可再生能源作為主要能源來(lái)減少對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞。綠色生態(tài)建筑工程是應(yīng)用綠色生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理、綠色結(jié)構(gòu)與建筑功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合最優(yōu)化方法設(shè)計(jì)、分層多級(jí)利用建筑與城市物質(zhì)的綠色生態(tài)系統(tǒng)，綠色生態(tài)建筑系統(tǒng)工程是系統(tǒng)工程和綠色生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)合，即調(diào)整、規(guī)劃，模擬、預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)實(shí)施、利用管理、評(píng)價(jià)和分析等建筑系統(tǒng)工程技術(shù)，對(duì)綠色生態(tài)建筑與城市系統(tǒng)進(jìn)行管理和設(shè)計(jì)的技術(shù)。這種僅直接關(guān)聯(lián)物質(zhì)再生與物質(zhì)循環(huán)再生、綠色結(jié)構(gòu)與建筑功能協(xié)調(diào)原則，促進(jìn)分層多級(jí)利用綠色建材物質(zhì)的建筑生產(chǎn)工藝系統(tǒng)是對(duì)綠色生態(tài)建筑工程的狹義理解[11]。如下圖1所示，從圖中的模擬結(jié)果可以看出，該戶型的自然通風(fēng)效果良好，從改善室內(nèi)空氣品質(zhì)來(lái)說(shuō)，平時(shí)注意通風(fēng)時(shí)間；房間內(nèi)整體風(fēng)速較為均衡，最大風(fēng)速1.69m/s。房間的開(kāi)啟面積與地板面積比均大于8%，滿足綠色建筑評(píng)價(jià)相關(guān)要求。如圖2所示，六安新城春天小區(qū)某戶型房間建筑采光效果良好，符合綠建要求。

圖1 六安市新城春天小區(qū)戶型房間內(nèi)部空氣齡云圖

圖2 六安市新城春天小區(qū)某戶型房間采光效果圖

2.2.2 六安市新城春天小區(qū)規(guī)劃的分析

按照建筑與城市系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，綠色生態(tài)建筑系統(tǒng)和復(fù)雜城市住區(qū)社會(huì)系統(tǒng)肯定會(huì)發(fā)生關(guān)聯(lián)。社會(huì)和文化的活動(dòng)勢(shì)必影響到綠色建筑生態(tài)系統(tǒng)，也是生態(tài)系統(tǒng)的一部分。因此，在城市規(guī)劃上的功能設(shè)計(jì)安排十分重要，將直接決定綠色生態(tài)環(huán)境[12]。在做六安市新城春天小區(qū)規(guī)劃時(shí)，我們合理安排市民的各種活動(dòng)，減少對(duì)自然環(huán)境的破壞，注重保護(hù)自然環(huán)境和歷史建筑，同時(shí)又滿足市民的生產(chǎn)、休閑、學(xué)習(xí)和工作，提倡低碳綠色交通出行方式。高品質(zhì)的綠色低碳城市設(shè)計(jì)和綠色住區(qū)規(guī)劃、綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)、延長(zhǎng)綠色建筑的全壽命使用周期，最大限度地節(jié)地節(jié)能節(jié)水節(jié)材節(jié)約各種資源是與廣義的綠色生態(tài)建筑工程息息相關(guān)的，如圖3所示。

圖3 六安市新城春天小區(qū)綠色生態(tài)規(guī)劃建筑圖

2.3 復(fù)雜城市系統(tǒng)中居住區(qū)人文社會(huì)系統(tǒng)與物質(zhì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)

2.3.1 人文社會(huì)系統(tǒng)

社區(qū)是城鎮(zhèn)和市民聯(lián)系的紐帶。從廣義的綠色生態(tài)城市和住區(qū)的理念解析中可以發(fā)現(xiàn)，圍繞市民所居住的城市社區(qū)，是城鎮(zhèn)生活組織的基本單元，它連接著城市政府與家庭居民。住區(qū)和社區(qū)建設(shè)對(duì)于保證社會(huì)保障、鄰里關(guān)系融洽、宜居與活力、工作與生活、身體與心理健康等一系列社會(huì)問(wèn)題起著關(guān)鍵的作用。物質(zhì)層面和精神層面的建設(shè)協(xié)調(diào)統(tǒng)一是新時(shí)代社會(huì)發(fā)展的重要目標(biāo)。

2.3.2 建筑與城市物質(zhì)系統(tǒng)

綠色生態(tài)居住區(qū)建筑與規(guī)劃設(shè)計(jì)更側(cè)重于住宅建筑、交通道路、配套公共設(shè)施和綠化景觀等物質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)[13]。在快速城鎮(zhèn)化的背景下，面對(duì)各種新的需求，住區(qū)建筑在物質(zhì)層面上的規(guī)劃設(shè)計(jì)要結(jié)合人文藝術(shù)層面的創(chuàng)新。例如，交往空間的問(wèn)題，各種矛盾的化解，正常鄰里關(guān)系的建立，都需要溝通與交流的場(chǎng)地。充滿生活藝術(shù)氣息的各級(jí)休閑交往空間:空中花園、平臺(tái)門(mén)廊、架空廊道、泳池露臺(tái)、庭院場(chǎng)地等積極空間，對(duì)維持富有活力的社區(qū)生活非常重要，其建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)要組織起社區(qū)生活的骨架，建筑與場(chǎng)地的物質(zhì)系統(tǒng)對(duì)人文社會(huì)系統(tǒng)起支持和保證作用，如圖4所示。

圖4 六安市新城春天小區(qū)中心景觀綠化生態(tài)圖

綠色生態(tài)建筑和城市住區(qū)在綠色生態(tài)方面要注重居住用地的選擇問(wèn)題：應(yīng)避免與運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地、城市邊緣農(nóng)田、城市綠地等爭(zhēng)地，利用廢棄工業(yè)用地、可改造的荒地等；適當(dāng)提高建筑密度以節(jié)約用地，有效使用可再生自然資源和當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土材料；用低碳和可持續(xù)的理念選擇交通方式，同時(shí)決定公共服務(wù)設(shè)施、學(xué)校、就業(yè)場(chǎng)所、商場(chǎng)的通勤距離；此外還要考慮環(huán)境低影響建造設(shè)計(jì)策略，通過(guò)改造現(xiàn)有建筑，選擇被動(dòng)式節(jié)能和簡(jiǎn)便適用的設(shè)計(jì)建造方式，共享功能、節(jié)能措施和方便維護(hù)等；有機(jī)屋頂花園和生態(tài)景觀。如遵循可持續(xù)農(nóng)業(yè)原則的合作住區(qū)，種植有機(jī)作物，不僅有經(jīng)濟(jì)效益還能美化環(huán)境，增加住區(qū)居民合作的工作機(jī)會(huì)，綠化景觀的后期維護(hù)(如圖5)還使居民有良性互動(dòng)的機(jī)會(huì)。

圖5 六安市新城春天小區(qū)中心水景綠化生態(tài)圖

城鎮(zhèn)住房短缺、交通擁堵、停車(chē)用地緊張、城鎮(zhèn)人口激增等問(wèn)題繁多，只有建筑與城市物質(zhì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌，才能使綠色生態(tài)宜居得到保障。要充分利用地面層的銜接功能來(lái)解決交通停車(chē)問(wèn)題，銜接地面及上下層空間，上銜接地上人行系統(tǒng)、上層商住辦公、地面架空空間等流量，下銜接地下空間的交通及停車(chē)流量。

3 六安市新城春天小區(qū)綠色建筑隔聲設(shè)計(jì)的實(shí)證分析

以隔聲設(shè)計(jì)為例對(duì)六安市新城春天小區(qū)綠色建筑構(gòu)件隔聲性能進(jìn)行分析，本文使用影響我國(guó)建筑聲學(xué)界的艾爾杰里的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，這兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式是建筑師進(jìn)行隔聲設(shè)計(jì)的重要依據(jù)：

R=23lgm-9 (m≥200 kg/m2)R=13.5lgm+13 (m≤200 kg/ m2)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造

外墻類型(自外至內(nèi))：玻纖網(wǎng)及專用砂漿保護(hù)層(5.0 mm)+膨脹玻化微珠無(wú)機(jī)保溫砂漿(40.0 mm)+水泥砂漿(20.0 mm)+煤干石砌體(200.0 mm)+水泥砂漿(20.0 mm)，淺色飾面磚及淺色涂料的太陽(yáng)輻射吸收系數(shù) 0.50；

樓板類型：水泥砂漿(20.0 mm)+鋼筋混凝土(120.0 mm)+水泥砂漿(20.0 mm)；

外窗類型：塑鋼普通中空玻璃窗(5+9A+5)，傳熱系數(shù) 2.70 W/m2·K，玻璃遮陽(yáng)系數(shù) 0.89，氣密性為 6 級(jí)，可見(jiàn)光透射比 0.40；

凸窗類型：塑鋼普通中空玻璃窗 (5+9A+5)，傳熱系數(shù) 2.70 W/m2·K，玻璃遮陽(yáng)系數(shù) 0.89，氣密性為 6 級(jí)，可見(jiàn)光透射比 0.40。

表1 六安新城春天小區(qū)建筑外墻構(gòu)造

外墻的綜合面密度計(jì)算為：

《建筑隔聲設(shè)計(jì)——空氣聲隔聲技術(shù)》書(shū)中，推薦使用經(jīng)驗(yàn)公式：

R=23lgm-9 (m≥200 kg/m2)R=13.5lgm+13 (m≤200 kg/ m2)

六安市新城春天小區(qū)外墻的單位面積質(zhì)量為 386.7 kg/m2≥200 kg/m2，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得：R=23lg386-9=50.49 dB。

結(jié)論：六安市新城春天小區(qū)外墻的空氣聲計(jì)權(quán)隔聲量為 50.49 dB，大于 47.5 dB，符合國(guó)家的綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 綠色生態(tài)建筑與城市物質(zhì)系統(tǒng)和居住區(qū)空間層面的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)策略

4.1 風(fēng)環(huán)境的影響

本研究對(duì)六安市新城春天小區(qū)周邊風(fēng)環(huán)境狀況，主要從室外風(fēng)場(chǎng)分布情況，通過(guò)風(fēng)速、風(fēng)壓、空氣齡、風(fēng)速放大系數(shù)四個(gè)因素進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。綜合各評(píng)價(jià)依據(jù)中對(duì)于室外風(fēng)環(huán)境的要求，具體如下：1)冬季典型風(fēng)速和風(fēng)向條件下，建筑周?chē)诵袇^(qū)距地1.5 m高處，風(fēng)速V<5 m/s， 風(fēng)速放大系數(shù)小于2；2)過(guò)渡季、夏季典型風(fēng)速和風(fēng)向條件下，場(chǎng)地內(nèi)人活動(dòng)區(qū)不出現(xiàn)渦旋或無(wú)風(fēng)區(qū)；3)本研究中還對(duì)各個(gè)季節(jié)項(xiàng)目建成前后的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了對(duì)比，分析了項(xiàng)目建成后對(duì)周?chē)ㄖ娘L(fēng)環(huán)境產(chǎn)生的影響，提出改善措施，降低對(duì)周?chē)ㄖL(fēng)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。

4.2 建筑規(guī)劃策略

綠色生態(tài)建筑城市和住區(qū)的設(shè)計(jì)規(guī)劃是建立在保護(hù)自然環(huán)境、方便工作生活學(xué)習(xí)和低碳綠色出行的基礎(chǔ)上，提供建筑城市物質(zhì)系統(tǒng)和空間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃。謹(jǐn)慎選址，合理組織規(guī)劃結(jié)構(gòu)和建筑空間，包括半公共空間、半私密空間、私密空間和公共空間。借鑒中國(guó)園林建筑和傳統(tǒng)民居，利用被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，達(dá)到人居環(huán)境綠色生態(tài)的目的。利用場(chǎng)地變化、室內(nèi)外空間差異化、相互滲透的過(guò)渡空間、內(nèi)庭院、天井、廊軒、亭臺(tái)、樓榭、風(fēng)水處理等空間來(lái)豐富層次，當(dāng)今高檔中式住宅仍采用園林式住宅特色設(shè)計(jì)手法，使建筑融入綠色大自然(如圖6所示)。同時(shí)要注意新冠疫情對(duì)城市住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)的影響，適當(dāng)控制建筑的間距和密度，融入慢行交通體系(如圖7所示)。

圖6 六安市新城春天小區(qū)綠化分析圖

圖7 六安市新城春天小區(qū)慢行道路分析圖

5 結(jié)語(yǔ)

以上就是筆者以六安市新城春天為例對(duì)綠色生態(tài)建筑與城市居住區(qū)的實(shí)證分析研究，綠色生態(tài)建筑與城市的物質(zhì)系統(tǒng)處理還包括:高效的建筑設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃以提升城市住區(qū)和建筑的綠色品位，增加其利用價(jià)值，延長(zhǎng)建筑使用壽命，不易被拆除更新；低碳低影響的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)策略，符合綠色生活規(guī)律，經(jīng)濟(jì)適用；注重項(xiàng)目選址和環(huán)境保護(hù)、永續(xù)建筑與場(chǎng)地利用，傳統(tǒng)歷史文化建筑的保護(hù)和綠色低碳交通出行方式。為建筑城市和住區(qū)生活提供公共空間的步行道可同時(shí)兼作建筑與住區(qū)防災(zāi)、消防場(chǎng)地與設(shè)施；綠色住區(qū)與城市建筑的物質(zhì)系統(tǒng):景觀綠地、交通、公共配套設(shè)施、住宅和場(chǎng)地的永續(xù)發(fā)展，參照綠色生態(tài)系統(tǒng)平衡的原理，優(yōu)化綠色生態(tài)系統(tǒng)配置，保證人居環(huán)境衛(wèi)生和健康、綜合考慮建筑和生活垃圾的處理和回收；運(yùn)用綠色生態(tài)建筑的綠色材料、低碳節(jié)能、節(jié)水和資源循環(huán)利用、被動(dòng)式適用技術(shù)等設(shè)計(jì)策略。