基于绿色生态理念的住区规划布局设计

2017-03-27 01:54程嗣闲天津大学建筑设计研究院天津300073

绿色建筑 2017年5期

祝捷程嗣闲（天津大学建筑设计研究院，天津　300073）

城市住区是城市发展中非常重要的载体，在大力倡导低碳生活、资源节约和环境友好的社会背景下，实现绿色发展更是重中之重。把绿色生态的理念逐步延伸到城市住区领域，不仅适应当今快速城市化背景下生态城市建设要求，更是城市实现以人为本的必由之路。本文以邯郸市东部新区绿苑新城住区项目规划设计为研究对象，基于数字量化模拟分析的方法，进行住区规划布局的优化设计实践。

1　国外典型案例分析

BedZED社区位于英国沃林顿，作为全球首个CO2零排放社区，绿色生态的理念体现在社区的方方面面。社区占地面积16 500 m2，一期建筑面积3 000 m2，是集居住、办公和商务于一体的混合型社区（图1）。

图1 BedZED社区鸟瞰图

基地原为一块废弃的平整土地，紧邻公交线和火车站，设计之初的功能定位仅为居住。为了提高土地的利用率，减少人们的交通出行时间，提供更多的就业机会，设计中建议增加了1 560m2的工作场所，最终实现了每公顷土地上建造100个居住单元和203个工作场所的目标。

当地夏季温度适宜，冬季寒冷漫长，长达半年的采暖期，使得采暖能耗在总能耗中占据了较大的比重。针对这一气候特点，在社区规划设计中，建筑采用南偏东20°的朝向来充分利用太阳辐射。同时，建筑集中设置在基地的南侧部分，通过建筑自身的围合和遮挡，减少冬季寒风对外围护结构的渗透。基本布局确定后，通过对建筑体量的进一步优化，实现对场地中自然资源的充分利用。

在不影响南向立面日照时数的前提下，增加建筑北侧的体量，通过这样的调整优化达到3个方面的效果：① 可以提高建筑密度，增加建筑使用面积；② 使得建筑布局更加紧凑，进一步降低建筑外围护结构的散热面积；③ 通过建筑体量的改变，增加了屋面雨水收集的有效面积（图2）。

图2 体量优化示意图

在建筑的屋顶和南侧设置太阳能光伏板，为共享电动汽车充电，减少对常规能源的使用，增加对太阳能的利用。为使得庭院有足够的日照条件，通常会牺牲一定的建筑间距将庭院设置在建筑南侧，使得对土地的利用和对阳光的需求不可兼得。在设计中，建筑师创造性地将庭院设置在建筑北侧屋顶，并根据冬季太阳入射角度，来保证庭院对阳光的需求（图3）。

图3 屋顶庭院示意图

除此之外，设计还采用了生态燃料热电联产系统、雨水收集和污水处理系统、高保温性能的围护结构、南向阳光房、热回收式风能驱动换气扇、环保材料等措施来降低对能源的使用。与同类社区相比，BedZED社区的采暖能耗降低了81%，用电量减少了45%，用水量减少了58%，汽车年行驶里程数减少了64%，并通过对速生林的种植，实现了CO2零排放的目标。

2　住区的绿色生态规划布局

邯郸市老城区以正南北为基本格局，住区多采用单一的行列式布局，排列紧密，缺乏对公共活动空间的关注，室外以硬质路面为主，绿化空间稀缺，这也是影响住区环境品质、加剧城市热岛效应的重要原因。

绿苑新城住区项目的建设用地位于河北省邯郸市东部新区，东部新区作为邯郸市的新城区，承接着未来城市发展的新方向和新面貌。建设用地包括居住、公园、教育、交通及公用设施等，用地西侧为新区行政中心，南侧为支漳河景观带，东侧规划有医疗配套等服务设施(图4)。

图4 绿苑新城住区用地情况

在规划布局设计中，以优化环境品质、提升住区活力为先导，充分利用阳光、风、景观等自然条件，从空间布局、开放街区、绿色交通、室外场地4个方面展开，最大化地实现住区的绿色生态理念，使居住者可以从生活成本、舒适度和居住健康指数等各方面，切身体会到绿色生态设计为其带来的诸多益处。

2.1　气候分析

气候作为造就建筑多元化的重要因素之一，具有长时间的稳定性和地理空间的地域性特征，对建筑以何种方式和何时利用阳光、风、空气、水等自然条件用于采暖、降温和照明有着巨大的影响。因此，对当地气候的分析，是了解项目场地中自然资源现状的关键因素，也是展开设计的首要条件。

根据我国GB 50176—1993《民用建筑热工设计规范》的气候区域划分，邯郸市属于寒冷地区，最高气温基本出现在7月份，日最高温度维持在30 ℃以上，最低气温基本出现在1月份。在Weather Tool软件中对邯郸市的气候数据进行录入，综合考虑在过冷时间里尽可能多地获取太阳辐射，在过热时间里尽可能多地减少太阳辐射，得到邯郸地区的最佳朝向为南偏东7.5°。对当地太阳辐射量情况进行数据输出，结果显示在朝向为南偏东7.5°时，过冷时间里的太阳辐射量为195.73 kW.h/m2，过热时间里地太阳辐射量为150.73 kW.h/m2，说明在冬季尽可能多的获取太阳辐射的同时，也需要重点考虑夏季对太阳辐射的遮蔽。根据GB 50736—2012《全国民用建筑供暖同分与空调调节设计规范》和Weather Tool软件中邯郸地区典型气象年的数据统计，冬季主导风向为NNE，风速为2.0 m/s；夏季主导风向为SSW，风速为2.3 m/s，以上两种风况均以10 m为监测点。

2.2　空间布局

合理的空间布局，很大程度决定了建筑是否可以高效率地利用场地内风、光、景观等自然资源，进而提升住区环境品质，增进住区活力，减少能源消耗。

住区项目基地被4条主干道和3条次干道划分，住区与公园被城市道路分割。为削弱上位规划对住区整体性分割的影响，同时因势利导，充分发挥基地坐拥支漳河景观带的优势地理条件，在规划中，通过中轴 “林荫大道”的植入，将各个片区串联起来，形成了鱼骨式的空间骨架，并完成住区与城市、景观的良好衔接。

公园、林荫大道和支漳河景观带构成的住区“一核两轴”的景观脉络，是提升住区环境品质，改善住区热环境的关键。规划中，为了充分发挥基地坐拥支漳河景观带的地理优势，建筑天际线自南向北阶梯状递增，将外部景观引入场地内部，使城市景观带与住区环境相互渗透，实现自然与住区的融合，并使得“林荫大道”及两侧的空间更具开放性，利于激发公共交流活动的发生，提高住区活力。

结合南偏东7.5°的当地最佳朝向和路网情况，住区采用正南北朝向，并通过单元之间的错动，取得空间的围合变化。结合Phoenics 软件中场地风环境的模拟结果，对建筑的布局进行优化。冬季主导风向为NNE，风速为2.0 m/s，在地块的东北侧采用围合的布局方式，减弱冬季寒风对住区的影响；在公园的北侧种植乔木和灌木，形成防风林带，避免内部开敞地段冬季风速过大。夏季主导风向为SSW，风速为2.3 m/s，地块的西南侧尽量开敞。以引导夏季主导风进入场地内部带走热量，同时，建筑采用前后错动的布局方式，减少处于风影区中的面积。

2.3　开放街区的营造

设计中引入街坊的概念，通过对空间尺度的约束、街道的设置、功能的混合来打造具有吸引力的开放街区空间。

“当一个传统社区逐渐从村镇变得城市化，它所在的空间也会发生变化—这种变化主要反映在建筑的空间围合感更强，空间限定感更明显”[1]。“林荫大道”作为住区的主骨架，带动城市景观与住区环境相互渗透与融合的同时，承担着住区向城市空间开放和激发公共空间活力的重要作用。设计中，通过限定开敞空间的尺寸与周围建筑高度之间的比例关系，对大尺度空间进行削弱，打造具有吸引力的公共空间；为削弱高层住宅的体量感，在“林荫大道”两侧设置低层商业建筑，以近人的尺度，与前广场形成便于行人驻足的空间；以树冠较大的悬铃木、不同层次的灌木和景观小品对空间进行进一步限定与围合，营造松弛有度的趣味空间；沿街店面的零售空间散落于邻里之间，街坊里布置商店和休闲设施。

“仅仅把道路当做联系的空间是不够的，它还应该为重要的建筑物提供华丽的门廊，为路人提供愉悦的旅程”[2]。道路作为构成建筑与公共空间的联系网络，在规划设计中，将街道和小巷交织在一起，并通过对景观的配置，为行人提供探索及发现的乐趣。街道在承担交通空间的同时，更是重要的交往空间。

住区内除必须的配套公建外，还包含了餐饮、酒店、高端会所、运动健身、学校等多种功能，满足居民多种生活所需，减少外出交通成本，并吸引周边住区居民，进一步提高住区活力。在基地中东部地块设置的公园，极大地提升了住区整体的环境品质，同时也是住区对外开放的重要端口。在基地东北角设置有公交站，与城市公共设施形成良好衔接。

2.4　绿色交通的完善

在住区中，建立公共交通和步行友好的绿色交通系统：“林荫大道”作为城市道路，对机动车进行车速限制，以降低对公共活动的影响；采用人车分流的交通组织方式，车库入口位于每个地块沿道路侧，方便机动车就近入库，实现全地下停车，避免机动车对步行系统造成干扰；非机动车道灵活便捷，连接各个地块和中心景观绿地；设置于公园内的休闲廊道，方便住区和城市居民在此健身、慢跑和步行；公交站和公交站点设置在居民的步行范围内，鼓励居民的绿色出行，使得公共交通成为住区生活的一部分（图5）。