裘 鞠 丁辛宇 丁怡文

(吉林建筑大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院,長(zhǎng)春 130118)

“讓建筑為老人創(chuàng)造安全、健康、舒適、便利、綠色的新生活”是本次臺(tái)達(dá)杯建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽的宗旨,本文旨在探討在“銀發(fā)時(shí)代”的背景下,老年人應(yīng)住在何種建筑中,以何種方式安度晚年.近年來(lái),公共建筑“綠色化”在我國(guó)已初具成果,并有一定的理論與實(shí)踐積累,但是目前對(duì)養(yǎng)老建筑“綠色化”的研究、立法、項(xiàng)目建設(shè)等工作仍處于空白階段,現(xiàn)存養(yǎng)老建筑由于缺乏對(duì)可持續(xù)性和綠色建筑方面的考慮,存在著能源消耗過大的問題,這無(wú)疑會(huì)增加養(yǎng)老設(shè)施的經(jīng)營(yíng)成本,而且建筑物理環(huán)境長(zhǎng)期達(dá)不到養(yǎng)老的需求,也會(huì)對(duì)老年人的健康造成不良影響[1].

1 項(xiàng)目概況

“漫步·時(shí)·光”是作者參與2017年國(guó)際臺(tái)達(dá)杯太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽中獲得優(yōu)秀獎(jiǎng)的作品,該方案在設(shè)計(jì)中,通過優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)手段,整合適宜的可再生能源技術(shù),讓太陽(yáng)能為建筑帶來(lái)永續(xù)的能源,同時(shí),充分考慮到老年人的心理生理特點(diǎn),創(chuàng)造了一個(gè)充滿人性化關(guān)懷的綠色養(yǎng)老建筑.

“漫步·時(shí)·光”選取的是地處北方的西安地塊.該地塊位于西安市以南,長(zhǎng)安區(qū)生態(tài)田園養(yǎng)老社區(qū)內(nèi).該社區(qū)是由老年養(yǎng)生度假區(qū)、老年康復(fù)醫(yī)療區(qū)、老年住宅區(qū)、生態(tài)頤養(yǎng)服務(wù)區(qū)以及生態(tài)農(nóng)業(yè)園區(qū)等共同組成的生態(tài)田園型綜合養(yǎng)老社區(qū).生態(tài)頤養(yǎng)服務(wù)中心用地位于園區(qū)西部、主入口處,建筑紅線內(nèi)分為南高北低兩塊臺(tái)地,臺(tái)地間有2m的高差(見圖1).

1.1 氣候條件

西安市位于渭河流域中部關(guān)中盆地,東經(jīng)107.40°～109.49°和北緯33.42°～34.45°之間,屬于溫帶季風(fēng)性氣候,四季分明,夏季炎熱多雨,冬季寒冷少雪.年平均溫度13.3℃,年中性溫度為23.7℃，因此冬、夏兩季的設(shè)計(jì)策略需要協(xié)調(diào)考慮.

1.2 項(xiàng)目要求

本項(xiàng)目要求建筑面積為3 200m2(±5%)，應(yīng)設(shè)有不小于200m2的室外活動(dòng)場(chǎng)地,要求場(chǎng)地位置設(shè)置在向陽(yáng)避風(fēng)處,另設(shè)不小于200m2的陽(yáng)光間(不計(jì)入建筑面積).建筑層數(shù)不宜超過三層,同時(shí),要求建筑具備后期擴(kuò)建和空間改造能力,考慮未來(lái)床位增加的可能性.

圖1 頤養(yǎng)服務(wù)中心現(xiàn)狀圖[2]Fig.1 A situation map of the summer care service center

圖2 總平面圖Fig.2 General plan

圖3 建筑組團(tuán)布置示意圖Fig.3 Architectural group layout schematic

2 規(guī)劃構(gòu)思

頤養(yǎng)服務(wù)中心在布局時(shí)不但要考慮太陽(yáng)能的高效利用,還要思考如何滿足老年人的生理、心理需求,為老年人提供人性化的居住空間，需要從布局、朝向、間距、防風(fēng)等方面進(jìn)行規(guī)劃構(gòu)思,使建筑得到充足的自然光,良好的通風(fēng)效果，在高效利用太陽(yáng)能的同時(shí)滿足老年人的居住需求.

任務(wù)書要求將頤養(yǎng)服務(wù)中心放入10 283m2的地塊中,而且地塊形狀不規(guī)則(見圖2),在不規(guī)則的地形中,如何處理居住部分與活動(dòng)部分是設(shè)計(jì)師遇到的第一個(gè)難題.人們想要將活動(dòng)部分放置在居住用房的中心部位,方便居住老人到活動(dòng)部分進(jìn)行交流活動(dòng),但由于地形的限制,最終將兩個(gè)居住部分連接處的一樓設(shè)置為餐廳,非用餐時(shí)間時(shí)可以作為居住部分的交流活動(dòng)空間.同時(shí),后期擴(kuò)建建筑如何與原有建筑有機(jī)聯(lián)系是第二個(gè)難題，我們將擴(kuò)建用地布置在地塊北側(cè),在保障日照間距的同時(shí),還預(yù)留了后期老年人活動(dòng)場(chǎng)地.

2.1 布局形式

建筑布局上充分考慮老年人對(duì)室內(nèi)物理環(huán)境的需求,將所有主要功能房間放在南側(cè),保障每個(gè)房間擁有充足的采光,同時(shí),建筑采用組團(tuán)的模式布局,通過中間連廊將各個(gè)組團(tuán)有機(jī)的聯(lián)系在一起(見圖3).

例如將居住護(hù)理單元的80張床位分成若干個(gè)小組團(tuán),并在每個(gè)組團(tuán)中配有相應(yīng)的護(hù)理及生活輔助用房,醫(yī)養(yǎng)相結(jié)合.這種醫(yī)養(yǎng)結(jié)合的組團(tuán)模式不僅給居住于此的老人帶來(lái)一種如家庭般溫暖細(xì)心的呵護(hù),還便于居住部分二期的擴(kuò)建工程.

2.2 建筑特點(diǎn)

在布置組團(tuán)內(nèi)部功能房間的時(shí)候,將形式相對(duì)統(tǒng)一的居住用房做成裝配式,可以像積木一樣拼搭,形成多種組合模式,可根據(jù)不同需求,改變房型的搭配.在布置居住房間時(shí),將面積最大的套間放在一層,二層布置雙人間,三層布置單人間,最終結(jié)合露臺(tái)形成錯(cuò)落有致的居住區(qū)域(見圖4).這種設(shè)計(jì)方式不但提高了施工時(shí)間,也豐富了建筑形式,使頤養(yǎng)中心充滿了生機(jī)與活力.

圖4 透視圖Fig.4 Perspective

建筑具有節(jié)地、節(jié)能的特點(diǎn)：建筑平面采用組團(tuán)集中式布局，在滿足建筑功能、采光系數(shù)、日照間距的前提下盡可能的為后期擴(kuò)建預(yù)留足夠的用地；在節(jié)能設(shè)計(jì)方面主動(dòng)式與被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)結(jié)合,同時(shí)，利用基地環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，在南北地塊2m的高差處設(shè)計(jì)通風(fēng)塔(見圖5),可有效解決基地高差問題,改善室內(nèi)風(fēng)環(huán)境,形成良好的建筑外形象.

圖5 通風(fēng)塔自然通風(fēng)分析圖Fig.5 Natural ventilation analysis diagram of ventilation tower

3 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

(1) 醫(yī)養(yǎng)結(jié)合. 方案在設(shè)計(jì)過程中考慮“醫(yī)養(yǎng)結(jié)合”,將醫(yī)療資源高效利用,將主要居住模塊靠近北側(cè)老年醫(yī)院,每個(gè)組團(tuán)設(shè)有護(hù)理模塊,同時(shí)在居住組團(tuán)中間放置醫(yī)療保健用房.

總體來(lái)說:“醫(yī)”包括醫(yī)療康復(fù)保健服務(wù),健康咨詢服務(wù)、健康檢查服務(wù)等;“養(yǎng)”包括生活照護(hù)服務(wù)、精神心理服務(wù)、文化活動(dòng)服務(wù).利用“醫(yī)養(yǎng)一體化”發(fā)展模式,集醫(yī)療、康復(fù)、養(yǎng)生、養(yǎng)老等為一體,把老年人健康醫(yī)療服務(wù)放在首要位置,將養(yǎng)老設(shè)施和醫(yī)院功能相結(jié)合,形成生活照料和康復(fù)關(guān)懷融為一體的新型模式[3].

(2) 綠色建筑. 綜合的利用太陽(yáng)能,通過多種技術(shù)措施,結(jié)合主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)與被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù),將太陽(yáng)能充分利用;通過自然通風(fēng)以及必要的遮陽(yáng)措施,減少空調(diào)的使用,達(dá)到建筑節(jié)能減排的目標(biāo).

(3) 裝配式. 為了滿足建筑建設(shè)效率以及方便擴(kuò)建工程的施工,本方案在公共服務(wù)用房,辦公管理用房,生活及醫(yī)療用房采用常規(guī)的建造方法進(jìn)行建造,而在居住用房部分則采用了裝配式模塊化設(shè)計(jì).將不同形式的標(biāo)準(zhǔn)間設(shè)計(jì)成不同規(guī)格的預(yù)制模塊單元,單元與單元之間可進(jìn)行任意的裝配連接,即簡(jiǎn)化了建造步驟,又方便了后期擴(kuò)建的需要(見圖6).

圖6 居住生活用房模塊化設(shè)計(jì)示意圖Fig.6 Schematic diagram of modular design of residential living room

4 節(jié)能設(shè)計(jì)策略

西安冬季12月、1月寒冷、干燥,被動(dòng)式太陽(yáng)能不能有效解決采暖問題.冬季其余時(shí)間,10月、11月和2月份,可以利用太陽(yáng)能獲得理想的熱舒適環(huán)境.同時(shí)夏季7月、8月份熱濕問題比較突出,利用自然通風(fēng)、蒸發(fā)冷卻、遮陽(yáng)等策略解決夏季室內(nèi)環(huán)境過熱問題.

通過WEATHER TOOL對(duì)西安氣候進(jìn)行分析;提出設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)策略;并將設(shè)計(jì)策略應(yīng)用到建筑方案中,最后確定方案,下面是最終方案節(jié)能設(shè)計(jì)策略過程圖(見圖7).

圖7 方案節(jié)能設(shè)計(jì)過程策略圖Fig.7 Design process strategy diagram of the scheme

4.1 被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)

通過對(duì)場(chǎng)地限制條及不利因素的分析,提出相應(yīng)的解決策略,結(jié)合養(yǎng)老建筑特點(diǎn),本設(shè)計(jì)從場(chǎng)地入手,推進(jìn)到單體建筑,最后到細(xì)部節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì),以逐步展開的方式進(jìn)行被動(dòng)式技術(shù)設(shè)計(jì).

(1) 建筑保溫隔熱設(shè)計(jì). 墻體設(shè)計(jì)采用特朗伯墻,依靠被動(dòng)式收集太陽(yáng)能為建筑供暖,冬季白天,有太陽(yáng)時(shí),在集熱墻外玻璃之間出現(xiàn)溫室效應(yīng),間層內(nèi)空氣被加熱,通過集熱墻頂部與底部的通風(fēng)口,向室內(nèi)對(duì)流供暖,晚上墻上通風(fēng)口關(guān)閉,墻體向室內(nèi)輻射散熱;夏季白天,集熱墻與玻璃間形成絕熱層,玻璃頂部與底部通風(fēng)口均打開,形成空氣對(duì)流,晚上通風(fēng)口依舊開啟,使墻體內(nèi)空氣冷卻,從而吸取室內(nèi)熱量,形成舒適的室內(nèi)環(huán)境.冬季陽(yáng)光間吸收太陽(yáng)的輻射,屋頂可調(diào)節(jié)百葉關(guān)閉,使雙層屋頂空氣間層起到良好的保溫效果,夏季,采用階梯式綠化,和屋頂植被的蒸發(fā)冷卻功能,有效的起到隔熱作用.

(2) 建筑采光設(shè)計(jì). 房間南向采光,同時(shí),外立面結(jié)合遮陽(yáng)板設(shè)計(jì),考慮西安夏季、冬季太陽(yáng)高度角的區(qū)別,起到夏季遮陽(yáng),冬季透光的作用,形成適宜老人居住的室內(nèi)環(huán)境.

(3) 建筑通風(fēng)設(shè)計(jì). 建筑在布局設(shè)計(jì)上考慮西安地區(qū)風(fēng)環(huán)境,結(jié)合主導(dǎo)風(fēng)向分析,營(yíng)造出有利于自然通風(fēng)的環(huán)境,同時(shí),建筑結(jié)合場(chǎng)地高差設(shè)計(jì)了一座通風(fēng)塔,是該建筑的主要標(biāo)志,隨著功能房間的平面展開,與豎向的通風(fēng)塔形成鮮明對(duì)比,使建筑具有鮮明特征.通過通風(fēng)塔的“煙囪效應(yīng)”形成室內(nèi)空氣對(duì)流,改善空氣質(zhì)量.建筑三層走廊的上方,結(jié)合屋頂設(shè)計(jì)高側(cè)窗,為走廊引入大量陽(yáng)光(見圖8).

圖8 建筑節(jié)能策略分析圖Fig.8 Building energy saving strategy analysis diagram

4.2 主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)

4.2.1 太陽(yáng)能吸收式熱水系統(tǒng)與屋頂架空層結(jié)合

在夏季,太陽(yáng)能集熱器向制冷機(jī)提供85°～90°的熱水(或100°以上的蒸汽),再由制冷機(jī)產(chǎn)生8°左右的冷水,并通過風(fēng)機(jī)管向室內(nèi)提供冷風(fēng);在冬季,太陽(yáng)能集熱器提供60°左右的熱水,并通過風(fēng)機(jī)管向室內(nèi)提供熱風(fēng);同時(shí),利用屋面的構(gòu)造特點(diǎn)設(shè)置了架空層,夏季,通過空氣流動(dòng)來(lái)降低屋面溫度,冬季;形成屋面保溫層,阻止室內(nèi)熱量散失;架空層也防止了太陽(yáng)能集熱器給屋面防水保溫材料帶來(lái)的不利影響[4].

4.2.2 太陽(yáng)能光伏板

通過Ecotect軟件分析建筑屋頂年均太陽(yáng)能輻射量,在輻射量最大的屋頂范圍內(nèi)布置太陽(yáng)能光伏板,將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)化成電能,為老年人提供日常生活所需的基本電能.

4.3 其他節(jié)能技術(shù)

為解決西安冬季12月份和1月份太陽(yáng)能設(shè)計(jì)不能滿足建筑采暖需求,所以冬季采暖輔助使用地源熱泵技術(shù),同時(shí),項(xiàng)目所在的長(zhǎng)安地區(qū)地?zé)豳Y源豐富,地?zé)崦娣e207.5km2,熱能儲(chǔ)量相當(dāng)于1324.5萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量.地源熱泵技術(shù)充分利用了當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源,冬季,把地下熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑室內(nèi),夏季,再把地下冷量轉(zhuǎn)移到室內(nèi),形成一個(gè)冷熱循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo).

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)“漫步·時(shí)·光”方案的介紹,闡明節(jié)能技術(shù)在養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中具有廣闊的應(yīng)用空間,太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì),既能滿足頤養(yǎng)服務(wù)中心的使用功能,又能為老年人創(chuàng)造安全、舒適、溫暖和健康的室內(nèi)環(huán)境,在節(jié)能設(shè)計(jì)中不應(yīng)該只片面追求節(jié)能減排,應(yīng)該綜合考慮使用者對(duì)空間的物理環(huán)境需求,心理需求.特別是在我國(guó)“銀齡化”的背景下,各類養(yǎng)老機(jī)構(gòu)興起,養(yǎng)老建筑數(shù)量不斷增加,在養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中更應(yīng)該注重建筑節(jié)能減排、可持續(xù)設(shè)計(jì).本文旨在拋磚引玉,希望對(duì)以后太陽(yáng)能在養(yǎng)老建筑的應(yīng)用設(shè)計(jì)提供一些有意義的借鑒.

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 賈敏.綠色老年建筑建設(shè)現(xiàn)狀與發(fā)展建議[C].第九屆清華養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)高端論壇文集.北京:社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社,2017.

[2] http://223.4.93.37:8080/list.aspx?id=107&colid=91

[3] 高敏.基于醫(yī)養(yǎng)導(dǎo)向下的養(yǎng)老設(shè)施建筑空間設(shè)計(jì)研究[D].青島:青島理工大學(xué),2016.

[4] 謝亞莉.主動(dòng)與被動(dòng)相結(jié)合的太陽(yáng)能與建筑一體化設(shè)計(jì)[C].中華人民共和國(guó)建設(shè)部技術(shù)司,第三屆國(guó)際智能、綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)論文集.北京:建筑工業(yè)出版社,2007.