徐愛琦
南京田家炳高級(jí)中學(xué) 江蘇 南京 210037
當(dāng)下,綠色建筑的研究和實(shí)踐都在迅速發(fā)展,有越來越多的綠色建筑從以往的概念方案落到了實(shí)際建設(shè)當(dāng)中。但是在綠色住區(qū)實(shí)踐中未達(dá)到預(yù)期效果甚至與預(yù)期目標(biāo)背道而馳的現(xiàn)象也是隨處可見,國內(nèi)住區(qū)對(duì)綠色技術(shù)的應(yīng)用仍然處在探索階段。因此,對(duì)現(xiàn)有的綠色住區(qū)設(shè)計(jì)手法進(jìn)行歸納總結(jié),提出系統(tǒng)的綠色住區(qū)設(shè)計(jì)手法對(duì)仍然處在探索階段的國內(nèi)綠色住區(qū)大有幫助。[1]
本文選擇江蘇綠色住區(qū)作為研究對(duì)象原因如下:其一,眾所周知,綠色建筑的發(fā)展和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平有著直接聯(lián)系。江蘇擁有眾多經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)勁的城市,是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為靠前的省份。更是長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)中最具代表性的省份。江蘇綠色建筑項(xiàng)目踐行較早也是獲得綠色建筑標(biāo)識(shí)最多的。其二,之所以選擇綠色住區(qū)進(jìn)行研究,是因?yàn)榫幼〗ㄖ腿藗兊纳钭顬槊芮邢嚓P(guān)。居住建筑從原始社會(huì)開始的“遮蔽物”發(fā)展到穴居和巢局,從最開始的木骨泥墻發(fā)展到后來的合院??萍嫉陌l(fā)展帶來社會(huì)的進(jìn)步,在城市化的進(jìn)程當(dāng)中,居住建筑不僅要能滿足人們對(duì)居住這一最基本的生理需求,更要滿足更高層次的心理需求。其三,研究綠色建筑不能離開地理環(huán)境,不同的氣候區(qū)劃的建筑設(shè)計(jì)需要采取不同的設(shè)計(jì)策略。江蘇地區(qū)屬于在中國建筑氣候區(qū)劃圖中,江蘇處于第Ⅲ區(qū),即夏熱冬冷地區(qū)。此區(qū)域人口密度最大,對(duì)居住建筑的需求自然也是最大。所以本文將選取江蘇省綠色住區(qū)結(jié)合國外綠色社區(qū)案例進(jìn)行手法分析,借此帶動(dòng)相關(guān)城市綠色住區(qū)建設(shè)發(fā)展。
作為中國綠建發(fā)展程度較高的省份,江蘇在此方面取得很大的進(jìn)步。綠色住區(qū)的數(shù)量和建造水平均位居全國前列,但在實(shí)踐過程中,依然存在亟待解決的問題。以下是通過調(diào)查得出的一些普遍問題。
如部分小區(qū)在總體設(shè)計(jì)過程中未按最佳布局分配,因市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)原因,我國住宅小區(qū)的建設(shè)多由開發(fā)商主導(dǎo),在建設(shè)過程中很多時(shí)候考慮的是效益問題,并未把居住舒適度和綠建的標(biāo)準(zhǔn)放在首位。
太陽能的利用上主要存在兩個(gè)問題:一是太陽能光熱系統(tǒng)未得到充分利用,總所周知,江蘇冬季太陽能利用效率遠(yuǎn)低于夏季,主要是冬季太陽能輻射不足外加熱損耗造成。而太陽能光電系統(tǒng)所存在的問題則是利用率很高,但由于造價(jià)和技術(shù)問題并未得到充分推廣,僅在部分試點(diǎn)小區(qū)使用。
雨水收集及循環(huán)系統(tǒng)所存在的問題:目前很多小區(qū)采用有組織排水,屋面上的雨水能夠被有效收集,但并未對(duì)雨水進(jìn)行分級(jí)凈化,直接排放到污水管;此外,對(duì)于硬質(zhì)地面水收集力度不夠,很多小區(qū)未采用透水地面。這兩個(gè)原因?qū)е掠晁卫玫男什桓摺?/p>
江蘇綠建發(fā)展程度較高的城市只有鎮(zhèn)江,常州,無錫等未對(duì)周邊城市形成輻射。這與每個(gè)地域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,地理環(huán)境和人文因素等有著密切關(guān)系。但一個(gè)城市,一個(gè)省份乃至一個(gè)國家的城市發(fā)展?fàn)顩r往往取決于平均水平,這就是“木桶效應(yīng)”在建筑行業(yè)的體現(xiàn)。
為了節(jié)約資源促進(jìn)科學(xué)發(fā)展,江蘇在2009年制定了《江蘇省綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)通過節(jié)地與室外環(huán)境,節(jié)能與能源利用,節(jié)水與水資源利用,節(jié)材與材料資源利用,室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和運(yùn)營管理等方面對(duì)綠色住宅建筑進(jìn)行評(píng)價(jià),一定程度上推進(jìn)了本省綠色建筑及其技術(shù)的健康發(fā)展。但各地綠建評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)并未完善,會(huì)出現(xiàn)有些地域差異,除經(jīng)濟(jì)因素外這也是導(dǎo)致地域發(fā)展不平衡的原因之一。
綠色建筑概念起因正是18世紀(jì)工業(yè)革命導(dǎo)致的工業(yè)城市迅速發(fā)展所引發(fā)的一系列問題。如酸雨和人口劇增,能源危機(jī)和生態(tài)污染成為城市化進(jìn)程中的阻礙。發(fā)達(dá)國家較中國進(jìn)入城市化較早,在發(fā)展綠色住區(qū)方面有較多經(jīng)驗(yàn),值得在發(fā)展綠色住區(qū)的城市借鑒。因此江蘇地區(qū)的綠色住區(qū)在進(jìn)行發(fā)展時(shí)也應(yīng)充分考慮借鑒優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)。
2018年,江蘇省與GIZ發(fā)布了《江蘇省城市區(qū)域能源低碳發(fā)展指南——借鑒德國低碳社區(qū)經(jīng)驗(yàn)》一書,意在借鑒德國低碳社區(qū)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合江蘇地理情況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,從而指導(dǎo)江蘇區(qū)域城市的發(fā)展。德國弗萊堡市被稱贊為“太陽能之城”更是世界文明的綠色之都。是全球率先實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念的城市之一,世界各地許多城市和社區(qū)視為楷模。此區(qū)域的沃邦社區(qū)更是其中標(biāo)桿,其經(jīng)驗(yàn)已向全球推廣。下文將以德國標(biāo)桿性低碳城市沃邦社區(qū)為例,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)以供江蘇綠色住區(qū)借鑒。韓國近年來在綠色建筑發(fā)展迅速,韓國樂齡農(nóng)莊正式將都市農(nóng)業(yè)和社區(qū)景觀完美結(jié)合的典范考慮到韓國社會(huì)老齡化問題及社區(qū)交往需求,將農(nóng)業(yè)種植與景觀相結(jié)合,在進(jìn)行綠化的同時(shí)滿足人們心理需求。
下文將參考德國沃邦社區(qū)和韓國樂齡農(nóng)莊設(shè)計(jì)方案提出江蘇綠色取得系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,將從住區(qū)整體設(shè)計(jì),景觀,綠建技術(shù)等方面出發(fā)給出系統(tǒng)的解決方案。
江蘇地區(qū)的氣候特點(diǎn)時(shí)冬季濕冷、低溫,夏季高溫、高濕,此地區(qū)對(duì)房屋的冬季保暖和夏季通風(fēng)要求明確。夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)并帶來降水,根據(jù)目前城市建設(shè)特點(diǎn),雨水豐沛時(shí)會(huì)產(chǎn)生城市內(nèi)澇。大城市熱島效應(yīng)較為明顯,在進(jìn)行綠色住區(qū)設(shè)計(jì)師應(yīng)滿足夏季的通風(fēng),降低城市熱島效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明,南京地區(qū)高熱容圍護(hù)結(jié)構(gòu),自然通風(fēng)效果較為明顯,被動(dòng)式太陽能采暖和蒸發(fā)冷卻效果一般[2]。進(jìn)行住區(qū)整體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理布置最大采光面和最佳朝向,并適當(dāng)調(diào)整建筑體型系數(shù)。滿足最佳通風(fēng)和采光,在夏季降低熱輻射,滿足綠色住區(qū)設(shè)計(jì)要求。
在進(jìn)行小區(qū)整體景觀規(guī)劃時(shí)應(yīng)集合當(dāng)下社會(huì)發(fā)展需求。目前中國城市化進(jìn)程飛速,大量的居民轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)戶口,但隨之而來的他們對(duì)城市生活的不適應(yīng)性,對(duì)社交的需求。本文嘗試用景觀設(shè)計(jì)來解決這些問題,在進(jìn)行小區(qū)景觀設(shè)計(jì)嘗試將都市農(nóng)業(yè)和綠色住區(qū)相結(jié)合[3]。都市農(nóng)業(yè)、綠色住區(qū)作為應(yīng)對(duì)食品問題、改善生存環(huán)境、實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要手段,引起了世界學(xué)術(shù)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和研究。但長期以來,都市農(nóng)業(yè)和綠色住區(qū)的研究和實(shí)踐卻是割裂發(fā)展的。把都市農(nóng)業(yè)融合到綠色住區(qū)中發(fā)展,建立都市農(nóng)業(yè)型色住區(qū) ;可以為綠色住區(qū)增加生產(chǎn)功能,促進(jìn)城市從消費(fèi)型向生產(chǎn)型轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)性發(fā)展。
其次要注重公共交通系統(tǒng)的規(guī)劃,這對(duì)小區(qū)的道路系統(tǒng)規(guī)劃有一定的要求。在進(jìn)行小區(qū)道路設(shè)計(jì)時(shí)因減少車行道路,增加人行道路,注重小區(qū)交通系統(tǒng)與公共交通系統(tǒng)的連接,在依托城市基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行小區(qū)的整體規(guī)劃設(shè)計(jì),大力推行公共交通,盡量減少出行污染。
3.2.1 太陽能技術(shù)使用
江蘇省北部全年日照時(shí)數(shù)約為2200~3000小時(shí),輻射量在502~586x104kJ/m3,江蘇南部全年日照時(shí)數(shù)約1400~2200小時(shí),輻射量在419~502×104KJ/m3。夏季太陽輻射量大,日照時(shí)數(shù)長,為利用太陽能提供了條件。2012年江蘇省即被列為“太陽能綜合利用示范省”,經(jīng)過數(shù)年發(fā)展,江蘇省太陽能的利用依然位居全國前列。目前江蘇綠色住區(qū)里所采用的太陽能利用手段主要包括太陽能光熱系統(tǒng)和太陽能光電系統(tǒng)。
太陽能光熱系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展較早,目前也較為完善,其主要原理是通過集熱器把太陽能輻射收集起來,通過一定介質(zhì)將其轉(zhuǎn)化為熱能,目前國內(nèi)利用比較多的是以水為介質(zhì)的集熱系統(tǒng)。江蘇地區(qū)對(duì)太陽能的利用技術(shù)較為成熟,但目前太陽能主要使用為太陽能光熱系統(tǒng),轉(zhuǎn)化效率不高,且冬季時(shí)對(duì)太陽能利用率不高。太陽能光伏系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成,可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能以供生活需要。目前太陽能光熱和光電系統(tǒng)基本能夠居民生活所需部分熱水和照明。
因此應(yīng)補(bǔ)足短板,大力發(fā)展太陽能光電系統(tǒng)。而在綠色住區(qū)設(shè)計(jì)中應(yīng)著重考慮太陽能光伏板與建筑一體化設(shè)計(jì)原則,亟待改善的部分是提高太陽能光伏系統(tǒng)的普及率,可參考德國沃邦社區(qū)大力發(fā)展太陽能,作為德國日照最豐富的城市之一,弗萊堡年平均日照時(shí)數(shù)超過1800個(gè)小時(shí),年平均太陽輻射量為1117千瓦/平方米,該地區(qū)采用光纖技術(shù)采集太陽能,為房屋供暖和供電,并且以太陽能為經(jīng)濟(jì)要素,發(fā)展太陽能專業(yè)和應(yīng)用中心。創(chuàng)建先進(jìn)的垃圾處理構(gòu)思,建設(shè)高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的垃圾處理站,同時(shí)利用垃圾發(fā)酵和垃圾焚燒進(jìn)行城市供暖,甚至還可供應(yīng)城市百分之一的用電。
3.2.2 雨水收集和再循環(huán)系統(tǒng)
雨水是自然的饋贈(zèng),但對(duì)于梅雨季節(jié)雨水泛濫的的江蘇地區(qū)來說,對(duì)雨水進(jìn)行管理是建筑管理水平和景觀管理水平的集中體現(xiàn)。由于目前城市硬化地面過多,經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生城市內(nèi)澇的現(xiàn)象。在綠色住區(qū)設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)充分進(jìn)行雨水收集,利用雨水再循環(huán)系統(tǒng),充分響應(yīng)海綿城市的建設(shè)需求,從住區(qū)建設(shè)過程中減緩城市內(nèi)澇效應(yīng)[4]。
目前江蘇綠色住區(qū)所采用的方式主要為地下蓄水池結(jié)合景觀蓄水池的形式,也有部分結(jié)合下沉廣場(chǎng)和下沉綠地。長三角地區(qū)雨量充沛同時(shí)生活耗水量大的特點(diǎn),因地制宜的對(duì)雨水收集利用可以緩解城市防澇同時(shí)可以節(jié)水。在住區(qū)建筑設(shè)計(jì)和施工過程中,作為場(chǎng)地施工與場(chǎng)地生態(tài)的一個(gè)重要構(gòu)成,雨水采集與循環(huán)系統(tǒng)的建立目前主要有以下幾種方式:首先是通過屋面截水,將屋面的水匯集到雨落管集中到排水管最后到匯水中心。此外,雨水截留設(shè)施可結(jié)合景觀設(shè)計(jì),從上至下依次為屋頂綠化,垂直綠化和綠地。綠色屋頂一方面可以通過植物消耗部分水分,立體綠化,綠化主要集中在建筑山墻面,地下車庫出入口頂部。在山墻面的位置主要種植常春藤爬墻虎等攀爬植物。屋面位置主要種植少量草本即灌木,垂直綠化適應(yīng)性較高,有助于低成本減少外墻太陽輻射得熱。其次雨水也由利用下凹式綠地,透水鋪裝進(jìn)行雨水收集。
應(yīng)充分提高住區(qū)內(nèi)透水鋪裝率。在主要停車位和人行道,廣場(chǎng)等大面位置使用鏤空或透水鋪裝,能有效分解住區(qū)內(nèi)排水壓力,減緩城市內(nèi)澇。由于江蘇地區(qū)降水量較為充沛,透水鋪裝具有明顯增強(qiáng)雨水下滲,減少地面徑流的作用,對(duì)于高密度的住區(qū),有助于降低城市的熱島效應(yīng)。
裝配式住宅是指在工廠對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)制,如外墻板,樓梯,陽臺(tái)和空調(diào)板等。預(yù)制完成之后在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行梁柱的連結(jié)。目前在住宅結(jié)構(gòu)中,利用最廣泛的應(yīng)當(dāng)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),這正是住宅工業(yè)化的發(fā)展方向。國家政策提高裝配化住宅普及率,有利于住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
裝配式住宅是綠色住區(qū)中不可或缺的一步,裝配式住宅可從以下幾個(gè)環(huán)節(jié)達(dá)到節(jié)能減排的作用。從源頭上,在工廠進(jìn)行生產(chǎn),可減少模板,施工人員等的消耗。其次在施工過程中,工業(yè)化的施工方式減少了對(duì)混凝如澆搗的使用,能夠減少原料消耗,同時(shí)節(jié)省施工時(shí)長,提升施工速度,減少用電[5]??商嵘》拷ㄖ男阅芘c品質(zhì),做到住房建筑的節(jié)能減排,降低住房建設(shè)成本,所以在綠色住區(qū)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重裝配式住宅的發(fā)展。
本文通過對(duì)江蘇綠色住區(qū)現(xiàn)狀分析,得出當(dāng)下綠色建筑發(fā)展迅速但亟需系統(tǒng)解決方案。分別從住區(qū)整體設(shè)計(jì),包括建筑整體布局,形體系數(shù),以及景觀和交通系統(tǒng)的布置以及綠建技術(shù)運(yùn)用,包括太陽能和雨水收集循環(huán)再利用系統(tǒng)和裝配式住宅等方面提出系統(tǒng)的解決方案。借此,希望江蘇綠色住區(qū)的發(fā)展能推動(dòng)相關(guān)區(qū)域的進(jìn)步。