文／閆棟梁 武漢大學(xué)城市設(shè)計學(xué)院 碩士研究生

胡思潤 武漢大學(xué)城市設(shè)計學(xué)院 副教授

引言

城市是社會資源交換、人才流動、生產(chǎn)活動的核心地，但也是全球碳排放的主要來源。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，城市碳排放占全球排放總量的75%。而社區(qū)作為城市組成的基本單元，居民日常活動與城市建設(shè)活動都于此發(fā)生，這些活動像細(xì)胞一樣每時每刻都在進(jìn)行碳交換，并由此產(chǎn)生連鎖反應(yīng)影響到整個城市、國家乃至全球。城市老舊社區(qū)由于諸多方面的落后狀況，儼然成為了高能耗的代表性類型。所以，發(fā)展生態(tài)型社區(qū)對構(gòu)建生態(tài)、綠色、低碳的全球生態(tài)環(huán)境有著至關(guān)重要的作用。

1 國內(nèi)老舊小區(qū)改造研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)對老舊小區(qū)改造方面的研究主要包括公共服務(wù)與基礎(chǔ)設(shè)施更新、景觀綠化豐富、道路交通梳理和形象裝飾美化等方面。如在老舊住宅外部增設(shè)電梯，公共空間增設(shè)無障礙設(shè)施等適老性改造[1]；或者對小區(qū)環(huán)境進(jìn)行美化，應(yīng)用傳統(tǒng)符號來探討傳統(tǒng)元素在現(xiàn)代住宅中的歷史性回歸[2]；還有對老舊社區(qū)開放空間及人車道路系統(tǒng)從城市層面進(jìn)行修補(bǔ)優(yōu)化[3]；還有通過對高密度居住空間的研究，解決小區(qū)的封閉感，以及城市與建筑外部邊界空間的開放與融合問題[4,5]；此外，部分研究還聚焦于特色老舊小區(qū)歷史保護(hù)，以“微更新”的方式介入，進(jìn)行更新改造[6]。

可以發(fā)現(xiàn)，大部分研究都重點(diǎn)關(guān)注于老舊小區(qū)功能完善、基礎(chǔ)設(shè)施更新與形象的翻新等方面，而較少從生態(tài)化視角進(jìn)行深度剖析。而通過實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，寶積苑小區(qū)在建筑的室內(nèi)外物理環(huán)境、居民活動的碳循環(huán)路徑、樹木景觀系統(tǒng)以及海綿性地表系統(tǒng)構(gòu)建等方面存在著突出問題，老舊小區(qū)的改造與生態(tài)要素息息相關(guān)。因此本文從生態(tài)化更新的角度探索創(chuàng)新性的老舊社區(qū)改造策略，以實(shí)踐尋求突破。

2 項(xiàng)目概況

武漢市華農(nóng)東寶積苑社區(qū)位于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)部（圖1），建于20 世紀(jì)50 年代。其東部為教學(xué)區(qū)，文化氣氛濃郁。西部和北部是成片教職工住宅區(qū)，生活比較便捷。場地附近有四個校園巴士站點(diǎn)，北部有南湖大道。社區(qū)內(nèi)有23 棟建筑，共280 戶。建筑類型上包括建成于20 世紀(jì)80 年代的五層住宅樓和50 年代的兩層紅磚住宅樓，兩種住宅都是磚混結(jié)構(gòu)（圖2）。

圖1 寶積苑社區(qū)區(qū)位圖（圖片來源：作者自繪）

圖2 寶積苑建筑類型圖（圖片來源：作者自攝）

社區(qū)雖然樹木密度較高，但夏季空氣濕度大、流動性差，居民會有潮濕憋悶的感覺。室外公共空間絕大部分為不透水硬質(zhì)鋪裝或沙化嚴(yán)重的土質(zhì)，不能參與海綿城市的水循環(huán)系統(tǒng)，且被大量居民停車所占據(jù)，形成吸引力很低的消極空間。社區(qū)建筑為年代較久的老舊住宅，部分住宅立面在美化工程中得到修繕，但實(shí)際的室內(nèi)居住環(huán)境品質(zhì)較差，戶型的功能組織、設(shè)施配備早已落后于時代要求，風(fēng)光熱等自調(diào)節(jié)能力差，自身已經(jīng)成為了典型的高能耗建筑。

3 社區(qū)現(xiàn)狀生態(tài)問題

生態(tài)化從內(nèi)核上說是人與自然和諧的文化價值觀，是生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)前提下的生產(chǎn)觀，也是滿足自身需要又不損害生態(tài)環(huán)境的自然觀。對于老舊社區(qū)改造，相比推倒重建而言，對其進(jìn)行針對性改造無疑是節(jié)省人物財力以及能源消耗的明智舉措；而從生態(tài)角度出發(fā)的老舊社區(qū)改造，則是在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索，致力于提升社區(qū)原有碳氧循環(huán)模式的轉(zhuǎn)換效率，最終實(shí)現(xiàn)以盡可能小的經(jīng)濟(jì)投入獲得盡可能多的人居環(huán)境收益。此外，改造中注重整體性生態(tài)改造，不是僅某一方面的生態(tài)化，而是關(guān)注多種要素整體層面上的生態(tài)化，更是兼顧了社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三者的整體協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上的改造升級。

3.1 光環(huán)境現(xiàn)狀

自然采光在住宅建筑中占有非常重要的地位，而本社區(qū)住宅正面臨這樣一個突出問題。這是由于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)樹木繁多，且高度大概在15 ～18m 之間，而住宅建筑相對低矮，因此，雖然在夏季有較好的遮陽效果，但卻嚴(yán)重影響了住宅建筑的冬季采光。在問題的驗(yàn)證過程中，首先建立等效的場地現(xiàn)狀模型，繼而運(yùn)用grasshopper 中性能模擬軟件對建筑日照情況進(jìn)行模擬，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)社區(qū)住宅大寒日日照時長均在1.5 小時以下，明顯不能滿足每戶每天至少有2 小時的日照規(guī)范要求。因此，改造過程中要首先對住戶采光進(jìn)行優(yōu)化（圖3）。

圖3 社區(qū)大寒日日照時長圖（圖片來源：作者自繪）

3.2 風(fēng)環(huán)境現(xiàn)狀

風(fēng)環(huán)境是影響社區(qū)舒適度的重要因素。查閱武漢市南湖全年風(fēng)玫瑰圖，得知寶積苑社區(qū)夏季盛行東南風(fēng)，冬季盛行北風(fēng)和西北風(fēng)。為準(zhǔn)確把握場地的微氣候，運(yùn)用斯維爾綠色建筑軟件對場地風(fēng)環(huán)境進(jìn)行分析，從夏季風(fēng)速云圖可知，社區(qū)中部、北部等區(qū)域風(fēng)場風(fēng)速為0.17m/s ～1.36m/s，因此夏天空氣難以流通，環(huán)境舒適度較差。僅南部多層住宅宅間區(qū)域風(fēng)速偏高，最高風(fēng)速為4m/s；冬季室外風(fēng)速維持在0 ～0.994m/s 之間，屬于低風(fēng)速，較為適宜（圖4、圖5）。

圖4 夏季速度云圖（圖片來源：作者自繪）

圖5 冬季速度云圖（圖片來源：作者自繪）

3.3 地表排水現(xiàn)狀

社區(qū)地表現(xiàn)狀分為硬質(zhì)鋪地與綠地兩種情況。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，場地中心廣場區(qū)域?yàn)榇竺娣e硬質(zhì)化處理，導(dǎo)致地表排水不暢，不具有蓄洪能力。諸多場地用作停車場形成消極空間，不能吸引居民駐足活動，基本處于閑置或半廢棄化狀態(tài)。此外，建筑組團(tuán)宅間綠地由于長期缺乏整修和管理，土地沙化現(xiàn)象明顯，地表已硬質(zhì)化。雨季來臨時雨水四處漫流，已失去其應(yīng)有的參與地下水循環(huán)、滲水防災(zāi)的作用。宅間空間也是居民日常生活最易到達(dá)、使用頻率最高的場地，承擔(dān)著社區(qū)康養(yǎng)、休閑活動、增加鄰里交往乃至于增強(qiáng)居民社區(qū)歸屬感等角色，具有非常重要的作用。

3.4 住宅本體現(xiàn)狀

社區(qū)內(nèi)建筑分為兩類：20 世紀(jì)50 年代的兩層紅磚歷史住宅和20 世紀(jì)80 年代的五層磚混住宅。其中紅磚歷史住宅經(jīng)修繕改造保存完好。五層磚混住宅問題頗多，建筑為集中式聯(lián)排住宅，戶型內(nèi)有黑廁所，采光通風(fēng)均存在一定程度的問題；此外屋面設(shè)施暴露老化，建筑能耗增大；由于外墻材料為普通混凝土，其熱導(dǎo)率大，保溫隔熱性能較差，導(dǎo)致冬季室內(nèi)熱量快速散失，夏季熱量又易傳入室內(nèi)。

4 寶積苑社區(qū)生態(tài)改造策略

4.1 住宅采光環(huán)境改善

針對社區(qū)住宅冬季采光不足的現(xiàn)狀，采用對場地部分樹木進(jìn)行移栽的策略。在移栽的過程中，以少改動、高收益為原則，多方案對比選擇效益最高的移栽方式。由于兩種建筑類型自身差別較大，加上各自場地樹木高度、樹冠大小有所差異，因此需要分別進(jìn)行模擬分析從而探索最優(yōu)解。

多層住宅組團(tuán)在移栽樹木之前，南向住戶全年采光輻射量在150.44kwh/m2以下。而后模擬了三種樹木移栽方式，由圖6 可觀察到：在移栽相同數(shù)量樹木的情況下，移栽南窗樹木后南向住戶全年采光輻射量在613.74 ～767.18kwh/m2；移栽北窗樹木后全年采光輻射量在153.44 ～306.87kwh/m2之間；間隔移栽樹木后全年采光輻射量在306.87 ～613.74kwh/m2之間，綜上得到移栽南窗樹木的采光提升效果最佳，經(jīng)濟(jì)性最好（圖6）。

圖6 多層住宅采光改造多方案對比（圖片來源：作者自繪）

而兩層住宅組團(tuán)在移栽樹木之前，南向住戶全年采光輻射量在205.46kwh/m2以下。同樣模擬了三種樹木移栽方式，可觀察到：在移栽相同數(shù)量樹木的情況下，移栽南窗樹木后南向住戶全年采光輻射量在456.70 ～608.94kwh/m2左右，移栽北窗樹木后南向住戶全年采光 輻 射 量 在304.47 ～456.70kwh/m2之 間，間隔移栽樹木后南向住戶全年采光輻射量在608.94 ～761.17kwh/m2之間，綜上得到間隔移栽樹木的采光提升效果最佳，經(jīng)濟(jì)性最好（圖7）。

圖7 兩層住宅采光改造多方案對比（圖片來源：作者自繪）

4.2 住區(qū)風(fēng)環(huán)境改善

根據(jù)不同季節(jié)社區(qū)風(fēng)環(huán)境的特點(diǎn)，設(shè)置風(fēng)道組織氣流，達(dá)到改善場地風(fēng)環(huán)境的作用。由于寶積苑社區(qū)夏季室外環(huán)境潮濕悶熱，不利于居民進(jìn)行戶外活動，對風(fēng)環(huán)境的有效改造能緩解這種狀況。根據(jù)現(xiàn)狀分析可知，夏季整個社區(qū)高風(fēng)速區(qū)域很小，結(jié)合宅間空間單調(diào)和碎片化的現(xiàn)狀特征，我們利用南部多層住宅東部端頭的較高風(fēng)速區(qū)，設(shè)計了一條包含多個小型空間節(jié)點(diǎn)的雙層游憩路徑——通過對東側(cè)底層和二層進(jìn)行部分拆除架空，但保留山墻面形成導(dǎo)風(fēng)墻，同時多層住宅二層灰空間串聯(lián)成空中通廊的方式，達(dá)到引導(dǎo)氣流，強(qiáng)化自然通風(fēng)的效果。

另外，室內(nèi)風(fēng)環(huán)境也是影響住宅居住品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。多層磚混結(jié)構(gòu)板式住宅，衛(wèi)生間為暗衛(wèi)，所在山墻面為兩個單元疊拼面，沒有對外窗洞，因此長期無法正常通風(fēng)采光。多層住宅戶型經(jīng)過改造后（圖8），擴(kuò)大了南側(cè)的窗墻比，南側(cè)房間采光性能得到了很大的提升，同時衛(wèi)生間北側(cè)增加的垂直中庭很好地改善了原本的惡劣環(huán)境。運(yùn)用斯維爾綠色建筑軟件分析發(fā)現(xiàn)，改造后的平面熱壓拔風(fēng)效應(yīng)明顯，室內(nèi)綜合光性能顯著提升，較好地改善了人居環(huán)境。而兩層磚混結(jié)構(gòu)住宅，建筑單體由兩個對稱單元構(gòu)成。該戶型采光通風(fēng)都較差，南側(cè)的樓梯對采光影響比較大，墻面窗洞較少。對兩層住宅戶型的改造，主要擴(kuò)大了北側(cè)窗墻比，另增設(shè)了南側(cè)和東側(cè)山墻面開窗，使得客廳和走廊得到了更充足的天然光，調(diào)整室內(nèi)衛(wèi)生間的位置，使戶型功能更為合理，且環(huán)境性能得到了進(jìn)一步的提升。

圖8 戶型風(fēng)環(huán)境改造前后對比（圖片來源：作者自繪）

4.3 住宅戶型改造

社區(qū)多層住宅屬于20 世紀(jì)80 年代的樣板戶型。住宅結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)，每套戶型面積在65m2左右，且由于當(dāng)時居住區(qū)規(guī)范的不完善，廁所位置設(shè)計不合理，餐廳面積小、光線幽暗。戶型之間以聯(lián)排方式建造，導(dǎo)致了黑廁所，其采光、氣味以及排污系統(tǒng)都需要解決。

戶型改造過程中采用“小而微”的針灸改造方式。通過權(quán)衡多種調(diào)整方式后，在保證單個房間正常使用的前提下，將兩側(cè)廁所位置南移，中間中空形成小型庭院空間，聯(lián)排拼接的5 層豎向庭院空間能夠形成狹管效應(yīng)，兼具拔風(fēng)和采光的作用，很大程度地改善室內(nèi)居住環(huán)境；在立面上保持原有的窗墻位置，僅將客廳和臥室的窗改為落地窗，增加戶型的采光面積和室內(nèi)照度，進(jìn)一步改善室內(nèi)的光熱環(huán)境（表1）。

表1 多層住宅戶型生態(tài)改造策略（表格來源：作者自繪）

4.4 地表海綿系統(tǒng)改造

針對社區(qū)地表系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出一系列結(jié)構(gòu)性的海綿改造策略。首先，由于社區(qū)由北向南地勢逐漸降低，在中心廣場區(qū)域到達(dá)最低點(diǎn)。在場地增設(shè)大量植草溝并在其下鋪設(shè)排水管網(wǎng)，相互連接形成蓄水系統(tǒng)，然后通過雨水下滲徑流的方式，最終匯聚到中心廣場集中處理。并在雨水匯集路徑上設(shè)置水閥水泵，根據(jù)實(shí)際降雨量進(jìn)行調(diào)節(jié)，一定程度上起到防治洪澇災(zāi)害的作用，提高社區(qū)的韌性[7]。

其次，中心廣場場地面積較大，改造中增設(shè)多種活動場地，包括集中性、組團(tuán)性活動場地和綠地，還有居民共建共享的生態(tài)農(nóng)場等?；顒訄龅卦杏操|(zhì)鋪地改造為透水性能好的鋪裝，降低綠地的標(biāo)高引導(dǎo)雨水徑流。積蓄的雨水通過過濾系統(tǒng)的處理可用于灌溉種植農(nóng)場、花草等社區(qū)植物，形成社區(qū)內(nèi)雨水系統(tǒng)的閉環(huán)利用，推動社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

另外，由于多層住宅宅間綠地沙化現(xiàn)象嚴(yán)重，設(shè)計多功能調(diào)蓄雨水花園進(jìn)行改造。主要包括道路生態(tài)系統(tǒng)和景觀雨水系統(tǒng)兩部分，道路生態(tài)系統(tǒng)通過設(shè)置通道式透水磚鋪裝、階梯式排水鋪裝、雨水收集亭和透水性游廊等措施，雨水能快速有效地滲入地表；景觀雨水系統(tǒng)則通過生態(tài)型草坪、微生物蓄水池、下洼綠地對雨水進(jìn)行過濾、積蓄。既為居民提供了日常休閑活動的場地，且符合海綿城市的建設(shè)要求[8]（圖9、圖10）。

圖9 道路生態(tài)系統(tǒng)與景觀雨水系統(tǒng)（圖片來源：作者自繪）

圖10 中心廣場海綿性改造（圖片來源：作者自繪）

4.5 光伏屋頂改造

目前光伏設(shè)施在老舊社區(qū)改造中的作用被日益重視，其節(jié)能減排的效益十分突出，且光伏建筑一體化技術(shù)已應(yīng)用多年逐漸趨向成熟。一般情況下，屋頂全年所受輻射量最大，是結(jié)合光伏設(shè)施的最佳位置。在本社區(qū)中將多層住宅屋頂進(jìn)行平改坡改造，主要考慮3 方面原因：一是坡屋面更利于布置光伏組件形成最佳傾角；二是原屋面已經(jīng)破舊，防水層多處滲漏，通過改造為光伏坡屋頂，可增加一道防水屏障，降低滲漏風(fēng)險；三是新加建的屋頂可在夏季形成隔熱層，有效改善頂層住戶的室內(nèi)溫度。[9]

結(jié)語

在國家碳達(dá)峰、碳中和的宏觀背景下，老舊社區(qū)的生態(tài)化建設(shè)值得深入地挖掘和踐行。老舊小區(qū)改造既是一項(xiàng)關(guān)乎群眾切身利益的舉措，又是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在老舊社區(qū)的生態(tài)化改造中，公共基礎(chǔ)設(shè)施、建筑室內(nèi)外風(fēng)熱環(huán)境、海綿性工程、居民活動的碳循環(huán)路徑、人車道路交通體系、景觀配置等狀況都各不相同，所以需要設(shè)計者細(xì)致地考察現(xiàn)實(shí)情況，同時建議結(jié)合新型的技術(shù)模擬手段，從而擇優(yōu)選擇科學(xué)明智的改造方式。在未來生態(tài)城市、可持續(xù)性城市的發(fā)展方向之下，老舊社區(qū)的生態(tài)性改造會被投入更多的精力。扎實(shí)地應(yīng)對老舊社區(qū)生態(tài)化問題，并積極地獲取當(dāng)?shù)卣块T與相關(guān)企業(yè)的支持，才能讓老舊小區(qū)從實(shí)質(zhì)上煥然一新，從而避免淪為治標(biāo)不治本的“粉飾工程”。