基于IFD理論的嚴(yán)寒城市居住區(qū)廣場(chǎng)暖房建造設(shè)想

■ 袁 萍 Yuan Pin 潘永剛 Pan Yonggang

0 引言

居住區(qū)內(nèi)部廣場(chǎng)作為居住區(qū)公共開(kāi)放空間的重要組成部分，是住區(qū)公共空間中最有活力，也是最具有標(biāo)志性的部分，同時(shí)也是住戶之間展開(kāi)交流的舞臺(tái)，在完善住區(qū)功能、塑造住區(qū)形象、改善住區(qū)外環(huán)境等方面占據(jù)了重要地位。但在嚴(yán)寒城市，由于氣候的特殊性，冬季寒冷，降雪量大，采暖期長(zhǎng)達(dá)5~6個(gè)月，在此期間惡劣的氣候環(huán)境對(duì)廣場(chǎng)活動(dòng)的展開(kāi)產(chǎn)生了很大的影響。

為了準(zhǔn)確考量氣候?qū)幼^(qū)廣場(chǎng)活動(dòng)的影響，筆者對(duì)烏魯木齊的綠景花園住宅小區(qū)進(jìn)行調(diào)研，共發(fā)放200份調(diào)查問(wèn)卷，回收176份。根據(jù)回收問(wèn)卷分析得出小區(qū)廣場(chǎng)一年四季的利用率呈現(xiàn)出規(guī)律變化(圖1)。對(duì)比發(fā)現(xiàn)：夏、秋兩季的傍晚廣場(chǎng)利用率最高，冬季利用率基本為0，春季情況類(lèi)似，只是春季中午廣場(chǎng)的利用率相對(duì)較好?？梢?jiàn)，嚴(yán)寒城市的廣場(chǎng)利用情況基本取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r——其惡劣的氣候?qū)е聫V場(chǎng)的利用率整體偏低，不能夠充分發(fā)揮廣場(chǎng)應(yīng)有的作用。

1 IFD建筑理論

IFD建筑理論是基于傳統(tǒng)工業(yè)化建設(shè)的進(jìn)化方案，在實(shí)踐中多運(yùn)用于單體建筑的改造研究中，主要滿足單體建筑在今后幾十年中的發(fā)展變化需求，為住戶提供更多的可改方案，提高建筑的可變性和持續(xù)更新的可能性。IFD建筑建筑理論最初是在荷蘭建筑改造計(jì)劃(Dutch Construction Innovation Program)中提出，并逐漸廣泛應(yīng)用于歐洲建筑業(yè)。其核心是工業(yè)化建造(Industrialization)、彈性設(shè)計(jì)(Flection)和可拆改(Detachable)。工業(yè)化建造的主要目的是提高建造效率，彈性設(shè)計(jì)旨在滿足使用者目前及今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間的使用需求，而可拆改的目的是減小對(duì)環(huán)境的壓力。

本文試圖將IFD建筑理論引用到小區(qū)廣場(chǎng)的建設(shè)中，應(yīng)對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)惡劣的外部氣候條件進(jìn)行因地制宜的設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)是可以不受當(dāng)?shù)貧夂驐l件的影響，預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配，施工周期短。模數(shù)化的設(shè)計(jì)可以滿足不同小區(qū)廣場(chǎng)地形及住戶對(duì)形態(tài)的要求，靈活組裝。當(dāng)一個(gè)使用周期結(jié)束后，其裝配材料可循環(huán)再利用，控制材料對(duì)環(huán)境的不利影響。

2 嚴(yán)寒地區(qū)既有居住區(qū)廣場(chǎng)的再建造設(shè)想

2.1 在居住區(qū)廣場(chǎng)中引入暖房的建造設(shè)想

廣場(chǎng)設(shè)計(jì)，多是基于平面布置方面的研究，這其中涌現(xiàn)了不少優(yōu)秀作品。但對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)而言，冬天幾乎占整年時(shí)間的一半，即便是完美的廣場(chǎng)景觀設(shè)計(jì)，此時(shí)也難以發(fā)揮作用。

為了彌補(bǔ)冬季廣場(chǎng)的使用缺失，筆者試圖引入暖房，創(chuàng)造出一個(gè)溫度適宜、環(huán)境良好的廣場(chǎng)交往空間。暖房源于溫室，原本用于培育反季植物。通過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展和演變，溫室開(kāi)始從農(nóng)業(yè)建筑向其他建筑物轉(zhuǎn)型。其中，日光溫室和異型溫室是值得關(guān)注并能夠引入廣場(chǎng)再建造的兩種溫室類(lèi)型。

對(duì)于小區(qū)廣場(chǎng)暖房，屬于初步探討和實(shí)踐階段，可綜合兩種溫室的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行整合。據(jù)《新疆天山地區(qū)日照時(shí)數(shù)的氣候特征》2001~2008年統(tǒng)計(jì)，全年日照達(dá)到2 733h，充足的日照足以供應(yīng)冬季白天暖房?jī)?nèi)適宜活動(dòng)的室內(nèi)溫度。利用不加溫溫室不用提供外加熱源供應(yīng)熱量的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)約能源，節(jié)省成本；利用異形溫室形態(tài)多變的優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)不同地形廣場(chǎng)的個(gè)性需求，提高廣場(chǎng)溫室的普遍適用性。

2.2 基于IFD建筑模式應(yīng)用于廣場(chǎng)設(shè)計(jì)的考慮

嚴(yán)寒地區(qū)小區(qū)廣場(chǎng)的再建造是基于IFD建筑工業(yè)化建造、彈性設(shè)計(jì)和可拆改理論進(jìn)行的，在其建造過(guò)程中一個(gè)重要的指導(dǎo)思想就是順應(yīng)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流。住區(qū)廣場(chǎng)的使用者和最終評(píng)價(jià)者都是住戶，因此廣場(chǎng)暖房的建造應(yīng)從住戶內(nèi)心需求的角度出發(fā)，滿足嚴(yán)寒地區(qū)人們冬季的日常交往需求，提高生活質(zhì)量；與此同時(shí)，追隨綠色有機(jī)和可持續(xù)發(fā)展方向，投入廣場(chǎng)暖房構(gòu)建的材料均可重復(fù)拆改循環(huán)利用；最后依托工業(yè)產(chǎn)品平臺(tái)的研發(fā)和生產(chǎn)，以建筑產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化的方式為主要途徑來(lái)進(jìn)行廣場(chǎng)暖房的建造，解決執(zhí)行效率、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)計(jì)多樣性的問(wèn)題，推進(jìn)廣場(chǎng)暖房產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。

3 廣場(chǎng)暖房建設(shè)改造的技術(shù)策略

3.1 工業(yè)化生產(chǎn)線

廣場(chǎng)暖房的改造項(xiàng)目是基于預(yù)制模塊和工業(yè)化生產(chǎn)的一種設(shè)想，即研發(fā)并生產(chǎn)適用于居住區(qū)廣場(chǎng)暖房的預(yù)制模塊，通過(guò)在現(xiàn)有的廣場(chǎng)上進(jìn)行局部地面改造，加入地面預(yù)埋件使地面與模塊完成固定連接(圖2)。預(yù)埋件及模塊需要滿足的要求是能夠承受一定的拉力，防止冬季大風(fēng)對(duì)暖房整體構(gòu)筑物所造成的破壞，預(yù)埋件的平面布置決定了上部構(gòu)筑物可能形成的空間形態(tài)，其平面設(shè)計(jì)可選用正方形、菱形、蜂窩型等，之所以選用這些平面布置是因?yàn)檫呴L(zhǎng)相等，保證了預(yù)制模塊的通用性；預(yù)制模塊的材料可以根據(jù)要求自主選擇，主體透光材料可用玻璃、PC板等，支撐骨架可用鋼材、塑鋼等不易變形的材料；預(yù)埋件除應(yīng)提供拉力外，還需滿足上部暖房主體建筑拆除期間內(nèi)不影響廣場(chǎng)的正常使用，并且經(jīng)過(guò)五六個(gè)月后依舊能夠與暖房模塊進(jìn)行連接，再次投入使用。

通過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)廣場(chǎng)暖房的模塊其優(yōu)勢(shì)在于：

⑴能夠迅速改善嚴(yán)寒城市居住區(qū)冬季對(duì)于廣場(chǎng)交往空間缺乏的現(xiàn)狀。該工業(yè)化生產(chǎn)一旦投入使用，不僅是小區(qū)廣場(chǎng)，即便是普通的硬質(zhì)地面，也可以通過(guò)簡(jiǎn)單的局部地面改造便可在冬季迅速搭建出一個(gè)既節(jié)約能源又能滿足溫度適宜要求的交往空間，使得曾經(jīng)在冬季基本處于廢棄狀態(tài)的廣場(chǎng)空間煥發(fā)新的生機(jī)。

⑵廣場(chǎng)暖房已經(jīng)有了成熟的溫室技術(shù)作為支持，并且有溫室餐廳的成功典例做示范，說(shuō)明在搭建暖房的技術(shù)方面和審美方面已經(jīng)能夠滿足人們最基本的需求，并且具有更多的可變性；這種較低投入建成的空間，激活的是居民對(duì)于居住環(huán)境的滿意度，體現(xiàn)的是住戶對(duì)于幸福住所的追求，吸引了購(gòu)房者的眼球，所以更易于在嚴(yán)寒地區(qū)推廣。

3.2 彈性設(shè)計(jì)

居住區(qū)廣場(chǎng)暖房的建造項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初就是一個(gè)彈性的、開(kāi)放的體系，正是由于其彈性設(shè)計(jì)的可能性才成就了預(yù)制模塊和工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。它強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與多樣化造型的相互結(jié)合。根據(jù)彈性設(shè)計(jì)的理念，就方形布置預(yù)埋件的方案進(jìn)行預(yù)制模塊設(shè)計(jì)，模塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單、造價(jià)低并且具有通用性。根據(jù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，筆者初步設(shè)計(jì)出一套能夠符合該設(shè)計(jì)要求的模塊樣式(圖

3 )。其模塊設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：

⑴可針對(duì)不同地形、不同規(guī)模的居住區(qū)廣場(chǎng)進(jìn)行個(gè)性設(shè)計(jì)。由于既有廣場(chǎng)本身就有一些獨(dú)特的設(shè)計(jì)，進(jìn)行廣場(chǎng)暖房建造時(shí)，可結(jié)合廣場(chǎng)有利地形布置預(yù)埋件。如廣場(chǎng)設(shè)有座椅或觀景亭，可將其囊括在廣場(chǎng)暖房?jī)?nèi)利用；若廣場(chǎng)設(shè)有均布的柱廊，可在柱子及柱間地面上安置預(yù)埋件，增強(qiáng)暖房整體穩(wěn)定性。這樣不僅提供了嚴(yán)寒地區(qū)冬季的交往空間，還創(chuàng)造出適合每個(gè)小區(qū)獨(dú)一無(wú)二的暖房設(shè)計(jì)。

⑵即便是同一地形也可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)造出不同的造型。廣場(chǎng)暖房由于采用的模塊是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，所以只要在廣場(chǎng)上均布預(yù)埋件，每次搭建的時(shí)候根據(jù)需要有選擇地與預(yù)埋件進(jìn)行連接，其所呈現(xiàn)的造型就會(huì)各有不同，體現(xiàn)了廣場(chǎng)暖房的多樣性。

3.3 可拆改性

IFD理論里的可拆改是貫穿于廣場(chǎng)暖房建設(shè)可持續(xù)性最重要的一環(huán)，指的是廣場(chǎng)暖房構(gòu)件的可拆改性和可重復(fù)利用性、建筑構(gòu)件的技術(shù)連貫性和通用性等方面。以方形平面布置預(yù)埋件舉例，同一構(gòu)件既可組裝成直線墻面(圖4)，也可組裝成一個(gè)轉(zhuǎn)角墻面(圖5)。

可拆改的墻面設(shè)計(jì)最能體現(xiàn)環(huán)保、綠色和可循環(huán)。具體表現(xiàn)在：

⑴材料整個(gè)生命周期的可循環(huán)性。在廣場(chǎng)暖房的設(shè)計(jì)之初就注意了對(duì)于模數(shù)化的規(guī)范，能夠保證所有構(gòu)件在尺寸上的通用性；在材料上選用受溫度影響變形小、保溫透光性能好且

不易損壞的材料，保證在下次使用時(shí)依舊保持原形，循環(huán)使用；在材料以及造型的更新過(guò)程中也要注意對(duì)于上一個(gè)材料模數(shù)的應(yīng)用，保證新材料依舊采用原來(lái)的模數(shù)，是舊材料的升級(jí)，并能與舊材料便利地結(jié)合，確保整個(gè)更新過(guò)程的連續(xù)性和通用性。

⑵骨架功能的可持續(xù)使用性。對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)而言，冬季寒冷夏季酷熱，紫外線非常強(qiáng)烈。冬天能夠充分發(fā)揮作用的廣場(chǎng)暖房在夏天非常悶熱，不實(shí)用。這時(shí)可暫時(shí)將暖房整體拆除，若骨架和透光保溫材料可分離，只要拆除透光保溫材料即可，留下骨架部分，供爬山虎、葡萄樹(shù)等生長(zhǎng)迅速、遮蔭效果好的植物攀爬，為夏日提供一個(gè)蔭涼之處。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前的工作主要是逐步建立并完善一套可實(shí)施的工業(yè)化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，整合現(xiàn)有不同行業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，例如溫室產(chǎn)業(yè)鏈(骨架及透光板等)的產(chǎn)品模數(shù)與廣場(chǎng)建設(shè)模數(shù)(主要是廣場(chǎng)規(guī)模和鋪裝材料模數(shù))的關(guān)聯(lián)；解決廣場(chǎng)暖房材料對(duì)抗嚴(yán)寒及酷熱的變形以及持久使用不損壞的問(wèn)題；完善居住區(qū)管理機(jī)制，對(duì)廣場(chǎng)暖房進(jìn)行獨(dú)特管理體制的研究等問(wèn)題，最終形成完整的、綜合的產(chǎn)品體系。

對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)廣場(chǎng)空間進(jìn)行暖房的建造，從人文關(guān)懷的層面上，是對(duì)住戶內(nèi)心需求的一種滿足，是未來(lái)嚴(yán)寒地區(qū)居住區(qū)發(fā)展的一個(gè)主流方向，而其材料的可持續(xù)性、循環(huán)使用性更是對(duì)整個(gè)地球環(huán)境的一種保護(hù)。