基于綠色生態理念的住區規劃布局設計

2017-03-27 01:54:28程嗣閑天津大學建筑設計研究院天津300073

綠色建筑 2017年5期

祝捷程嗣閑（天津大學建筑設計研究院，天津　300073）

城市住區是城市發展中非常重要的載體，在大力倡導低碳生活、資源節約和環境友好的社會背景下，實現綠色發展更是重中之重。把綠色生態的理念逐步延伸到城市住區領域，不僅適應當今快速城市化背景下生態城市建設要求，更是城市實現以人為本的必由之路。本文以邯鄲市東部新區綠苑新城住區項目規劃設計為研究對象，基于數字量化模擬分析的方法，進行住區規劃布局的優化設計實踐。

1　國外典型案例分析

BedZED社區位于英國沃林頓，作為全球首個CO2零排放社區，綠色生態的理念體現在社區的方方面面。社區占地面積16 500 m2，一期建筑面積3 000 m2，是集居住、辦公和商務于一體的混合型社區（圖1）。

圖1 BedZED社區鳥瞰圖

基地原為一塊廢棄的平整土地，緊鄰公交線和火車站，設計之初的功能定位僅為居住。為了提高土地的利用率，減少人們的交通出行時間，提供更多的就業機會，設計中建議增加了1 560m2的工作場所，最終實現了每公頃土地上建造100個居住單元和203個工作場所的目標。

當地夏季溫度適宜，冬季寒冷漫長，長達半年的采暖期，使得采暖能耗在總能耗中占據了較大的比重。針對這一氣候特點，在社區規劃設計中，建筑采用南偏東20°的朝向來充分利用太陽輻射。同時，建筑集中設置在基地的南側部分，通過建筑自身的圍合和遮擋，減少冬季寒風對外圍護結構的滲透?；静季执_定后，通過對建筑體量的進一步優化，實現對場地中自然資源的充分利用。

在不影響南向立面日照時數的前提下，增加建筑北側的體量，通過這樣的調整優化達到3個方面的效果：① 可以提高建筑密度，增加建筑使用面積；② 使得建筑布局更加緊湊，進一步降低建筑外圍護結構的散熱面積；③ 通過建筑體量的改變，增加了屋面雨水收集的有效面積（圖2）。

圖2 體量優化示意圖

在建筑的屋頂和南側設置太陽能光伏板，為共享電動汽車充電，減少對常規能源的使用，增加對太陽能的利用。為使得庭院有足夠的日照條件，通常會犧牲一定的建筑間距將庭院設置在建筑南側，使得對土地的利用和對陽光的需求不可兼得。在設計中，建筑師創造性地將庭院設置在建筑北側屋頂，并根據冬季太陽入射角度，來保證庭院對陽光的需求（圖3）。

圖3 屋頂庭院示意圖

除此之外，設計還采用了生態燃料熱電聯產系統、雨水收集和污水處理系統、高保溫性能的圍護結構、南向陽光房、熱回收式風能驅動換氣扇、環保材料等措施來降低對能源的使用。與同類社區相比，BedZED社區的采暖能耗降低了81%，用電量減少了45%，用水量減少了58%，汽車年行駛里程數減少了64%，并通過對速生林的種植，實現了CO2零排放的目標。

2　住區的綠色生態規劃布局

邯鄲市老城區以正南北為基本格局，住區多采用單一的行列式布局，排列緊密，缺乏對公共活動空間的關注，室外以硬質路面為主，綠化空間稀缺，這也是影響住區環境品質、加劇城市熱島效應的重要原因。

綠苑新城住區項目的建設用地位于河北省邯鄲市東部新區，東部新區作為邯鄲市的新城區，承接著未來城市發展的新方向和新面貌。建設用地包括居住、公園、教育、交通及公用設施等，用地西側為新區行政中心，南側為支漳河景觀帶，東側規劃有醫療配套等服務設施(圖4)。

圖4 綠苑新城住區用地情況

在規劃布局設計中，以優化環境品質、提升住區活力為先導，充分利用陽光、風、景觀等自然條件，從空間布局、開放街區、綠色交通、室外場地4個方面展開，最大化地實現住區的綠色生態理念，使居住者可以從生活成本、舒適度和居住健康指數等各方面，切身體會到綠色生態設計為其帶來的諸多益處。

2.1　氣候分析

氣候作為造就建筑多元化的重要因素之一，具有長時間的穩定性和地理空間的地域性特征，對建筑以何種方式和何時利用陽光、風、空氣、水等自然條件用于采暖、降溫和照明有著巨大的影響。因此，對當地氣候的分析，是了解項目場地中自然資源現狀的關鍵因素，也是展開設計的首要條件。

根據我國GB 50176—1993《民用建筑熱工設計規范》的氣候區域劃分，邯鄲市屬于寒冷地區，最高氣溫基本出現在7月份，日最高溫度維持在30 ℃以上，最低氣溫基本出現在1月份。在Weather Tool軟件中對邯鄲市的氣候數據進行錄入，綜合考慮在過冷時間里盡可能多地獲取太陽輻射，在過熱時間里盡可能多地減少太陽輻射，得到邯鄲地區的最佳朝向為南偏東7.5°。對當地太陽輻射量情況進行數據輸出，結果顯示在朝向為南偏東7.5°時，過冷時間里的太陽輻射量為195.73 kW.h/m2，過熱時間里地太陽輻射量為150.73 kW.h/m2，說明在冬季盡可能多的獲取太陽輻射的同時，也需要重點考慮夏季對太陽輻射的遮蔽。根據GB 50736—2012《全國民用建筑供暖同分與空調調節設計規范》和Weather Tool軟件中邯鄲地區典型氣象年的數據統計，冬季主導風向為NNE，風速為2.0 m/s；夏季主導風向為SSW，風速為2.3 m/s，以上兩種風況均以10 m為監測點。

2.2　空間布局

合理的空間布局，很大程度決定了建筑是否可以高效率地利用場地內風、光、景觀等自然資源，進而提升住區環境品質，增進住區活力，減少能源消耗。

住區項目基地被4條主干道和3條次干道劃分，住區與公園被城市道路分割。為削弱上位規劃對住區整體性分割的影響，同時因勢利導，充分發揮基地坐擁支漳河景觀帶的優勢地理條件，在規劃中，通過中軸 “林蔭大道”的植入，將各個片區串聯起來，形成了魚骨式的空間骨架，并完成住區與城市、景觀的良好銜接。

公園、林蔭大道和支漳河景觀帶構成的住區“一核兩軸”的景觀脈絡，是提升住區環境品質，改善住區熱環境的關鍵。規劃中，為了充分發揮基地坐擁支漳河景觀帶的地理優勢，建筑天際線自南向北階梯狀遞增，將外部景觀引入場地內部，使城市景觀帶與住區環境相互滲透，實現自然與住區的融合，并使得“林蔭大道”及兩側的空間更具開放性，利于激發公共交流活動的發生，提高住區活力。

結合南偏東7.5°的當地最佳朝向和路網情況，住區采用正南北朝向，并通過單元之間的錯動，取得空間的圍合變化。結合Phoenics 軟件中場地風環境的模擬結果，對建筑的布局進行優化。冬季主導風向為NNE，風速為2.0 m/s，在地塊的東北側采用圍合的布局方式，減弱冬季寒風對住區的影響；在公園的北側種植喬木和灌木，形成防風林帶，避免內部開敞地段冬季風速過大。夏季主導風向為SSW，風速為2.3 m/s，地塊的西南側盡量開敞。以引導夏季主導風進入場地內部帶走熱量，同時，建筑采用前后錯動的布局方式，減少處于風影區中的面積。

2.3　開放街區的營造

設計中引入街坊的概念，通過對空間尺度的約束、街道的設置、功能的混合來打造具有吸引力的開放街區空間。

“當一個傳統社區逐漸從村鎮變得城市化，它所在的空間也會發生變化—這種變化主要反映在建筑的空間圍合感更強，空間限定感更明顯”[1]。“林蔭大道”作為住區的主骨架，帶動城市景觀與住區環境相互滲透與融合的同時，承擔著住區向城市空間開放和激發公共空間活力的重要作用。設計中，通過限定開敞空間的尺寸與周圍建筑高度之間的比例關系，對大尺度空間進行削弱，打造具有吸引力的公共空間；為削弱高層住宅的體量感，在“林蔭大道”兩側設置低層商業建筑，以近人的尺度，與前廣場形成便于行人駐足的空間；以樹冠較大的懸鈴木、不同層次的灌木和景觀小品對空間進行進一步限定與圍合，營造松弛有度的趣味空間；沿街店面的零售空間散落于鄰里之間，街坊里布置商店和休閑設施。

“僅僅把道路當做聯系的空間是不夠的，它還應該為重要的建筑物提供華麗的門廊，為路人提供愉悅的旅程”[2]。道路作為構成建筑與公共空間的聯系網絡，在規劃設計中，將街道和小巷交織在一起，并通過對景觀的配置，為行人提供探索及發現的樂趣。街道在承擔交通空間的同時，更是重要的交往空間。

住區內除必須的配套公建外，還包含了餐飲、酒店、高端會所、運動健身、學校等多種功能，滿足居民多種生活所需，減少外出交通成本，并吸引周邊住區居民，進一步提高住區活力。在基地中東部地塊設置的公園，極大地提升了住區整體的環境品質，同時也是住區對外開放的重要端口。在基地東北角設置有公交站，與城市公共設施形成良好銜接。

2.4　綠色交通的完善

在住區中，建立公共交通和步行友好的綠色交通系統：“林蔭大道”作為城市道路，對機動車進行車速限制，以降低對公共活動的影響；采用人車分流的交通組織方式，車庫入口位于每個地塊沿道路側，方便機動車就近入庫，實現全地下停車，避免機動車對步行系統造成干擾；非機動車道靈活便捷，連接各個地塊和中心景觀綠地；設置于公園內的休閑廊道，方便住區和城市居民在此健身、慢跑和步行；公交站和公交站點設置在居民的步行范圍內，鼓勵居民的綠色出行，使得公共交通成為住區生活的一部分（圖5）。