姚晨潔
從我國各地域的自然環境、文化習俗等客觀條件出發,從細節入手,對不同地域城市住宅設計的差異進行比較和思考,并分析其形成的原因。
住宅是人們順應自然、改造自然的產物,它不僅為滿足家庭生活需要提供了物質空間,而且是居住者生活模式、文化傳承甚至精神追求等多重價值的承載者。我國地域遼闊,由西到東跨越五個時區;自北而南包括了寒溫帶、中溫帶、暖溫帶、亞熱帶、熱帶等溫度帶,以及特殊的青藏高寒區。眾多的人口,多樣的民族,蘊育了豐富多樣的文化習俗。為了適應各地域不同的氣候條件,住宅呈現出不同的特點;而生活在各種社會環境下的家庭有著多樣的生活習慣、民族風俗,使得住宅體現出不同的社會屬性。
設計時只有從不同地域的客觀條件出發,盡可能的去回應和解決居住者的物質和精神需求,才能創造出市場接受度高的住宅產品,營造順應自然、以人為本的理想人居環境。本文結合筆者自身的項目實踐和調查研究,嘗試從細節入手,對不同地域環境下現代城市住宅設計的差異進行比較和思考。
不同地域自然氣候的差異是造成居住區規劃布局差異的根本原因。相對來說,北方地區冬季漫長,日照較弱;冬季季風風速強,溫度低。規劃的重點是利用住宅樓群的合理布局,爭取日照,避開冬季季風。例如當點狀樓棟和條狀樓棟組合布置時,將點狀住宅布置在朝陽位置,條狀住宅布置其后,利用空隙爭取日照。還常將連續高大的建筑物布置在地塊北側,減少寒冷北風對小區內部的侵擾,達到避風節能的效果;控制建筑物間距、利用建筑合理形態,可避免局地疾風,改善微氣候。一般來說,北方地區的居住區建筑排布較規整,多呈行列式布局;因所需日照間距系數較大,故樓間距也較大。
南方地區夏季氣溫高,持續時間長,潮濕多雨,季候風較多,太陽輻射強度大,所需日照間距系數較小。居住區建筑排布較靈活,樓間距較北方小,規劃設計中特別重視通風。炎熱地區季候風的特點,因具體地域的不同,存在一定的差別;還有因周圍環境影響而產生的微氣候風,如水陸風、河谷風、山谷風等。規劃布局時一般使建筑與夏季主導風向成角布置,有利于通風。
一般來說,“坐北朝南”是我國傳統住宅建筑朝向的最佳選擇,尤其對于北方嚴寒和寒冷地區,爭取日照是住宅設計的基本要求。建筑南向布置,可以使外維護結構和居室內獲得更多的太陽輻射、日照時間和日照面積,以及較多的紫外線量,有利于寒冷漫長冬季中室內的保溫取暖,例如冬季時南房比北房的溫度一般能高1-2℃。坐北朝南原則是對自然氣候環境的正確認識和科學應對,也包含著居住者心理上對傳統文化的認同和傳承。
對于南方炎熱地區,夏季太陽輻射強度大,室外溫度高,容易造成室內過熱,很大程度影響了居住舒適度。選擇合理的朝向,不僅能減小太陽輻射對住宅的不利影響(加熱升溫),還能有利于住宅的通風(冷卻降溫)。由于太陽光對東西向墻面及門窗長時間的照射,以及照射角度的原因,造成東西墻溫度較高,也使夏季太陽光射入室內的持續時間較長,且深度較大。故東西朝向對一般炎熱地區的住宅是不利的,而西向又甚于東向。炎熱地區住宅朝向以南偏東15°至南偏西15°為佳,北向次于南向,西向最差。例如在嶺南地區,西曬的戶型接受度最差,同一單元中同樣的戶型,靠西的比靠東的普遍售價要低。在某些特殊地域,北向也可能成為較好的朝向選擇。例如位于北回歸線以南的地區,夏季時北向居室也有可能獲得一定的日照;或是有的地區夏季主導風向為北向,則朝北有利于通風降溫。
不論任何地域的住宅,設計時都需要遵循一般原則,例如安全舒適、經濟適用、公私分區、動靜分區、潔污分區、各功能空間的面積及采光通風要滿足規范要求等。此外根據各地域的不同條件,住宅呈現出各自的特點和差異。對于炎熱潮濕的南方地區,住宅內部通風的組織尤為重要;故住宅空間較通透,多采用開敞陽臺,產品中常見入戶花園的設計,對沒有外窗的暗衛生間接受度很低。而相對較寒冷干燥的北方地區,則住宅空間較封閉,多采用封閉式陽臺,對暗衛生間接受度較高,暗衛在冬季保暖效果也較好。在室內空間分隔上,一般來說北方住宅傾向于較大而寬敞的空間,南方住宅傾向于較小而功能細分的空間。對室內空間的要求也反映了各地域特有的生活習俗,例如在新疆地區,人們有著家庭聚會、歡歌舞蹈的傳統,故住宅特別重視寬敞開闊的客廳空間。
不同地域根據氣候的差異,節能要求不同,建筑體形系數的控制值也有差異,越寒冷的地區,體形系數要求越小。例如嚴寒地區層數大于三層的住宅體形系數要求不大于0.30,夏熱冬暖地區塔式住宅的體形系數要求不大于0.40。體形系數越小,同樣建筑體積的外表面積越小,建筑形體越簡單緊湊,采光面越少;反之外表面積越大,建筑形體越復雜,采光面越多。這也是南方住宅全明設計較北方更普遍的根本原因。由于每平米窗比每平米維護砌體的總傳熱量大得多,所以在保證日照、采光、通風、觀景的要求下,盡量縮小開窗洞口的面積是節能設計的重要方面。因此一般南方住宅較北方住宅開窗面積更大,居住感受更通透。
凸窗可以開闊室內視野、豐富建筑立面、增大室內面積,因此深受居住者和設計師的喜愛。與普通平窗相比,凸窗使外圍護結構的換熱面積增加,傳熱量增大,加大了建筑能耗。應根據不同地域的具體情況,考慮凸窗的設計,降低能耗,提高室內熱舒適性。例如嚴寒地區只有南向可設置凸窗;寒冷地區注重冬季保溫,北向不得設置凸窗,凸窗凸出外墻面不大于400mm,要特別注意凸窗頂板、底板及側板部位的保溫設計,防止冬季結露;夏熱冬暖地區注重夏季隔熱,凸窗朝不受限制,要注意凸窗的外遮陽構造設計;夏熱冬冷地區應兼顧冬季保溫和夏季隔熱。
嚴寒和寒冷地區住宅戶門應采用保溫門,單元入口應設置防寒門斗。
住宅外圍護結構保溫材料選用的種類和厚度可通過節能計算確定,并且滿足防火要求。外墻保溫系統大致可分為外保溫、內保溫、復合保溫三大類,以外保溫最常用。北方嚴寒和寒冷地區住宅慣用的外保溫材料有擠塑聚苯板(XPS)、膨脹聚苯板(EPS)、聚氨酯板等,隨著防火要求的提高,這類易燃材料逐漸被燃燒性能為A級的材料,如巖棉板、泡沫玻璃板、發泡水泥板等取代。嚴寒和寒冷地區住宅外墻保溫板厚度較厚,有的厚度可達100mm,外立面局部造型線腳常常結合保溫材料來實現。南方炎熱地區外墻保溫常常只需要局部墻面涂刷保溫砂漿,即可達到節能設計的要求,故外墻造型一般不使用保溫材料來實現。
我國冬季集中供暖分界線大致位于北緯33°附近的秦嶺和淮河一帶,歷史可追溯至20世紀50年代,中國在蘇聯援助下為城市居民安裝集中供熱系統。近年來隨著經濟發展、人民生活水平的提高,傳統供暖線以南部分地區城市也實現了集中供暖。例如武漢、合肥作為兩個“秦淮”線以南的省會城市,運用經濟優勢在一些小區進行市政供暖。住宅內的采暖終端根據安裝的位置不同,主要可分為暖氣片、地暖兩種。暖氣片安裝較簡單,維修較方便;采暖方式以對流為主;因占用室內墻面空間,對家具、設備布置有影響,設置的位置需要在設計之初就結合房間使用功能進行考慮。地暖安裝較復雜;采暖方式以輻射為主,舒適度較暖氣片好;后期維修較困難,占用層高。
供暖線以南氣候較炎熱的地區,如夏熱冬暖地區南區,住宅建筑節能設計主要考慮夏季空調,可不考慮冬季采暖。空調室內機的布置要結合房間功能布局、家具擺放進行設計。室外機的擺放要結合外立面造型,兼顧散熱、安全與美觀。
北方地區氣候較干燥,降雨量較小,地下水位低,住宅底層一般不存在潮濕問題,通常作為正常居住功能使用。地下室潮氣也不嚴重,若通過開設窗井,還可獲得一定的自然采光、通風,常常作為儲藏室贈送給住戶,甚至可實現部分居住功能。南方地區氣候較濕潤,降雨量較大,地下水位高,住宅底層返潮嚴重,銷售難度較大,可將底層作為架空層,從二層才開始用于居住。底層架空還可改善住區內部通風,豐富景觀層次。這種做法在嶺南地區尤為常見。
住宅區園林景觀設計需要綜合考慮場地地域特點、小區的建筑風格、園林設計風格、場地地形狀況、有沒有特殊限制等。因地制宜,選取適宜的植物配置。南方水土豐沃,植物品類的選擇也更為豐富多樣,園林景致講求繁茂常綠,四季有花。北方植被隨四季變化鮮明,小區內植物配置要考慮常綠和落葉的比例,保證冬天也有綠意。
水景的設計也存在南北方的差異,南方由于天氣炎熱、水資源豐富,水景面積較大。北方由于天氣寒冷、干旱,水景面積較小,主要集中在核心區域;且水景能呈現的時節有限,冬季更處于“休眠”狀態。常有將旱噴水景與活動廣場相結合設置的做法,根據季節變化改變用途,實現一物多景。
不同地域城市住宅設計的各種差異,體現了地域環境的多樣,其產生即是對客觀條件的主觀應對。通過分析現狀,尊重傳統,遵循因地制宜,以人為本的原則,方可設計出適應不同地域、滿足居住者需求的理想住宅。