江苏绿色住区设计手法初探

2019-02-20 05:16徐爱琦
关键词:住区雨水江苏

徐爱琦

南京田家炳高级中学 江苏 南京 210037

当下,绿色建筑的研究和实践都在迅速发展,有越来越多的绿色建筑从以往的概念方案落到了实际建设当中。但是在绿色住区实践中未达到预期效果甚至与预期目标背道而驰的现象也是随处可见,国内住区对绿色技术的应用仍然处在探索阶段。因此,对现有的绿色住区设计手法进行归纳总结,提出系统的绿色住区设计手法对仍然处在探索阶段的国内绿色住区大有帮助。[1]

本文选择江苏绿色住区作为研究对象原因如下:其一,众所周知,绿色建筑的发展和当地经济水平有着直接联系。江苏拥有众多经济实力强劲的城市,是我国经济发展较为靠前的省份。更是长三角经济区中最具代表性的省份。江苏绿色建筑项目践行较早也是获得绿色建筑标识最多的。其二,之所以选择绿色住区进行研究,是因为居住建筑和人们的生活最为密切相关。居住建筑从原始社会开始的“遮蔽物”发展到穴居和巢局,从最开始的木骨泥墙发展到后来的合院。科技的发展带来社会的进步,在城市化的进程当中,居住建筑不仅要能满足人们对居住这一最基本的生理需求,更要满足更高层次的心理需求。其三,研究绿色建筑不能离开地理环境,不同的气候区划的建筑设计需要采取不同的设计策略。江苏地区属于在中国建筑气候区划图中,江苏处于第Ⅲ区,即夏热冬冷地区。此区域人口密度最大,对居住建筑的需求自然也是最大。所以本文将选取江苏省绿色住区结合国外绿色社区案例进行手法分析,借此带动相关城市绿色住区建设发展。

1 江苏绿色住区现状分析

作为中国绿建发展程度较高的省份,江苏在此方面取得很大的进步。绿色住区的数量和建造水平均位居全国前列,但在实践过程中,依然存在亟待解决的问题。以下是通过调查得出的一些普遍问题。

1.1 综合效益不明显

如部分小区在总体设计过程中未按最佳布局分配,因市场和经济原因,我国住宅小区的建设多由开发商主导,在建设过程中很多时候考虑的是效益问题,并未把居住舒适度和绿建的标准放在首位。

太阳能的利用上主要存在两个问题:一是太阳能光热系统未得到充分利用,总所周知,江苏冬季太阳能利用效率远低于夏季,主要是冬季太阳能辐射不足外加热损耗造成。而太阳能光电系统所存在的问题则是利用率很高,但由于造价和技术问题并未得到充分推广,仅在部分试点小区使用。

雨水收集及循环系统所存在的问题:目前很多小区采用有组织排水,屋面上的雨水能够被有效收集,但并未对雨水进行分级净化,直接排放到污水管;此外,对于硬质地面水收集力度不够,很多小区未采用透水地面。这两个原因导致雨水二次利用的效率不高。

1.2 地区发展不平衡

江苏绿建发展程度较高的城市只有镇江,常州,无锡等未对周边城市形成辐射。这与每个地域的经济发展水平,地理环境和人文因素等有着密切关系。但一个城市,一个省份乃至一个国家的城市发展状况往往取决于平均水平,这就是“木桶效应”在建筑行业的体现。

1.3 评估体系不够完善

为了节约资源促进科学发展,江苏在2009年制定了《江苏省绿色建筑评价标准》。该标准通过节地与室外环境,节能与能源利用,节水与水资源利用,节材与材料资源利用,室内环境质量和运营管理等方面对绿色住宅建筑进行评价,一定程度上推进了本省绿色建筑及其技术的健康发展。但各地绿建评估标准并未完善,会出现有些地域差异,除经济因素外这也是导致地域发展不平衡的原因之一。

2.国外优秀经验借鉴

绿色建筑概念起因正是18世纪工业革命导致的工业城市迅速发展所引发的一系列问题。如酸雨和人口剧增,能源危机和生态污染成为城市化进程中的阻碍。发达国家较中国进入城市化较早,在发展绿色住区方面有较多经验,值得在发展绿色住区的城市借鉴。因此江苏地区的绿色住区在进行发展时也应充分考虑借鉴优秀经验。

2018年,江苏省与GIZ发布了《江苏省城市区域能源低碳发展指南——借鉴德国低碳社区经验》一书,意在借鉴德国低碳社区先进经验,结合江苏地理情况和经济发展,从而指导江苏区域城市的发展。德国弗莱堡市被称赞为“太阳能之城”更是世界文明的绿色之都。是全球率先实现可持续发展理念的城市之一,世界各地许多城市和社区视为楷模。此区域的沃邦社区更是其中标杆,其经验已向全球推广。下文将以德国标杆性低碳城市沃邦社区为例,总结经验以供江苏绿色住区借鉴。韩国近年来在绿色建筑发展迅速,韩国乐龄农庄正式将都市农业和社区景观完美结合的典范考虑到韩国社会老龄化问题及社区交往需求,将农业种植与景观相结合,在进行绿化的同时满足人们心理需求。

下文将参考德国沃邦社区和韩国乐龄农庄设计方案提出江苏绿色取得系统设计方案,将从住区整体设计,景观,绿建技术等方面出发给出系统的解决方案。

3 江苏绿色住区设计手法系统方案

3.1 住区整体设计——选址及总体布局

江苏地区的气候特点时冬季湿冷、低温,夏季高温、高湿,此地区对房屋的冬季保暖和夏季通风要求明确。夏季主导风向为东南风并带来降水,根据目前城市建设特点,雨水丰沛时会产生城市内涝。大城市热岛效应较为明显,在进行绿色住区设计师应满足夏季的通风,降低城市热岛效应。实验表明,南京地区高热容围护结构,自然通风效果较为明显,被动式太阳能采暖和蒸发冷却效果一般[2]。进行住区整体设计时应合理布置最大采光面和最佳朝向,并适当调整建筑体型系数。满足最佳通风和采光,在夏季降低热辐射,满足绿色住区设计要求。

在进行小区整体景观规划时应集合当下社会发展需求。目前中国城市化进程飞速,大量的居民转化为城镇户口,但随之而来的他们对城市生活的不适应性,对社交的需求。本文尝试用景观设计来解决这些问题,在进行小区景观设计尝试将都市农业和绿色住区相结合[3]。都市农业、绿色住区作为应对食品问题、改善生存环境、实现城市可持续发展的重要手段,引起了世界学术领域的广泛关注和研究。但长期以来,都市农业和绿色住区的研究和实践却是割裂发展的。把都市农业融合到绿色住区中发展,建立都市农业型色住区 ;可以为绿色住区增加生产功能,促进城市从消费型向生产型转变,实现城市的可持续性发展。

其次要注重公共交通系统的规划,这对小区的道路系统规划有一定的要求。在进行小区道路设计时因减少车行道路,增加人行道路,注重小区交通系统与公共交通系统的连接,在依托城市基础设施的基础上进行小区的整体规划设计,大力推行公共交通,尽量减少出行污染。

3.2 绿建技术运用

3.2.1 太阳能技术使用

江苏省北部全年日照时数约为2200~3000小时,辐射量在502~586x104kJ/m3,江苏南部全年日照时数约1400~2200小时,辐射量在419~502×104KJ/m3。夏季太阳辐射量大,日照时数长,为利用太阳能提供了条件。2012年江苏省即被列为“太阳能综合利用示范省”,经过数年发展,江苏省太阳能的利用依然位居全国前列。目前江苏绿色住区里所采用的太阳能利用手段主要包括太阳能光热系统和太阳能光电系统。

太阳能光热系统的技术发展较早,目前也较为完善,其主要原理是通过集热器把太阳能辐射收集起来,通过一定介质将其转化为热能,目前国内利用比较多的是以水为介质的集热系统。江苏地区对太阳能的利用技术较为成熟,但目前太阳能主要使用为太阳能光热系统,转化效率不高,且冬季时对太阳能利用率不高。太阳能光伏系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成,可将太阳能转化为电能以供生活需要。目前太阳能光热和光电系统基本能够居民生活所需部分热水和照明。

因此应补足短板,大力发展太阳能光电系统。而在绿色住区设计中应着重考虑太阳能光伏板与建筑一体化设计原则,亟待改善的部分是提高太阳能光伏系统的普及率,可参考德国沃邦社区大力发展太阳能,作为德国日照最丰富的城市之一,弗莱堡年平均日照时数超过1800个小时,年平均太阳辐射量为1117千瓦/平方米,该地区采用光纤技术采集太阳能,为房屋供暖和供电,并且以太阳能为经济要素,发展太阳能专业和应用中心。创建先进的垃圾处理构思,建设高环保标准的垃圾处理站,同时利用垃圾发酵和垃圾焚烧进行城市供暖,甚至还可供应城市百分之一的用电。

3.2.2 雨水收集和再循环系统

雨水是自然的馈赠,但对于梅雨季节雨水泛滥的的江苏地区来说,对雨水进行管理是建筑管理水平和景观管理水平的集中体现。由于目前城市硬化地面过多,经常会产生城市内涝的现象。在绿色住区设计过程中,应充分进行雨水收集,利用雨水再循环系统,充分响应海绵城市的建设需求,从住区建设过程中减缓城市内涝效应[4]。

目前江苏绿色住区所采用的方式主要为地下蓄水池结合景观蓄水池的形式,也有部分结合下沉广场和下沉绿地。长三角地区雨量充沛同时生活耗水量大的特点,因地制宜的对雨水收集利用可以缓解城市防涝同时可以节水。在住区建筑设计和施工过程中,作为场地施工与场地生态的一个重要构成,雨水采集与循环系统的建立目前主要有以下几种方式:首先是通过屋面截水,将屋面的水汇集到雨落管集中到排水管最后到汇水中心。此外,雨水截留设施可结合景观设计,从上至下依次为屋顶绿化,垂直绿化和绿地。绿色屋顶一方面可以通过植物消耗部分水分,立体绿化,绿化主要集中在建筑山墙面,地下车库出入口顶部。在山墙面的位置主要种植常春藤爬墙虎等攀爬植物。屋面位置主要种植少量草本即灌木,垂直绿化适应性较高,有助于低成本减少外墙太阳辐射得热。其次雨水也由利用下凹式绿地,透水铺装进行雨水收集。

应充分提高住区内透水铺装率。在主要停车位和人行道,广场等大面位置使用镂空或透水铺装,能有效分解住区内排水压力,减缓城市内涝。由于江苏地区降水量较为充沛,透水铺装具有明显增强雨水下渗,减少地面径流的作用,对于高密度的住区,有助于降低城市的热岛效应。

4 装配式住宅建筑技术在绿色建筑中的应用

装配式住宅是指在工厂对主体结构进行预制,如外墙板,楼梯,阳台和空调板等。预制完成之后在施工现场进行梁柱的连结。目前在住宅结构中,利用最广泛的应当是钢筋混凝土结构,这正是住宅工业化的发展方向。国家政策提高装配化住宅普及率,有利于住宅产业化的发展。

装配式住宅是绿色住区中不可或缺的一步,装配式住宅可从以下几个环节达到节能减排的作用。从源头上,在工厂进行生产,可减少模板,施工人员等的消耗。其次在施工过程中,工业化的施工方式减少了对混凝如浇捣的使用,能够减少原料消耗,同时节省施工时长,提升施工速度,减少用电[5]。可提升住房建筑的性能与品质,做到住房建筑的节能减排,降低住房建设成本,所以在绿色住区设计中应注重装配式住宅的发展。

5 结论

本文通过对江苏绿色住区现状分析,得出当下绿色建筑发展迅速但亟需系统解决方案。分别从住区整体设计,包括建筑整体布局,形体系数,以及景观和交通系统的布置以及绿建技术运用,包括太阳能和雨水收集循环再利用系统和装配式住宅等方面提出系统的解决方案。借此,希望江苏绿色住区的发展能推动相关区域的进步。

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