姚晨洁
从我国各地域的自然环境、文化习俗等客观条件出发,从细节入手,对不同地域城市住宅设计的差异进行比较和思考,并分析其形成的原因。
住宅是人们顺应自然、改造自然的产物,它不仅为满足家庭生活需要提供了物质空间,而且是居住者生活模式、文化传承甚至精神追求等多重价值的承载者。我国地域辽阔,由西到东跨越五个时区;自北而南包括了寒温带、中温带、暖温带、亚热带、热带等温度带,以及特殊的青藏高寒区。众多的人口,多样的民族,蕴育了丰富多样的文化习俗。为了适应各地域不同的气候条件,住宅呈现出不同的特点;而生活在各种社会环境下的家庭有着多样的生活习惯、民族风俗,使得住宅体现出不同的社会属性。
设计时只有从不同地域的客观条件出发,尽可能的去回应和解决居住者的物质和精神需求,才能创造出市场接受度高的住宅产品,营造顺应自然、以人为本的理想人居环境。本文结合笔者自身的项目实践和调查研究,尝试从细节入手,对不同地域环境下现代城市住宅设计的差异进行比较和思考。
不同地域自然气候的差异是造成居住区规划布局差异的根本原因。相对来说,北方地区冬季漫长,日照较弱;冬季季风风速强,温度低。规划的重点是利用住宅楼群的合理布局,争取日照,避开冬季季风。例如当点状楼栋和条状楼栋组合布置时,将点状住宅布置在朝阳位置,条状住宅布置其后,利用空隙争取日照。还常将连续高大的建筑物布置在地块北侧,减少寒冷北风对小区内部的侵扰,达到避风节能的效果;控制建筑物间距、利用建筑合理形态,可避免局地疾风,改善微气候。一般来说,北方地区的居住区建筑排布较规整,多呈行列式布局;因所需日照间距系数较大,故楼间距也较大。
南方地区夏季气温高,持续时间长,潮湿多雨,季候风较多,太阳辐射强度大,所需日照间距系数较小。居住区建筑排布较灵活,楼间距较北方小,规划设计中特别重视通风。炎热地区季候风的特点,因具体地域的不同,存在一定的差别;还有因周围环境影响而产生的微气候风,如水陆风、河谷风、山谷风等。规划布局时一般使建筑与夏季主导风向成角布置,有利于通风。
一般来说,“坐北朝南”是我国传统住宅建筑朝向的最佳选择,尤其对于北方严寒和寒冷地区,争取日照是住宅设计的基本要求。建筑南向布置,可以使外维护结构和居室内获得更多的太阳辐射、日照时间和日照面积,以及较多的紫外线量,有利于寒冷漫长冬季中室内的保温取暖,例如冬季时南房比北房的温度一般能高1-2℃。坐北朝南原则是对自然气候环境的正确认识和科学应对,也包含着居住者心理上对传统文化的认同和传承。
对于南方炎热地区,夏季太阳辐射强度大,室外温度高,容易造成室内过热,很大程度影响了居住舒适度。选择合理的朝向,不仅能减小太阳辐射对住宅的不利影响(加热升温),还能有利于住宅的通风(冷却降温)。由于太阳光对东西向墙面及门窗长时间的照射,以及照射角度的原因,造成东西墙温度较高,也使夏季太阳光射入室内的持续时间较长,且深度较大。故东西朝向对一般炎热地区的住宅是不利的,而西向又甚于东向。炎热地区住宅朝向以南偏东15°至南偏西15°为佳,北向次于南向,西向最差。例如在岭南地区,西晒的户型接受度最差,同一单元中同样的户型,靠西的比靠东的普遍售价要低。在某些特殊地域,北向也可能成为较好的朝向选择。例如位于北回归线以南的地区,夏季时北向居室也有可能获得一定的日照;或是有的地区夏季主导风向为北向,则朝北有利于通风降温。
不论任何地域的住宅,设计时都需要遵循一般原则,例如安全舒适、经济适用、公私分区、动静分区、洁污分区、各功能空间的面积及采光通风要满足规范要求等。此外根据各地域的不同条件,住宅呈现出各自的特点和差异。对于炎热潮湿的南方地区,住宅内部通风的组织尤为重要;故住宅空间较通透,多采用开敞阳台,产品中常见入户花园的设计,对没有外窗的暗卫生间接受度很低。而相对较寒冷干燥的北方地区,则住宅空间较封闭,多采用封闭式阳台,对暗卫生间接受度较高,暗卫在冬季保暖效果也较好。在室内空间分隔上,一般来说北方住宅倾向于较大而宽敞的空间,南方住宅倾向于较小而功能细分的空间。对室内空间的要求也反映了各地域特有的生活习俗,例如在新疆地区,人们有着家庭聚会、欢歌舞蹈的传统,故住宅特别重视宽敞开阔的客厅空间。
不同地域根据气候的差异,节能要求不同,建筑体形系数的控制值也有差异,越寒冷的地区,体形系数要求越小。例如严寒地区层数大于三层的住宅体形系数要求不大于0.30,夏热冬暖地区塔式住宅的体形系数要求不大于0.40。体形系数越小,同样建筑体积的外表面积越小,建筑形体越简单紧凑,采光面越少;反之外表面积越大,建筑形体越复杂,采光面越多。这也是南方住宅全明设计较北方更普遍的根本原因。由于每平米窗比每平米维护砌体的总传热量大得多,所以在保证日照、采光、通风、观景的要求下,尽量缩小开窗洞口的面积是节能设计的重要方面。因此一般南方住宅较北方住宅开窗面积更大,居住感受更通透。
凸窗可以开阔室内视野、丰富建筑立面、增大室内面积,因此深受居住者和设计师的喜爱。与普通平窗相比,凸窗使外围护结构的换热面积增加,传热量增大,加大了建筑能耗。应根据不同地域的具体情况,考虑凸窗的设计,降低能耗,提高室内热舒适性。例如严寒地区只有南向可设置凸窗;寒冷地区注重冬季保温,北向不得设置凸窗,凸窗凸出外墙面不大于400mm,要特别注意凸窗顶板、底板及侧板部位的保温设计,防止冬季结露;夏热冬暖地区注重夏季隔热,凸窗朝不受限制,要注意凸窗的外遮阳构造设计;夏热冬冷地区应兼顾冬季保温和夏季隔热。
严寒和寒冷地区住宅户门应采用保温门,单元入口应设置防寒门斗。
住宅外围护结构保温材料选用的种类和厚度可通过节能计算确定,并且满足防火要求。外墙保温系统大致可分为外保温、内保温、复合保温三大类,以外保温最常用。北方严寒和寒冷地区住宅惯用的外保温材料有挤塑聚苯板(XPS)、膨胀聚苯板(EPS)、聚氨酯板等,随着防火要求的提高,这类易燃材料逐渐被燃烧性能为A级的材料,如岩棉板、泡沫玻璃板、发泡水泥板等取代。严寒和寒冷地区住宅外墙保温板厚度较厚,有的厚度可达100mm,外立面局部造型线脚常常结合保温材料来实现。南方炎热地区外墙保温常常只需要局部墙面涂刷保温砂浆,即可达到节能设计的要求,故外墙造型一般不使用保温材料来实现。
我国冬季集中供暖分界线大致位于北纬33°附近的秦岭和淮河一带,历史可追溯至20世纪50年代,中国在苏联援助下为城市居民安装集中供热系统。近年来随着经济发展、人民生活水平的提高,传统供暖线以南部分地区城市也实现了集中供暖。例如武汉、合肥作为两个“秦淮”线以南的省会城市,运用经济优势在一些小区进行市政供暖。住宅内的采暖终端根据安装的位置不同,主要可分为暖气片、地暖两种。暖气片安装较简单,维修较方便;采暖方式以对流为主;因占用室内墙面空间,对家具、设备布置有影响,设置的位置需要在设计之初就结合房间使用功能进行考虑。地暖安装较复杂;采暖方式以辐射为主,舒适度较暖气片好;后期维修较困难,占用层高。
供暖线以南气候较炎热的地区,如夏热冬暖地区南区,住宅建筑节能设计主要考虑夏季空调,可不考虑冬季采暖。空调室内机的布置要结合房间功能布局、家具摆放进行设计。室外机的摆放要结合外立面造型,兼顾散热、安全与美观。
北方地区气候较干燥,降雨量较小,地下水位低,住宅底层一般不存在潮湿问题,通常作为正常居住功能使用。地下室潮气也不严重,若通过开设窗井,还可获得一定的自然采光、通风,常常作为储藏室赠送给住户,甚至可实现部分居住功能。南方地区气候较湿润,降雨量较大,地下水位高,住宅底层返潮严重,销售难度较大,可将底层作为架空层,从二层才开始用于居住。底层架空还可改善住区内部通风,丰富景观层次。这种做法在岭南地区尤为常见。
住宅区园林景观设计需要综合考虑场地地域特点、小区的建筑风格、园林设计风格、场地地形状况、有没有特殊限制等。因地制宜,选取适宜的植物配置。南方水土丰沃,植物品类的选择也更为丰富多样,园林景致讲求繁茂常绿,四季有花。北方植被随四季变化鲜明,小区内植物配置要考虑常绿和落叶的比例,保证冬天也有绿意。
水景的设计也存在南北方的差异,南方由于天气炎热、水资源丰富,水景面积较大。北方由于天气寒冷、干旱,水景面积较小,主要集中在核心区域;且水景能呈现的时节有限,冬季更处于“休眠”状态。常有将旱喷水景与活动广场相结合设置的做法,根据季节变化改变用途,实现一物多景。
不同地域城市住宅设计的各种差异,体现了地域环境的多样,其产生即是对客观条件的主观应对。通过分析现状,尊重传统,遵循因地制宜,以人为本的原则,方可设计出适应不同地域、满足居住者需求的理想住宅。