绿色生态城市居住区的规划建筑设计研究——基于六安市新城春天小区的实证分析

蒯文彬，戈海玉，朱珊珊，孙 茜，王祥雨

(皖西学院 建筑与土木工程学院，安徽 六安 237012)

无数建设实践已经表明，忽视人们生活规律以功能分区布局为导向的机械城市规划，缺少合理的功能混合和以人为本理念的建筑设计是不成功的，如巴西利亚的建筑与规划。时至今日，我们的城市规划在考虑如何方便工作和生活，减少通勤与交通压力方面仍在背离基本的规律常识，办公大楼与金融区仍在市中心蔓延，城市中心的体育场、防灾消防场地、公共绿地却在减少，大片历史文化街区消失了，城镇突发安全事件增加了。这一系列的现实问题说明我们需要研究绿色生态理念的有机建筑与城市。基于此，本文以笔者参与设计与验收的六安市新城春天小区为例，对城市居住区的绿色生态建筑规划设计进行了实证分析与研究，助力绿色发展。

1 我国建筑与城市规划建设在绿色生态方面的问题现状解析

1.1 国内建筑与城市规划设计的现状

随着我国进入社会主义建设的新时期新征程，城镇化进程、建筑业、服务业、金融商业、工农业等新行业迎来了发展新机遇[1](P59)。但是在城镇建设领域的居住、环境、交通等方面存在诸多问题，受到不少滞后的规划建筑理念影响，不能满足绿色生态城市的建设要求。这些落后的规划建筑理念体现在城镇的人文系统层面、城镇与居住区的精神文明建设、人文关怀的生活配套设施建设和城区的物质系统的建设上。

1.2 国内外绿色生态居住区建设研究现状分析

绿色生态城镇建设的首要问题是城镇居民的居住和环境问题。随着中国城镇化和农业现代化的发展，大量农村富余劳动力进入城镇务工，他们成为新的城镇低收入居民，解决他们以及原有城镇低收入居民居住问题的保障房显得十分紧迫。同时，高收人群也有改善性需求。所以研究新的绿色居住区和绿色建筑，以适应不同群体的居住需求也是绿色生态城市建设所要面对的首要问题[2](P42)。1969年，麦克哈格在他的《设计结合自然》一书中阐述了绿色生态规划与设计的思想，为现代绿色生态设计奠定了理论基础；1990年，D·Gordon的《绿色城市》研究了绿色城市的美好愿景，论述了城市空间的生态化设计；1997年，东南大学王建国提出了绿色建筑城市设计的理念[3]，阐明了绿色生态理念与城市居住区设计的结合，认为在城市居住区建设中要优先贯彻绿色生态第一原则，纠正以往城市建设忽视自然生态规律的不足，追求居住区的内在绿色生态品质与绿色生态美学，而不是外显的数量与形式。

同济大学吴志强认为绿色生态城市就是要让城市的能源和CO2排放量处于低水平，但要保证城市的快速和高效发展。清华大学谭纵波从低碳经济、生活和社会几个方面阐释低碳城市，指出绿色生态城市是以绿色低碳生产和绿色低碳产业为主导的产城融合的动力之城和以低投入低消耗方式进行休闲娱乐的活力之城。居住区建筑规划与社区治理不绿色，是目前在城镇居住区规划建设上又一问题[4]。居住区建设规划缺乏创新、无地域性，缺少绿色生活氛围和居住体验[5]。居住区与室外缺少过渡空间，造成邻里交往的绿色休闲空间不足，不但对治安不利，而且邻里缺少交往，容易导致心理问题。居住建筑形式与类型单调乏味，与欧美一些国家相比，缺少结合生活组织、灵活多变的特色空间，缺少室内外过渡空间，建筑与结构形式的绿色化不足。欧美居住区规模虽小，但个性化和精细化突出，注重生活氛围的营造和绿色居住空间的围合与品质[6]。

2 绿色生态城市住区的规划与建筑

绿色生态城市首先同城市生态系统紧密相关[7]。人、城市设施、空气、水系、绿化植被、城市生态系统等是从基础生态学方面认定的重要组成要素；居住购物、交通就医和健身文化等城市生活是非常重要的方面。但所有这些生态因子都是围绕物质层面的因素。同时，我们还要注意到城市是承载“人、建筑、居住区和城市环境”的物质载体，要创造绿色城市的生态系统，还要注重人的精神层面的需求，社会层面和人文精神的同时建设，同绿色生态城市与社会有着更为关键的联系[8]。可见，狭义生态概念侧重物质层面的概念，不能充分反映绿色生态城市的生态文明建设，只有包括人文精神层面的“多位一体”的广义生态概念和绿色生态文明建设与广义的绿色生态环境理念才能全面体现人与自然社会的和谐关系。

2.1 绿色生态环境理念的探讨

具有不同居住体系特点的绿色生态住区文化有着自身发展变化的规律，文化要素、人的要素以及房屋建造的绿色技术和绿色材料要素、生态环境要素的有机结合，最终形成了绿色住区文化的载体—绿色生态建筑和绿色生态城市[9]。绿色生态城市和住区建筑与其相适应的住区文化之间存在着密切的联系，这一体系之中部分因素的变化，如绿色建筑建造技术、绿色材料革命变化以及人们生活生产方式的低碳绿色变化，必然对绿色城市和住区建筑的存在和发展产生积极影响。从住区文化的角度来看，围绕着人的住区文化，绿色生态文明和绿色生态环境理念具有精神层面和物质层面的双要素特点[10]。

2.2 绿色生态建筑规划

2.2.1 对绿色生态建筑规划的解析

按照绿色生态学上对绿色生态建筑与城市的定义，绿色生态建筑工程是为了控制绿色生态系统，应用自然界的可再生能源作为主要能源来减少对自然生态系统的破坏。绿色生态建筑工程是应用绿色生态系统中物质共生与物质循环再生原理、绿色结构与建筑功能协调原则，结合最优化方法设计、分层多级利用建筑与城市物质的绿色生态系统，绿色生态建筑系统工程是系统工程和绿色生态系统的结合，即调整、规划，模拟、预测、设计实施、利用管理、评价和分析等建筑系统工程技术，对绿色生态建筑与城市系统进行管理和设计的技术。这种仅直接关联物质再生与物质循环再生、绿色结构与建筑功能协调原则，促进分层多级利用绿色建材物质的建筑生产工艺系统是对绿色生态建筑工程的狭义理解[11]。如下图1所示，从图中的模拟结果可以看出，该户型的自然通风效果良好，从改善室内空气品质来说，平时注意通风时间；房间内整体风速较为均衡，最大风速1.69m/s。房间的开启面积与地板面积比均大于8%，满足绿色建筑评价相关要求。如图2所示，六安新城春天小区某户型房间建筑采光效果良好，符合绿建要求。

图1 六安市新城春天小区户型房间内部空气龄云图

图2 六安市新城春天小区某户型房间采光效果图

2.2.2 六安市新城春天小区规划的分析

按照建筑与城市系统论的观点，绿色生态建筑系统和复杂城市住区社会系统肯定会发生关联。社会和文化的活动势必影响到绿色建筑生态系统，也是生态系统的一部分。因此，在城市规划上的功能设计安排十分重要，将直接决定绿色生态环境[12]。在做六安市新城春天小区规划时，我们合理安排市民的各种活动，减少对自然环境的破坏，注重保护自然环境和历史建筑，同时又满足市民的生产、休闲、学习和工作，提倡低碳绿色交通出行方式。高品质的绿色低碳城市设计和绿色住区规划、绿色生态建筑设计、延长绿色建筑的全寿命使用周期，最大限度地节地节能节水节材节约各种资源是与广义的绿色生态建筑工程息息相关的，如图3所示。

图3 六安市新城春天小区绿色生态规划建筑图

2.3 复杂城市系统中居住区人文社会系统与物质系统的协调

2.3.1 人文社会系统

社区是城镇和市民联系的纽带。从广义的绿色生态城市和住区的理念解析中可以发现，围绕市民所居住的城市社区，是城镇生活组织的基本单元，它连接着城市政府与家庭居民。住区和社区建设对于保证社会保障、邻里关系融洽、宜居与活力、工作与生活、身体与心理健康等一系列社会问题起着关键的作用。物质层面和精神层面的建设协调统一是新时代社会发展的重要目标。

2.3.2 建筑与城市物质系统

绿色生态居住区建筑与规划设计更侧重于住宅建筑、交通道路、配套公共设施和绿化景观等物质生态系统的循环[13]。在快速城镇化的背景下，面对各种新的需求，住区建筑在物质层面上的规划设计要结合人文艺术层面的创新。例如，交往空间的问题，各种矛盾的化解，正常邻里关系的建立，都需要沟通与交流的场地。充满生活艺术气息的各级休闲交往空间:空中花园、平台门廊、架空廊道、泳池露台、庭院场地等积极空间，对维持富有活力的社区生活非常重要，其建筑规划设计要组织起社区生活的骨架，建筑与场地的物质系统对人文社会系统起支持和保证作用，如图4所示。

图4 六安市新城春天小区中心景观绿化生态图

绿色生态建筑和城市住区在绿色生态方面要注重居住用地的选择问题：应避免与运动场地、城市边缘农田、城市绿地等争地，利用废弃工业用地、可改造的荒地等；适当提高建筑密度以节约用地，有效使用可再生自然资源和当地乡土材料；用低碳和可持续的理念选择交通方式，同时决定公共服务设施、学校、就业场所、商场的通勤距离；此外还要考虑环境低影响建造设计策略，通过改造现有建筑，选择被动式节能和简便适用的设计建造方式，共享功能、节能措施和方便维护等；有机屋顶花园和生态景观。如遵循可持续农业原则的合作住区，种植有机作物，不仅有经济效益还能美化环境，增加住区居民合作的工作机会，绿化景观的后期维护(如图5)还使居民有良性互动的机会。

图5 六安市新城春天小区中心水景绿化生态图

城镇住房短缺、交通拥堵、停车用地紧张、城镇人口激增等问题繁多，只有建筑与城市物质系统的协调统筹，才能使绿色生态宜居得到保障。要充分利用地面层的衔接功能来解决交通停车问题，衔接地面及上下层空间，上衔接地上人行系统、上层商住办公、地面架空空间等流量，下衔接地下空间的交通及停车流量。

3 六安市新城春天小区绿色建筑隔声设计的实证分析

以隔声设计为例对六安市新城春天小区绿色建筑构件隔声性能进行分析，本文使用影响我国建筑声学界的艾尔杰里的两个经验公式，这两个经验公式是建筑师进行隔声设计的重要依据：

R=23lgm-9 (m≥200 kg/m2)R=13.5lgm+13 (m≤200 kg/ m2)

围护结构构造

外墙类型(自外至内)：玻纤网及专用砂浆保护层(5.0 mm)+膨胀玻化微珠无机保温砂浆(40.0 mm)+水泥砂浆(20.0 mm)+煤干石砌体(200.0 mm)+水泥砂浆(20.0 mm)，浅色饰面砖及浅色涂料的太阳辐射吸收系数 0.50；

楼板类型：水泥砂浆(20.0 mm)+钢筋混凝土(120.0 mm)+水泥砂浆(20.0 mm)；

外窗类型：塑钢普通中空玻璃窗(5+9A+5)，传热系数 2.70 W/m2·K，玻璃遮阳系数 0.89，气密性为 6 级，可见光透射比 0.40；

凸窗类型：塑钢普通中空玻璃窗 (5+9A+5)，传热系数 2.70 W/m2·K，玻璃遮阳系数 0.89，气密性为 6 级，可见光透射比 0.40。

表1 六安新城春天小区建筑外墙构造

外墙的综合面密度计算为：

《建筑隔声设计——空气声隔声技术》书中，推荐使用经验公式：

R=23lgm-9 (m≥200 kg/m2)R=13.5lgm+13 (m≤200 kg/ m2)

六安市新城春天小区外墙的单位面积质量为 386.7 kg/m2≥200 kg/m2，根据经验公式计算得：R=23lg386-9=50.49 dB。

结论：六安市新城春天小区外墙的空气声计权隔声量为 50.49 dB，大于 47.5 dB，符合国家的绿色建筑设计标准。

4 绿色生态建筑与城市物质系统和居住区空间层面的建筑规划设计策略

4.1 风环境的影响

本研究对六安市新城春天小区周边风环境状况，主要从室外风场分布情况，通过风速、风压、空气龄、风速放大系数四个因素进行了分析评价。综合各评价依据中对于室外风环境的要求，具体如下：1)冬季典型风速和风向条件下，建筑周围人行区距地1.5 m高处，风速V<5 m/s， 风速放大系数小于2；2)过渡季、夏季典型风速和风向条件下，场地内人活动区不出现涡旋或无风区；3)本研究中还对各个季节项目建成前后的风场进行了对比，分析了项目建成后对周围建筑的风环境产生的影响，提出改善措施，降低对周围建筑风环境产生的不利影响。

4.2 建筑规划策略

绿色生态建筑城市和住区的设计规划是建立在保护自然环境、方便工作生活学习和低碳绿色出行的基础上，提供建筑城市物质系统和空间系统的设计规划。谨慎选址，合理组织规划结构和建筑空间，包括半公共空间、半私密空间、私密空间和公共空间。借鉴中国园林建筑和传统民居，利用被动式节能技术，达到人居环境绿色生态的目的。利用场地变化、室内外空间差异化、相互渗透的过渡空间、内庭院、天井、廊轩、亭台、楼榭、风水处理等空间来丰富层次，当今高档中式住宅仍采用园林式住宅特色设计手法，使建筑融入绿色大自然(如图6所示)。同时要注意新冠疫情对城市住区规划设计和建筑设计的影响，适当控制建筑的间距和密度，融入慢行交通体系(如图7所示)。

图6 六安市新城春天小区绿化分析图

图7 六安市新城春天小区慢行道路分析图

5 结语

以上就是笔者以六安市新城春天为例对绿色生态建筑与城市居住区的实证分析研究，绿色生态建筑与城市的物质系统处理还包括:高效的建筑设计和城市规划以提升城市住区和建筑的绿色品位，增加其利用价值，延长建筑使用寿命，不易被拆除更新；低碳低影响的建筑规划设计策略，符合绿色生活规律，经济适用；注重项目选址和环境保护、永续建筑与场地利用，传统历史文化建筑的保护和绿色低碳交通出行方式。为建筑城市和住区生活提供公共空间的步行道可同时兼作建筑与住区防灾、消防场地与设施；绿色住区与城市建筑的物质系统:景观绿地、交通、公共配套设施、住宅和场地的永续发展，参照绿色生态系统平衡的原理，优化绿色生态系统配置，保证人居环境卫生和健康、综合考虑建筑和生活垃圾的处理和回收；运用绿色生态建筑的绿色材料、低碳节能、节水和资源循环利用、被动式适用技术等设计策略。