生态视角下老旧社区改造策略研究——以武汉市华农东宝积苑社区为例

文／闫栋梁 武汉大学城市设计学院 硕士研究生

胡思润 武汉大学城市设计学院 副教授

引言

城市是社会资源交换、人才流动、生产活动的核心地，但也是全球碳排放的主要来源。据联合国统计，城市碳排放占全球排放总量的75%。而社区作为城市组成的基本单元，居民日常活动与城市建设活动都于此发生，这些活动像细胞一样每时每刻都在进行碳交换，并由此产生连锁反应影响到整个城市、国家乃至全球。城市老旧社区由于诸多方面的落后状况，俨然成为了高能耗的代表性类型。所以，发展生态型社区对构建生态、绿色、低碳的全球生态环境有着至关重要的作用。

1 国内老旧小区改造研究现状

目前，国内对老旧小区改造方面的研究主要包括公共服务与基础设施更新、景观绿化丰富、道路交通梳理和形象装饰美化等方面。如在老旧住宅外部增设电梯，公共空间增设无障碍设施等适老性改造[1]；或者对小区环境进行美化，应用传统符号来探讨传统元素在现代住宅中的历史性回归[2]；还有对老旧社区开放空间及人车道路系统从城市层面进行修补优化[3]；还有通过对高密度居住空间的研究，解决小区的封闭感，以及城市与建筑外部边界空间的开放与融合问题[4,5]；此外，部分研究还聚焦于特色老旧小区历史保护，以“微更新”的方式介入，进行更新改造[6]。

可以发现，大部分研究都重点关注于老旧小区功能完善、基础设施更新与形象的翻新等方面，而较少从生态化视角进行深度剖析。而通过实地调研发现，宝积苑小区在建筑的室内外物理环境、居民活动的碳循环路径、树木景观系统以及海绵性地表系统构建等方面存在着突出问题，老旧小区的改造与生态要素息息相关。因此本文从生态化更新的角度探索创新性的老旧社区改造策略，以实践寻求突破。

2 项目概况

武汉市华农东宝积苑社区位于华中农业大学内部（图1），建于20 世纪50 年代。其东部为教学区，文化气氛浓郁。西部和北部是成片教职工住宅区，生活比较便捷。场地附近有四个校园巴士站点，北部有南湖大道。社区内有23 栋建筑，共280 户。建筑类型上包括建成于20 世纪80 年代的五层住宅楼和50 年代的两层红砖住宅楼，两种住宅都是砖混结构（图2）。

图1 宝积苑社区区位图（图片来源：作者自绘）

图2 宝积苑建筑类型图（图片来源：作者自摄）

社区虽然树木密度较高，但夏季空气湿度大、流动性差，居民会有潮湿憋闷的感觉。室外公共空间绝大部分为不透水硬质铺装或沙化严重的土质，不能参与海绵城市的水循环系统，且被大量居民停车所占据，形成吸引力很低的消极空间。社区建筑为年代较久的老旧住宅，部分住宅立面在美化工程中得到修缮，但实际的室内居住环境品质较差，户型的功能组织、设施配备早已落后于时代要求，风光热等自调节能力差，自身已经成为了典型的高能耗建筑。

3 社区现状生态问题

生态化从内核上说是人与自然和谐的文化价值观，是生态系统可持续前提下的生产观，也是满足自身需要又不损害生态环境的自然观。对于老旧社区改造，相比推倒重建而言，对其进行针对性改造无疑是节省人物财力以及能源消耗的明智举措；而从生态角度出发的老旧社区改造，则是在此基础上进一步探索，致力于提升社区原有碳氧循环模式的转换效率，最终实现以尽可能小的经济投入获得尽可能多的人居环境收益。此外，改造中注重整体性生态改造，不是仅某一方面的生态化，而是关注多种要素整体层面上的生态化，更是兼顾了社会、经济、环境三者的整体协调发展，实现系统上的改造升级。

3.1 光环境现状

自然采光在住宅建筑中占有非常重要的地位，而本社区住宅正面临这样一个突出问题。这是由于华中农业大学内树木繁多，且高度大概在15 ～18m 之间，而住宅建筑相对低矮，因此，虽然在夏季有较好的遮阳效果，但却严重影响了住宅建筑的冬季采光。在问题的验证过程中，首先建立等效的场地现状模型，继而运用grasshopper 中性能模拟软件对建筑日照情况进行模拟，分析结果发现社区住宅大寒日日照时长均在1.5 小时以下，明显不能满足每户每天至少有2 小时的日照规范要求。因此，改造过程中要首先对住户采光进行优化（图3）。

图3 社区大寒日日照时长图（图片来源：作者自绘）

3.2 风环境现状

风环境是影响社区舒适度的重要因素。查阅武汉市南湖全年风玫瑰图，得知宝积苑社区夏季盛行东南风，冬季盛行北风和西北风。为准确把握场地的微气候，运用斯维尔绿色建筑软件对场地风环境进行分析，从夏季风速云图可知，社区中部、北部等区域风场风速为0.17m/s ～1.36m/s，因此夏天空气难以流通，环境舒适度较差。仅南部多层住宅宅间区域风速偏高，最高风速为4m/s；冬季室外风速维持在0 ～0.994m/s 之间，属于低风速，较为适宜（图4、图5）。

图4 夏季速度云图（图片来源：作者自绘）

图5 冬季速度云图（图片来源：作者自绘）

3.3 地表排水现状

社区地表现状分为硬质铺地与绿地两种情况。调研发现，场地中心广场区域为大面积硬质化处理，导致地表排水不畅，不具有蓄洪能力。诸多场地用作停车场形成消极空间，不能吸引居民驻足活动，基本处于闲置或半废弃化状态。此外，建筑组团宅间绿地由于长期缺乏整修和管理，土地沙化现象明显，地表已硬质化。雨季来临时雨水四处漫流，已失去其应有的参与地下水循环、渗水防灾的作用。宅间空间也是居民日常生活最易到达、使用频率最高的场地，承担着社区康养、休闲活动、增加邻里交往乃至于增强居民社区归属感等角色，具有非常重要的作用。

3.4 住宅本体现状

社区内建筑分为两类：20 世纪50 年代的两层红砖历史住宅和20 世纪80 年代的五层砖混住宅。其中红砖历史住宅经修缮改造保存完好。五层砖混住宅问题颇多，建筑为集中式联排住宅，户型内有黑厕所，采光通风均存在一定程度的问题；此外屋面设施暴露老化，建筑能耗增大；由于外墙材料为普通混凝土，其热导率大，保温隔热性能较差，导致冬季室内热量快速散失，夏季热量又易传入室内。

4 宝积苑社区生态改造策略

4.1 住宅采光环境改善

针对社区住宅冬季采光不足的现状，采用对场地部分树木进行移栽的策略。在移栽的过程中，以少改动、高收益为原则，多方案对比选择效益最高的移栽方式。由于两种建筑类型自身差别较大，加上各自场地树木高度、树冠大小有所差异，因此需要分别进行模拟分析从而探索最优解。

多层住宅组团在移栽树木之前，南向住户全年采光辐射量在150.44kwh/m2以下。而后模拟了三种树木移栽方式，由图6 可观察到：在移栽相同数量树木的情况下，移栽南窗树木后南向住户全年采光辐射量在613.74 ～767.18kwh/m2；移栽北窗树木后全年采光辐射量在153.44 ～306.87kwh/m2之间；间隔移栽树木后全年采光辐射量在306.87 ～613.74kwh/m2之间，综上得到移栽南窗树木的采光提升效果最佳，经济性最好（图6）。

图6 多层住宅采光改造多方案对比（图片来源：作者自绘）

而两层住宅组团在移栽树木之前，南向住户全年采光辐射量在205.46kwh/m2以下。同样模拟了三种树木移栽方式，可观察到：在移栽相同数量树木的情况下，移栽南窗树木后南向住户全年采光辐射量在456.70 ～608.94kwh/m2左右，移栽北窗树木后南向住户全年采光 辐 射 量 在304.47 ～456.70kwh/m2之 间，间隔移栽树木后南向住户全年采光辐射量在608.94 ～761.17kwh/m2之间，综上得到间隔移栽树木的采光提升效果最佳，经济性最好（图7）。

图7 两层住宅采光改造多方案对比（图片来源：作者自绘）

4.2 住区风环境改善

根据不同季节社区风环境的特点，设置风道组织气流，达到改善场地风环境的作用。由于宝积苑社区夏季室外环境潮湿闷热，不利于居民进行户外活动，对风环境的有效改造能缓解这种状况。根据现状分析可知，夏季整个社区高风速区域很小，结合宅间空间单调和碎片化的现状特征，我们利用南部多层住宅东部端头的较高风速区，设计了一条包含多个小型空间节点的双层游憩路径——通过对东侧底层和二层进行部分拆除架空，但保留山墙面形成导风墙，同时多层住宅二层灰空间串联成空中通廊的方式，达到引导气流，强化自然通风的效果。

另外，室内风环境也是影响住宅居住品质的重要指标之一。多层砖混结构板式住宅，卫生间为暗卫，所在山墙面为两个单元叠拼面，没有对外窗洞，因此长期无法正常通风采光。多层住宅户型经过改造后（图8），扩大了南侧的窗墙比，南侧房间采光性能得到了很大的提升，同时卫生间北侧增加的垂直中庭很好地改善了原本的恶劣环境。运用斯维尔绿色建筑软件分析发现，改造后的平面热压拔风效应明显，室内综合光性能显著提升，较好地改善了人居环境。而两层砖混结构住宅，建筑单体由两个对称单元构成。该户型采光通风都较差，南侧的楼梯对采光影响比较大，墙面窗洞较少。对两层住宅户型的改造，主要扩大了北侧窗墙比，另增设了南侧和东侧山墙面开窗，使得客厅和走廊得到了更充足的天然光，调整室内卫生间的位置，使户型功能更为合理，且环境性能得到了进一步的提升。

图8 户型风环境改造前后对比（图片来源：作者自绘）

4.3 住宅户型改造

社区多层住宅属于20 世纪80 年代的样板户型。住宅结构为砖混结构，每套户型面积在65m2左右，且由于当时居住区规范的不完善，厕所位置设计不合理，餐厅面积小、光线幽暗。户型之间以联排方式建造，导致了黑厕所，其采光、气味以及排污系统都需要解决。

户型改造过程中采用“小而微”的针灸改造方式。通过权衡多种调整方式后，在保证单个房间正常使用的前提下，将两侧厕所位置南移，中间中空形成小型庭院空间，联排拼接的5 层竖向庭院空间能够形成狭管效应，兼具拔风和采光的作用，很大程度地改善室内居住环境；在立面上保持原有的窗墙位置，仅将客厅和卧室的窗改为落地窗，增加户型的采光面积和室内照度，进一步改善室内的光热环境（表1）。

表1 多层住宅户型生态改造策略（表格来源：作者自绘）

4.4 地表海绵系统改造

针对社区地表系统的现状，提出一系列结构性的海绵改造策略。首先，由于社区由北向南地势逐渐降低，在中心广场区域到达最低点。在场地增设大量植草沟并在其下铺设排水管网，相互连接形成蓄水系统，然后通过雨水下渗径流的方式，最终汇聚到中心广场集中处理。并在雨水汇集路径上设置水阀水泵，根据实际降雨量进行调节，一定程度上起到防治洪涝灾害的作用，提高社区的韧性[7]。

其次，中心广场场地面积较大，改造中增设多种活动场地，包括集中性、组团性活动场地和绿地，还有居民共建共享的生态农场等。活动场地原有硬质铺地改造为透水性能好的铺装，降低绿地的标高引导雨水径流。积蓄的雨水通过过滤系统的处理可用于灌溉种植农场、花草等社区植物，形成社区内雨水系统的闭环利用，推动社区的可持续发展。

另外，由于多层住宅宅间绿地沙化现象严重，设计多功能调蓄雨水花园进行改造。主要包括道路生态系统和景观雨水系统两部分，道路生态系统通过设置通道式透水砖铺装、阶梯式排水铺装、雨水收集亭和透水性游廊等措施，雨水能快速有效地渗入地表；景观雨水系统则通过生态型草坪、微生物蓄水池、下洼绿地对雨水进行过滤、积蓄。既为居民提供了日常休闲活动的场地，且符合海绵城市的建设要求[8]（图9、图10）。

图9 道路生态系统与景观雨水系统（图片来源：作者自绘）

图10 中心广场海绵性改造（图片来源：作者自绘）

4.5 光伏屋顶改造

目前光伏设施在老旧社区改造中的作用被日益重视，其节能减排的效益十分突出，且光伏建筑一体化技术已应用多年逐渐趋向成熟。一般情况下，屋顶全年所受辐射量最大，是结合光伏设施的最佳位置。在本社区中将多层住宅屋顶进行平改坡改造，主要考虑3 方面原因：一是坡屋面更利于布置光伏组件形成最佳倾角；二是原屋面已经破旧，防水层多处渗漏，通过改造为光伏坡屋顶，可增加一道防水屏障，降低渗漏风险；三是新加建的屋顶可在夏季形成隔热层，有效改善顶层住户的室内温度。[9]

结语

在国家碳达峰、碳中和的宏观背景下，老旧社区的生态化建设值得深入地挖掘和践行。老旧小区改造既是一项关乎群众切身利益的举措，又是一项复杂的系统工程。在老旧社区的生态化改造中，公共基础设施、建筑室内外风热环境、海绵性工程、居民活动的碳循环路径、人车道路交通体系、景观配置等状况都各不相同，所以需要设计者细致地考察现实情况，同时建议结合新型的技术模拟手段，从而择优选择科学明智的改造方式。在未来生态城市、可持续性城市的发展方向之下，老旧社区的生态性改造会被投入更多的精力。扎实地应对老旧社区生态化问题，并积极地获取当地政府部门与相关企业的支持，才能让老旧小区从实质上焕然一新，从而避免沦为治标不治本的“粉饰工程”。