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从时间维度思考经济适用房的生态设计——以常州为例

  • Update:2014-09-01
  • 史 洪,常州工学院艺术与设计学院;刘仁富,常州市住房保障中心
  • 来源: 《装饰》杂志第5期
内容摘要
文章从昼夜更替、四时轮回、历时变化三种相对不同的时间维度,结合常州地区已建经济适用房示范项目,思考时间观对经济适用房生态设计实践的重要影响及意义,旨在推动我国经济适用住房的可持续发展。

经济适用房的生态设计将经济适用房作为一个生态系统,研究其中物质的循环、能量的流动和信息的传递。显而易见,其中“循环”、“流动”、“传递”都表示时间维度上物质的变化,可见从时间维度研究经济适用房的设计与生态观相契合,并且能够开拓思路,从传统的对空间的三维度研究扩展到加入时间的四维度研究。
自然万物随时间的变化,给人类带来了丰富多彩的视觉感受和审美体验。昼夜更替、四时轮回,历时变化对于一个居住空间而言,除了视觉效果上的明暗色彩差异,在能量的流动和传递上也表现出完全不同的形式和特征,研究并利用其规律有助于提高住宅建筑生态设计效率,推动经济适用住房的可持续发展。

表 1. 常州经济适用房项目部分成套技术


1. 经济适用房F 户型和B2 户型2. 小高层住宅阳台挂壁式热水器3. 住宅群体规划4. 经济适用房小区植被照片5. 设计建筑与节能标准能耗比较分析

一、昼夜更替
白天,随着太阳角高度的变大,室内外空间接受的光和热开始增加。日照给住房带来了光能和热能。光能可以增加室内采光,减少人工照明时间;还可以通过机械设备转化为其他能源为人类所用,如通过光电转换设备转化为电能。热能对室内最直接的影响是提高室内温度,但是不同季节要区别对待。另外热能也可以通过机械设备转化为其他能源,如通过热电转换原理转换为电能。
节能建筑应该包含下述两层含义:一是指在所处的地理气候、技术经济条件下,在规划和设计阶段充分考虑可再生能源的被动式利用,将对主动式设备的需求减少到最低限度[1]。经济适用房的生态设计,白天就是要增加光能的被动式利用和热能的适时被动式利用。见图1[2],常州经济适用房示范项目户型图F 户型和B2 户型,F 户型建筑面积74.5 平方米,B2 户型88 平方米。两户型的共通特点是南北向进深不超过12米,利于室内通风;卧室、起居室设于南北两端,便于采光;南北卧室或起居室都设有阳台或飘窗。阳台可以做热能缓冲和隔断空间。冬季阳台相当于太阳房储存热能,夏季关闭阳台和卧室间的移门将部分热能隔离在卧室以外。通过不同季节对热能的不同运用,达到节能目的。
在经济适用房的建设中对自然能源的被动式利用是设计的首选,但是利用适宜技术也是科技进步的必然趋势,居民生活水平提高的必然要求,而且新技术在经济适用房中的试用,有利于在其他普通住宅中的推广。见图2,常州经济适用房项目采用的太阳能利用技术。小区内多层住宅屋面使用了太阳能热水器,预留了上下水管道。小高层塔式住宅在每层阳台南侧设置了挑板,放置太阳能热水器,既方便了住户的使用,又丰富了建筑立面,解决了以往除顶楼外其他楼层不能使用太阳能热水器的问题。
夜晚,随着夜幕的降临,室内外空间照明从自然采光模式进入到人工照明采光模式,采光的行为由使用被动式可再生清洁能源转变为使用主动式不可再生并具有一定环境污染的能源。从生态学的角度考虑,此时节能的方法有两种:一是将白天的能源储存到夜晚使用,如利用太阳能光电转换原理制成的太阳能室外灯具,在经济适用房社区室外使用太阳能灯具能减少社区公共用电的开支;二是在必须使用主动式设备的情况下,尽量提高设备的能源利用率,将主动式设备的能耗降到最低。在居室照明设计中主要体现在采用局部照明和使用高效节能灯具;公共空间的照明除了合理的照明设计,在人流通过频率高、停留时间短的区域设置声控感应灯具能够减少电能的消耗,延长灯具寿命。

二、四时轮回
春、夏、秋、冬四时轮回是自然界带给人类又一种记时礼物,人类在所处的室内外环境中感受时间的流逝。经济适用房的生态设计立足于常州地区四季变化鲜明的自然气候特征,通过优化室内外设计达到节能减排的生态目的。如常州经济适用房项目通过“隔、转、导”等生态手段减少建筑能耗。首先是“隔”,即提高建筑的保温隔热性能,项目通过运用成熟的成套技术和新型建筑材料,提高建筑外保温隔热性能,减少建筑采暖制冷能耗。见表1[3],常州经济适用房示范项目为提高建筑的保温隔热性能使用的成套技术。
其次是“转”,即资源的转换利用。常州经济适用房示范项目利用常州地区春夏季多雨的气候特点,运用雨水收集与河水综合利用技术,将大量的雨水收集起来作为小区日常花木养护、水景、洗车、洒路所需用水,如秋冬季遇雨水不足,则采用运河之水进行补给,从而从根本上替代了自来水,达到了节水的目的。
再次三“导”,指对季风的引导和利用。规划方面,常州经济适用房项目采取多层与小高层住宅结合布置的格局,见图3[4],东面的小高层住宅与多层住宅平行布局,有利用季风的导入;西北方向的小高层在冬季能阻挡一部分西北季风,地块西北角冬季会出现风力较小的微气候环境。另外在室内户型设计方面,所有户型均南北通风,并采用大面宽小进深的平面布局,有利于季风的导入,调节室内气温和空气质量。
如果说四季变化对室内而言是温度、湿度、光线等变化,那么对室外而言,除了这些还有视觉上的变化,古人早已把这些变化用诗句记载下来,如“万紫千红总是春”等诗句准确形象地描绘了四时变化带给环境的形与色的变化。从诗句中可以看出不同的植物具有营造不同时序景观空间的效果,这在中国古典园林造景中得到了很好的体现,此方法与自然生态观相契合。
常州经济适用房小区室外景观设计充分运用植物随季节变化而变化的特性,营造一个时序变化鲜明、形色丰富的室外景观环境,见图4。从生态的角度做到了以下几点:一是在植物种类的选择上优先考虑本土植物,本土植物成活率高同时也能节约运输成本。二是各类植物搭配设置增加室外景观层次,丰富景观效果,如常绿植物和落叶植物的搭配,灌木和乔木的搭配,不同叶形和不同颜色植物的搭配。三是在室外休息设施附近种植落叶乔木,夏天给庇荫,冬季不遮阳。四是综合运用植物学原理和艺术设计原理,使植物景观与季节相一致,让人在自己的居住空间享受四时变化带来的美感。

三、历时变化
历时变化不同于昼夜变化和四时变化,后两者循环往复,前者单向绝对,一去不复还。社会文化对室内外空间环境的影响是在不同的地域沿着时间轴进行的,在时间的熔铸之下,心—物的对应关系才得以产生[5]。经济适用房的发展不仅仅局限于建筑、规划设计的范畴,它是历时的变化过程中社会各要素综合作用的结果,社会的过去、现在和将来决定了经济适用房的历史形态、现在形态和未来的发展趋势。
首先,技术发展促使住宅建筑结构进步。现在,随着建筑技术的进步,在居室中除了就餐休息,还可以适当休闲娱乐,公共空间和私密空间互不干扰。将来,像很多发达国家那样,经济适用房会成为住宅新技术的试点,其成功经验不仅能运用于经济适用房等国家保障性住房,普通商品也能收益。常州经济适用房项目采用多种成套技术从各个方面提高建筑性能,如建筑与结构技术、节能和新能源开发利用技术、厨卫成套技术、管网成套技术、智能化技术、居住区环境及其保障技术、施工建造技术等。
其次,以人为本理念推动居住空间的人性化发展。经济适用房发展初期的根本目的是解决不断增长的城市人口的住房需求,其建造以满足人的基本物质生活为标准,从而达到节省建筑投资的目的。随着以人为本科学发展观在建筑中的推进,我国经济适用房的建设不再局限于经济的制约,而是更多地从宜人、舒适、便利、文化传承、节能环保等角度考虑经济适用房的建设。
再者,环保生态观促进住宅建筑节能发展。从上世纪70 年代开始,全球范围内环境问题日趋严重,环境保护引起人们的关注,“生态”的概念从西方传入我国,其影响渗透进我国能耗大户——建筑领域。据有关数据显示,我国建筑能耗占全国总能耗的三分之一。为了减少建筑运营能耗,我国在建筑节能的设计标准方面,经历了节能30%、节能50%、节能65% 三个阶段。节能标准的不断提高预示了在建筑节能方面要具有超前意识,不能以国家的最低标准为标准, 而要用将来时,即发展的眼光看待建筑节能,从经济适用房全寿命周期能耗衡量其节能情况。另外,能耗量直接决定了能耗费用,节省的能耗费用如果计入建筑投资,那么建造时用于经济适用房的节能经济投入也是可以抵消一部分的。见图5,常州某经济适用房示范工程高层住宅节能现状与节能标准的比较。图片数据显示在利用多项节能技术后设计建筑全年总能耗68448,比规范限制《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)低117997,达到节能率81.64%。

结语
从古至今,有房可居都是民心稳定、社会和谐的物质基础。经济适用房建设是关系我国万千百姓的民生工程,草率对待、短期安置都不可取,只有从一些示范工程抓起逐步推进、从长计议,在设计建设中从时间的维度考虑融入生态的设计理念,才能保证其长远、健康、可持续的发展。

注释:
[1] 冉茂宇、刘煜:《生态建筑》,华中科技大学出版社,2008,第214 页。
[2] 图1 资料来源常州住房保障中心。
[3] 表格1 资料来源常州住房保障中心。
[4] 图4 资料来源常州住房保障中心。
[5] 张杨:“ 空间• 场所• 时间———建筑场的基本构成要素”,《河北建筑工程学院学报》,2000.18(2), 第26-29 页。

参考文献:
[1] 周浩明:《可持续室内环境设计理论》,中国建筑工业出版社,北京,2011。
[2] 聂兰生:《21 世纪中国大城市居住形态解析》,天津出版社,2004。
[3] 冉茂宇、刘煜:《生态建筑》,华中科技大学出版社,武汉,2008。
[4] 王瑜:《环境艺术设计中的时空观问题探要》,东南大学硕士学位论文,南京,2006。

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