夏熱冬冷地區居住區設計應注意的問題

白 舸 王前驥

進入21世紀以來,隨著我國社會和經濟持續快速的發展,加上前所未有的房地產開發熱潮,大量的居住區如雨后春筍般涌現出來。其中不乏一些優秀的居住區設計作品,如深圳的萬科四季花城,北京的泛海國際等。這些成功的居住區不但滿足了人們對于居住環境的新要求,也推動了城市的現代化建設。許多開發商開始爭相學習他們的成功經驗——引入國外的設計風格和理念,或是干脆照搬他們的成功案例,然而卻因為沒有考慮到項目所在城市的自然條件和氣候特點是否合適,最終適得其反,產生了許多問題。

1 夏熱冬冷地區以及武漢的氣候特點

我國分為嚴寒寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖三個氣候區。夏天炎熱冬天寒冷的地區集中在30°～40°緯度之間,特點是夏季比較炎熱干燥,白天溫度為30℃～35℃,最高可達37℃～39℃,甚至40℃;冬季較為寒冷,氣溫一般在零下10℃～5℃之間;其相對濕度變化較大,白天為30%～40%,夜晚則達80%。這種氣候區冬夏兩季十分依賴空調,只有春秋兩季可以通過自然通風獲得較為理想的居住環境,我國長江中下游的大部分地區都屬于夏熱冬冷地區。

武漢地處長江中下游,江漢平原東部,是標準的夏熱冬冷地區。

武漢的氣候有雨量充沛、日照充足、四季分明、夏季酷熱、冬季較冷的特點。武漢夏季極長,達到135 d,由于地處北緯30°,夏季正午太陽高度可達 83°;加上居于內陸、距海洋遠、周圍地形如盆地,集熱容易散熱難;河湖多、晚上水汽多,還有城市熱島效應和伏旱時副高控制,因而城區氣溫最高可以達到42℃,極端氣溫最高44.5℃,十分悶熱,是我國三大火爐之一。而武漢的冬季雖然絕對溫度在0℃左右,但由于水系多,濕度很大,加上地處南方,沒有集中供暖設施,武漢的冬季寒冷刺骨,更甚于北方氣候干燥條件下的冷。在這種夏熱冬冷,差異明顯的氣候條件下,空調成了武漢居民必不可少的家電。而過多的依賴空調勢必會消耗大量的能源并對環境造成危害,所以將節能環保的綠色設計理念貫穿到武漢居住區的規劃中,提出武漢居住區設計應注意的一些問題,不僅是為武漢今后的居住區提供一種設計思路,也是為夏熱冬冷地區其他城市的居住區設計提供一個參考。

2 夏熱冬冷地區居住區設計應注意的問題

2.1 住宅宜南北朝向,避免東西朝向

夏熱冬冷地區,夏季溫度高,濕度大,雨水多,而冬季則寒冷刺骨,為了節能環保,減少空調的使用,應盡可能掌握冬夏兩季的風向。以武漢為例,夏季主導風向主要來自東南方,冬季主導風向則主要來自北方。在夏季引入東南風,可保持居住區內部環境涼爽,而當住宅與夏季主導風向角度控制在 30°～60°之間時,對居住區內部的自然通風較為有利。在冬季為了阻擋北風,減少北風對居住區內部的侵襲,住宅宜與冬季主導風向垂直。

武漢夏季酷熱冬季寒冷,夏季應減少太陽輻射對室內溫度的影響,而冬天則應盡量多的接受日照提高室內溫度。一天之中12:00輻射量最強,10:00和14:00次之,但14:00是一天中氣溫最高的時候,此時太陽已逐漸落向西面,所以夏季應減少西曬對室內溫度的影響,避免住宅出現東西朝向。冬季時,由于在北半球的武漢南面的日照最為豐富,此時為了增加日照時間,住宅南北朝向最為有利。

由以上對于主導風向和日照的分析可知,對于武漢的居住區來說,站在節能環保的角度上,住宅適宜正南北到南偏東15°這個朝向范圍內,這樣既可以與夏季主導風向保持在一個合適的角度利于居住區的通風并阻止冬季北風的肆虐,又可以在夏季避免西曬并保證冬季日照。

2.2 居住區布局應注重采光通風

在滿足日照間距的基礎上,居住區設計時,首先將體量小,層數低的多層住宅布置在用地南側,然后住宅層數和住宅體量逐級提升,將體量最長,層數最高的高層住宅布置在用地北側,利用南側住宅山墻面間的空間和居住區道路形成無障礙的風道,迎合夏季的東南風進入整個居住區,而北側建筑的體量和高度又可以擋住冬季的北風。這種建筑布局形式不僅引導了風向,強化了夏季風減弱了冬季風,而且節約了用地,提高了居住區的容積率,最大程度的減少了前排建筑對于后排建筑采光通風的影響,使冬季室內陽光充裕,更由于布置了不同體量和層數的住宅,讓居住區的戶型變得豐富而多樣化。

2.3 增加植物綠化,減少硬質鋪裝

對于武漢這樣一個夏熱冬冷的地區,應該避免大面積的硬質鋪裝,以綠化取代。在居住區道路兩側以及廣場、游園的居民聚集區域應種植樹冠較大的落葉喬木,夏季枝繁葉茂為居民遮陰蔽日,冬季枝葉凋零還居民溫暖陽光。其他區域也應以喬木和灌木為主,無法種植喬木的地方,如地下停車場的上方,也應種植草地,地面的停車位也可鋪設植草磚增加綠化面積。在條件允許的情況下,更可以設置屋頂綠化和墻面綠化,減少夏季頂曬和西曬帶來的太陽輻射,使室內冬暖夏涼。

如此將綠化深入到居住區的每個角落,一方面利用植物互相映襯、四季變換的特點,創造出自然優美的居住區景觀;另一方面發揮植物相對于石材水泥在保溫隔熱、改善空氣質量方面的優勢,給居民帶來了舒適環保的居住區環境。

2.4 建筑單體要考慮節能問題

近年來,武漢的住宅設計十分偏愛效仿歐洲的建筑風格——如英倫風格,法式風格,地中海風格等等,各種宣傳鋪天蓋地。居住區有自己獨特的設計風格并沒有錯,但卻不能忽視與武漢本地氣候特點的結合。如英倫風格的大面積落地門窗,是因為倫敦四季溫差小,夏季涼爽,冬季溫暖,雨霧較多,所以需要加強室內的采光卻不用太多的考慮隔熱保溫的問題。但武漢若采用大面積落地門窗,則夏季陽光通過門窗輻射入屋內的面積增大,冬季屋內熱量透過門窗流失量增多,降低了建筑的隔熱保溫效果。

因此,在引入國外設計風格的同時因地制宜的對建筑作出調整,才能符合武漢的氣候條件。首先,建筑外墻材料除了要滿足夏季白天具有良好的隔熱性、夜間散熱快外,還要求冬季有良好的保溫性,采用淺色的外表面也能在一定程度上減少夏季熱量的吸收。然后,在住宅平面設計時,一方面要避免建筑內凹部分過深采光不足,另一方面要盡量使房間更多的布置在南面,利用太陽輻射減少冬季采暖能耗。最后,門窗的大小和位置要適中,既要保證夏季的穿堂風、減少外部輻射熱,又要降低冬季室內熱量的流失。

3 結語

十七大之后,武漢被國家確定為“兩型社會”實驗區,再加上武漢在“中部崛起”戰略中的地位越來越突出,武漢未來會保持強勁的發展勢頭,大規模的城市用地將不斷的投入到各項建設中。居住區建設作為其中的重要一環,將對武漢的發展起到舉足輕重的作用。在居住區設計中融入節能環保的理念,不僅符合武漢的氣候特點,更是貫徹了武漢“資源節約型,環境友好型”的社會發展目標,為居民創造出功能完善、環境幽雅、安全舒適的美好家園。

自1992年聯合國通過《21世紀議程》以來,全球范圍內掀起了一股可持續發展的熱潮,夏熱冬冷地區作為對空調依賴較大的地區,要做到可持續發展,必須運用一切方法減少能源的消耗。在居住區設計方面,參照武漢應該注意的一些問題,結合各個城市本身的氣候特點,充分利用自然條件,減少空調的使用,必將達到節能環保的目的。

[1]譚縱波.城市規劃[M].北京:清華大學出版社,2005.

[2]朱家瑾.居住區規劃設計[M].北京:中國建筑工業出版社,2000.

[3]趙石剛.西方近代城市設計思潮與中國城市居住區發展研究[D].天津:天津大學碩士學位論文,2007.

[4]劉志永.淺談自然通風原理與建設設計[J].山西建筑,2008,34(32):69-70.