歷史街區低碳規劃設計的模擬優化★

陸桂艷 陳 玉 莫超宇 王永榮

(1.廣西大學土木建筑工程學院，廣西 南寧 530000； 2.華藍設計(集團)有限公司研究院，廣西 南寧 530000)

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·規劃·建筑·

歷史街區低碳規劃設計的模擬優化★

陸桂艷1陳 玉2莫超宇1王永榮1

(1.廣西大學土木建筑工程學院，廣西 南寧 530000； 2.華藍設計(集團)有限公司研究院，廣西 南寧 530000)

通過調查研究南寧市歷史街區銀獅巷街區的現狀，探討了建筑單體、建筑群體及外部空間的優化設計方案，并利用Ecotect和Envi-met生態模擬軟件，對街區現狀通風、采光等特征進行模擬分析，針對街區在低碳方面存在的問題，模擬優選出了銀獅巷街區最終優化的低碳規劃方案。

歷史街區，建筑布局，通風，采光，低碳建筑

隨著我國城市發展由增量型轉變為存量型，城市舊區的更新改造面積將遠遠大于城市新區建設。舊區的低碳更新優化是實現未來低碳城市的前提。本文通過Ecotect，Envi-met軟件對銀獅巷街區現狀進行模擬分析，找出現狀中存在的缺陷，通過軟件不斷地模擬優化，提取符合低碳理念的設計，得出最終更新改造方案。

1 銀獅巷街區現狀分析

1.1 街區概況

銀獅巷街區位于廣西南寧市中心，屬于“三街兩巷”歷史街區的一部分。銀獅巷街區是南寧商業文化的發源地，北宋年間即為古邕州(今南寧)商貿中心，到清朝南寧開埠，一直是政治、經濟和文化中心。基于其深厚的歷史沉淀，銀獅巷街區的更新改造必須充分考慮地塊的歷史文化承載，不能一味的引進新型的低碳建筑。

1.2 街區現狀分析

1)建筑布局。銀獅巷街區沿街為商業，內部布置住宅，沿街建筑均面向街道聯排布置。街區內功能復雜建筑類型不一，歷史街區肌理尚存，產權多樣較為復雜。

2)建筑朝向。建筑朝向是指建筑物多數采光窗的所在的建筑方位。銀獅巷街區大部分建筑均沿街道平行布置。沿街現代建筑均選擇朝向街道，傳統建筑則選擇主要窗開向院內。

3)日照間距。銀獅巷街區大部分建筑均為單位或個人自建，沒有經過統一的規劃設計，因此建筑排布多以最大化利用土地為準則建立，缺乏對建筑采光通風的考慮。根據《南寧市城市規劃管理技術規定》對普通住宅日照數量的規定：居住建筑間距應保證獲得日照要求的居住空間，其大寒日有效日照時間不應少于3 h；舊城區的住宅建筑日照標準可適當降低，但不應低于大寒日有效日照時間1 h的標準[1]，銀獅巷街區內大部分建筑尤其是地塊內部建筑日照均難以滿足。

4)公共空間。街區公共空間[2]主要包括休閑活動場地、景觀綠化場地、道路、停車場等。銀獅巷街區內的公共空間主要包括傳統建筑圍合的封閉院子、臨街建筑門前廣場、道路、地面停車廣場，只有在邊角的地方種植植物，吸收夏日多余熱量及CO2的能力很低。

5)單體建筑低碳現狀。現代居住建筑對低碳考慮很少，室內的大量空間采光通風不佳，密度大導致低層的室內空間常年陰冷潮濕。建筑西面墻壁及頂樓均無遮陽設施。傳統民居建筑尺度和體量多為三進式，建筑內部設置院子或天井，以增加室內外空氣對流，增加通風并保證建筑采光。傳統建筑多采用坡屋頂對夏日高角度日照進行遮擋，窗戶多為棱窗以減少夏日進入室內的陽光直射。

2 方案模擬優化

2.1 建筑群體布局

1)朝向選擇。Ecotect對南寧全年的日照軌跡進行分析表明南寧市建筑采光的最佳朝向為南偏東7.5°。為了使大部分建筑擁有更好的朝向，必須對銀獅巷街區北面片區內部的建筑進行梳理，對于朝向不佳但具有歷史價值的建筑，應進行建筑內部功能的調整及立面整頓，增加南面開窗，減少不得已的東西面開窗并對西曬面進行遮陽處理。

2)采光模擬優化。規劃增加南北建筑之間的間距，同時采取高低錯落的建筑布局方式，降低南面建筑高度，提高北面建筑高度，以保證北面建筑的采光，盡量做到資源均等，避免出現不同樓棟生活舒適度相差甚遠的情況。經過優化銀獅巷街區建筑超過80%住戶能滿足大寒日有效日照時間大于1 h的標準。

3)通風模擬優化。使用Envi-met軟件對銀獅巷街區現狀建筑群2015年夏至日最熱時間下午14時的風環境進行模擬發現：臨街建筑對地塊內部的建筑采光通風造成了影響，尤其是地塊南部的建筑嚴重影響了北部地塊內建筑的采光及通風。

規劃打開街道過長的建筑面，形成自然風、陽光的通廊，使東南向主導風、南面的良好采光及外部氣流能夠進入地塊內部。從興寧路步行街和興寧路西街兩條步行街的通風對比發現，平行于風向的道路空間有助于通風，而垂直于風向的道路空間通風作用不大，因此可以在銀獅巷街區內打開東南向的通風巷道，增加內部自然通風。

2.2 外部空間優化

1)增加室外活動場地。規劃增加銀獅巷街區的外部空間數量，提高外部空間質量，豐富外部空間形式,吸引居民走到室外參與活動，鍛煉身體，改善人際關系，又減少夏日制冷能耗。

2)增加綠化面積、優化植物配置。用Ecotect軟件對街區南部建筑圍合而成的外部空間進行有效光合日照分析，得到植物配置方案：太陽輻射能小于3 MJ/(m2·d)的區域適宜種植喜陰植物，太陽輻射能介于3 MJ/(m2·d)～6 MJ/(M2·d)的區域適合種植中性植物，太陽輻射能高于6 MJ/(m2·d)的區域適合種植喜陽植物[3]。規劃從平面到立體增加街區綠化。

3)通風與采光。可以利用巷道將自然風和陽光引入。在地塊東北角的廣場南面規劃了順風向的步行巷道，引入自然風。為保證公共空間采光，適當降低空間南面建筑高度，并于場地南面打開采光通道。

2.3 單體建筑設計優化

1)功能布局。臥室、起居室、書房等熱量需求較高，應將其放置在較好的朝向面以便充分利用太陽能，而衛生間、廚房等則可布置在受光較少的北側以便減少冬季室內熱量損失。在通風方面，廁所、廚房等房間應該放在下風向，高開窗，用于排風，而臥室、起居室等則應布置于上風向，開窗進風。

2)門窗洞位置。居住建筑開窗采光主要分為側窗采光、天窗采光、混合采光三種類型，其中窗戶的開口方式、開口位置、窗戶形式等均影響著建筑采光的效果。結合銀獅巷街區的整體特點，適用于銀獅巷街區大部分建筑的采光方式為側窗采光。

3)遮陽。對建筑的窗口遮陽采用橫向與豎向相結合的遮陽設施，既能遮擋夏日高角度日光照射也能遮擋西曬。對西曬墻壁進行隔熱處理，或在西墻種植落葉喬木，夏日枝葉繁茂阻止西面陽光對墻壁的直射，冬日樹葉落盡墻面吸收陽光。建筑屋面形式采用具有遮陽隔熱效果的坡屋頂，坡屋頂的瓦片堆疊形成雙層瓦，上層瓦遮陽，下層瓦隔熱。

3 歷史街區特征的保護

1)傳統建筑元素提取與保留。街區周邊歷史建筑色彩主要以灰墻黛瓦為主，門柱窗等處以土色或紅色木材相輔。提取周邊傳統建筑元素，將其融入到新建建筑中，確保傳統街區風貌統一。

2)適當保留舊建筑。對于具有一定傳統風貌的舊建筑，對其進行修繕保護，低層進行業態置換，為老建筑注入新的活力。新建建筑杜絕大體量建筑，采用舒適宜人、利于采光通風的建筑尺度，在布局上傳承南寧傳統民居的院落式布局，并沿用傳統民居中與低碳概念相同的遮陽、通風等技術手段。

3)平坡屋頂結合。街區建筑平屋頂與坡屋頂相結合，其中有條件的平屋頂作屋頂花園處理，將街區綠地向空間發展，增加街區碳匯，節約地面用地。對于保留建筑，按照其原來的屋頂形式作為區分，而新建建筑的屋頂形式選擇則考慮了周邊坡屋頂與平屋頂的分布，盡量保持平、坡屋頂相間，以保證居民的良好視野及綠地的均勻分布為原則。

注：指導教師吳宇華副教授。

[1] 南寧市城市規劃管理技術規定[Z].2011.

[2] 許 皓.計算機模擬技術輔助低碳住區被動式設計研究[D].南京：南京工業大學,2012.

[3] 徐艷芳，孫 勇.綠色建筑規劃設計與實例[M].北京：化學工業出版社，2014.

[4] GB 50096—2011,住宅設計規范[S].

[5] 南寧市歷史街區保護管理條例[N].南寧日報,2013-08-14.

Simulation optimization of low-carbon planning and design of historical street★

Lu Guiyan1Chen Yu2Mo Chaoyu1Wang Yongrong1

(1.CollegeofCivilBuildingEngineering,GuangxiUniversity,Nanning530000,China;2.HualanDesign(Group)CorporationAcademy,Nanning530000,China)

Through investigating and studying Yinshi block status of historical street in Nanning city, the thesis explores the optimal design scheme of single building group and external space, and carries out simulation analysis of street ventilation and lighting features by applying Ecotect and Envi-met ecological simulation software. In light of low-carbon problems of the blocks, it simulates and optically selects final optimal low-carbon planning scheme of Yinshi block.

historical street, architectural layout, ventilation, lighting, low-carbon building

1009-6825(2016)20-0001-02

2016-05-09★：大學生實驗技能和科技創新能力訓練基金課題(課題編號：SYJN20130519)

陸桂艷(1989- )，女，在讀本科生

TU984

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