蔣紋,鄭軍,黃笑冬
(浙江省建筑設計研究院,浙江 杭州 310006)
華東丘陵地區村莊綠色設計策略研究
——以浙江紹興新宅村為例
蔣紋,鄭軍,黃笑冬
(浙江省建筑設計研究院,浙江 杭州 310006)
基于對當前村莊綠色設計的思考,探討適宜于村莊可持續發展的綠色設計策略和方法體系。以浙江紹興新宅村為例,從建設用地適宜性、生態適宜性、熱環境分析和土地集約利用等4個方面做了專題的研究,對丘陵地區村莊綠色設計的策略進行了探索。探求一種適合華東丘陵地區的高效集約的、綠色生態的村莊規劃方法,尋求一種經濟適用的農居設計技術,為夏熱冬冷地區山村的綠色規劃和設計提供可行的參考和借鑒。
夏熱冬冷地區;丘陵地區;綠色設計;新宅村

隨著新農村建設的不斷推進,人們對村莊建設和生態環境的可持續性提出了更高的要求。特別在目前新農村快速建設的大背景下,如何找到符合農村實際的村莊可持續發展之路變得更為重要。結合華東地區村鎮建設現狀與農民小康生活對住宅舒適度的現實需求,我們從“節地、節能、環保、舒適、適用”的角度開展區域特色的村莊綠色設計策略研究,旨在提升村莊建設水平和科技含量,系統解決華東村鎮住宅集約化程度低、能耗高、舒適度差等問題,根據華東地區不同的地形特點,我們選擇了浙江省紹興縣新宅村的新農居點建設為案例,對丘陵地區村莊的綠色規劃和設計進行了專題的研究。

新宅村位于浙江省紹興縣沙溪鎮南11km左右山岙中,屬亞熱帶季風氣候,四季分明。基地位于沙溪河北岸,項目用地(圖1)不大,但是基地傍山依水,有平地、緩坡和陡坡等多種地形,具有典型的丘陵地區的地形。新宅村對我們研究丘陵地區村莊的綠色設計,有較為全面的代表性。針對這一類村莊,我們從建設用地適宜性、生態適宜性、熱環境分析和土地集約利用等四個方面來探索綠色設計的策略。

圖1 新宅村新農居點的位置圖

針對坡地地形,我們選用坡度和坡向兩個評價因子,疊加后來界定基地范圍內適宜的建設用地。

根據國際地理學聯合會的對坡地的分類,坡地劃分為7個等級。其中0°~5°間的三個等級的坡度是建設的高度適宜區。隨著坡度的增加,建房成本也隨之增加。但是,丘陵地區真正能用于村莊建設的平地并不多,低丘緩坡是這一地區農居建設的主要用地。因此,在坡度評價上,我們將坡度小于30°的坡地(圖2所示的綠色系列區域)列為建設用地的“適宜區”,并重點研究如何利用5°~30°的坡地進行低成本的農居建設。

圖2 新宅村的地形坡度分析圖

坡向是土地面向的方向,根據居住建筑的日照需要,只有西南坡、南坡和東南坡3個坡向有較好的日照條件,是建設用地的適宜區。通過對新宅村的建設用地坡度和坡向的分析(圖3),對基地的建設適宜程度作了定量的評價。

圖3 新宅村的地形坡向分析圖

圖4 新宅村的建設用地適宜性分析圖

疊加坡度和坡向的適宜性,基地范圍內有超過評價因子極限指標的用地,坡度大于30°的坡地和光照條件差的陰坡都難以有效利用(圖4)。紅線范圍內還有3000多m2的不適宜進行建設的用地。扣除這些不適宜的建設用地,基地實際可用面積為紅線面積的76%。建設用地適宜性分析,從經濟性和實用性方面,篩選出基地內條件最佳的農居建設用地。不僅使工程建設可以實現最少的土方量,使農居具有良好的日照,還可以利用不適宜建設的地形地貌,保留山體和植被,做出山村的特色。
在基地的建設用地適宜區,規劃需要解決的核心問題就是如何規劃利用好基地內5°~30°的陽坡。

圖5 建設用地適宜性分析前的規劃布局示意圖

圖6 建設用地適宜性分析后的規劃布局示意圖

生態適宜性是綠色規劃應當遵循的首要原則,規劃致力于建立生態系統可以優化利用的空間結構和空間模式,充分利用和保護好基地周邊的自然條件,用自然環境的要素來解決規劃問題。生態適宜性分析,是從基地所處的大環境中,選擇規劃可以利用的各項資源要素。在新宅村的用地環境中,我們發現了規劃可以利用的地表水系和生態廊道。

沿著山谷,有一支地表徑流自上而下地匯人沙溪河(圖7),流量隨季節而變,在雨季,水量較大,旱季則水量很小,甚至會有幾天完全干涸。這支地表徑流是山村重要的水資源,其水質比沙溪河的水更好,是村民理想的日常洗滌用水。

圖7 新宅村的地表徑流
規劃利用這支水流,在沿線高地建蓄水池,利用雨季,將雨水和徑流自然積存在水池中,用作村民日常的洗滌池,再利用基地的坡度,在蓄水池的下坡方向建生物滯留池,洗滌后輕度污染的水,可以通過下面的生物池進行簡單的處理和過濾,然后再排入沙溪河。設計利用地形,利用重力流,對地表水系進行收集、利用、凈化和排放,形成一個簡單、實用的生態的水系統。

基地北面鄰接一條山谷,是一個天然的生態廊道,結合基地的這個環境的特征,我們選擇保留并修復這個生態廊道。生態廊道主要功能有三個:作為風廊,有導風功能,廊道可以放大風速,可以用于山村夏季散熱;作為水廊,用于季節性排水,兼有防災功能;作為綠廊,可以保護生態,促進周邊的環境要素相互溝通,保持這一區域生態系統的完整性。在規劃中我們調整了農居的布局走向(圖9),使之順應自然的肌理,為新宅村保留了生態廊道,不僅使農居獲得了更好的朝向,也提升了山村規劃的安全性和舒適性。

圖8 生態適宜性分析前的規劃布局示意圖

圖9 生態適宜性分析后的規劃布局示意圖


我們實測了基地的氣象數據,在8月7日下午2: 10測得夏季環境溫度(圖10)最高值達41.9℃;在12月28日上午6:20測得冬季環境溫度(圖11)最低值低至零下9.2℃。新宅村具有典型的夏熱冬冷地區的氣候特征,夏季酷熱,冬季寒冷。從全年的相對濕度看,即使在寒冷的冬季(圖12),相對濕度也會高達99.99%,新宅村全年都處于一種高濕度的環境中(圖13)。從全年的風向概率看(圖14),新宅村夏季和冬季靜風概率都很高,全年呈現沒有主導風向的狀態。因此,這個村莊的夏季散熱將成為最主要的規劃目標,而冬季防風顯得并不重要。

圖10 新宅村夏季環境溫度

圖11 新宅村冬季環境溫度

圖12 新宅村冬季相對濕度

圖13 新宅村夏季相對濕度

圖14 新宅村夏季和冬季的風向概率圖

在綜合考慮了建設用地適宜性和生態適宜性后,我們形成了一個初步的規劃布局方案,采用實測的氣候數據,對這個方案的風熱環境合理性進行驗證。我們在電腦中建了一個基地和規劃方案的三維模型,選用新宅村夏季三個月60%以上頻率的風速風向,以及平均的溫度和太陽輻射值,模擬了該方案的熱島強度(圖15)和室外風速(圖16)。

圖15 新宅村熱島強度圖(模擬高度:距地1.5m)

圖16 室外風速云矢量圖(模擬高度:距地1.5m)

模擬結果顯示,風在山體的阻擋下,在紅色區域形成負壓,輻射形成的熱量散不出去,在山的南面形成明顯的熱聚集區,布置在這個區域的住宅,無法形成良好的通風,環境的熱舒適性很差。風速沿著山谷逐漸放大,受老村現有住宅的阻擋,逐漸減弱。山谷作為導風廊道,減緩了這一區域的熱集聚,改善了這一區域的風環境。
根據熱環境分析,我們再次調整規劃布局 (圖18),主要在三個方面。第一是拓寬導風廊道,調整現有的布局,使建筑的布置更加有利于風的形成,更加有利于導風。第二是增加建筑底座的高度,可以獲得更好的通風效果。反映在規劃上,有兩個方法,一個是是順應地勢,選擇高處的緩坡地,依山而筑;另一個方法就是設置架空層,將主要的生活用房布置在架空層之上,使住宅主要的生活區獲得較好的通風效果。第三是采用大進深的單體以減少建筑的密集程度,從而留出更多的散熱空間。

圖17 熱環境分析前的規劃布局示意圖

圖18 熱環境分析后的規劃布局示意圖

綜上所述,新宅村的建設用地范圍內,除了陡坡和陰坡,既要留出導風廊道,又要減少建筑的密集程度,因此,土地的集約利用成為規劃必須解決的問題。通過大量的調研和分析,我們為新宅村“量身定做”了一種特殊的戶型(圖19、圖20),綜合解決用地緊張、山地高差、夏季通風和自然采光等系列的問題。
這種戶型有3個特點:大進深、底層架空、設天井。大進深的單體用以有效地提高土地的利用率(圖19);底層架空可以消化坡度的高差(圖20),使大進深的單體可以在丘陵地區較好地應用;天井則可以解決大進深戶型自然采光的不足。這種戶型天井標高高出架空層半層(圖20),天井直接與架空層相連,可以為建筑形成良好的穿堂風。這個戶型的設計坡度為15.4%,適用于10%至20%的坡度。

圖19 新宅村大進深戶型平面示意圖

圖20 新宅村戶型剖面示意圖1
在基地的東側,地形坡度接近30%,為了將坡地利用好,我們又改進了剖面設計(圖21):架空層上層再設一層儲藏室,其標高與天井一致,架空層通過樓梯間與天井相連。客廳外設露臺,露臺架空,下面為入戶的車行道。這種剖面設計,不僅在山地上獲得了景觀較好的露臺,也利用了露臺下的空間,解決車行道的問題。這個戶型的設計坡度為25.9%,適用于20%至30%的坡度。
大進深戶型是通過平面設計來解決土地的集約利用,而坡度的利用則是通過豎向設計來更為有效地利用土地。這種大進深、底層架空、設天井的農居,是我們在土地的集約利用方面一次很好的實踐。

圖21 新宅村戶型剖面示意圖2
TU201.5
A
1007-7359(2016)05-0045-05
10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.011
蔣紋(1970-),女,浙江蘭溪人,畢業于東南大學,學士;國家注冊一級建筑師,國家注冊城市規劃師,注冊咨詢工程師。