面向未來的新加坡高密度公共住房可持續設計策略與啟示

摘要：近年來，新加坡建屋發展局（HDB）通過“綠色家園計劃”、“綠色城鎮計劃”等一系列政策指引，在高密度公共住房品質提升和環境可持續方面成為全球矚目的典范。本文從綠色低碳、健康宜居、智慧管理三個視角對新加坡高密度公共住房的可持續設計策略和典型案例做了深度解析，旨在對我國未來的公共住宅發展提供有益參考。

關鍵詞：綠色低碳；健康宜居；智慧管理；高密度住區；可持續設計

Abstract： In recent years， the Housing and Development Board （HDB） of Singapore has become a global standout in improving the quality of high-density public housing and promoting environmental sustainability through policies like the \" HDB Greenprint\" and the \" HDB Green Towns Programme\". This paper analyzes the sustainable design strategies and typical cases of high-density public housing in Singapore from the perspectives of green and low-carbon， healthy and livable， and intelligent management， aiming to provide valuable references for future public housing in China.

Keywords：" Green and low-carbon; healthy and livable; smart management; high-density residential area; sustainable design

概述

新加坡是世界上人口密度最高的城邦國家之一。根據2023 年的統計數據1，其土地面積為735.2平方公里，人口規模為591.76萬，人口密度高達8058人/平方公里。新加坡一直致力于將宜居性和可持續性與城市的高密度環境協調發展 （ULI amp; CLC， 2013）。1967年啟動的“花園城市計劃”帶領新加坡從“第三世界”進步到“第一世界”，成為前總理李光耀眼中最引以為豪的遺產 （Lee， 2000）。新加坡建成區面積約占77.6%，剩余21.4%的區域為森林和自然保護區，城市形態非常緊湊。面對有限的土地資源和不斷增長的人口數量，新加坡在傳統中心區人口集聚的基礎上積極開發新市鎮，通過服務配套和公共交通的均好性配置模式保障城市人口較為均質分布。目前，大約80%的新加坡居民住在由新加坡建屋發展局（HDB）建造的公共住宅（組屋）中2，構建了空間高效利用和理想社區范式，成為新加坡“花園城市”景觀的重要組成部分。

新加坡建屋發展局（Housing and Development Board，以下簡稱HDB）是政府公共住房政策的管理機構，也是城市規劃和公共政策的核心組成部分。自1960年成立以來，HDB采取高層高密度的開發模式為市民提供價格合理、質量上乘的居住社區，成功地解決了城市住房短缺和人民安居樂業問題（曹語芯 et al.， 2021）。公共住房不僅提供居住空間，而且創造了有凝聚力的社區及提高居住者生活質量的平臺。當前，HDB的焦點從滿足市民居住需求轉向提高設計質量、環境可持續性以及增加智能設施和適老化改造方面。面對日益復雜的社會需求和環境挑戰，新加坡政府繼續探索使用綠色建造技術和可持續發展策略進一步改善和提升公共住房品質 （鄭媛 et al.， 2020）。經過60多年的不斷創新與迭代發展，HDB通過住房政策促進社會穩定、種族融合和提升居住質量，成為全球公共住房領域的典范。

2021年，新加坡政府發布了“2030年新加坡綠色發展藍圖”（Singapore Green Plan 2030，簡稱《綠色藍圖》），藍圖提出到 2050 年實現凈零排放的宏大愿景，體現了對《聯合國2030可持續發展議程》和《巴黎協定》的響應策略。《綠色藍圖》構建了自然之城、能源重置、可持續生活、綠色經濟和韌性未來五大支柱策略，代表新加坡對全球可持續發展的莊嚴承諾，也體現出新加坡對下一代未來健康宜居生活的計劃目標3。為了確保新加坡能夠繼續成為當代人和子孫后代的理想宜居場所，HDB推出了多項綠色計劃，旨在提升公共住宅的可持續性和環保標準。其中兩個重要的項目分別是“綠色家園計劃”（HDB Greenprint）和“綠色城鎮計劃”（HDB Green Towns Programme），體現了新加坡在推進綠色建筑和可持續發展方面的雄心壯志，尤其在新建住宅領域設定了明確目標。政府通過建立“綠色家園計劃”戰略框架，將可持續生活引入現有的組屋居住區，建立了綠色鄰里（Green Neighbourhoods），綠色住宅（Green Flats）和綠色社區（Green Communities）的可持續發展策略4。“綠色城鎮計劃”是一個更廣泛的為期十年的計劃，通過減少能源消耗、回收雨水、減少廢物、促進綠色通勤和為組屋城鎮降溫這五項重點措施，旨在到 2030 年將 HDB 城鎮的能源消耗減少 15%（較 2020 年的水平）5，使城鎮更加可持續和宜居（圖1）。這兩個項目表明新加坡政府在推動公共住宅環保和可持續發展方面的決心，以及在城市規劃中融入綠色技術和設計的創新途徑。通過這些項目，新加坡希望能夠提升居民的生活質量，同時減少環境污染，為后代創造一個更加綠色、可持續的生活環境。

1.響應氣候的綠色低碳可持續策略

為應對海平面上升和極端天氣頻繁的多重挑戰，HDB在高密度公共住房設計和建造中采用更多可持續建筑技術和材料，以提高能源效率并減少溫室氣體排放。第一，利用更多的被動式設計元素，如自然通風、遮陽設施和綠色屋頂，以及集成先進的能源管理系統和可再生能源技術等。第二，重視雨水管理和水資源回收利用，經過處理后再循環用于公共區域清洗和澆灌植物，提升50%節水效率。同時，社區滯留的雨水能降低洪水風險，避免昂貴的排水系統改造工程。第三，重視有效管理和減少公共住房產生的廢物與社區資源循環利用，包括推廣廢物分類、回收利用和采用更多可持續的物料和建筑技術。綠色家園計劃綜合改造案例詳見圖2。

1.1" 能耗節約與降碳策略

新加坡公共住房在能耗節約與降碳策略方面首先大力推進太陽能光伏板的廣泛安裝。該計劃自2008年開始啟動，目前已有約 3，300 個組屋安裝了太陽能電池板，計劃到2026年太陽能容量將達到130兆瓦峰值（MWp）（HDB， 2024b）。HDB的太陽能電池板產生的能源可以在組屋公共區域實現凈零能耗，白天用于為電梯、電燈和水泵等公用設施供電，多余的太陽能被輸送到電網（圖3）。

其次，HDB通過回收電梯運行和制動時產生的能量，可將電梯能耗平均降低 20%。通過安裝電梯能源再生系統（Elevator Energy Regeneration System （EERS））可利用回收的能源為電梯內的其他服務提供動力，如照明、通風和顯示面板（圖4）。

最后，HDB大力推進綠色通勤計劃，在公共房屋住區周邊建設高質量的自行車道，為居民提供了一個更環保、更健康的出行方式。此外，HDB通過聯合土地交通管理局（LTA）在全國范圍內的組屋停車場部署電動汽車充電器，同時在組屋安裝雙層自行車架，鼓勵居民低碳出行（圖5）。

1.2" 雨水回收與節水策略

作為新加坡綠色城鎮計劃的重要組成部分，HDB于2018年首次將城市雨水收集系統（UWHS）推廣到現有組屋。單個UWHS系統的雨水收集能力和蓄水容量可以從多達12棟公共住宅樓宇收集雨水與非飲用水回用。其中，在組屋區的公共區域洗滌和澆灌植物可節省高達50%的用水量。此外，將雨水引導到UWHS的收集和蓄水箱中可以在極端天氣暴雨中減輕潛在的洪水風險，通過減緩雨水向下游排水系統的排放速度降低內澇風險。

HDB首先選取義順和裕廊兩個HDB城鎮89座大樓的試點項目，以評估UWHS對于組屋居民區雨水回用的實用性。該工程將安裝15個UWHS，潛在節水約為每年約17，500立方米，相當于超過85個4房HDB單位的年用水量，此項目預計于2027年完成，HDB將研究該系統在減少飲用水消耗和減輕現有HDB居民區洪水風險方面的成本效益，然后再決定未來擴大規模到其他合適的居民區的程度（HDB， 2022）。

此外，HDB一直與新加坡食品局（SFA）合作，在選定的多層停車場屋頂（multi-storey carparks， MSCPs）試點都市農業項目（圖7）。新冠疫情之后，新加坡政府更加重視糧食安全問題，提出了“30x30”的發展目標——到2030年，本地農業食品產業的能力和規模將可持續生產出本國30%的營養需求（HDB， 2024a）。這個目標也包含在新加坡《綠色藍圖2030》計劃中，旨在建立一個更具韌性安全的未來食品供應體系。結合UWHS系統的雨水收集與回用，相關專業機構在組屋樓宇停車場屋頂構建了諸如水培和垂直種植系統，配備了“物聯網”元素和自動氣候控制等技術創新，每天的蔬菜產量能達到100～400公斤，成為高密度城市綠色可持續的典范案例（Lim， 2023）。

1.3 資源回收與廢物利用策略

作為建設可持續公共住房的HDB“綠色家園計劃”的重要組成部分，氣動垃圾輸送系統（Pneumatic Waste Conveyance System， PWCS）首先在裕華邨（Yuhua estate）38個住宅樓試點安裝。PWCS是一種自動化垃圾收集系統，它使用真空式地下管網收集家庭垃圾，通過地下管道將垃圾運送到密封容器中，再利用卡車定期收集垃圾進行處理（圖8）。

PWCS的優勢在于通過除塵和除臭過濾器處理，使空氣通過排氣口排放之前有效去除氣流中的微米級顆粒。整個垃圾收集過程是自動化的，它的多重效益包括：1）減少了人力需求，提高了生產效率；2）改善居住環境，減少環境污染；3）支持垃圾分類回收，減少垃圾道清洗耗水，最小化了垃圾分解 （HDB， 2024f）。

此外，HDB還在組屋樓宇試點放置電子廢棄物回收箱，讓居民更方便地回收電子廢棄物。根據新加坡國家環境局（NEA）頒布的資源可持續性法案（RSA）規定，自2021年7月1日起，按照“擴展生產者責任”（EPR）條例，生產商需要承擔產品報廢時的收集和處理責任 （NEA， 2024）。ALBA 電子廢棄物智能回收私人有限公司（\"ALBA\"）已被任命為生產者責任計劃（PRS）運營商，代表生產商收集新加坡各地的受管制的消費者電器和電子廢棄物進行適當處理和回收（圖9）。通過妥善處理電子廢棄物，可防止潛在有害物質污染環境；材料回收后循環利用，可大大減少送往實馬高（Semakau）垃圾填埋場的廢棄物數量。

2.以人為本的健康宜居可持續策略

新加坡的高密度公共住宅強調以人為本的健康宜居策略，尤其注重將公共活動空間與住區建筑設計緊密相連。HDB通過在高密度住區項目中融入更多的綠色空間，如社區花園、屋頂綠化和垂直花園，以提升居住者的生活質量，創造令人愉悅的健康休憩空間。多年來，HDB通過規劃、研究和創新，開發了多種將綠色融入組屋社區和新城鎮的有效途徑，在降低溫度和緩解熱量的同時，改善空氣質量，增加生物多樣性。此外，為維護高密度居住環境的社區凝聚力，新加坡公共住宅設計鼓勵社區互動的公共空間，以提供豐富的社區活動和服務來促進社區的和諧與融合。

2.1" 親自然設計策略

“親自然假說”（Biophilia Hypothesis）是由愛德華·O·威爾遜（Edward O. Wilson）在1984年提出的，該理論認為人類與其他生命系統之間存在一種本能的聯系，通過與自然的視覺聯系或置身于自然環境中等接觸方式可以促進人類的健康和幸福 （Wilson， 1984）。HDB從2013年開始引進“親自然假說”理念，并于2018年將“親自然城鎮”引入榜鵝新城的開發建設中。通過土壤、植被和動物、戶外舒適度、水和人類這5個關鍵要素，幫助建筑師規劃社區景觀，促進與自然更緊密的聯系，使居民能享受生態的益處。

榜鵝生態新城（Punggol Eco-Town）是HDB在新加坡開發的第一個生態城鎮。這里曾經是一個落后的馬來西亞漁村，如今成為新加坡東海岸一個經過科技轉型的綠色居住社區（圖10）。根據HDB的開發設想，榜鵝將成為一個“生活實驗室”，用于測試可持續發展的新理念和技術，整合城市解決方案，打造綠色生活環境。榜鵝水道是新加坡第一條由HDB建造的人工水道，全長4.2公里，蜿蜒穿過整個榜鵝生態城。榜鵝水道和景觀長廊融入了該地區豐富的海岸遺產，為居民提供了家門口的水上休閑活動和運動的機會。水道和長廊沿線的新公共空間提供了一個充滿活力的生活環境，將榜鵝打造成一個21世紀可持續發展的海濱小鎮（圖11）。

2.2" 空中花園與立體綠化策略

為了克服有限的土地空間，新加坡一直在非傳統空間中整合綠化，比較典型的包括空中花園和立體綠化。自2009年起，所有新建的多層停車場都配備了屋頂花園和戶外運動休閑設施，成為居民歡迎和寧靜的綠色空間。達士嶺組屋（Pinnacle@Duxton）是一個標志性的HDB項目，由HDB大樓舊址更新重建，通過7座50層高聳入云的摩天大樓彼此連接，成為應對高密度城市住房需求挑戰的典范案例（圖12）。其中，第 26 層和第 50 層通過500米長的空中花園，成為俯視全城的最美風景線。

HDB通過一系列的環境影響研究，證明綠地可以將均勻表面溫度降低3.1攝氏度。隨著植物生長和覆蓋范圍的增加，預計均勻表面溫度會進一步改善。屋頂綠化托架（PEG Roof Tray）技術通過為屋頂提供隔熱，降低表面/環境溫度，同時作為屋頂膜的額外保護層 （HDB， 2024e）。該技術具有現場安裝施工方便、標準模塊化（500毫米 x 500毫米 x 128毫米）、輕便便攜 （每平方米120公斤，包括水、生長介質和植物）、維護成本低、自給自足、無機輕質生長介質等諸多優點，同時促進了屋頂生活生態系統的生物多樣性（圖14）。

垂直綠化系統（Verti.Gro）是一種模塊化、輕質植物托架，可與預制鋼絲網和攀緣植物集成在一起形成垂直綠墻（圖15）。該系統通過讓自然采光和通風進入建筑物來提供靈活性。還可以形成各種網格輪廓，以創建各種獨特的設計。垂直綠化系統具有模塊化和輕便特點，植物托盤可以輕松組裝、拆卸和重復使用，以便未來的工作或維護。通過各種網格預制，以適應不同的設計，并便于現場安裝。該系統還在植物托架上集成水箱設施，減少了頻繁灌溉的需求 （HDB， 2024e）。

3.全齡友好的智慧管理可持續策略

智能技術在規劃、發展和管理組屋城鎮中的應用有助于為居民創造更好的生活環境。HDB于2014年9月推出“智能組屋城鎮框架”，在智能規劃、智能環境、智慧樓宇、智慧生活和智慧社區等5個關鍵領域描繪了智能可持續的創新策略（圖16）。同時，為滿足不同社會群體，特別是老年人和弱勢群體的需求，新加坡公共房屋在設計階段就踐行無障礙訪問、社區支持設施，包括在組屋安裝“長者監控系統”（Elderly Monitoring System， EMS），以滿足組屋適老化建造需求。

3.1" 智能規劃與智慧環境

新加坡智慧組屋系統利用計算機模擬和數據分析更深入地了解環境條件如何與城鎮、街區和建筑物的布局和設計相互作用，提出健康可持續的優化策略。通過應用綜合環境建模仿真工具（Integrated Environment Modeler Simulation Tool， IEMsim），利用3D城市模型來模擬城市微氣候條件（如風流、溫度波動和太陽輻射）之間的相互作用，以及它們對周圍城市景觀的綜合影響 （Lou， 2021）。由此，組屋規劃設計階段可以選擇在更多陰涼處設施設施，或者在受到更多陽光照射的地區種植綠色植物，以減輕熱量的吸收并降低環境溫度。該工具在社區廣場布局的設計中可以通過讓更多的自然光線和風流進入空間來減少人工照明和通風（圖17）。利用傳感器創建一個“智能環境”是HDB未來要實現的目標。這些傳感器將實時捕捉環境因素，比如溫度和濕度，并觸發解決方案以提升居民舒適感。比如，位于公共區域的智能風扇會根據人流量、溫度和濕度自動調節速度以提高熱舒適度并優化能源消耗 （HDB， 2024d）。

3.2" 智慧樓宇和智慧社區

在組屋住棟中應用智能技術，比如傳感器收集和分析物業數據，將提供信息和見解，有助于通過整合、管理和分析各種來源的數據改善物業服務。這些數據可以優化維護周期，預防問題，了解常見設施如電梯和燈光的使用模式。數據模式的任何變化都可能表示潛在問題，可通過最小干擾來解決問題。智能技術還可幫助節約能源。例如，在樓梯上安裝帶有運動傳感器的節能LED照明，當檢測到人流時會自動變亮，可以將能源使用量減少40%（HDB， 2024d）。

“中心脈搏”（Pulse of the Heartlands）是一個利用技術進一步賦予社區共同創造和共同創新能力的項目。通過這個項目，HDB旨在打造一個由社區驅動、為社區服務的數字生態系統。通過 Sentient.io 平臺，合作伙伴可以利用具有分析能力和工具的人工智能和數據平臺增強他們的應用和服務。通過應用和服務的數據，HDB可以獲得對中心地帶的“脈搏”感知，并改善項目設計效果以提升居民的幸福感和宜居性（圖18）。

3.3" 智能生活與適老化改造

作為新加坡智慧國家愿景的一部分，組屋智能家居計劃旨在通過“智慧生活”提升居民日常生活品質。HDB為住戶提供數字基礎設施，整合智能家居系統。組屋居民能夠利用商業公司開發的智能家居應用程序，提高節能效果，并使居民能夠在家中舒適地獲取諸如醫療保健等服務（圖19）。2020年建成的榜鵝北岸（Punggol Northshore）是HDB首批智能化和可持續發展社區。通過智能家居配備額外的基礎設施，如在樞紐位置增加電力和數據點，以及智能插座和智能配電板，為居民提供集成智能家居解決方案，幫助監測能源消耗模式，潛在地減少能源使用量（HDB， 2024c）。

隨著新家坡獨居老人日益增多，政府逐漸開發了“個人報警按鈕”（Personal Alert Button，PAB）、家庭監控與老年人護理（HoME+）系統等，通過全天候的無創監測、警報和響應系統，旨在為居家養老的獨居老人提供安全保障 （SRCS， 2024）。由于組屋居住的老齡人口不斷上漲，HDB推出一套長者監控系統（Elderly Monitoring System， EMS），讓親屬對獨居老人的福祉和安全更加安心（圖20）。該系統通過運動傳感器了解老年人的日常習慣，并在需要時或檢測到不規則行為模式時（例如，如果一段時間內沒有檢測到運動）向親屬或其他護理人員發出警報 （HDB， 2023）。HDB已與EMS供應商合作，不斷提升該系統的實用性和用戶友好性。

4.對我國面向未來的公共住區啟示

4.1" 綠色低碳方面的提升建議

目前我國正處于積極穩妥推進碳達峰、碳中和的關鍵階段，公共住宅的清潔能源利用和資源能效提升將帶來巨大貢獻。首先，可以在公共住宅片區大規模部署太陽能光伏發電系統，包括屋頂太陽能板和太陽能路燈，以減少對傳統化石燃料的依賴并降低碳排放。在地理條件允許的地區，應探索風能、地熱能等其他可再生能源。第二，通過不斷優化調整住區綠色建筑設計與運營標準，推廣節能玻璃、高效隔熱材料和節能建筑表皮，提高建筑能效；采用自然通風、自然光照利用等被動設計策略，減少對人工制冷和照明的依賴。

此外，我國通過多年的“海綿城市”建設，在雨水資源循環利用方面已經奠定較好基礎，但對建筑廢棄物資源回收與循環利用方面還任重道遠。借鑒新加坡HDB經驗，應建立和完善相關的政策法規體系，政府可通過制定相關政策、標準和指南，明確建筑廢棄物分類、收集、運輸、處理和利用的標準和要求，同時提供稅收減免、資金補貼等激勵措施，鼓勵企業和個人參與廢棄物的再生利用。同時，創新技術的研發與落地是實現建筑廢棄物再生利用的關鍵。需要持續進行建筑廢棄物處理和再生技術的研發與創新，提高廢棄物的純度和回收率，研發新材料和新產品，將建筑廢棄物轉化為高附加值的資源。

4.2" 健康宜居方面的提升建議

新加坡高密度公共住房在健康宜居方面的實踐值得我國學習借鑒。首先，我國應在高密度住區的規劃和設計中，推廣“親自然”理念，增加立體綠化和空中花園設計，促進自然與建筑的和諧共生。其次，應提升社區設施與完善服務，增強社區凝聚力和居民對社區的歸屬感，促進社區活力，提高居民生活品質。通過社區中心，配置社區支持服務，如兒童看護、老人日托和社會輔導服務，增強社區的包容性和支持性，提供多樣化的社區服務和文化活動，滿足不同年齡層和文化背景居民的需求。

此外，應強化公共交通便捷與慢行交通可達性，構建與公交、地鐵等公共交通網絡良好連接，便于居民綠色出行，減少對私家車的依賴。另外，還可以借鑒新加坡經驗舉辦各類健康促進活動，如健康講座、體育活動等，鼓勵居民積極參與，提高健康意識，倡導健康生活方式。

4.3 智能房屋方面的提升建議

新加坡組屋的智能化設計和適老化改造方面的實踐值得我國學習借鑒。這些策略不僅提升了居民的生活質量，也為應對人口老齡化提供了有效的解決方案。首先，我國可以在新建或改造的高密度住宅項目中推廣智能家居系統，例如自動化照明、溫度控制、安防監控等，通過手機或其他智能設備遠程控制家中設施，提升居住的便捷性和安全性。其次，可通過集中管理服務平臺為居民提供各種信息和服務，如維修服務、社區活動通知等，通過技術提升居民的便利性和社區服務的效率。

對于適老化改造方面，首先應針對老年人的特殊需求，設置無障礙通道、扶手、滑防地面等，確保老年人的居住安全，創造老年人友好的居住環境。另外，應提供社區健康監測服務，通過給居家老人住宅安裝健康監測設備，如緊急呼叫按鈕、活動傳感器等，來實時監控老年人的健康狀態，及時通知親屬和護理人員，在緊急時刻提供醫療救援，以提升老年人的生活安全和健康管理。

注釋：

1數據來源：新加坡統計局人口和經濟數據

2數據來源：新加坡建屋局統計數據

3數據來源：新加坡綠色發展藍圖政府網站

4綠色家園計劃：https：//www.hdb.gov.sg/about-us/our-role/smart-and-sustainable-living/hdb-greenprint

5綠色城鎮計劃：https：//www.hdb.gov.sg/about-us/our-role/smart-and-sustainable-living/Green-Towns-Progamme

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