公共住宅是各國政府為中低收入住房困難家庭所提供,具有社會保障性質(zhì)的住宅。隨著資源環(huán)境要素的約束日益凸顯,以及居民對提升居住環(huán)境品質(zhì)的需求日益增強,公共住宅和綠色建筑相融合的綠色公共住宅正成為世界公共住宅建設領域關注的焦點。
綠色公共住宅是指在公共住宅的整個生命周期(選址、規(guī)劃、設計、施工、使用、拆除)中,充分考慮經(jīng)濟條件和技術可行性等諸多因素, 以最節(jié)約、最有效利用資源的方式,在環(huán)境負荷最低的情況下營建安全、健康、高效、舒適的居住生活空間,從而實現(xiàn)人、建筑與環(huán)境的和諧相處與共生共榮。
丹麥憑借先進的設計理念和建造技術,成為世界上應用和推廣綠色公共住宅較為成功的國度之一。丹麥綠色公共住宅遵循可持續(xù)發(fā)展原則,并引入綠色平衡理念,通過科學的整體設計,集成自然采光通風、智能化控制、新能源利用、高效清潔施工等技術, 實現(xiàn)了建筑、環(huán)境、科技、人文的和諧統(tǒng)一。當前我國綠色保障性住房建設尚處于起步階段,丹麥綠色公共住宅的實踐經(jīng)驗,對我國綠色保障性住房的發(fā)展具有重要的啟示作用。
丹麥圓頂會議室
1、政策演變歷程。丹麥是高福利國家,實施公共住宅政策已有70 多年歷史。20 世紀50年代,因大批勞動者移居城市,住房管理制度缺失和房租不斷上漲,丹麥住房問題日益突出。60年代中期,丹麥出臺了解決中低收入居民住房問題的公共住宅政策,并指導國會進行大規(guī)模的住房建造計劃。80年代,該國基本消除了房荒現(xiàn)象,公共住宅政策的重點由“量”的保證向“質(zhì)”的提升轉變。90年代后期,丹麥公共住宅建設進入新發(fā)展階段,公共住宅政策主張以可持續(xù)發(fā)展理念為指導,大力推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的綠色公共住宅建設。
2、建設技術發(fā)展。丹麥是世界上第一個將建筑模數(shù)法制化的國家,1960年通過的《建筑法》規(guī)定“所有建筑均應采用1米為基本模數(shù),3米為設計模數(shù)”,并規(guī)定了20多項必須遵守的模數(shù)標準,包括尺寸、公差等建筑參數(shù)。這些規(guī)定促使其公共住宅建設與工業(yè)化生產(chǎn)相結合,預配制的建設方式有效提高了公共住宅的建造速度和標準化程度,滿足了當時大規(guī)模建房的需要。
丹麥的冰山住宅項目
1973年能源危機發(fā)生后,能源價格急劇上漲,丹麥的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活受到極大威脅。丹麥政府深感節(jié)能的必要性,并及時采取了一系列有效措施降低能耗,尤其是建筑能耗。在此背景下,政府投入了大量資金用于建筑節(jié)能的科研工作,并取得顯著成績。80年代后期,建筑節(jié)能技術開始在公共住宅的設計、施工、材料、設備等環(huán)節(jié)中得到應用和推廣。經(jīng)過30年的努力,該國公共住宅的建筑節(jié)能技術在提高建筑熱工性能、優(yōu)化建筑節(jié)能設備、清潔能源利用等方面已形成了一套較成熟的體系。
塔格拉維斯那公共住宅位于哥本哈根,建于2008年,該案例的突出特點是對海域空間的高效開發(fā)和土地資源的集約利用,設計師通過應用模數(shù)制和預制裝配技術,在提升住宅品質(zhì)的同時有效降低了建造能耗和成本。
1、海域空間的高效開發(fā)和土地資源的集約。該案例位于哥本哈根內(nèi)港地區(qū),受風暴潮影響較弱,具備圍海建房的有利條件。為減少征地費用,降低土地成本,方案將住區(qū)的部分功能伸向海域,通過建造海上“人工島”, 為住區(qū)贏得了更多的建筑排布和交通組織空間。
為使原本單調(diào)的停車空間充滿活力,方案圍繞海上停車場鋪設了木質(zhì)棧道,并將游泳、垂釣、聚會等休閑活動融入其中。這種功能復合的空間設計手法為居民營造了多樣化的親水場所,既增加了居民的交往機會,又增進了鄰里情誼。
住宅底層劃分出一些面積較大的空間,為社區(qū)商業(yè)、文化、娛樂、醫(yī)療等配套服務提供了合適的場所。這些功能設施不僅服務于本住區(qū)居民,還對周邊市民開放。這種混合使用的思維方式打破了住宅設計中“封閉內(nèi)向”的傳統(tǒng),使居住功能與城市功能相互滲透。設計師通過建設開放共享與整個城市生活融為一體的混合功能住區(qū),提高了單位面積土地的利用率,創(chuàng)造出設施齊備、環(huán)境優(yōu)美、鄰里和諧的居住空間。
2、模數(shù)制和預制裝配技術的應用。方案是由多組5~6層的單體建筑組成的集合式公寓大樓,可容納306戶居民。在其平面設計中,設計師引入模數(shù)制概念,以3米為設計模數(shù)構成標準化的戶型結構單元,遵循合理緊湊原則,形成一套標準化和序列化的基本戶型平面:43平方米的1室,53平方米的2室和69平方米的3室。供水、采暖等市政設施圍繞住宅外墻布置,為室內(nèi)空間的自由分隔提供了可能性,住戶可根據(jù)具體的家庭結構和需求對基本戶型平面進行改造,住宅的適應性因此大大提高。
丹麥綠色燈塔
Nykredit哥本哈根新總部“水晶石”大樓
建筑基礎由預制鋼筋混凝土砌體構成,外墻面在預制砌體基礎上直接用再生防水材料圍合,且不加裝飾。裸露的防水外墻面耐用環(huán)保、造價低廉,凸顯了住宅簡約的設計風格。受海上施工條件的限制,住宅的陽臺、樓梯、衛(wèi)生間則采用整體預制的方式直接裝配完成。產(chǎn)業(yè)化的施工方式有效縮短了建設周期,減少了對周圍海域環(huán)境的污染。
丹麥皇家圖書館
我國幅員遼闊,從南到北地跨多個氣候帶,氣候條件的巨大差異導致不同地區(qū)綠色保障性住房建設的側重點也有所不同。丹麥地處北歐,其氣候特征與我國寒冷地區(qū)較為相似,因此丹麥綠色公共住宅的實踐經(jīng)驗對我國寒冷地區(qū)保障性住房的建設具有較好借鑒意義。本文結合我國寒冷地區(qū)保障性住房建設的實際情祝,梳理形成以下3個方面的啟示。
1、因地制宜的節(jié)能設計。保障性住房的節(jié)能設計雖然勢必增加住房建設成本,但從長遠來看,對保障性住房進行節(jié)能設計可以有效降低水電暖煤等能源消耗,大大節(jié)省居住成本,更加切合保障性住房居住人群的實際情況。其節(jié)能設計應以“被動”優(yōu)先、實用優(yōu)先、經(jīng)濟優(yōu)先為原則,因地制宜探索建設成本和使用成本之間的最佳契合點。
丹麥盛寶銀行總部
與丹麥相同,我國寒冷地區(qū)保障性住房節(jié)能設計須保證住宅良好的保溫隔熱性能和采光通風條件,提高其氣候適應能力和可再生資源的利用效率。以下是中國寒冷地區(qū)保障性住房的節(jié)能設計策略。
總體布局:
(1)住區(qū)選址:避開易造成空氣滯留或風速過大的地形。
(2)建筑組合:采用錯位布局、點條組合等規(guī)則手法,爭取良好日照;封閉西北向,建立氣候防護單元以擋寒風。
(3)朝向:建筑宜設在向陽地段,住宅主體迎向夏季主導風向,避開冬季主導風向。
(4)環(huán)境景觀:設置綠化風障,阻擋冬季寒流;屋頂及墻面進行垂直綠化,以達到遮陽、擋雨、保溫、隔熱的效果。單體設計:
(1)體形:擴大受熱面,整合體塊,集中體量,減小體形系數(shù)。
(2)住宅平面:增大房間進深,縮短外墻長度;將次要和非采暖房間布置于北側和東西側。
(3)門窗洞口:根據(jù)空氣動力學原理,進行門窗洞口的合理設計,保證自然通風;合適的窗墻面積比,盡量設大南窗,控制東西朝向單窗尺寸,減少或不設北窗。
(4)過渡空間:避免開敞式樓梯間和冷外廊,出入口設置門斗;封閉北陽臺,適當減少南陽臺外伸長度。建筑材料與技術應用:
(1)外圍護結構保溫隔熱技術(保溫隔熱外墻,低成本再生保溫材料,種植式、蓄水式屋面,雙玻窗、中空窗,隔熱性能好的窗框材料,門窗封閉條等)。
(2)建筑設備節(jié)能技術(新風系統(tǒng),雨水回收和中水回用系統(tǒng),節(jié)能鍋爐等)。
(3)太陽能利用(光伏電池,太陽能熱水系統(tǒng),太陽能采暖和空調(diào)系統(tǒng)等)。
(4)其他清潔能源利用(地源熱泵低溫供暖技術、地下水源熱泵技術等)。
2、節(jié)約用地的集約化發(fā)展。在保障性住房的建設成本中,征地費用占有很大比例。由于保障性住房服務對象的支付能力有限,因此在保證住區(qū)基本功能和居住舒適度的前提下,須盡量提高土地的使用效率,探索節(jié)地型保障性住區(qū)設計策略。上述公共住宅案例的空間高效開發(fā)和土地集約利用的成功經(jīng)驗值得我們借鑒。
哥本哈根8house
首先,在采光充足和通風順暢條件下,寒冷地區(qū)保障性住房可采用大進深、窄面寬的平面形式,提高住宅的平面系數(shù)(相關研究表明住宅進深在11米以下時,進深每增加1米,建筑面積可擴大約1000平方米/公頃)。
哥本哈根商學院圖書館
其次,保障性住區(qū)應以多層和高層集合式住宅為主,住區(qū)的平而布局須盡可能緊湊,在保證居住舒適度的前提下,適當提高容積率、建筑密度等相關技術指標。
再次,注重空間的復合使用,合理開發(fā)地下空間,激活消極空間,提高空間利用效率。巧妙設計閣樓、高差、錯層、夾層等,以達到節(jié)約用地的目的。作、娛樂等方面的需求。
瓦埃勒波浪建筑
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3、高效清潔的產(chǎn)業(yè)化建設。丹麥公共住宅的產(chǎn)業(yè)化建設在提高建房質(zhì)量和效率、節(jié)約建材、減少污染、降低成本等方面發(fā)揮了重要作用。當前我國寒冷地區(qū)保障性住房的建設方式仍較粗放,借鑒丹麥住房產(chǎn)業(yè)化的實踐經(jīng)驗,我國寒冷地區(qū)保障性住房的建設方式應從以下3個方面加以完善。
首先,保障性住房平面設計的模數(shù)化。將模數(shù)制概念引入保障性住房的平面設計中,制定和執(zhí)行一系列重要的基礎性標準,如模數(shù)、模數(shù)協(xié)調(diào)、合理建筑參數(shù)、尺寸和公差等,逐步形成標準化的住宅功能與結構單位,為住宅的產(chǎn)業(yè)化建設提供便利。
其次,保障性住房建筑構配件生產(chǎn)的工廠化。擴大預制構件在房屋結構中所占的比重,實現(xiàn)預制構配件制品在工廠里定型化、規(guī)?;团炕a(chǎn),以降低生產(chǎn)成本,同時注重提高構配件制作的質(zhì)量、精度和完善程度,提高建房品質(zhì)。
再次,保障性住房施工的裝配化。采用先進的裝配式施工技術、完善的配套施工機具和科學的施工管理體系,逐步減少施工現(xiàn)場的濕法作業(yè)量和管理、施工人員數(shù)量,以提高施工效率,降低建造成本?,F(xiàn)場裝配施工與傳統(tǒng)施工方式相比,能夠有效減少建筑垃圾的產(chǎn)生、污水的排放、噪音的干擾等,確保了施工與環(huán)保的并行不悖。
被動式建筑節(jié)能:以非機械電氣設備干預手段降低建筑能耗的技術,具體是指在建筑設計中通過合理布置建筑朝向、設置遮陽構件、運用保溫隔熱技術、設計利于自然通風的建筑開口等舉措,降低建筑采暖、降溫、通風等所需的能源消耗。
主動式建筑節(jié)能:指在主動式技術(通過機械設備干預手段為建筑創(chuàng)造舒適環(huán)境的建筑設備工程技術) 中以優(yōu)化的設備系統(tǒng)設計、高效的設備選用來實現(xiàn)建筑節(jié)能技術。
體形系數(shù):指建筑物外部與大氣接觸的表面積(不包括地面和不采暖樓梯間隔墻、戶門的面積)與其所圍的建筑空間體積V 的比值,比值越小能量流失的途徑越少。
斷橋隔熱技術:通過阻斷熱傳遞的途徑達到隔熱的效果。建筑中有熱橋(冷橋),即相對于普通維護結構更容易散熱的部分。如窗戶的窗框、圈梁、柱子等,通過對熱橋 (冷橋) 的處理, 加以特殊的保溫圍合減少熱量的傳遞,以達到冬季減少熱量散失或夏季阻止熱量進入的目的。
寒冷地區(qū):專指建筑熱工設計分區(qū)中的寒冷地區(qū),最冷月平均溫度為0至零下10攝氏度,每年通常有90天以上日平均溫度低于或等于5攝氏度。