國外低成本可持續(xù)住宅案例分析

王江華 劉志翔 徐燊 / WANG Jianghua, LIU Zhixiang, XU Shen

國外低成本可持續(xù)住宅案例分析

王江華 劉志翔 徐燊 / WANG Jianghua, LIU Zhixiang, XU Shen

圖1 里士滿街60號住房合作社立面①

低成本可持續(xù)住宅正受到越來越多的關(guān)注，其在降低住宅成本的同時也有助于提供居住者更舒適健康的居住環(huán)境，能有效解決低收入家庭住房短缺和住房質(zhì)量差的問題。本文通過對國外相關(guān)研究的歸納總結(jié)，解析低成本可持續(xù)住宅的內(nèi)涵，同時結(jié)合實踐案例，探討低成本可持續(xù)住宅的實現(xiàn)途徑。

低成本可持續(xù)住宅 實現(xiàn)途徑 案例分析

1 背景

住宅是為人類提供安全的居住、飲水和健康食品等基本生存條件的庇護所。即使在發(fā)達國家，低收入家庭也常常因為經(jīng)濟原因而無房可住，或者面臨因住房質(zhì)量差而導(dǎo)致的健康和安全問題。低成本可持續(xù)住宅在降低住宅成本的同時，可以為居住者提供更舒適健康的居住環(huán)境，能有效解決低收入家庭住房短缺和住房質(zhì)量差的問題（National Low Income Housing Coalition，2004）。本文對低成本可持續(xù)住宅的內(nèi)涵進行了闡述，并結(jié)合國外相關(guān)研究和實踐案例，進一步探討低成本可持續(xù)住宅的實現(xiàn)途徑和成功經(jīng)驗。

2 低成本可持續(xù)住宅

可持續(xù)建筑主要體現(xiàn)為生態(tài)可持續(xù)、經(jīng)濟可持續(xù)與社會文化可持續(xù)3方面的統(tǒng)籌兼顧（Niklaus Kohler，1999）?？沙掷m(xù)住宅（亦作綠色住宅）是以可持續(xù)發(fā)展理念為指導(dǎo)，進行合理的規(guī)劃設(shè)計，在建設(shè)和使用過程中有效利用資源，最大限度地減少對環(huán)境的影響，為居住者提供健康、舒適、安全的空間，使人們在優(yōu)雅的環(huán)境中得到滿足的居住載體（林輝，2011）。

2.1 低成本可持續(xù)住宅的內(nèi)涵

不同于可持續(xù)住宅，低成本可持續(xù)住宅旨在為低收入家庭提供可負(fù)擔(dān)的可持續(xù)住宅。因此，低成本可持續(xù)住宅提供與探討的是低成本背景下的可持續(xù)住宅，其特點可歸納為：低成本、高品質(zhì)與健康宜居（William Bradshaw et al.，2005）。

住宅成本包括初始建造費用和建筑運營維護費用，因此基于全生命周期的低成本化才是真正的低成本住宅；高品質(zhì)住宅意味著住宅需要具有良好的建筑品質(zhì)，并著眼于為使用者提供高品質(zhì)的居住條件。住宅歸根結(jié)底是給居住者使用的，一個健康宜居的室內(nèi)外環(huán)境更有利于居住者的身心健康。

低成本可持續(xù)住宅的使用和建造不僅僅關(guān)系到使用者，其低成本、高品質(zhì)和健康宜居的特點，同樣能為開發(fā)商和當(dāng)?shù)卣畮碇苯踊蜷g接的效益。其中，諸如能源節(jié)約是可以定量且顯而易見的，而另一些諸如健康、舒適、幸福和歸屬感等則難以用具體的數(shù)字衡量（Miriam Landman，2007）。

對使用者而言，低成本可持續(xù)住宅可以降低建筑運營期間的能源費用，提供更加健康和舒適的宜居環(huán)境，降低交通費用，并提供更多的就業(yè)就會。

對于開發(fā)商而言，投資建設(shè)低成本可持續(xù)住宅可以獲得政府一系列的稅收抵兌及其他財政獎勵；獲得市場對其在環(huán)境領(lǐng)導(dǎo)和管理方面的認(rèn)可，樹立良好的公共服務(wù)形象；強化項目長期投資回報，增加項目的潛在價值；降低建筑運營成本；減少環(huán)境污染及可能導(dǎo)致的健康問題，從而降低相關(guān)風(fēng)險責(zé)任。

在政府層面，低成本可持續(xù)住宅項目可以減少市政基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)擔(dān)；減少空氣和水污染以及控制疾病的蔓延，為使用者、社區(qū)服務(wù)人員提供更健康的居住和工作環(huán)境；保證空氣質(zhì)量，節(jié)約利用和保護水資源，減少CO2排放，減少環(huán)境資源的浪費。

2.2 低成本可持續(xù)住宅的實現(xiàn)途徑

低成本可持續(xù)住宅的實現(xiàn)是一項復(fù)雜的工程，涉及住宅設(shè)計的方方面面，包括場地選址、建筑設(shè)計、建造方式、能源使用方式、建筑運營維護、項目投資和項目定位，等等。與此同時，由于現(xiàn)階段相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的缺失，各國一般沿用綠色建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評估低成本可持續(xù)住宅。本文基于現(xiàn)有研究成果及低成本可持續(xù)住宅的實踐現(xiàn)狀，以可持續(xù)目標(biāo)為導(dǎo)向，探討低成本可持續(xù)住宅的實現(xiàn)途徑。

2.2.1 協(xié)同設(shè)計

協(xié)同設(shè)計是通過協(xié)調(diào)不同學(xué)科與技術(shù)來促進住宅低成本、高效益的實現(xiàn)。從低成本可持續(xù)住宅的內(nèi)涵可以發(fā)現(xiàn)，其本身就是建筑、機械、電氣等相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)合作的產(chǎn)物。通過設(shè)計協(xié)調(diào)各專業(yè)，可以減少不必要的額外投入，在保障建筑性能的同時減少初始建造費用和建筑運營維護費用。同時，協(xié)同設(shè)計還需要項目團隊的所有相關(guān)人員從設(shè)計伊始就對項目目標(biāo)、項目優(yōu)先發(fā)展等達成一致，且在住宅設(shè)計和運營階段保證設(shè)計意圖的完整實施。

2.2.2 提升能源使用效率

提升能源使用效率需綜合考慮項目前期建筑設(shè)計、建造和后期的建筑運營與維護，在住宅全生命周期內(nèi)減少資源使用量。在住宅設(shè)計與施工階段，選擇可回收的建筑材料并采用易安裝和更高效的結(jié)構(gòu)體系簡化施工方式，從而大幅降低住宅建造過程中的能源消耗；使用耐用材料和提升建筑部件性能通?？梢詼p少建筑維護和更換頻率，從而達到節(jié)約材料和提升用能效率的目的。在住宅運營階段，機械系統(tǒng)的集成設(shè)計，高性能圍護結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和新能源的使用都可以高效地減少家庭用能，提升能源使用效率。

2.2.3 改善居住環(huán)境

由于住房質(zhì)量差與住房短缺問題，低收入家庭通常不得不生活在擁擠且衛(wèi)生條件不好的環(huán)境里，這往往容易導(dǎo)致疾病的發(fā)生與蔓延。相關(guān)資料顯示，低收入家庭的孩子更易患上哮喘和其他呼吸道疾?。≒ortia Miller，Elizabeth Votruba-Drzal，2014）。因此，在進行低成本可持續(xù)住宅設(shè)計時，需要充分考慮人體健康和環(huán)境問題。在材料選擇上避免使用VOC（Volatile Organic Compounds，揮發(fā)性有機化合物）含量高的有毒有害材料，在保障居住者和施工人員身體健康的同時，減少排放到空氣、水和土地中的有害物質(zhì)；被動式技術(shù)如自然通風(fēng)、被動式太陽能技術(shù)等，不僅能為居住者提供更好的室內(nèi)外環(huán)境，相較于主動式技術(shù)而言，往往還意味著更低的造價和運營維護成本。

2.2.4 社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展

高品質(zhì)且健康宜居的居住環(huán)境應(yīng)該兼顧建筑本身的功能布局與更大范圍的社區(qū)可持續(xù)發(fā)展。不同使用者對居住空間的要求不盡相同，多樣的功能布局有助于滿足不同的居住要求，提高居住空間的使用效率。同時，低成本可持續(xù)住宅還應(yīng)關(guān)注室外照明、社區(qū)安全、公共空間、社區(qū)歸屬感與潛在的鄰里關(guān)系等問題。這就需要項目在設(shè)計伊始就有清晰的定位與準(zhǔn)確的選址，考慮地區(qū)的長期發(fā)展，盡可能減少當(dāng)?shù)匦陆ɑA(chǔ)設(shè)施的壓力，并兼顧居住者的人際關(guān)系發(fā)展。保護文化與景觀資源同樣是社區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，為此，項目應(yīng)該維系建筑與城市的歷史文脈，保護群落環(huán)境和人文歷史景觀，建立一個建筑、城市、規(guī)劃和景觀統(tǒng)籌兼顧的可持續(xù)社區(qū)。

3 案例研究

3.1 里士滿街60號東住房合作社

里士滿街60號東住房合作社（60 Richmond Street East Housing Co-operative）是位于加拿大多倫多的一棟低成本可持續(xù)住宅（圖1）。項目始于當(dāng)?shù)厥凶h員、酒店工會和“多倫多社區(qū)住房”之間的多方合作，致力于建造一個針對酒店服務(wù)人員的住房合作社，將受雇于附近酒店及餐飲業(yè)的工人重新安置在這里。

設(shè)計以創(chuàng)建專用于食品和生產(chǎn)的可持續(xù)社區(qū)為主要脈絡(luò)展開，最終形成了一個小規(guī)模但囊括完整生態(tài)系統(tǒng)組成部分的“都市農(nóng)業(yè)”。一樓餐飲業(yè)主所需的蔬菜、水果和香草等均由6樓的廚房花園提供（圖2），廚房花園由屋頂收集的雨水進行灌溉，同時，廚房產(chǎn)生的有機垃圾又可用作花園的堆肥。

圖2 廚房花園

這樣的設(shè)計不僅減少了部分資源供給，還有效解決了垃圾回收和雨水收集等問題，在減少居民生活成本的同時創(chuàng)建了一個生態(tài)可持續(xù)的合作社。

該項目通過創(chuàng)造各種不同層次的開放空間和平臺（圖3），用以改善居住環(huán)境。被解構(gòu)的建筑體量創(chuàng)造出一系列連續(xù)和對比的動態(tài)街道空間，這種視覺上的動態(tài)設(shè)計有助于創(chuàng)建廚房花園，使得建筑有機會獲得更充足的光線，并提供了室外綠地，而植被則有助于冷卻和凈化空氣，不僅能給居住者提供更好的空氣質(zhì)量，也有利于緩解城市熱島效應(yīng)。

與此同時，客戶對低維護成本的要求也激發(fā)了許多能提升能源使用效率的新設(shè)計。在材料使用上，里士滿街60號東住房合作社使用絕緣纖維水泥面板提升住房的耐用性，減少建筑維護費用和報廢成本；復(fù)雜但更高效的機械系統(tǒng)集成設(shè)計，例如熱回收技術(shù)，甚至包括洗衣機廢水回收利用技術(shù)，都有助于降低居住者的生活用能成本；屋頂花園和雨水收集露臺的低維護頻率則可進一步提升建筑運營過程中的能源使用效率。

圖3 開放平臺和公共空間

3.2 荷蘭“銀杏”住宅

“銀杏”集成住宅項目（Ginkgo project）坐落于荷蘭貝克貝亨市（Beekbergen，Netherland），主要用于解決無經(jīng)濟能力承擔(dān)住房的單親家庭的住房問題。得益于緊湊和多樣的住房格局，“銀杏”項目通過在環(huán)境和視覺舒適度上的合理設(shè)計為不同人群提供了低成本、高品質(zhì)的可持續(xù)住宅。場地一側(cè)臨綠色公園，另一側(cè)則是一個建造于戰(zhàn)后1950年代的老社區(qū)。因此，如何處理兩種截然不同的城市邊界條件，在不破壞既有建筑與城市文脈的同時保護群落環(huán)境和人文歷史景觀，從而改善居住環(huán)境是該項目的設(shè)計難點，同時也是其亮點所在。

面對場地不同方向上的建筑與城市歷史文脈以及群落環(huán)境，項目采用了兩種截然不同的表皮設(shè)計方案，構(gòu)建了一個兼顧建筑、城市、規(guī)劃和景觀的可持續(xù)社區(qū)。在臨公園一側(cè)，透明的立面、長陽臺和公園長坡使住宅和公園有機地結(jié)合起來。立面玻璃印有銀杏樹葉的紋理，并且擁有不同層次的黃色和綠色（圖4），隨著季節(jié)交替和天氣變化，整個立面同公園內(nèi)的大片銀杏樹一起隨自然光變化，使建筑完美融入自然環(huán)境。這樣的立面處理，不僅保障了住房陽臺和露臺的私密性，也實現(xiàn)了戶外空間和公園的有機結(jié)合。幾乎每一處立面的印刷紋理都不相同，從而通過創(chuàng)建隨機的綠色外觀，減少立面對環(huán)境的視覺干擾，同時也使建筑形成一種輕盈縹緲的外觀形象（圖5）。為了回應(yīng)場地另一側(cè)的戰(zhàn)后建成區(qū)，設(shè)計根據(jù)既有房屋的特征，對立面的開口比例和磚的使用都做了獨特的處理，以使項目與現(xiàn)有的戰(zhàn)后建筑形成一種巧妙的對話。兩種截然不同的表皮分別呼應(yīng)兩種不同的城市界面，很好地表達了場地既有的歷史文脈，有助于可持續(xù)社區(qū)的創(chuàng)建。

整個項目包括一個多層公寓樓和一個低層公寓。多層公寓樓主要由幾個同心功能環(huán)組成（圖6）。功能環(huán)的中心主要承擔(dān)垂直交通功能，沿著中心的第二環(huán)布置了一些公共服務(wù)用房。第三環(huán)是一個靈活且連續(xù)的生活空間，多樣的布置方式為不同生活對象提供不同的布局。最外環(huán)則由長的全景陽臺和私人陽臺組成，通過隨機的組合回應(yīng)城市界面的隨機性。

低層公寓沿著一個可以俯視公園的坡度緩和的長坡設(shè)計了一個大的露臺（圖7），并在臨公園側(cè)安裝了大面積的落地窗，使得住房和公園在視覺上自然地聯(lián)系起來，而在垂直高度上又區(qū)分開來，這樣的設(shè)計為住戶提供了一個不僅私密而且景觀極佳的戶外空間。

圖4 印刷有植物紋理的立面玻璃

圖5 從公園看“銀杏”項目

圖6 公寓樓平面

圖7 連接低層公寓與公園的長坡

整個設(shè)計在滿足功能需求的同時以一種自然的方式回歸自然，既保護了自然環(huán)境，又創(chuàng)造了一個高品質(zhì)、健康宜居的居住環(huán)境。緊湊多樣的建筑布局在不損害公共安全的同時給居住者提供了盡可能舒適的室外環(huán)境，有利于單親家庭增強社區(qū)歸屬感和發(fā)展良好的鄰里關(guān)系。

圖8 維阿韋德沿街立面

3.3 維阿韋德

維阿韋德（Via verde）是位于美國紐約布朗克斯（South Bronx，New York）南部的一個提供222個居住單元的低成本可持續(xù)住宅項目（圖8）。

綠色公共空間有助于增強社區(qū)歸屬感、發(fā)展?jié)撛诘泥徖镪P(guān)系，從而實現(xiàn)社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。該項目擁有一個666m2的地面庭院，庭院沿建筑螺旋上升，創(chuàng)造了一個階梯上升式的公共空間和3 777m2的屋頂綠化（圖9）。這樣的設(shè)計不僅為居住者提供了足夠的公共綠化空間，也有助于減少雨水徑流，提高建筑的保溫性能。而植物的灌溉以及雨水收集則通過低造價的地下混凝土水池和5個180L的水桶實現(xiàn)，用最經(jīng)濟簡單的方式實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，提升了建筑運營的用能效率。與此同時，螺旋上升的屋頂空間有利于太陽能光伏板的安裝與使用，項目公共空間的照明用能完全由南面隨屋面階梯錯開排列的太陽能光伏板提供（圖10），通過使用新能源保障社區(qū)的室外照明和社區(qū)安全。

事實上，集成設(shè)計系統(tǒng)不僅能提升能源使用效率，也有利于改善居住環(huán)境。通過在項目各階段協(xié)調(diào)業(yè)主、設(shè)備經(jīng)理和設(shè)計人員，在施工過程中加強設(shè)備調(diào)試，從而使設(shè)計意圖得到完整實現(xiàn)，節(jié)約了25%的建筑能耗。

相較于主動式機械系統(tǒng)，高性能的建筑圍護結(jié)構(gòu)能更穩(wěn)定地提升建筑用能效率。預(yù)制雨屏系統(tǒng)作為一種高性能的圍護結(jié)構(gòu)，不僅提升了建筑圍護結(jié)構(gòu)的密封性和絕緣性，也改善了建筑的遮陽性能。整個建筑大面積使用Low-E玻璃，有效減少了室內(nèi)太陽輻射得熱，加之提倡使用吊扇，使得用戶對空調(diào)的依賴程度降低，有助于提升居住者的健康水平并減少居住者生活用能。

為了進一步提升能源使用效率，項目對居民如何使用節(jié)能設(shè)備進行教育，幫助居民形成可持續(xù)的生活方式。在大堂安裝顯示能源使用統(tǒng)計的設(shè)備，如太陽能板實時輸出功率等，激勵全體人員為可持續(xù)目標(biāo)共同努力。

4 結(jié)語

通過相關(guān)文獻與國外的成功實踐案例發(fā)現(xiàn)，協(xié)同設(shè)計、提升能源使用效率、改善品質(zhì)和社區(qū)可持續(xù)發(fā)展是實現(xiàn)低成本可持續(xù)住宅的4個有效手段，而其所具有的低成本、高品質(zhì)和健康宜居的特點，無疑有助于解決低收入者住房短缺和住房質(zhì)量差這兩個亟待解決的問題。

與此同時，由于技術(shù)和普及率的問題，低成本可持續(xù)住宅往往意味著更高的初始建造成本，而這些成本最終會以各種形式分?jǐn)偟狡胀ㄗ羯砩希斐勺》砍杀静粶p反增。盡管協(xié)同設(shè)計能有效降低一部分初始建造成本，但現(xiàn)階段開發(fā)商和投資人主要還是通過各種政府補助和獎勵措施來平衡可持續(xù)住宅的初始建造費用。低成本可持續(xù)住宅的效益是多方的，無論是對于使用者、開發(fā)商還是當(dāng)?shù)卣?，因此，只有通過多方繼續(xù)共同努力，才能使低成本可持續(xù)住宅真正解決低收入者的住房短缺和住房質(zhì)量差這兩大問題。

圖9 螺旋上升的公共綠化空間

注

① 文中圖1～10圖片來源：http://architizer.com/。

[1] National Low Income Housing Coalition. America's Neighbors: The Affordable Housing Crisis and the People it Affects[R/OL]. 2004. http://www.tbrpc.org/resource_center/pdfs/housing/Americas_ Neighbors.pdf.

[2] Niklaus Kohler. The Relevance of Green Building Challenge[J]. Building Research & Information, 1999,27(4/5).

[3] 林輝. 綠色住宅的內(nèi)涵及評價方法研究[J]. 建筑經(jīng)濟, 2011(06).

[4] William Bradshaw, Edward F．Connelly, Madeline Fraser Cook, et al．The Costs and Benefits of Green Affordable Housing[R/OL]. New Ecology, 2005. http://www.solaripedia.com/files/1133.pdf．

[5] Miriam Landman. Green Affordable Housing: An Overview[C/OL]. 2007. http://www.nbm.org/media/transcripts/overview.pdf．

圖10 南向階梯排布的太陽能光伏板

[6] Portia Miller, Elizabeth Votruba-Drzal. Pollution and Low-Income Children's Development across Urban, Suburban, and Rural Communities[R/OL]. 2014. https://www.epa.gov/sites/production/ files/2014-10/documents/bk1_thur_4_miller_votruba-drzal.pdf.

2017-02-14

CASE STUDY OF AFFORDABLE SUSTAINABLE HOUSING IN FOREIGN COUNTRIES

Affordable sustainable housing is being paid more and more attention, which lowers housing costs and helps provide occupants more comfortable and healthy living environment, can effectively solve the low-income housing shortage and poor housing quality problems. Through the summary of relevant researches abroad, this paper analyzes affordable sustainable housing, and explores the specific approaches of realizing affordable sustainable housing combining with practices the successful cases.

Affordable Sustainable Housing, Realization Approach, Case Analysis

本文受國家自然科學(xué)基金（編號：51678261）和亞熱帶建筑科學(xué)國家重點實驗課題（編號：2017ZB08）資助。

王江華，華中科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院

劉志翔，中國城市建設(shè)研究院有限公司

徐燊，華中科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，華南理工大學(xué)亞熱帶建筑科學(xué)國家重點實驗室