歷史街區(qū)低碳規(guī)劃設(shè)計(jì)的模擬優(yōu)化★

陸桂艷 陳 玉 莫超宇 王永榮

(1.廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西 南寧 530000； 2.華藍(lán)設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司研究院，廣西 南寧 530000)

?

·規(guī)劃·建筑·

歷史街區(qū)低碳規(guī)劃設(shè)計(jì)的模擬優(yōu)化★

陸桂艷1陳 玉2莫超宇1王永榮1

(1.廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西 南寧 530000； 2.華藍(lán)設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司研究院，廣西 南寧 530000)

通過調(diào)查研究南寧市歷史街區(qū)銀獅巷街區(qū)的現(xiàn)狀，探討了建筑單體、建筑群體及外部空間的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并利用Ecotect和Envi-met生態(tài)模擬軟件，對街區(qū)現(xiàn)狀通風(fēng)、采光等特征進(jìn)行模擬分析，針對街區(qū)在低碳方面存在的問題，模擬優(yōu)選出了銀獅巷街區(qū)最終優(yōu)化的低碳規(guī)劃方案。

歷史街區(qū)，建筑布局，通風(fēng)，采光，低碳建筑

隨著我國城市發(fā)展由增量型轉(zhuǎn)變?yōu)榇媪啃停鞘信f區(qū)的更新改造面積將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于城市新區(qū)建設(shè)。舊區(qū)的低碳更新優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)未來低碳城市的前提。本文通過Ecotect，Envi-met軟件對銀獅巷街區(qū)現(xiàn)狀進(jìn)行模擬分析，找出現(xiàn)狀中存在的缺陷，通過軟件不斷地模擬優(yōu)化，提取符合低碳理念的設(shè)計(jì)，得出最終更新改造方案。

1 銀獅巷街區(qū)現(xiàn)狀分析

1.1 街區(qū)概況

銀獅巷街區(qū)位于廣西南寧市中心，屬于“三街兩巷”歷史街區(qū)的一部分。銀獅巷街區(qū)是南寧商業(yè)文化的發(fā)源地，北宋年間即為古邕州(今南寧)商貿(mào)中心，到清朝南寧開埠，一直是政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心?；谄渖詈竦臍v史沉淀，銀獅巷街區(qū)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(jìn)新型的低碳建筑。

1.2 街區(qū)現(xiàn)狀分析

1)建筑布局。銀獅巷街區(qū)沿街為商業(yè)，內(nèi)部布置住宅，沿街建筑均面向街道聯(lián)排布置。街區(qū)內(nèi)功能復(fù)雜建筑類型不一，歷史街區(qū)肌理尚存，產(chǎn)權(quán)多樣較為復(fù)雜。

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

3)日照間距。銀獅巷街區(qū)大部分建筑均為單位或個(gè)人自建，沒有經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計(jì)，因此建筑排布多以最大化利用土地為準(zhǔn)則建立，缺乏對建筑采光通風(fēng)的考慮。根據(jù)《南寧市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》對普通住宅日照數(shù)量的規(guī)定：居住建筑間距應(yīng)保證獲得日照要求的居住空間，其大寒日有效日照時(shí)間不應(yīng)少于3 h；舊城區(qū)的住宅建筑日照標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)降低，但不應(yīng)低于大寒日有效日照時(shí)間1 h的標(biāo)準(zhǔn)[1]，銀獅巷街區(qū)內(nèi)大部分建筑尤其是地塊內(nèi)部建筑日照均難以滿足。

4)公共空間。街區(qū)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(qū)內(nèi)的公共空間主要包括傳統(tǒng)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(xiàn)狀?，F(xiàn)代居住建筑對低碳考慮很少，室內(nèi)的大量空間采光通風(fēng)不佳，密度大導(dǎo)致低層的室內(nèi)空間常年陰冷潮濕。建筑西面墻壁及頂樓均無遮陽設(shè)施。傳統(tǒng)民居建筑尺度和體量多為三進(jìn)式，建筑內(nèi)部設(shè)置院子或天井，以增加室內(nèi)外空氣對流，增加通風(fēng)并保證建筑采光。傳統(tǒng)建筑多采用坡屋頂對夏日高角度日照進(jìn)行遮擋，窗戶多為棱窗以減少夏日進(jìn)入室內(nèi)的陽光直射。

2 方案模擬優(yōu)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(jìn)行分析表明南寧市建筑采光的最佳朝向?yàn)槟掀珫|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(qū)北面片區(qū)內(nèi)部的建筑進(jìn)行梳理，對于朝向不佳但具有歷史價(jià)值的建筑，應(yīng)進(jìn)行建筑內(nèi)部功能的調(diào)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(jìn)行遮陽處理。

2)采光模擬優(yōu)化。規(guī)劃增加南北建筑之間的間距，同時(shí)采取高低錯(cuò)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(xiàn)不同樓棟生活舒適度相差甚遠(yuǎn)的情況。經(jīng)過優(yōu)化銀獅巷街區(qū)建筑超過80%住戶能滿足大寒日有效日照時(shí)間大于1 h的標(biāo)準(zhǔn)。

3)通風(fēng)模擬優(yōu)化。使用Envi-met軟件對銀獅巷街區(qū)現(xiàn)狀建筑群2015年夏至日最熱時(shí)間下午14時(shí)的風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)：臨街建筑對地塊內(nèi)部的建筑采光通風(fēng)造成了影響，尤其是地塊南部的建筑嚴(yán)重影響了北部地塊內(nèi)建筑的采光及通風(fēng)。

規(guī)劃打開街道過長的建筑面，形成自然風(fēng)、陽光的通廊，使東南向主導(dǎo)風(fēng)、南面的良好采光及外部氣流能夠進(jìn)入地塊內(nèi)部。從興寧路步行街和興寧路西街兩條步行街的通風(fēng)對比發(fā)現(xiàn)，平行于風(fēng)向的道路空間有助于通風(fēng)，而垂直于風(fēng)向的道路空間通風(fēng)作用不大，因此可以在銀獅巷街區(qū)內(nèi)打開東南向的通風(fēng)巷道，增加內(nèi)部自然通風(fēng)。

2.2 外部空間優(yōu)化

1)增加室外活動場地。規(guī)劃增加銀獅巷街區(qū)的外部空間數(shù)量，提高外部空間質(zhì)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(guān)系，又減少夏日制冷能耗。

2)增加綠化面積、優(yōu)化植物配置。用Ecotect軟件對街區(qū)南部建筑圍合而成的外部空間進(jìn)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(qū)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(qū)域適合種植中性植物，太陽輻射能高于6 MJ/(m2·d)的區(qū)域適合種植喜陽植物[3]。規(guī)劃從平面到立體增加街區(qū)綠化。

3)通風(fēng)與采光?？梢岳孟锏缹⒆匀伙L(fēng)和陽光引入。在地塊東北角的廣場南面規(guī)劃了順風(fēng)向的步行巷道，引入自然風(fēng)。為保證公共空間采光，適當(dāng)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(shè)計(jì)優(yōu)化

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

2)門窗洞位置。居住建筑開窗采光主要分為側(cè)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(jié)合銀獅巷街區(qū)的整體特點(diǎn)，適用于銀獅巷街區(qū)大部分建筑的采光方式為側(cè)窗采光。

3)遮陽。對建筑的窗口遮陽采用橫向與豎向相結(jié)合的遮陽設(shè)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(jìn)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?shù)耐咂询B形成雙層瓦，上層瓦遮陽，下層瓦隔熱。

3 歷史街區(qū)特征的保護(hù)

1)傳統(tǒng)建筑元素提取與保留。街區(qū)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(tǒng)建筑元素，將其融入到新建建筑中，確保傳統(tǒng)街區(qū)風(fēng)貌統(tǒng)一。

2)適當(dāng)保留舊建筑。對于具有一定傳統(tǒng)風(fēng)貌的舊建筑，對其進(jìn)行修繕保護(hù)，低層進(jìn)行業(yè)態(tài)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(fēng)的建筑尺度，在布局上傳承南寧傳統(tǒng)民居的院落式布局，并沿用傳統(tǒng)民居中與低碳概念相同的遮陽、通風(fēng)等技術(shù)手段。

3)平坡屋頂結(jié)合。街區(qū)建筑平屋頂與坡屋頂相結(jié)合，其中有條件的平屋頂作屋頂花園處理，將街區(qū)綠地向空間發(fā)展，增加街區(qū)碳匯，節(jié)約地面用地。對于保留建筑，按照其原來的屋頂形式作為區(qū)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?shù)姆植迹M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(dǎo)教師吳宇華副教授。

[1] 南寧市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定[Z].2011.

[2] 許 皓.計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)輔助低碳住區(qū)被動式設(shè)計(jì)研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué),2012.

[3] 徐艷芳，孫 勇.綠色建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[4] GB 50096—2011,住宅設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5] 南寧市歷史街區(qū)保護(hù)管理?xiàng)l例[N].南寧日報(bào),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(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和科技創(chuàng)新能力訓(xùn)練基金課題(課題編號：SYJN20130519)

陸桂艷(1989- )，女，在讀本科生

TU984

A