■ 章迎慶 梁 可 嚴(yán)一凱

住建部（武進(jìn)）綠色建筑產(chǎn)業(yè)集聚示范區(qū)位于江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)西南部，總用地15．62萬km2，是中國首批綠色建筑示范區(qū)之一。江蘇省綠色建筑博覽園作為示范區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)示范項(xiàng)目具有先行先試的帶頭作用。

綠建博覽園核心區(qū)（圖1）項(xiàng)目占地近200畝，位于該示范區(qū)延政西路南側(cè)、龍江南路高架東側(cè)。綠建博覽園匯集國內(nèi)外綠色建筑各種形態(tài)和技術(shù)，打造節(jié)能環(huán)保、低能耗被動(dòng)式、未來智能建筑的集成展示平臺(tái)。博覽園分為城市展區(qū)、自然展區(qū)、會(huì)展區(qū)。城市展區(qū)由生態(tài)綠色建筑、廣場(chǎng)、景觀道、濱水空間組成。自然展區(qū)由凈水梯田、生態(tài)濕地、雨水收集系統(tǒng)、水處理設(shè)施、人造森林、生態(tài)綠地、自然景觀組成。會(huì)展區(qū)主要用于室外會(huì)展、會(huì)議等。博覽園的規(guī)劃設(shè)計(jì)通過運(yùn)用Eco-tect軟件分析，自然人造生態(tài)環(huán)境概念，運(yùn)用低沖擊開發(fā)、生態(tài)水資源利用系統(tǒng)、可再生能源利用等綠建技術(shù)，努力建設(shè)一種經(jīng)濟(jì)與自然環(huán)境和諧共生的綠色經(jīng)營發(fā)展模式。綠色生態(tài)化策略在綠博園的規(guī)劃設(shè)計(jì)中可以說是一次全方位的探索，對(duì)以后的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作有重要的指導(dǎo)作用。

圖1 規(guī)劃平面圖

生態(tài)策略

博覽園的規(guī)劃采用微沖擊的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)過程中充分考慮場(chǎng)地的微氣候，場(chǎng)地的微地形，以及場(chǎng)地中道路和水體的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并且著重設(shè)計(jì)了場(chǎng)地的雨水回收利用系統(tǒng)。

1．微氣候

建筑的布局和形態(tài)充分結(jié)合基地所在的氣候環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。常州地處中緯度，北亞熱帶北緣，南向有太湖，屬北亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)（圖2），氣候溫和濕潤；常年主導(dǎo)風(fēng)向東南偏東，四季分明。年平均氣溫15．4℃，光能充足，年平均日照時(shí)數(shù)在2000～2100小時(shí)之間，年平均太陽輻射為110～117kcal/cm2。年日照總時(shí)數(shù)2047．5小時(shí)。熱量資源比較充裕，年平均氣溫在14．6℃～15．1℃之間，無霜期較長，225天左右，實(shí)際每年霜日僅50～60天。氣溫全年穩(wěn)定在0℃以上日期為330～345天，總積溫5300℃～5500℃。博覽園中建筑的選址充分考慮地理位置、場(chǎng)地生態(tài)環(huán)境、場(chǎng)地氣候環(huán)境、地形地貌、場(chǎng)地周邊環(huán)境、道路交通和市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃條件等。通過對(duì)常州市的一年十二個(gè)月中風(fēng)頻數(shù)據(jù)的分析（圖3），規(guī)劃利用水體造景適度開敞，引進(jìn)東南風(fēng)加強(qiáng)自然通風(fēng)來減少能耗，基地內(nèi)保留原有水體基礎(chǔ)上擴(kuò)大水面形成生態(tài)濕地。同時(shí)將展示建筑布局在西北側(cè)，展示建筑屋頂設(shè)計(jì)充分考慮空氣流動(dòng)，避免陽光直射屋頂。屋頂考慮到氣候變化而改變向自然開放的程度，做到建筑與氣候互動(dòng)。

圖2 氣候示意圖

圖3 風(fēng)頻數(shù)據(jù)分析圖

2．微地形

博覽園基地現(xiàn)狀地勢(shì)平坦，水網(wǎng)縱橫，天然濕地，低洼地較多，具備良好的生態(tài)基底。博覽園一期地形塑造（圖4）：首先根據(jù)現(xiàn)狀高程測(cè)量數(shù)據(jù)及地形圖顯示的地塊高程，運(yùn)用網(wǎng)格法粗略估算，進(jìn)行合理的場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)，根據(jù)場(chǎng)地的地形形態(tài)研究建構(gòu)筑物與周邊環(huán)境的地形關(guān)系，在滿足建設(shè)項(xiàng)目使用功能要求的情況下，充分利用地形減少工程填挖土方量。其次場(chǎng)地西側(cè)距城市高架較近，噪音較大，所以在西側(cè)堆丘以減弱其影響。另外，博覽園的配套建筑設(shè)計(jì)充分利用地形，將配套服務(wù)設(shè)施和構(gòu)筑物融入地形之中。如利用地形起伏形成光伏停車場(chǎng)與入口半地下生態(tài)停車場(chǎng)。構(gòu)筑物鑲嵌在綠色的山丘里，如南區(qū)半地下覆土建筑的設(shè)計(jì)，在視覺上使構(gòu)筑物融入大地景觀之中。

圖4 地形分析圖

3．微結(jié)構(gòu)

博覽園整體結(jié)構(gòu)以細(xì)胞結(jié)構(gòu)為原型（圖5），保持利用場(chǎng)地原有的地形、地貌，通過優(yōu)化場(chǎng)地規(guī)劃與設(shè)計(jì)，降低開發(fā)活動(dòng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。保護(hù)原有地表水體，禁止破壞場(chǎng)地與周邊原有水系的關(guān)系，盡量維持原有水文條件，保護(hù)和加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)環(huán)境。采用生態(tài)格局整合設(shè)計(jì)法，引入“細(xì)胞聚合”的規(guī)劃理念，功能空間群組相生、團(tuán)簇展開，模擬“生長”規(guī)律形成博覽園的結(jié)構(gòu)模式。其道路系統(tǒng)形似細(xì)胞結(jié)構(gòu)，同時(shí)入口構(gòu)架、橋梁、廊架都呈現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)，濕地水體也是以細(xì)胞結(jié)構(gòu)為原型。

圖5 道路結(jié)構(gòu)

4．雨水回收利用

雨水回用結(jié)合，因地制宜綜合利用雨水，回用與滲透相結(jié)合；可透水地面與城市多功能雨洪調(diào)蓄設(shè)施相結(jié)合。博覽園展示建筑集蓄利用、水景相結(jié)合利用屋頂綠化，可減少屋面雨水徑流，并可有效降低熱島效應(yīng)。同時(shí)利用一套雨水收集、儲(chǔ)存、利用和屋面綠化的水源補(bǔ)充設(shè)施系統(tǒng)，可以構(gòu)筑具有良好生態(tài)功能的水景（圖6）。園區(qū)道路全部采用透水道路，車行道采用透水瀝青或者透水混凝土澆筑，景觀步行道全部采用透水鋪裝。博覽園綠地建設(shè)及可透水性地面，在路面和廣場(chǎng)大力推廣滲水材料（可透地面可采用人造透水性地面，如草皮磚、碎石地面等），加大地下水滲入量，降低綜合徑流系數(shù)，可以減少15%左右的雨水進(jìn)入市政排水管道，可以使更多的雨水留在城市境內(nèi)并滲入地下以補(bǔ)充、涵養(yǎng)地下水，有效增加淺層土壤含水量，遏制城市熱島效應(yīng)。

圖6 雨水回用

生態(tài)技術(shù)

1．水系統(tǒng)構(gòu)建

在傳統(tǒng)的園區(qū)規(guī)劃中柏油路、水泥路和硬質(zhì)鋪裝等大面積非滲透性地面替代了土壤，建筑取代了森林，雨水系統(tǒng)取代了匯水的自然溪流，導(dǎo)致城市地表徑流增加，因地下水位下降引起的地面沉降。博覽園中設(shè)立生態(tài)濕地、凈水梯田、雨水利用系統(tǒng)、污水利用系統(tǒng)、駁岸系統(tǒng)等。生態(tài)濕地蘊(yùn)育著豐富的自然資源，是物種儲(chǔ)存庫、氣候調(diào)節(jié)器，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保持生物多樣性以及發(fā)展經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，具有不可替代的重要作用。博覽園濕地對(duì)區(qū)域內(nèi)城市水體生態(tài)治理，形成自然的良性循環(huán)的生態(tài)水環(huán)境具有良好功效，同時(shí)具備觀賞性。凈水梯田通過不同標(biāo)高的積水池之間水的滲透和交換，起到自然過濾水源的作用。

在綠色建筑展示區(qū)，雨水利用綜合考慮雨水徑流污染控制、城市防洪以及生態(tài)環(huán)境的改善等要求建立包括屋面雨水集蓄系統(tǒng)、雨水截污與滲透系統(tǒng)、雨水利用系統(tǒng)等的體系。將雨水用作噴灑路面、灌溉綠地、蓄水等城市用水的技術(shù)手段；生活污水處理系統(tǒng)對(duì)園區(qū)內(nèi)的生活污水搜集后進(jìn)行集中處理并達(dá)到直排或回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，保持和利用現(xiàn)有河道、景觀水系的滯洪、蓄洪及排洪能力，采取措施加強(qiáng)雨水滲透對(duì)地下水的補(bǔ)給，保持場(chǎng)地自然滲透能力。

2．風(fēng)環(huán)境分析

常州市武進(jìn)區(qū)風(fēng)能資源較為豐富，平均氣壓在1016百帕左右，冬高夏低，區(qū)內(nèi)差異不大。3月份平均風(fēng)速最大，達(dá)3．5～4．4 米 / 秒，9、10 月份風(fēng)速最小，為 2．6～3．4 米 / 秒。全年盛行風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，夏半年多東南風(fēng)，冬半年多西北風(fēng)。全年風(fēng)能季節(jié)變化為冬春大，夏秋小，通常陸地春季風(fēng)能比例大，而海面則冬季風(fēng)多，秋季風(fēng)能大于夏季。首先，通過ECOTECTR軟件對(duì)全年風(fēng)環(huán)境的分析合理優(yōu)化建筑布局。其次，園區(qū)中主要采用各種造型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及風(fēng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備來對(duì)風(fēng)能進(jìn)行有效利用。各展示建筑結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)，在博覽園中普遍采用可再生能源空調(diào)系統(tǒng)，降低建筑的空調(diào)能耗。

獲得良好的自然通風(fēng)效果一直是博覽園規(guī)劃設(shè)計(jì)中考慮的重要因素之一。室內(nèi)外通風(fēng)狀況的好壞影響到區(qū)域內(nèi)部產(chǎn)生的污染物能否及時(shí)地排出和稀釋，還影響到建筑為人們夏季通風(fēng)納涼，冬季遮擋風(fēng)寒的功能。根據(jù)軟件分析數(shù)據(jù)，合理優(yōu)化博覽園建筑與景觀的平面布局。利用水體的開敞空間大量收納風(fēng)的進(jìn)入并將其導(dǎo)引到生態(tài)展示建筑，利用風(fēng)壓設(shè)置風(fēng)力發(fā)電設(shè)施。減少氣流對(duì)區(qū)域微環(huán)境和建筑本身不利影響，營造良好的夏季和過渡季自然通風(fēng)條件。由于基地位于夏季炎熱，冬季寒冷地區(qū)，優(yōu)化展示建筑布局，做好建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計(jì)等技術(shù)手段，能使冬季獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向，夏季能夠利用自然通風(fēng)并減少太陽熱輻射，改善場(chǎng)地的微氣候環(huán)境，從而降低展示建筑使用能耗，這是被動(dòng)式策略的重要方面（圖7）。同時(shí)周邊塔樓的布局有助于自然風(fēng)的流通并且減緩較快風(fēng)速，優(yōu)化風(fēng)環(huán)境。

圖7 最佳朝向數(shù)值投影圖

3．太陽能利用

博覽園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施照明全部采用風(fēng)光互補(bǔ)、太陽能或者LED照明燈具。園區(qū)停車采用半地下覆土車庫，做到綠化與車庫的最好融合。博覽園通過高程控制以及植被選作，做到自然隔絕和降低公園外噪音和粉塵污染。

博覽園太陽能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，主要設(shè)備有：光熱系統(tǒng)、太陽能景觀系統(tǒng)。博覽園中綠色展示建筑節(jié)能措施體現(xiàn)在三個(gè)板塊方面：節(jié)能、循環(huán)和生產(chǎn)。其中，節(jié)能板塊具體措施有高性能圍護(hù)體、綠化屋頂、蒸發(fā)制冷等；循環(huán)板塊具體措施有熱循環(huán)系統(tǒng)、蓄熱結(jié)構(gòu)體、晚間散熱通風(fēng)等；生產(chǎn)板塊具體措施有太陽能光伏、風(fēng)渦輪、置換通風(fēng)系統(tǒng)等。

4．園區(qū)規(guī)劃日照分析

建筑朝向、布局應(yīng)有利于獲得良好的日照，基于武進(jìn)的太陽直射輻射環(huán)境，對(duì)地區(qū)的建筑最佳朝向進(jìn)行了分析。建筑主要朝向宜控制在南偏東45°和南偏西30°的范圍內(nèi)，并通過日照模擬分析確定最優(yōu)朝向。ECOTECT建筑軟件數(shù)據(jù)顯示，武進(jìn)全年平均太陽直射輻射量最多的朝向?yàn)?19°；冬天太陽直射輻射量最多的朝向?yàn)?56°；夏天平均太陽直射輻射量最多的朝向?yàn)?7．5°，綜合分析比較得出武進(jìn)的最佳朝向?yàn)?60°～155°（圖8）。陰影分析有助于選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ叨龋员阍诙?，道路和建筑能獲得更多的太陽輻射（圖9）；在夏季，開放空間避免太陽的直射。通過公共開敞綠地提供市民更多活動(dòng)空間，根據(jù)其日照環(huán)境（圖10），從而更好地把控周邊建筑高度和開放空間位置。

圖8 被動(dòng)式設(shè)計(jì)舒適度分析

圖9 被動(dòng)式建筑陰影示意圖

圖10 被動(dòng)式建筑日照環(huán)境示意圖

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過對(duì)綠建文化為主題常州博覽園核心區(qū)（圖11）的規(guī)劃設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，筆者得出綠色建筑的設(shè)計(jì)要有整體的設(shè)計(jì)觀。不是簡單地在后期加上一些綠色建筑設(shè)備，便稱之為綠色建筑。同時(shí)，整個(gè)設(shè)計(jì)過程應(yīng)當(dāng)從布 局、空間、形態(tài)等基本的建筑構(gòu)成要素出發(fā)，使得建筑本體具備綠色節(jié)能的潛質(zhì)，而不是單純依靠后加入的光電板等設(shè)備設(shè)施。例如博覽園采用人車分流設(shè)計(jì)，最大化地增加非機(jī)動(dòng)道路的便捷性，減少行車區(qū)域，從更加宏觀的層面滿足低碳節(jié)能的要求。另外，博覽園強(qiáng)調(diào)水體景觀融入，處理好建筑、環(huán)境及地塊內(nèi)部水系的關(guān)系。同時(shí)，以微沖擊的理念規(guī)劃建設(shè)，創(chuàng)造綠色氣息濃郁、尺度宜人的展示空間氛圍。綠建博覽園按照整體系統(tǒng)的綠色規(guī)劃理念，通過合理地組織綠地、水系、休閑廣場(chǎng)等開放空間，采用節(jié)能環(huán)保技術(shù)與節(jié)能建筑材料，是一次對(duì)當(dāng)前綠建措施的集中應(yīng)用檢驗(yàn)。該園區(qū)的設(shè)計(jì)對(duì)今后我國的綠色建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)工作具有重要的指導(dǎo)意義。

圖11 鳥瞰圖