第4章 豫北地区“城中村”改造中生态适宜技术应用策略

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　　【题目】河南地区城中村升级中生态技术的应用研究（←点击返回查看其余6篇）
　　【1.1-1.3】城中村改造国内外研究现状分析
　　【1.4-1.7】生态城中村建设研究的目和研究内容
　　【2.1】“城中村”的形成与发展
　　【2.2】生态适宜技术理论研究
　　【2.3-2.4】城中村改建中生态适宜技术运用的特点及意义
　　【3.1-3.3】“城中村”改造现状与思路
　　【3.4】生态适宜技术在豫北地区传统村落中沉淀
　　【3.5】生态技术在“城中村”改造中应用的契机
　　【4.1-4.2】住区规划中气候的“用”与“防”
　　【4.3】“开放态度”的建筑单体设计
　　【4.4】因地因时的“应变”设计
　　【4.5-4.6】传统材料及清洁能源的利用
　　【参考文献】生态适宜技术在城中村改良中的运用结论与参考文献

　　生态适宜技术在豫北地区“城中村”改造中的应用，是立足于当地实际情况，在生态视觉下以生态适宜技术为切入点（图 4-1），从场地生态系统、住区规划、建筑单体、建筑构件、材料与能源应用五个方面，探讨“城中村”改造中新社区与环境相处之道。旨在通过生态适宜技术的应用策略，切实地解决豫北地区“城中村”改造中存在的问题，提高“城中村”中村民的生活环境品质，减少能源消耗，走出一条可持续发展的生态化道路。

图 4-1 生态适宜技术应用策略

　　4.1、豫北地区“城中村”改造中生态系统等级优化

　　4.1.1、生态系统等级分类

　　杨经文在其着作《生态设计手册》中提出在设计工作开始之前，需要对场地的生态历史进行评估并确定场地的生态系统等级，再针对不同生态水平等级的生态系统采取相应的生态设计策略。基于场地生态系统的特征，可将豫北地区场地生态系统分为以下五类：

　　(1) 成熟生态系统

　　成熟生态系统大多未受到人类干扰，拥有丰富的物种种类。生物多样性极高，生物链稳定，生态系统趋于成熟。对于拥有成熟生态系统的场地，我们要尽可能保护，避免在此类场地内从事“城中村”改造中的建设活动，避免造成对生态环境的干扰。

　　(2) 人工种植系统

　　人工种植生态系统是由人类主导，种植一种或者几种植物（例如农业用地、种植园、人工草坪等），其生态演替可在人类控制下不断延续，人在这个生态系统中起主导作用。针对人工种植生态系统的场地，可在无生产潜能或对生态环境影响最小的地区，适当地进行“城中村”改造建设活动。

　　(3) 人工混合生态系统

　　人工混合生态系统同样是由人类主导，且人作为生态系统中的一部分，仅保留很少的原有生态文化，几乎完全人工的生态系统（例如村落、城市等），可将其列为生态非重要用地。对于这一类生态系统而言，人的作用至关重要，可决定其生态系统等级的走向。此时“城中村”改造建设的原则，是在不破坏原有生态系统等级的基础上进行，尽量在保护的基础上提高生态系统的稳定性。

　　(4) 贫瘠生态系统

　　贫瘠生态系统形成的原因是自然灾害或者是人工破坏，裸露土地上只有极少的物种存在，且生态环境持续恶化。针对此类生态系统区域内的“城中村”改造活动，应通过改造活动积极干预生态系统的演化，增加物种的种类及数量，引导生态系统向积极的方向发展。

　　(5) 受污染生态系统

　　受污染生态系统场地，是人类不规律的生产、建设活动对场地及周围环境造成了极大的污染，破坏了生态平衡造成了较为严重的后果。对于受污染的生态系统，首先要评定破坏原因及确定污染源头，有针对性参与到生态系统未来演化，通过“城中村”改造活动，采取积极的补救措施修复受污染的生态系统。

　　4.1.2、生态系统等级优化策略

　　豫北地区现有的“城中村”改造大多采取“撤村入城”的形式，即“城中村”改造模式中异地重建模式。这种模式下的“城中村”改造会涉及到新社区选址，这就需要首先对待选场地的生态系统等级进行评估。选址的原则为：贫瘠生态系统及受污染生态系统场地是首选的建设用地，可通过人类的积极干预对生态系统进行修复；对于人工种植生态系统及人工混合生态系统场地，在保护的基础上努力提高生态系统的稳定性；对拥有成熟生态系统的场地，尽量避免建设活动。

　　无论采取何种“城中村”改造模式，我们的建设原则是：针对不同等级生态系统的场地，每一次的建设活动都不能使场地的生态系统等级向下一个等级恶化，而应积极干预生态系统的未来演化，以求提高生态系统的稳定性。每一次“城中村”改造都考虑到生态环境的保护，追求人与环境的协调发展。针对建设活动场地生态系统等级优化策略，有以下三个方面的考虑：

　　(1) 针对原场地生态系统

　　首先，对原场地内生态系统等级进行评估。其次，评估建设活动对原场地生态系统可能造成的破坏，并制定相应的应对措施。

　　(2) 针对设计的生态系统

　　建设活动一旦开始，就会与场地环境相互作用，会形成物质与能量的输入与输出。这就要求设计系统减少对场地环境的破坏与影响，最好通过人为作用去提升场地原有生态系统等级，比如丰富场地生态系统物种多样性、为场地内物种提供良好的栖息地等措施。

　　(3) 针对周边的生态系统

　　生态系统是一个开放的系统，场地内生态系统也应置于与周边生态系统形成的整体环境中去思考。可以在建设活动中营建生态廊道，比如利用绿地、河流等与外界环境衔接，为物种提供在场地内外活动的通道，提高生态系统的整体稳定性。

　　4.2、住区规划中气候的“用”与“防”

　　建筑与气候的关系包含两个方面：“用”与“防”，对不利气候的“防”是建筑产生的原因，对有利气候的“用”则促进了建筑的发展。[41]在“城中村”改造中，“防”是通过合理的设计手段减少外界环境变化对新社区的影响，“用”

　　则是在新社区建设中有效利用自然能源，减少不可再生能源的消耗。对于四季变换明显的豫北地区，新建社区对待气候的关系，应是在季节变换与昼夜更替间在“用”与“防”之间选择。在豫北地区“城中村”改造中，主要通过场地规划、建筑群体布局、住区内道路设置以及植被的应用，达到对气候“用”与“防”的效果。

图 4-2 针对大陆性气候提出的建筑群布局形态

　　“城中村”改造受诸多因素综合影响，无论采取哪种改造模式，都不能像传统村落一样，可以自由选择有利地形条件，来达到对场地气候的综合利用。只能通过道路、建筑、庭院等的合理规划，实现对场地内气候的“用”与“防”。图 4-2 是美国学者吉沃尼（B.Givoni）针对大陆性气候的通风，提出了应对季风的建筑群体布局形态，通过建筑高低与疏密的布置形式，来响应场地气候变化。

　　图 4-3 为豫北地区新乡市洪门社区“城中村”改造总平面布局形式。在住区的西侧与北侧利用高且密的住宅楼，来抵挡冬日的寒风及夏季的西晒；而住区南侧则利用稀疏、低矮的住宅楼来迎接夏日南来的凉风；并且在住区的南侧设置水体及绿植来冷却吹向住区的空气；以及通过低层、多层及高层建筑的综合布置来形成住区内的良好通风条件如图 4-4 所示。

　　在豫北地区“城中村”改造中可以效仿这种布局形式，结合豫北地区的气候条件，提出场地规划中的理想布局形式，以及通过群体布局形成的通风关系，达到豫北地区“城中村”改造住区规划中对气候“用”与“防”的策略。

　　(1) 对气候“用”的策略：

图 4-3 豫北地区洪门社区总体布局形式

图 4-4 洪门社区建筑布局与通风的关系

　　a) 住宅群规划布局北高南低、北密南疏，合理组织采光与通风

　　b) 住宅楼错列布置增大迎风面，并利用山墙间隔引导气流进入住宅群

　　c) 高层、多层住宅与底层公建结合布置，改善通风效果

　　d) 利用水面与陆地温差加强通风

　　e) 在住宅群南侧利用水面及绿化，冷却吹向建筑群的气流

　　(2) 对气候“防”的策略：

　　a) 住宅群西、北侧用绿化抵御冬季寒风

　　b) 住宅群西、北侧用高层建筑抵御冬季寒风

　　c) 夏季用西侧高层建筑防止建筑群受西晒困扰

　　4.2.2、住区内道路设置

　　“城中村”改造区域内道路，应结合地形、地貌和基地形状合理设置，采用合理的路网结构组织流线。同时也要考虑通过住区内道路设置，组织气流在住区内的流动。

　　平行于主导风向的道路，利于气流在住区内的运动，可以达到较高风速；垂直于主导风向的道路，会使大部分气流通过建筑，并在街道上产生低速紊乱气流。如果街道与主导风向成一定合适夹角，则会使住宅在迎风面的两侧形成正压区，另外两侧形成负压区，此时住宅内的自然通风可以达到最大化，并且会在街道内形成良好的风循环，这对住区内的自然通风非常有利。美国学者吉沃尼（B.Givoni）研究指出：街道的布置和主导风向轴线在大约 20°至 30°时，街道内通风和气流运动可以达到最大化，如图 4-5。

图 4-5 利于通风的主要街道朝向

　　就豫北地区的气候条件而言，“城中村”改造就可充分利用道路与主导风向之间的布置关系，采用可使自然通风达到最大化的布置角度，合理组织住区内的自然通风。自然通风在炎热夏季是有利的，可以带走街道上过多的热量，也可以通过建筑与室外空气对流，使风成为促使建筑降温的潜在资源。若考虑抵御冬季寒风侵袭，街道应避免与冬季主导风向轴线平行，并可通过联排建筑或成排绿化，阻挡寒风吹进住区。

　　4.2.3、住区建筑群体布局

　　4.2.3.1、群体布局基本类型

　　住区建筑的群体布局根据地形和气候条件，结合传统及现在建成区的群体布局成果，采取不同的布局形式达到良好通风、采光的目的。周边式、行列式、自由式是住区建筑群体布局的三个基本原型，其中行列式又包括并列式、错列式、斜列式三种形式（表 4-1）。

表 4-1 住宅建筑群体布局形式

　　4.2.3.2、住区建筑群体布局的再创造

　　常用的住区建筑群体布局形式在“城中村”改造中发挥了自身优势，但也存在一定的局限性。自由式布局比较适合气候温暖、空气潮湿、太阳高度角相对较大的南方地区，不太适合豫北地区“城中村”改造的布置形式。周边式及行列式是豫北地区住区中常用的布局形式，但周边式布局影响夏季住区整体自然通风、行列式容易形成呆板的住区形象，为解决这些问题结合豫北地区的人文与气候环境条件，在“城中村”改造中提出“意境的合院式”及“灵动的行列式”住区群体布局策略。

　　(1) 意境的合院式

　　周边式布局的封闭边界，不利于夏季建筑群体的自然通风；南北向布置的住宅不能获得良好采光条件，还要忍受夏季西晒的困扰。但周边式布局可以塑造内向集中空间、形成中心庭院，为居民提供有安全感的公共交流空间，可以看作是传统民居中合院形式的映射。综合考虑，提出如图 4-6 中所示采用绿植等柔性、弱化边界，形成意境的合院式布置形式。此种布局形式有两个方面的优点：第一，从人文环境方面，合院空间为居民提供了相对封闭、有安全感的公共空间；第二，从生态环境方面，低矮绿植有利于整个建筑组团在夏季的自然通风，有利于改善居住区的微气候。

图 4-6 意境的合院形式

　　(2) 灵动的行列式

　　行列式布局可以为住区提供好的采光与通风条件，但却容易呈现呆板的形象引起审美疲劳。灵动的行列式布局是在基本行列式布局基础上，做出两方面的提升：第一，就群体布局而言，结合场地环境条件，通过群体间组合、变换、构图以及通过住宅楼高与低、疏与密的综合布置，增加群体布局的韵律感，如图 4-7 所示；第二，就建筑单体而言，在统一设计的前提下，鼓励建筑单体造型的多样性，提升建筑单体的可识别性，从而丰富群体的布局样式。

图 4-7 灵动的行列式

　　4.2.4、植被应用

　　绿化可以影响周围气候环境，是一种综合价值较高的规划布局元素。茂密的枝叶可以抵挡外界热量，包括太阳直接辐射热以及来自周围的反射热；其次，植物的光合作用和蒸腾作用，可以降低周围环境温度并调节相对湿度，塑造宜人的微气候。有绿化住区的空气相对湿度比无绿化住区相对湿度较高，俄罗斯科学家鲍德洛夫的研究表明，一个宽10.5m 的绿化带对空气湿度的调节效果明显，最近处湿度可增加 30％，最远处可增加 8％.[42]

　　植被，尤其是树木，不但能非常有效的抵抗外界热环境，还能通过自身形态塑造，改变气流的大小和方向，如图4-8。夏季绿化带可创造一条狭窄的气流“通道”，通过产生空气压差增大风速，引导气流在建筑群中流动。冬季通过绿植形成风屏障，阻止寒风进入建筑群，减少场地以及建筑物外表面的热损失。

图4-8 植被可增大或减少气流并能引导气流