随着城市化和工业化进程加速, 现代科技为人们生活带来便利的同时, 也给自然保护带来前所未有的挑战。建设规模扩张, 改变大片土地原有自然环境, 耗费大量能源, 造成环境污染, 给生态环境和自然资源带来不容忽视的影响, 由此引发人们对建筑能耗的考虑。建筑设计、施工到运行过程影响资源消耗和环境质量的变化。1996年, 联合国第二届人类住区大会提出“日益城市化进程中人类住区的可持续发展”, 指出人类建设居住不能影响生态平衡。1999年, 在北京召开的世界建筑师大会总结了发展历史和取得的成就, 提出在建筑和城市建设过程中落实可持续发展观念。2000年, 绿色建筑组织举办了国际会议, 指出尽快建立评价建筑环境的方法。这些会议催生了明确的绿色建筑概念, 为绿色建筑的发展起到积极的促进作用。目前, 生态住区和绿色建筑逐渐成为建筑业发展的主流方向。

然而, 我国幅员辽阔, 不同地区气候环境不同, 且受经济水平、生活习惯的特殊性影响, 现行绿色建筑评价标准不适宜在部分地区应用。本文以南阳地区保障房为研究对象, 建立符合当地区域特征的绿色建筑模式。

南阳市地处河南省西南部, 是湖北、陕西与河南交界地带, 具有独特的区位优势, 辖区面积2.66万km², 人口1188.46万, 辖区面积和人口均居河南省首位。南阳地形地貌较为复杂, 三面环山, 南临汉江, 以南阳市为中心形成南边带有缺口的马蹄形盆地;南阳地区水系发达, 是南水北调中线工程的渠首所在地, 属于季风大陆半湿润气候。南阳市为农业大市, 经济在河南省属于中等水平, 生态建设初见规模。

南阳高层住宅的兴盛始于2000年, 伴随土地制度规范化, 当地政府制定了“节约化”“集约化”的用地政策, 为开发建设用地获批增加了难度。为保持房地产开发企业经济增长, 开发了高层建筑, 以达到节约用地的目的;同时, 高层建筑与低层建筑形成错落有致的城市景观, 为城市增添和谐美, 并促进了高层建筑的发展。由于房价高企和居民购买限制, 高层住宅以中小套型为主。

保障性住房主要为解决低收入家庭的住房问题。2009年, 南阳市政府先后投资建设35个经济适用房小区。2011年以来, 南阳加快安居工程建设, 包括各类保障房、公租房、廉租房、经济适用房、旧房改造和棚户区改造房等。根据目前保障房现状, 总结建设中存在的主要问题。

1) 绿色建筑理念和标准未能在当地发挥指导作用主要表现:国家标准不适宜在南阳地区推广;居民对绿色建筑的认知有待提高;开发建设单位不注重小区人居环境;公共设施无法满足居住用户需求。

2) 套型设计不良, 建筑密度高、容积率大, 超过国家标准;套型面积大;住宅楼板隔声性能差;居住热舒适度差。

3) 绿色建筑理念应用不到位社区绿化单一;可再生能源利用率偏低;节水意识淡薄;垃圾资源化处理技术缺乏。

保障性绿色住宅主要集中于我国东南沿海经济发达地区, 而中小城市保障性住房往往存在户内舒适度差、内部空间结构设置不合理等问题。本文以龙祥世纪佳园社区为研究对象进行分析。该社区是南阳市城市绿色发展生态研究的重点课题, 基地位于南阳市区北部, 大寨村以南、焦柳铁以北、龙祥路两侧, 东侧为耕地, 西侧为规划中的百里奚路延长线。地势平坦, 建设条件良好, 生活配套较齐全, 具有丰富的旅游资源, 自然风光优美。由于本项目属于生态社区技术示范工程, 在套型设计、技术指标和社区环境建设上严格遵守国家绿色建筑设计规范;着重解决当地保障房工程中存在的普遍问题, 如低绿地率、高容积率和室内舒适度差等问题。此项目规划为中高层或高层, “经济舒适、低技易达”是本项目的关键点。

GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》关于人均用地进行如下规定:小高层不大于24m²、高层不大于13m², 绿色保障性住房规定的人均面积限制更严格, 否则难以达到绿色建筑节能要求。因此, 综合当地经济、所建楼层高度和绿色环保要求, 该项目将容积率控制在2.6~2.9, 套型面积按每套50~60m²和80~90m²各占一部分的原则设计, 总体以高层为主、适当配置小高层。至于社区绿化, 标准规定不低于30%, 南阳得天独厚的自然风光和地方规定完全超出这一标准。节能低碳方面统一采用太阳能热水系统, 80%以上的用户可实现安装, 这一指标也高于国家规定。龙祥社区世纪佳园示范工程生态建设具体指标如表1所示。

建筑能耗主要体现在空调、照明和热水系统。绿色能源主要有太阳能、风能、地热能和生物能等。这些能源的开发和应用可有效减少污染物排放, 对生态环境意义重大。绿色能源的利用与推广受当地经济、气候和地域影响, 本项目策划时能源选用原则如下:调查当地最丰富的绿色能源, 不能一味追求技术, 也不能单纯注重初始投资, 按照绿色能源储存量-经济-适用的步骤实施。首先考查可再生能源在当地的存量, 在满足使用的基础上进行经济分析, 结合施工技术与运用管理判断可实施性, 按照这一过程选出适合在经济欠发达地区绿色能源保障房中的应用技术。针对南阳地区, 对不同能源进行对比分析, 如表2所示。

经过优选, 本项目所应用的绿色能源为太阳能, 具体应用范围及技术如下:社区路灯、庭院灯和草坪灯照明采用太阳能光伏发电;被动式阳光房采用太阳能供暖;住宅建筑和幼儿园采用太阳能热水技术, 结合屋顶绿化采用太阳能与建筑一体化设计。

该项目绿地率为42%, 重点构建3类植物群落。

1) 节约型植物群落优化配置包括密草疏林型植物群落、景观型植物群落和环保型植物群落。

2) 都市农业植物园包括果林花田防护林、五谷时蔬认知园和果基鱼塘景观园。

3) 垂直绿化包括附壁式垂直绿化、牵引附壁式垂直绿化和屋顶绿化。

1) 中水回用该项目水资源高效利用设计主要涉及中水和雨水收集综合利用。在居住中, 中水来源为盥洗和沐浴排水, 经多项工艺处理, 用于绿化灌溉和景观用水。南阳水资源丰富, 居民还未能接受中水处理技术费, 因此, 本项目不建议使用中水处理。

2) 雨水收集生活污水采用新技术处理, 经生物厌氧、源端分散、降解处理达标后排入市政排水管道 (见图1) 。主要包括3方面: (1) 根据当地雨季降雨量特点, 分别在绿地范围内设置“下沉式雨水沉积池”, 收集雨水和屋顶排水, 用于社区景观补充水源; (2) 住宅建筑以外场地60%地面铺设渗水型地砖, 并设置多处凹型绿地收集雨水、涵养水源, 减少路面雨水径流量; (3) 在屋面设置雨水收集装置, 收集的雨水可用于屋面植被浇灌, 浇灌剩下的水通过落水管流入地面雨水沉降池统一收集, 降低成本, 节约水源。

社区生活垃圾主要有厨余垃圾和生活废物, 过度消费和奢华包装增加了垃圾产量及垃圾处理成本。本项目为每户居民配备1套厨余垃圾生活处理器, 且在社区下风处设置垃圾收集处理房, 具体处理过程如图2所示。

通过以上生活垃圾处理方案, 每年垃圾堆肥可收入近10万元, 减少垃圾收费与处理费近5万元, 减少60%外运与填埋量, 为居民带来诸多便利。

结合南阳地区自然地理环境, 对保障房绿色建筑进行设计研究, 对总体设计指标进行分析, 以建立节约型社区绿地和植物优化方案。目前不建议南阳地区采用中水处理方案, 可进行雨水收集和生活污水处理, 实现水资源高效利用;社区配置的新型垃圾处理技术可满足小区生活垃圾资源化利用要求。