基于IFD理论的严寒城市居住区广场暖房建造设想

■ 袁 萍 Yuan Pin 潘永刚 Pan Yonggang

0 引言

居住区内部广场作为居住区公共开放空间的重要组成部分，是住区公共空间中最有活力，也是最具有标志性的部分，同时也是住户之间展开交流的舞台，在完善住区功能、塑造住区形象、改善住区外环境等方面占据了重要地位。但在严寒城市，由于气候的特殊性，冬季寒冷，降雪量大，采暖期长达5~6个月，在此期间恶劣的气候环境对广场活动的展开产生了很大的影响。

为了准确考量气候对居住区广场活动的影响，笔者对乌鲁木齐的绿景花园住宅小区进行调研，共发放200份调查问卷，回收176份。根据回收问卷分析得出小区广场一年四季的利用率呈现出规律变化(图1)。对比发现：夏、秋两季的傍晚广场利用率最高，冬季利用率基本为0，春季情况类似，只是春季中午广场的利用率相对较好。可见，严寒城市的广场利用情况基本取决于当地的气候状况——其恶劣的气候导致广场的利用率整体偏低，不能够充分发挥广场应有的作用。

1 IFD建筑理论

IFD建筑理论是基于传统工业化建设的进化方案，在实践中多运用于单体建筑的改造研究中，主要满足单体建筑在今后几十年中的发展变化需求，为住户提供更多的可改方案，提高建筑的可变性和持续更新的可能性。IFD建筑建筑理论最初是在荷兰建筑改造计划(Dutch Construction Innovation Program)中提出，并逐渐广泛应用于欧洲建筑业。其核心是工业化建造(Industrialization)、弹性设计(Flection)和可拆改(Detachable)。工业化建造的主要目的是提高建造效率，弹性设计旨在满足使用者目前及今后相当长一段时间的使用需求，而可拆改的目的是减小对环境的压力。

本文试图将IFD建筑理论引用到小区广场的建设中，应对严寒地区恶劣的外部气候条件进行因地制宜的设计。其特点是可以不受当地气候条件的影响，预制构件进行现场装配，施工周期短。模数化的设计可以满足不同小区广场地形及住户对形态的要求，灵活组装。当一个使用周期结束后，其装配材料可循环再利用，控制材料对环境的不利影响。

2 严寒地区既有居住区广场的再建造设想

2.1 在居住区广场中引入暖房的建造设想

广场设计，多是基于平面布置方面的研究，这其中涌现了不少优秀作品。但对于严寒地区而言，冬天几乎占整年时间的一半，即便是完美的广场景观设计，此时也难以发挥作用。

为了弥补冬季广场的使用缺失，笔者试图引入暖房，创造出一个温度适宜、环境良好的广场交往空间。暖房源于温室，原本用于培育反季植物。通过长期的发展和演变，温室开始从农业建筑向其他建筑物转型。其中，日光温室和异型温室是值得关注并能够引入广场再建造的两种温室类型。

对于小区广场暖房，属于初步探讨和实践阶段，可综合两种温室的优点进行整合。据《新疆天山地区日照时数的气候特征》2001~2008年统计，全年日照达到2 733h，充足的日照足以供应冬季白天暖房内适宜活动的室内温度。利用不加温温室不用提供外加热源供应热量的优点，节约能源，节省成本；利用异形温室形态多变的优点，适应不同地形广场的个性需求，提高广场温室的普遍适用性。

2.2 基于IFD建筑模式应用于广场设计的考虑

严寒地区小区广场的再建造是基于IFD建筑工业化建造、弹性设计和可拆改理论进行的，在其建造过程中一个重要的指导思想就是顺应住宅产业的发展潮流。住区广场的使用者和最终评价者都是住户，因此广场暖房的建造应从住户内心需求的角度出发，满足严寒地区人们冬季的日常交往需求，提高生活质量；与此同时，追随绿色有机和可持续发展方向，投入广场暖房构建的材料均可重复拆改循环利用；最后依托工业产品平台的研发和生产，以建筑产品化、产业化的方式为主要途径来进行广场暖房的建造，解决执行效率、设计标准化和设计多样性的问题，推进广场暖房产业现代化进程。

3 广场暖房建设改造的技术策略

3.1 工业化生产线

广场暖房的改造项目是基于预制模块和工业化生产的一种设想，即研发并生产适用于居住区广场暖房的预制模块，通过在现有的广场上进行局部地面改造，加入地面预埋件使地面与模块完成固定连接(图2)。预埋件及模块需要满足的要求是能够承受一定的拉力，防止冬季大风对暖房整体构筑物所造成的破坏，预埋件的平面布置决定了上部构筑物可能形成的空间形态，其平面设计可选用正方形、菱形、蜂窝型等，之所以选用这些平面布置是因为边长相等，保证了预制模块的通用性；预制模块的材料可以根据要求自主选择，主体透光材料可用玻璃、PC板等，支撑骨架可用钢材、塑钢等不易变形的材料；预埋件除应提供拉力外，还需满足上部暖房主体建筑拆除期间内不影响广场的正常使用，并且经过五六个月后依旧能够与暖房模块进行连接，再次投入使用。

通过工业化生产广场暖房的模块其优势在于：

⑴能够迅速改善严寒城市居住区冬季对于广场交往空间缺乏的现状。该工业化生产一旦投入使用，不仅是小区广场，即便是普通的硬质地面，也可以通过简单的局部地面改造便可在冬季迅速搭建出一个既节约能源又能满足温度适宜要求的交往空间，使得曾经在冬季基本处于废弃状态的广场空间焕发新的生机。

⑵广场暖房已经有了成熟的温室技术作为支持，并且有温室餐厅的成功典例做示范，说明在搭建暖房的技术方面和审美方面已经能够满足人们最基本的需求，并且具有更多的可变性；这种较低投入建成的空间，激活的是居民对于居住环境的满意度，体现的是住户对于幸福住所的追求，吸引了购房者的眼球，所以更易于在严寒地区推广。

3.2 弹性设计

居住区广场暖房的建造项目在设计之初就是一个弹性的、开放的体系，正是由于其弹性设计的可能性才成就了预制模块和工业化生产的可能性。它强调标准化生产与多样化造型的相互结合。根据弹性设计的理念，就方形布置预埋件的方案进行预制模块设计，模块设计的要点是安装简单、造价低并且具有通用性。根据设计要点，笔者初步设计出一套能够符合该设计要求的模块样式(图

3 )。其模块设计的优点是：

⑴可针对不同地形、不同规模的居住区广场进行个性设计。由于既有广场本身就有一些独特的设计，进行广场暖房建造时，可结合广场有利地形布置预埋件。如广场设有座椅或观景亭，可将其囊括在广场暖房内利用；若广场设有均布的柱廊，可在柱子及柱间地面上安置预埋件，增强暖房整体稳定性。这样不仅提供了严寒地区冬季的交往空间，还创造出适合每个小区独一无二的暖房设计。

⑵即便是同一地形也可根据需要创造出不同的造型。广场暖房由于采用的模块是工业标准化生产，所以只要在广场上均布预埋件，每次搭建的时候根据需要有选择地与预埋件进行连接，其所呈现的造型就会各有不同，体现了广场暖房的多样性。

3.3 可拆改性

IFD理论里的可拆改是贯穿于广场暖房建设可持续性最重要的一环，指的是广场暖房构件的可拆改性和可重复利用性、建筑构件的技术连贯性和通用性等方面。以方形平面布置预埋件举例，同一构件既可组装成直线墙面(图4)，也可组装成一个转角墙面(图5)。

可拆改的墙面设计最能体现环保、绿色和可循环。具体表现在：

⑴材料整个生命周期的可循环性。在广场暖房的设计之初就注意了对于模数化的规范，能够保证所有构件在尺寸上的通用性；在材料上选用受温度影响变形小、保温透光性能好且

不易损坏的材料，保证在下次使用时依旧保持原形，循环使用；在材料以及造型的更新过程中也要注意对于上一个材料模数的应用，保证新材料依旧采用原来的模数，是旧材料的升级，并能与旧材料便利地结合，确保整个更新过程的连续性和通用性。

⑵骨架功能的可持续使用性。对于严寒地区而言，冬季寒冷夏季酷热，紫外线非常强烈。冬天能够充分发挥作用的广场暖房在夏天非常闷热，不实用。这时可暂时将暖房整体拆除，若骨架和透光保温材料可分离，只要拆除透光保温材料即可，留下骨架部分，供爬山虎、葡萄树等生长迅速、遮荫效果好的植物攀爬，为夏日提供一个荫凉之处。

4 结语

综上所述，当前的工作主要是逐步建立并完善一套可实施的工业化建设标准，整合现有不同行业的产品标准，例如温室产业链(骨架及透光板等)的产品模数与广场建设模数(主要是广场规模和铺装材料模数)的关联；解决广场暖房材料对抗严寒及酷热的变形以及持久使用不损坏的问题；完善居住区管理机制，对广场暖房进行独特管理体制的研究等问题，最终形成完整的、综合的产品体系。

对于严寒地区广场空间进行暖房的建造，从人文关怀的层面上，是对住户内心需求的一种满足，是未来严寒地区居住区发展的一个主流方向，而其材料的可持续性、循环使用性更是对整个地球环境的一种保护。