历史街区低碳规划设计的模拟优化★

陆桂艳 陈 玉 莫超宇 王永荣

(1.广西大学土木建筑工程学院，广西 南宁 530000； 2.华蓝设计(集团)有限公司研究院，广西 南宁 530000)



·规划·建筑·

历史街区低碳规划设计的模拟优化★

陆桂艳1陈 玉2莫超宇1王永荣1

(1.广西大学土木建筑工程学院，广西 南宁 530000； 2.华蓝设计(集团)有限公司研究院，广西 南宁 530000)

通过调查研究南宁市历史街区银狮巷街区的现状，探讨了建筑单体、建筑群体及外部空间的优化设计方案，并利用Ecotect和Envi-met生态模拟软件，对街区现状通风、采光等特征进行模拟分析，针对街区在低碳方面存在的问题，模拟优选出了银狮巷街区最终优化的低碳规划方案。

历史街区，建筑布局，通风，采光，低碳建筑

随着我国城市发展由增量型转变为存量型，城市旧区的更新改造面积将远远大于城市新区建设。旧区的低碳更新优化是实现未来低碳城市的前提。本文通过Ecotect，Envi-met软件对银狮巷街区现状进行模拟分析，找出现状中存在的缺陷，通过软件不断地模拟优化，提取符合低碳理念的设计，得出最终更新改造方案。

1 银狮巷街区现状分析

1.1 街区概况

银狮巷街区位于广西南宁市中心，属于“三街两巷”历史街区的一部分。银狮巷街区是南宁商业文化的发源地，北宋年间即为古邕州(今南宁)商贸中心，到清朝南宁开埠，一直是政治、经济和文化中心。基于其深厚的历史沉淀，银狮巷街区的更新改造必须充分考虑地块的历史文化承载，不能一味的引进新型的低碳建筑。

1.2 街区现状分析

1)建筑布局。银狮巷街区沿街为商业，内部布置住宅，沿街建筑均面向街道联排布置。街区内功能复杂建筑类型不一，历史街区肌理尚存，产权多样较为复杂。

2)建筑朝向。建筑朝向是指建筑物多数采光窗的所在的建筑方位。银狮巷街区大部分建筑均沿街道平行布置。沿街现代建筑均选择朝向街道，传统建筑则选择主要窗开向院内。

3)日照间距。银狮巷街区大部分建筑均为单位或个人自建，没有经过统一的规划设计，因此建筑排布多以最大化利用土地为准则建立，缺乏对建筑采光通风的考虑。根据《南宁市城市规划管理技术规定》对普通住宅日照数量的规定：居住建筑间距应保证获得日照要求的居住空间，其大寒日有效日照时间不应少于3 h；旧城区的住宅建筑日照标准可适当降低，但不应低于大寒日有效日照时间1 h的标准[1]，银狮巷街区内大部分建筑尤其是地块内部建筑日照均难以满足。

4)公共空间。街区公共空间[2]主要包括休闲活动场地、景观绿化场地、道路、停车场等。银狮巷街区内的公共空间主要包括传统建筑围合的封闭院子、临街建筑门前广场、道路、地面停车广场，只有在边角的地方种植植物，吸收夏日多余热量及CO2的能力很低。

5)单体建筑低碳现状。现代居住建筑对低碳考虑很少，室内的大量空间采光通风不佳，密度大导致低层的室内空间常年阴冷潮湿。建筑西面墙壁及顶楼均无遮阳设施。传统民居建筑尺度和体量多为三进式，建筑内部设置院子或天井，以增加室内外空气对流，增加通风并保证建筑采光。传统建筑多采用坡屋顶对夏日高角度日照进行遮挡，窗户多为棱窗以减少夏日进入室内的阳光直射。

2 方案模拟优化

2.1 建筑群体布局

1)朝向选择。Ecotect对南宁全年的日照轨迹进行分析表明南宁市建筑采光的最佳朝向为南偏东7.5°。为了使大部分建筑拥有更好的朝向，必须对银狮巷街区北面片区内部的建筑进行梳理，对于朝向不佳但具有历史价值的建筑，应进行建筑内部功能的调整及立面整顿，增加南面开窗，减少不得已的东西面开窗并对西晒面进行遮阳处理。

2)采光模拟优化。规划增加南北建筑之间的间距，同时采取高低错落的建筑布局方式，降低南面建筑高度，提高北面建筑高度，以保证北面建筑的采光，尽量做到资源均等，避免出现不同楼栋生活舒适度相差甚远的情况。经过优化银狮巷街区建筑超过80%住户能满足大寒日有效日照时间大于1 h的标准。

3)通风模拟优化。使用Envi-met软件对银狮巷街区现状建筑群2015年夏至日最热时间下午14时的风环境进行模拟发现：临街建筑对地块内部的建筑采光通风造成了影响，尤其是地块南部的建筑严重影响了北部地块内建筑的采光及通风。

规划打开街道过长的建筑面，形成自然风、阳光的通廊，使东南向主导风、南面的良好采光及外部气流能够进入地块内部。从兴宁路步行街和兴宁路西街两条步行街的通风对比发现，平行于风向的道路空间有助于通风，而垂直于风向的道路空间通风作用不大，因此可以在银狮巷街区内打开东南向的通风巷道，增加内部自然通风。

2.2 外部空间优化

1)增加室外活动场地。规划增加银狮巷街区的外部空间数量，提高外部空间质量，丰富外部空间形式,吸引居民走到室外参与活动，锻炼身体，改善人际关系，又减少夏日制冷能耗。

2)增加绿化面积、优化植物配置。用Ecotect软件对街区南部建筑围合而成的外部空间进行有效光合日照分析，得到植物配置方案：太阳辐射能小于3 MJ/(m2·d)的区域适宜种植喜阴植物，太阳辐射能介于3 MJ/(m2·d)～6 MJ/(M2·d)的区域适合种植中性植物，太阳辐射能高于6 MJ/(m2·d)的区域适合种植喜阳植物[3]。规划从平面到立体增加街区绿化。

3)通风与采光。可以利用巷道将自然风和阳光引入。在地块东北角的广场南面规划了顺风向的步行巷道，引入自然风。为保证公共空间采光，适当降低空间南面建筑高度，并于场地南面打开采光通道。

2.3 单体建筑设计优化

1)功能布局。卧室、起居室、书房等热量需求较高，应将其放置在较好的朝向面以便充分利用太阳能，而卫生间、厨房等则可布置在受光较少的北侧以便减少冬季室内热量损失。在通风方面，厕所、厨房等房间应该放在下风向，高开窗，用于排风，而卧室、起居室等则应布置于上风向，开窗进风。

2)门窗洞位置。居住建筑开窗采光主要分为侧窗采光、天窗采光、混合采光三种类型，其中窗户的开口方式、开口位置、窗户形式等均影响着建筑采光的效果。结合银狮巷街区的整体特点，适用于银狮巷街区大部分建筑的采光方式为侧窗采光。

3)遮阳。对建筑的窗口遮阳采用横向与竖向相结合的遮阳设施，既能遮挡夏日高角度日光照射也能遮挡西晒。对西晒墙壁进行隔热处理，或在西墙种植落叶乔木，夏日枝叶繁茂阻止西面阳光对墙壁的直射，冬日树叶落尽墙面吸收阳光。建筑屋面形式采用具有遮阳隔热效果的坡屋顶，坡屋顶的瓦片堆叠形成双层瓦，上层瓦遮阳，下层瓦隔热。

3 历史街区特征的保护

1)传统建筑元素提取与保留。街区周边历史建筑色彩主要以灰墙黛瓦为主，门柱窗等处以土色或红色木材相辅。提取周边传统建筑元素，将其融入到新建建筑中，确保传统街区风貌统一。

2)适当保留旧建筑。对于具有一定传统风貌的旧建筑，对其进行修缮保护，低层进行业态置换，为老建筑注入新的活力。新建建筑杜绝大体量建筑，采用舒适宜人、利于采光通风的建筑尺度，在布局上传承南宁传统民居的院落式布局，并沿用传统民居中与低碳概念相同的遮阳、通风等技术手段。

3)平坡屋顶结合。街区建筑平屋顶与坡屋顶相结合，其中有条件的平屋顶作屋顶花园处理，将街区绿地向空间发展，增加街区碳汇，节约地面用地。对于保留建筑，按照其原来的屋顶形式作为区分，而新建建筑的屋顶形式选择则考虑了周边坡屋顶与平屋顶的分布，尽量保持平、坡屋顶相间，以保证居民的良好视野及绿地的均匀分布为原则。

注：指导教师吴宇华副教授。

[1] 南宁市城市规划管理技术规定[Z].2011.

[2] 许 皓.计算机模拟技术辅助低碳住区被动式设计研究[D].南京：南京工业大学,2012.

[3] 徐艳芳，孙 勇.绿色建筑规划设计与实例[M].北京：化学工业出版社，2014.

[4] GB 50096—2011,住宅设计规范[S].

[5] 南宁市历史街区保护管理条例[N].南宁日报,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★：大学生实验技能和科技创新能力训练基金课题(课题编号：SYJN20130519)

陆桂艳(1989- )，女，在读本科生

TU984

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