基于防范疫情的健康住区风环境设计研究 ——以岭南月岛住区为例

郭卫宏,李宾,窦建奇,章滋其

2020-09-09 17:18:24

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引言

  新冠(COVID-19)疫情的突然爆发[1],使得人们不得不采用居家隔离的防范措施以阻隔疫情的传播。疫情期间人们全天候的闭门在家,住区的健康问题尤为突显,特别是自然通风及空气品质的保障成为人们关注的重点。因此健康住区风环境的设计成为本文研究的重点,以岭南月岛住区为例,通过科学分析、定量验证、系统梳理[2],最终总结出在防范疫情的同时,健康住区风环境的设计应以绿色、智慧、健康为导向,因地制宜,健康发展[3,4]。

1 研究背景

1.1 新冠疫情

  新冠疫情自2019年12月爆发以来[5],在全球迅速发展。武汉于2020年1月23日10时开始封城[6],由此全国人民的日常活动迅速转变为居家隔离状态,当下世界他国也在纷纷学习中国的防疫经验。对于传染病的防范,主要有三种途径:管理传染源、阻断传播途径、保护易感人群[7],居家隔离可视为阻断传播途径的三种有效方法之一,也是当前防范疫情背景下绝大多数人的必然选择。然而,基于疫情扩散的恐惧及人们发自本原的诉求,一个健康的住区环境成为必然要求。新冠疫情的传播,表现为经呼吸道飞沫和密切接触传播,在相对密闭的环境中长时间暴露,同时伴有高浓度气溶胶的情况下也存在气溶胶传播的可能[8,9]。居家隔离可有效阻断传播途径,极大降低了密切接触传播的可能,但对于飞沫和气溶胶传播,则要求在住区风环境方面达到一定的保障,尽可能通过自然通风以降低病毒停留在单位空间内的浓度,从而削弱被传染概率[10]。由中国建筑标准设计研究院联合相关部门专家编制的《居家防控应对新冠肺炎疫情的住宅建筑措施建议》也证实了住区风环境的必要,其中共15条防控措施有3条都提到了自然通风、保证室内空气品质的重要性[11]。同时,以全文关键词“通风”和“新冠”在知网中进行相关文献的检索,共检索到2104篇学术期刊论文,其中以“疫情防控”为主题的占比为最高,达到32.23%。从传播机理、政策要求、学术研究3方面均表明了风环境对于防范疫情的重要性,因此本文针对防范疫情的风环境设计,基于健康住区展开研究。

1.2 健康住区

  健康住区从空间范围来看是通过设计的健康建筑经合理组织规划后形成的人群居住片区,在新冠疫情的背景下,健康,特别是对于人们全天候停留的住区来说尤为重要。实际上,我国对于健康住区的关注可追溯到吴良镛1995年提出的:应设计环境协调,无损于人身心健康的人居环境[12]。1997年孟庆林提出以科学的方法促进健康人居的建设[13]。1999年国家住宅工程中心组织各专业相关专家就居住与健康问题展开研究[14]。2004年于北京召开了首届“健康住宅理论与实践论坛”[15]。同年仲继寿就国内外健康住宅研究动态进行了论述,提出了健康住宅的研究应具有系统性等研究理念和方法[16]。2008年刘燕辉等人就健康住宅提出要利用计算机模拟技术提供科学数据,结合地域气候特征进行研究[17]。2014年第十届国际绿色建筑大会提出了健康建筑是绿色建筑的下一代[18]。2016年中共中央、国务院印发了《“健康中国2030”规划纲要》[19]。2019年吴硕贤提出了“绿色建筑应是健康建筑”,强调了保证室内空气品质的重要性[20]。2020年王建国就疫情下的城市发展,从机遇、防控以及再认识三方面提出了健康发展理念[21]。孟建民则就突发疫情引发的建筑思考,首先强调了“健康”要素应摆在首位,对于通风、空气品质的保障也提出了一定的要求[22]。从我国健康住区发展至今20余年的历程来看,随着人们对健康的不断关注,相关专家理论、国家政策、学术会议不断地在强调健康住区的重要性。健康住区等相关理念从早期宏观的方向把握,逐步发展为对物理环境的科学分析、定量验证、系统梳理。健康住区风环境则在防范疫情的背景下,成为当下健康住区应解决的主要问题。

2 研究案例

  岭南月岛住区即方圆集团在广东省江门鹤山市开发的十里方圆楼盘中的一个片区,地处岭南。根据《建筑气候区划标准》(GB50178-93)的规定[23],岭南大部分地区为夏热冬暖地区,长夏无冬,温高湿重,通风问题也本该是此地域内健康人居环境应解决的主要问题[24,25]。

  月岛住区整体坐北朝南,其中由居住小区道路划分为不同的住宅组团,而每一个组团又以合院单体为基本构成单元,从尺度规模上,可将月岛住区划分为群落、组团、单体三个层次(图1)。其中单体以135m2户型为主,合院式,北向两层,三卧三卫,南向一层,一客一厅一厨一卫(图2)。院内连以檐廊,环庭院而居,建筑总占地面积232m2,容积率为0.58。而组团则以单体东西镜像,南北联排,保留了独院独户的格局。群落以组团为单元,多以6栋单体为组团,结合路网排布。

图1 月岛住区群落、组团、单体

      图2 单体各层平面图

       对于有人活动的地方即存在防疫的需求,应满足健康住区风环境的相关要求。经实地调研风环境方面,月岛住区规划布局采用适应当地气候的岭南梳式布局(图3)[26],单体设计则通过片墙营造冷巷拔风的作用(图4),且每户都有天井庭院(图5),更有利于健康风环境的营造。但在健康住区发展的新要求下,以实地调研进行的主观判断还不足以确定结论的客观科学。进而以现场实测的方法对单体厨卫进行了通风换气次数的评估(图6),以CO2示踪气体衰减法测得厨卫换气次数分别为6.4次/h和9.5次/h,满足《建筑通风效果测试与评价标准》JGJ/T 309-2013规范要求,相关信息见表1。但对于多尺度的风环境设计研究,限于实测范围及时间等局限性,下面在基于相关规范导则要求的基础上,通过数值模拟的定量分析,以系统科学的方法进行健康住区风环境设计的研究。

图3 梳式布局;图4 片墙冷巷;图5 天井庭院;图6 实测场景                  

3 相关要求

  在我国涉及健康住区的相关规范导则主要有:《健康住宅建设技术要点》[27]、《健康住宅建设技术规程》[28]、《住宅健康性能评价体系》[29]、《住宅健康性能评价标准》(征求意见稿)[30]、《健康建筑评价标准》[31]、《健康住宅评价标准》[32]、《健康社区评价标准》,以时间顺序梳理其变更状态(表1),并将每种规范导则关于风环境的最新要求依次梳理汇总。 

  《健康住宅建设技术要点》(2004修订版)2.3.3中规定居住空间应能自然通风。《健康住宅建设技术规程》CECS179-2009 3.3.1中指出住区规划布局应充分考虑所在区域主导风向。住区应在场地风环境典型气象条件下进行模拟预测,宜满足建筑物周围行人区1.5m处风速小于5m/s。3.3.3提出住宅空间应充分利用自然通风。《住宅健康性能评价体系》(2013版)4.1.2中对住区风环境的要求指出必须有利于污染物扩散,有利于室外活动的舒适性及过度季、夏季的自然通风。对场地内风环境典型气象条件下的模拟预测要满足:冬季建筑物周围人行区域距地面1.5m处风速低于5m/s;过渡季、夏季建筑物室外风压均匀,典型风速和风向条件下的建筑物前后表面压差大于0.5pa。同时模拟边界条件和基本设置以《民用建筑绿色设计规范》JGJ/T 229-2010为准。5.4.2对室内风环境要求住宅的空间组织要有利于室内自然通风。《健康建筑评价标准》T/ASC 02-2016 3.1.2中规定,参评健康建筑首先必须是绿色建筑,且该标准可以对建筑群进行评价。6.2.11小节中,提出应尽量采用自然通风等被动调节措施,不仅节能减排,同时可以更好的满足人体舒适度的需求。《健康住宅评价标准》T/CECS462-2017 5.4.1中指出住宅室内厨房、卫生间等污染气体应尽快排出室外,防止串入室内其他功能房间。其中,《健康建筑评价标准》T/ASC 02-2016指出健康建筑必须是绿色建筑,从一定程度上反应了绿色建筑到健康建筑发展的趋势。虽然《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2019于2019年更新,但控制项5.1.2规定要避免厨房、卫生间等区域的空气和污染物串通到其他房间,这一原则同前述其他规范导则要求一致。

  综上所述,健康住区风环境应满足:(1)尽可能实现自然通风;(2)规划布局应考虑主导风向;(3)厨房、卫生间等辅助房间气流不应流入客厅、卧室等主要房间;(4)夏季室外风压均匀,典型风速和风向条件下建筑物前后压差大于0.5pa;(5)冬季室外风速在1.5m高度人行区应小于5m/s。



南方建筑 今天

作者简介

郭卫宏1,李 宾2,窦建奇3,章滋其4

1教授级高级工程师;2博士研究生,通信作者,电子邮箱:445453185@qq.com;3高级工程师;4硕士研究生;1&2&3&4华南理工大学建筑学院、华南理工大学建筑设计研究院有限公司、亚热带建筑科学国家重点实验室

[ 本文引用格式] 

郭卫宏,李宾,窦建奇,等.基于防范疫情的健康住区风环境设计研究——以岭南月岛住区为例[J]. 南方建筑,2020(4):14-21.

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