基于绿色建筑设计理论的绿色社区景观设计方法

基于绿色建筑设计理论的绿色社区景观设计方法摘要：一个绿色社区的景观设计应该有利于周围环境的生态发展，有利于改善的本地气候，提高居住区质量。本文通过对植物景观设计规划，考虑到降低噪声影响，降低热岛温度和通风影响等。这些都是基于不同的植物配置方法和不同的光环境，例如利用室外光来模拟外部阳光和阴影区域，利用分析软件Ecotect，Cadna/A，和PHEONICS技术分析声环境和热环境。基于绿色建筑设计理论，针对住宅建筑，进行了三种不同类型的模拟，包括中国浙江大学西溪校区教师公寓、浙江大学华清嘉园公寓别墅和浙江大学港湾学院。此外，我们还阐述了绿地景观设计改善人居环境的的详细过程和方法。关键词：景观设计，绿色社区，绿色建筑，外部环境1引言在过去100年的气候监测数据分析表明，气候变化主要是由人类活动引起的。在工业革命之前，大气中二氧化碳的浓度为280×10−6，而在2007年上升到了383.1×10−6。全球平均气温同期升高了0.74°C（Wangetal.，2010）。百分之五十的全球能源碳消耗是建筑施工操作造成的，这其中有34%与建设相关（Wuandyuan2010）。为了建设更加自然的生态环境，人类的自我中心主义造成的有害环境的行为需要进行控制。从20世纪70年代开始，西方国家开始对能源消费的限制（Xue，2010）。经过40年的建筑舒适性提高过程，在发达国家，新建筑的每单位面积能耗降低到30年前的三分之一到五分之一（Qiu，2008）。在中国的城市，高耗能建筑占98%，超过4×1010平方米（Wang，2010b）。在2009年，中国政府颁布新政策，积极解决气候变化问题，大力倡导发展绿色生态建筑（Wang，2010a）。针对中国人均资源相对不足和薄弱生态环境基础的情况，可持续发展理念的推广和实施是一件迫不及待的事。建筑业消耗了大量的能源和资源，扮演着可持续城市化发展中的一个重要角色。住宅建筑的生态设计是可持续城市化发展中的一个重要组成部分，可持续发展的景观设计也应该有一个生态焦点。现代景观规划理论发展中的规划与决策，需要使人与环境的关系，以及不同的土地之间的关系达到一个高的水平（Ding，2008）。Tzoulas等人分析了城市和城郊绿地系统或绿色基础设施的对生态系统和人类健康贡献，（2007）。人们日益认识到可持续性发展是规划和管理景观世界的必备途径（BotequilhaLeitaoandAhern，2002）。我们需要新工具方法去贯彻可持续发展原则建立有效的规划管理。一个简单的包括两套生态指标的理论框架的决策模型就是这个工具，（Termorshuizenetal.2007）。一组表明设计师意识到可持续规划的生态原则。另一组表明这些原则定量设计应用性能生态系统模式。通过GidlofGunnarsson和Ohrstron的噪声问卷调查（2007）表明，人们有或没有访问到一个安静便捷的绿色空间，对他们的健康和日常行为有重要的影响。这些地区长期减少噪声的烦恼并增加使用户外空间和心理应激症状的患病率有关联。在高密度的环境中，现场一组变量有很大的影响作用，就是植被在降低室外温度的影响。然而，非现场变量如城市高密度和人为热量可以不考虑天空和海拔高度的影响因素。从25%到40%增多的树荫可以使白天的城市热岛强度降低0.5°C（Giridharanaetal，2008）。一些出版物强调从绿色建筑的角度来进行景观设计。本文从绿色建筑的角度出发，在比较噪声抑制效应，降低热岛温度，通风效果的基础上提出了植物景观设计的优化方法。2绿化设计生态环境设计主要涉及的是绿化量，绿色生态质量和人与自然和谐相处的建设（Lin，2007）。2.1绿化量绿色建筑评价标准（GB/T50378-2006）在中国，住宅区绿化率不低于30%，而且人均公共绿地面积不低于1平方米。为了平衡氧气和二氧化碳浓度，人均居住绿地应不少于9.64平方米（Wangetal.，2007）。建筑的具体绿化面积是必需的，它将在净化空气、调节局部气候、噪声降低、保健、节能等方面发挥重要作用（HangandWang，1998）。2.2绿色生态品质在绿色建筑评价标准（GB/T50378-2006）中，培养适当的习惯当地气候和土壤条件的本地植物，它们维护成本低，耐候性强，抗病虫害也不伤害人体，培养有多种类型的植物包括灌木和草，树木构成多层次的植物群落，根据当地气候，在每100平方米绿地中至少种植三棵树。绿色建筑评价技术细则（建筑科学，205，2007）说明：植物配置应表现出地方特色，特色乡土植物资源创造书植物景观丰富的土地。多层次绿化组合树木，灌木和草应采取水平形式丰富的种植方法形成有良好的生态效益的绿化系统。图1显示了一个代表性的生态植物群落的横截面图。生态结构体系多层次绿化包括树木、灌木、草。大型落叶树中小型常绿乔木或灌木花或有色的树叶低草坪图1生态植物群落剖视图2.3与建筑有机共生在进行景观设计中应考虑以下配置原则：1.选择适合当地条件的植物：选用本地植物种子能够尽可能保证较高生存率，便于未来维护和管理。2.功能优先级：高大的树木应种植在距离建筑物有足够的距离的地方，因为白天阳光的照射时间和通风的限制最好不要种植在建筑物的南部。3和谐统一：各种植物和相应的配置应根据每个空间的不同特点，创造出有艺术性的景观效果。住宅小区的景观绿化区需要有丰富的植物类型，要考虑到当地的人文文化，历史和环境因素形成整个居住地区的绿化风格。3住宅区的光环境景观设计中的生态环境需要与植物的生态习性相互协调。合理的去配置植物，为了植物的健康生长要根据植物的习性进行悉心的种植培养，按照不同的阳光和阴影条件，对各住宅区的植物种植进行规划和建设，这种方法将影响建筑与环境的使用率。以中国杭州浙江大学西溪校区的教师公寓为例。使用SquareOne公司的AutodeskEcotectAnalysis生态设计软件分析住宅区的光环境对景观设计的影响。3.1项目介绍项目地址位于浙江大学西溪校区教师公寓，占地34155平方米，建筑面积约90888平方米。高层住宅楼共有10层，约30米高，有两个地下车库。3.2模拟住宅小区的光环境杭州市位于中国东部沿海地区，处于亚热带季风区。日平均日照时间为5.4小时，夏季日照时间最长。在夏天和冬天最小平均日照差是3.6小时，杭州在全国五个发光气候区内，指定为IV型气候区发光，户外照明是4500lx。图2显示了平均日辐射积累在网站上通过模拟4500lx在早春室外光照下。光照3500–4500lx在仿真采用，是显示在黑暗中尺度光100勒克斯的刻度。也显示了所有天累积的阴影。居住区的外部环境分为四类：阳光区、半阳光区、半阴区、阴凉处。3.3用于指导植物栽培的光环境分析不同类型不同的生长习性的植物应在各种光环境区栽培。基于植物的特征合适的植物被安排在合适的区域（表1）。表1不同发光环境中的植物配置适宜植物实际植物栽培阳光区杨树，柳树，榆树樟脑蝗虫树，柏榉树香樟、榉树，中国玫瑰连翘、月季半阳光区樱花白玉兰桃，木兰樱花枫，梅红枫，桃半阴区杉木，常春藤常春藤山茶花，杜鹃花阴凉处玉簪花，海棠，玉簪，玉簪花；冬青，蕨类植物4居住区声环境居住区声环境与居民健康、舒适性有着密切的关系。根据绿色建筑评价标准：住宅环境噪声应满足的要求的声环境质量标准的要求（GB二类）（表2）。表2不同声环境功能区（分贝）的声级限制环境声级控制功能区白天夜晚别墅、疗养院5040文化居住区5545教学区商业，市中心6050工业区6555交通干线，铁路7055居住区外部环境中的噪声控制主要依赖于植物。除此之外声波吸收部分的声波能量，在共振时，树叶和树枝之间的间隙也能通过作用于多孔的声音，吸收部分的声波能量吸附于植物材料。街道绿化提高了环境的总声能量吸收，降低了块体的噪声水平。树木的降噪功能与叶密度、林带结构和绿化带的分布密切相关（Guo，2005）。树，灌木和草块的组合群落吸收噪声效果明显高于一个单一的种类。（Zhou，1998）以华清别墅景观区的噪声控制设计为例，在这种情况下，利用计算机模拟软件Cadna/A分析社区的绿化带的降噪功能。照度(lx)阳光区半阳光区半荫区阴凉处图2住宅区发光环境模拟分析图4.1项目介绍华清山庄位于中国杭州南麓丁家村的临平山。道路系统决定了社区是由安平路分为两块。南部毗邻宝樟路和杭州藕花洲大街。由于这两个主要道路贯穿社区，降噪森林的种植来抵消来往车辆噪音对住宅周围可能的影响。该居住区是一个安静的地区，包括住宅，文化和教育建筑（表2）。区域的声环境杭州藕花洲大街和宝樟路被归为干线铁路和影响主要交通路线。因此，需要将特殊的隔声结构包括在路面上。所有的模拟参数道路部分如表3所示。表3各路段模拟参数路段每日总最高速度每最高速度每路面道路宽度交通流量（集）小时的车（km/h）小时的车（km/h）材料Ouhuazhou街藕花洲街250008060焦油沥青双向四车道宝樟路200007050焦油沥青双向四车道主要交通线路主要交通线路300040–焦油沥青双向四车道社区社区二次交通线路二次交通线路100030–焦油沥青双向四车道在社区社区中4.2模拟社区声环境在Cadna/A环境噪声模拟软件进行仿真和建模的基础上规划设计图。计算机模型中的某些部分简化了模型。计算的结果根据一个5米5米的正方形，高度为2米的声源接收网格点。社区的电流噪声条件4.2.1总体分析在白天和黑夜中的社区的噪音分布如图3所示，在黑暗和光的颜色代表不同的噪音水平。仿真结果表明，该社区的一般声学环境良好的噪音水平为55分贝，在白天和晚上约45分贝。然而，在几个方面都有很强的噪声影响。社区内的噪声主要来自内部的道路和建筑物噪声水平超过所需的限制所造成的噪音从周边道路主要集中在保障道路一侧和安平路两侧。因此，这些建筑之间有很多噪音。4.2.2周边社区噪声分析对宝樟路噪声分布模拟和安平路周边社区在白天和晚上都显示在图4和5。从光到暗的颜色的变化表示增加噪音水平。仿真结果表明，在白天和晚上，宝樟道路和安平路噪声水平大约70分贝63分贝左右，都超过限制。小区内的噪音大多来自这2个外部的道路，噪声控制的地区应加强规划和设计。4.2.3分析社区的内部噪声在白天和夜晚，在社区内道路两侧的噪音分布的模拟显示在图6。从光到暗的颜色的变化表示增加噪声。仿真结果表明，社区内道路的影响在住宅建筑的噪音水平。在住宅区旁的噪声水平约为65分贝和58分贝左右的白天晚上都超标。4.3用于指导植物栽培的声学环境分析华清山庄标准防护林的设计如图7所示。在社区内道路噪声的影响已完全考虑在内。栽在了围墙和珊瑚树上层是浙江樟木、广玉兰常绿树木种植在二层以10–15分贝内的社区减少噪音。在华清别墅社区工厂设计如图8所示。上层主要由常绿乔木（湿地松和黑松），下层是由花和灌木达到5–7dB的低层建筑降噪（Liu，2007）。5居住区热环境城市化进程是世界经济增长和社会发展的主流趋势,到2012年末我国城市化水平就已达52.6%。城市居住区的建设伴随着自然地表向不透水地表的转变,由此带来最典型的一个生态问题就是城市热岛效应。目前各国大城市的热岛强度令人震惊,如柏林13℃、上海6.9℃居住区外热环境舒适性也与居民健康显著相关。绿色建筑评价的相关规定标准（GB/T50378-2006）。1、平均每日热岛强度的居住区外部环境不应高于1.5摄氏度。2、居住区风环境有利于冬季在室外舒适的行走，在过渡季节和夏季有自然通风。绿化乔木比例、绿化覆盖率与居住区气温呈极显著负相关,平均斑块面积与居住区气温呈显著负相关。每增加10%的绿化覆盖率或乔木比例,降温效果可达0.15℃；平均面积小于100m2的斑块对降温无效。单株香樟、法国冬青日吸热量高达40000kJ以上。夏季一天中,各群落的降温效应与草坪降温效应的差值最大达2.8℃。影响群落降温的主要内因是乔灌盖度；在环境气温33-43℃之间,温度每上升1℃,群落的降温效应是0.22℃,而环境相对湿度每降低10%,群落的降温效应是0.55℃。在大尺度上,街区内外环境植被比例5%；在中尺