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案例研究|夏热冬冷地区绿色养老建筑适宜技术体系研究与实践

2019/07/03 浏览:282

随着我国人口老龄化程度日益加深,养老建筑的需求日益加大。如何为养老建筑量身打造适宜的设计技术体系,成为当下业界探讨的热点。


基于文献调研,对老年人的实际需求和老年住房的特殊设计要求进行分析,对夏热冬冷地区养老建筑的绿色设计关键技术进行分析,提出场地与建筑空间设计、宜人地景观生态环境设计、健康安全室内环境营造、集约型环境资源利用及低碳人文关怀等技术策略。


结合上海地区某绿色养老社区项目,总结分享其实践经验,最后对综合提升养老建筑整体绿色性能进行思考与展望。


关键词

绿色建筑;养老建筑;适老化设计;夏热冬冷地区



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背景概述


1.1 中国老龄化现状


国家统计局与全国老龄办的统计显示,截至2015年底,中国老年人口为2.22亿,老龄化程度达16.15%,业已成为目前全世界老年人口最多的国家。据预测,到2020年中国60岁以上人口将达到2.43亿,到2050年60岁以上人口将突破4亿,届时我国的老龄化程度将达到30%以上。由此可见,未来一段时间我国的老龄化发展速度不但不会放缓,甚至还会出现加速增长之势。老龄化社会快速发展将直接造成大量的老年人口积聚,使得社会的整体人口结构发生巨变[1-2]。


近年来,我国养老服务业快速发展,以居家为基础、社区为依托、机构为支撑的养老服务体系初步建立。但总体上看,养老服务和产品供给不足、市场发育不健全、城乡区域发展不平衡等问题仍十分突出。


以上海市为例,基于上海市养老机构市场中典型民营及公立养老机构的初步调研分析,结果显示有2个主要问题:一是养老机构的服务对象与老年人群的需求不符;二是养老机构间自身差距较大,普遍呈现极端化趋势。因此,市场对于政府投资型的养老机构需求较大,同时针对平衡养老医疗服务的资源配置方面,公立养老机构也通常更具优势[3]。


1.2  我国绿色建筑的发展现状


中国绿色建筑起步于2006年,并伴随着2006年开始实施的GB/T50378—2006《绿色建筑评价标准》及2014修订版的颁布得到迅猛发展。回顾我国绿色建筑的发展历程,由国标推荐性评价标准确立的行业引导开始至今,共经过了5个特征性发展阶段,即政府投资型示范项目约束、大型地产企业的自主性率先实践、政府财政激励政策与国家专项行动计划的发布、全国性的市场化响应与伴随新型城镇化与生态城区发展的绿色建筑连片化区域示范、地方立法强制实施。


我国的绿色建筑发展在过去的10年间,逐步由引导性发展、普遍性推广走向强制性实施。据统计,截至2017年底,全国累计有超过1万个项目获得绿色建筑评价标识,建筑面积超过10亿m2。


住建部于2017年3月1日下发《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》,对“十三五”期间我国绿色建筑发展的目标提出了明确要求,要求推动重点地区、重点城市及重点建筑类型全面执行绿色建筑标准,积极引导绿色建筑评价标识项目建设,力争实现绿色建筑发展规模倍增,到2020年,全国城镇绿色建筑占新建建筑比例超过50%,新增绿色建筑面积20亿m2以上[4-5]。


由上海市绿色建筑协会资料可知,截至2017年8月底,上海市累计已有451个项目获得了绿色建筑标识认证,建筑面积达3865万m2,高星级项目(二星与三星级项

目)占比高达80%以上,绿色建筑数量和高星级绿色建筑占比等指标都位居全国前列。


1.3  绿色养老建筑的发展现状


截至目前,在国标GB/T50378—2006基础上,扩展的现行国家推荐性标准包括《绿色工业建筑评价标准》《既有建筑绿色改造评价标准》《绿色办公建筑评价标准》《绿色商店建筑评价标准》《绿色医院建筑评价标准》《绿色饭店建筑评价标准评价标准》《绿色校园评价标准》《绿色生态城区评价标准》《绿色铁路客站评价标准》等。随着我国新型城镇化的发展,新版国标GB/T50378—2014《绿色建筑评价标准》的修订也在不断从广度与深度上向外延拓展,实现了以绿色化为基础,拓展工业化(装配式建筑)、信息化(BIM技术应用)并举的发展态势,并不断转向更加关注建筑的实效型、健康环境的营造、绿色建材的发展、被动式超低能耗建筑与海绵城市等专项的探索。


养老建筑作为我国建筑行业可持续发展的一个不可或缺的环节,将进一步引导养老建筑步入绿色建筑家族化发展的序列,对养老建筑和绿色建筑的发展都具有积极的意义。


我国的绿色养老建筑评价技术体系的首次尝试,是基于全国率先绿色养老建筑评价指标体系研究基础上组织编写的《上海市绿色养老建筑评价技术细则》,并于2013年12月20日正式印发实施。2017年3月23日,中国工程建设协会标准《绿色养老建筑评价标准》编制组正式成立,以期填补当前我国绿色建筑评价体系未涵盖养老建筑的空白,利于养老建筑领域规划、设计、施工、产品、管理一系列环节引入可持续发展的绿色思想,不断提高其规范化及合理性,从而大力促进行业健康发展。


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绿色养老建筑


2.1 设计原则


现行《上海市绿色养老建筑评价技术细则》对绿色养老建筑的定义是:“绿色养老建筑为在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材)、保护环境和减少污染,为老年人提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。”绿色养老建筑首先应满足“绿色化”属性要求,即在设计中应保持对节约土地资源利用提升场地环境品质、节约能源资源利用提升能源利用效率、节约水资源利用提升水资源利用效率、节约建筑材料资源的利用、营造舒适室内环境及提升运营管理效率的基本要素。同时,老年人作为一个特殊的群体,在生理与心理上都存在与其他年龄阶层不同的特征与需求,充分且正确地反映出老年人的特殊需求是绿色养老建筑设计的关键点。


2.2 适老化需求与设计措施简析


绿色养老建筑的适老化需求与设计措施主要从老年人的“衣、食、住、行”需求出发,通过适老化建筑技术的综合应用,从建筑与场地适老化设计、宜人地景观生态环境设计、良好的室内环境营造(声、光、热)、集约型环境资源利用(节地、节能、节水、节材)及低碳人文关怀等几个方面综合提升绿色养老建筑的整体性能与适老化水平。适老化技术的应用按应用区域划分为场地空间与建筑空间2部分,重点从空间的健康性和无障碍性展开,主要包括场地与建筑环境的适老化、无障碍设计及标识引导系统等方面。


2.2.1  场地与建筑环境适老化


(1)场地选址与布局。基于老年人的健康情况考虑,绿色养老建筑应选址在周边交通方便、公共服务设施完备、环境优美的地方,促进老年人的社会交往。场地空间布局应符合老年人的居住行为特征和心理需求,所营造的老年人各类功能场所和交往空间,宜采用紧凑且功能混合的布局方式,并应充分满足老年人的日常生活需求。


(2)交通组织设计。绿色养老建筑周边的交通组织设计应重点考虑老年人适宜的活动半径,宜采用人车分流的组织形式,在保障功能区紧密联系的同时,有效避免机动车运行影响,保障老年人必要的心理安全保障。建筑空间内部交通组织设计应保障老年人与工作人员的活动流线简洁畅通,主要出入口的设置应与室外道路临近,并满足不同功能区之间的过渡与连接。考虑到老年人受体力影响日常步行距离有限,室内外交通流线设计时均应注意增设必要的短时休息座椅,便于临时休息。


(3)活动空间布置。充足的户外交流活动空间利于老年人的身心健康,其位置选择上应满足方便老年人安全到达,且靠近医疗护理点的区域。同时,室外活动空间设计应与景观相融合,并配置休息座椅与遮阳设施。建筑内部应适度增加可以利用的中庭空间,将室外自然环境融入室内空间,营造舒适、温馨共享区域,并应尽量减少内部走廊的拐角设计,以方便老年人的使用。


(4)居住空间设计。老年人居住空间应注意朝向宜在南侧,保障足够的自然采光及通风需求。同时,应具备良好的户外绿化景观及视野要求。针对有较高声学需求的房间,其开窗方向应远离噪声源。


(5)适老化标识引导系统。由于老年人视觉往往会大幅减弱,因此需设置标识引导,文字及图表设计应简明、醒目,并通过字体放大,采用对比度高的色彩形式提升标牌辨识度。材质方面宜采用视觉效果更为温馨的木质材料,并配合辅助人工照明,提升夜间辨识度。


2.2.2 场地与建筑无障碍设计


(1)场地无障碍系统设计。场地步行系统适老化设计应结合老年人的步行特征,用坡道代替台阶,减少地面高差方便轮椅通过,建筑出入口宜采用平整且防滑的平坡出入口。步行道的路面铺装宜使用渗水性较好、不反光的材料,防止雨天地面湿滑对老年人的行动造成危险。在户外照明设计中应适度增加照明灯具数量,提高环境光的照度水平,保证老年人夜间活动时的可见性与安全性,并采取措施避免直射眩光的影响。


(2)室内无障碍系统设计。建筑及室内主要功能房间的出入口设计应保障轮椅通过的必要宽度,并留足轮椅活动半径,在坡道的起点及终点设置必要的轮椅缓冲地带与安全档台。楼梯设计时,踏步踢面的高与宽应符合老年人的行动特征,同时为避免台阶面产生阴影影响安全,宜采用便于辨识的台阶色彩和材质。在公共空间、走道、楼梯和斜坡等处设置连续式圆形扶手,并采用防滑、防撞设计。针对外露的建筑构造、家具物品等应采用倒圆角设计。电梯设计应注意轿厢扶手的设计,增设适合轮椅高度的操作面板,电梯的开合时间应适当延长,并设置防夹伤的光电控制装置。


2.2.3  集约型环境资源利用


(1)节约能源资源利用,提升能源利用效率。节约能源资源利用,提升能源利用效率是绿色建筑的本质要求,因此针对绿色养老建筑而言,其能源供应在保证舒适健康的环境为原则前提下,重点针对被动式建筑节能设计、主动高效用能设备及系统设计、适宜的可再生能源利用及使用者行为节能引导这4个主要方面提升建筑能源利用效率。


(2)建筑节能设计。强调被动式建筑节能设计,包括高效保温隔热设计、自然通风设计、自然采光设计、遮阳设计,对建筑采光、通风等进行模拟分析,优化建筑设计,降低建筑的能源负荷。结合上海地区气候的特点,优先考虑的主要节能技术为建筑外遮阳和自然通风技术。选用新型节能墙体、节能玻璃和门窗等材料。


(3)高效用能设备和系统设计。优先合理化选用性能系数较高的采暖、空调设备。在满足老年人特殊照度要求的前提下,采取节能控制措施,运用高效光源、高效灯具和低损耗镇流器等附件,控制照明功率密度。在适宜的建筑室内及地下场所采用有效方式提升室内自然采光效果。


(4)可再生能源利用。首先应在满足建筑所属区域可持续发展规划的前提下,针对特点建筑用能系统,因地适宜、最大限度地利用可再生能源。能源系统及其运用技术应成熟可靠,满足养老建筑的功能性要求,具有较好经济性。


(5)行为节能。对冷热源、输配系统和照明系统等各部分能耗进行独立分项计量。安装分项计量装置,物业定期记录,为运行期的持续节能改造提供数据支撑。采用集中空气调节系统的养老建筑,应满足分楼层、分室内区域、分用户或分室的设置冷、热量计量装置,从用能收费的角度,激发使用者对行为节能的自身诉求。


2.2.4  提升水资源利用率


对于绿色养老建筑而言,提升建筑水资源利用效率应以适老和宜居为基本出发点,重点从供水与节水层面入手,优化配置水资源,实现养老建筑的水资源供需平衡和水环境绿色安全,节约水资源。与常规绿色建筑技术体系不同,由于老年人的免疫能力相对较低,常规非传统水源的收集、处理与利用等方式可能存在一定的水质风险,因此不建议采用非传统水源利用系统。如因特殊原因必须采用非传统水源利用系统的养老项目,应重点注意对非传统水收集区域的选择、初期弃流的技术措施、水处理系统的效率与可靠性、非传统水用水点所采用用水器具的方式(如应尽量避免喷灌形式)这几个方面。


(1)建筑高效节水技术。养老建筑属于具有居住功能的建筑,卫生用水器具是主要用水点。提升用水器具的节水效率,应重点从以下3方面入手,即合理限制水龙头出水流量、缩短用水点开关时间及采用措施避免漏损。


(2)其他节水措施。场地绿化灌溉应优先采用节水灌溉方式,如结合不同的绿化布置形式采用喷灌、滴灌、渗灌等。场地及地库冲洗点位应同样采用高效用水器具,常见方式如采用便携式高压节水水枪,在有效提升清洗效率的同时,实现高效节水的目的。


2.2.5  利用节约建筑材料资源


从绿色建筑评价体系对建筑材料资源利用考察点出发,首先应重点针对建筑材料选材的安全性和建筑结构安全两方面。由于身体机能的逐渐衰退,老年人对于建筑及装饰性材料中有害物质敏感性更高,因此需严格控制材料,并在建筑投入运行前,重点针对室内空气品质进行定量化对标检测。从建筑结构安全性方面考虑,土建与装修一体化设计的实施在保证结构安全性的同时,应减少建筑材料的浪费,降低室内装修成本。同时应根据老年人生活特点和功能需求选择更适合老年人的装修材料,安装更适合老年人需求的生活设施。


(1)土建与装修一体化设计施工。绿色养老建筑宜采用土建与装修一体化设计施工模式:一方面便于老年人直接拎包入住,在土建和装修时减少材料浪费;另一方面也更便于根据老年人生活需求选择更适合老年人的装修材料,安装更适合老年人需求的生活设施,如实现家具与墙体的连接,安装适老型整体卫浴等。


(2)适老化装饰装修材料的选用。根据老年人实际生活情况,在保证性能和满足设计要求的前提下,在建筑室内铺设防滑性能好且平整的地面材料,卫生间、出入口、走廊、台阶等区域的装饰保护面层材料应满足国家及地方相应防滑性能等级标准的要求。老年人身体协调性和控制力下降,活动时或搬动物体时容易碰撞墙体阳角部位,需重点注意室内通道阳角部位宜做成圆角或切角墙面,或采用软性材料包裹,以免老年人碰撞受伤或墙体受损。


2.2.6  宜人景观生态环境设计


与老年人对室外环境的需求相对应,绿色养老建筑室外景观与生态环境的营造技术主要针对室外热、光、声环境的控制及室外空气质量提升。室外热环境控制,首先应保障适宜的室外风速,以避免室外无风或风速过大对老年人的热舒适性造成影响。其次,养老建筑的室外平均热岛强度不宜超过1.5℃,可通过合理配置室外绿化植被、合理选择室外道路及建筑外表面的铺装材料来实现。结合场地内的乔木及构筑物遮阴,有效缓解城市热岛效应,从而起到改善室外热环境的效果。室外景观绿化物种的配置,应合理采用高大乔木、灌木、草坪花卉的复层绿化。


2.2.7  适老人文关怀设计


适老人文关怀设计宜结合不同养老项目的实际情况与老年人群的特殊需求合理化确定,建议采用如下几种优化设计方法:针对不同地域及环境特性的老年人对健康和养生的诉求较强,应结合景观设计打造适宜不用身体情况的慢生活步行体系。提供必要的家庭团聚空间,供情感交流、亲朋团聚及短期陪伴,增强环境包容性。景观绿化物种的配置宜为适宜本地环境且无毒无刺植物,避免不必要的次生伤害。装修设计多考虑老年人的防滑需求及清洁需求等。


3

工程实践案例


以某公司近期服务的典型绿色养老示范工程项目为案例,就部分重点绿色养老建筑设计适宜技术在实际工程实践中的应用情况做简要介绍与分析。


3.1 项目概况


该项目位于上海市崇明区,总用地面积约5万m2,总建筑面积约8万m2,容积率1.2,绿地率35%,由11栋老年住宅、4栋老年人康复及护理用房及地下车库组成。项目于2014年8月立项,依据《上海市绿色养老建筑评价技术细则》,于2016年8月获得二星级绿色建筑设计评价标识,并于2018年1月正式投入运营。项目主要技术亮点有舒适便捷的适老化设计、低碳高效的能源利用技术等。


3.2 舒适便捷的适老化设计


3.2.1  场地设计


项目场地设计采用人车分流形式,场地内部交通主要为步行交通。为方便老年人生活,项目配建配套生活服务设施,如老年人活动中心、医疗卫生、文化体育、商业服务、社区服务、餐饮等,配套设施完善。


通过在设计阶段的场地风环境模拟分析,确定了利于形成良好的室外风环境条件的围合型的建筑布局形式,场地内的核心路网在南北向及东西向均呈直线型,利于疏导室外自然通风,保障了人员活动区的无漩涡区无风区设计要求。


项目场地绿化率达到35%,降低了社区室外环境温度,缓解了城市热岛效应。绿化植物采用适合当地气候及生长条件的无毒害、无刺植物,在保证存活率,降低维护成本的同时,避免了因老年人敏感体质而引起的次生健康危害。项目按GB50763—2012《无障碍设计规范》进行无障碍设计,场地出入口及人行道、建筑出入口等处均有无障碍设计,景观设计中无垂直落差。在建筑出入口均设无障碍坡道,人行道路设盲道,道路入口设缘石坡道,室外台阶旁设轮椅坡道。老年住宅按单元配置无障碍电梯。同时,在无障碍道路、通道、停车位、无障碍楼梯、无障碍电梯、无障碍厕所、轮椅席位等无障碍设施的位置及走向处设置老年人无障碍设施标志牌。


项目标识引导系统设计,本着系统性、人文性、明确性、安全性的原则,从色彩、视觉效果、材料工艺等方面进行了优化,在场地内设置具有明确方向感和可识别性的标识系统及夜间照明设施,为老年人提供更为舒适的生活环境。


3.2.2  室内设计


项目所有用房全部按照土建与装修设计一体化设计施工,完成室内精装。一方面老年人可直接拎包入住,减少土建和装修时的材料浪费,另一方面也便选择更适合老年人的装修材料,可以更好地对室内外装修污染物严格加以控制,保障绿色养老建筑的良好室内空气品质。


卫生间采用浸水后也能防滑的地面材料,台阶面使用防滑材料,台阶面边沿设置防滑条,要和台阶面保持在同一平面,并标注醒目颜色。同时,在卫生间坐便器、淋浴器等主要用水器具的使用界面增设扶手和防滑杆等。厨房功能主要用于备餐,在考虑老年人生活习惯的前提下,采用整体设计方法,完成厨房的适老化设计。走廊设计方便轮椅及担架通过,电梯厅位于走廊中部凹口处,空间宽敞,适宜共享交流活动,电梯轿厢选取医疗电梯尺寸。


考虑老年人的生活习惯,通过合理选择通风窗扇的位置、面积、方向和开启方式,保证了老年人居住空间及公共活动空间的充分利用自然通风,并符合对室内自然采光要求的满足。同时,考虑老年人普遍视力减弱的情况,在室内人工照明设计时,通过对照度、统一眩光值和显色指数指标的控制,保证了充分且节能的室内光环境要求。


3.3 低碳高效的能源利用设计


在项目设计初期,就将采用可再生能源利用技术作为项目能源系统的设计选型要求,并制定了需符合可持续发展的规划以及可靠性、节能性、经济性、可操作性5方面的决策判断标准。通过大量对比分析,秉承本项目可持续发展的生态规划要求,确定空调冷热源采用地源热泵系统,部分机组采用带全热回收功能机组,用以供应项目全部的空调及地板辐射采暖用冷热量与生活热水需求。


各楼的冷热源由地下集中地源热泵机房提供,供回水管直埋敷设进入单体。楼内空调采用风机盘管加新风系统,室外新风经屋面显热交换器热交换处理后统一通过新风井道送至各功能房间。户内冬季采用低温热水地板辐射采暖系统,并对每户分集水器进行设计,地板采暖分集水器每路设电动恒温阀控制室温。


项目设置能耗监测系统、对水、电、燃气、集中供热/供冷进行分类计量,并对电能消耗及集中供冷(热)量采用自动实时采集方式的分项与分户计量,以便于后期运行时作为分户用能收费的依据。同时,设置统一的建筑能耗监管信息系统,通过IP协议实现与区/市级建筑能耗监管信息系统的联网。