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岭南
地区
乡村
营造
设计
增城
大埔
美丽
建设
夏叶
37Design Technology设计技术 丨丨 中图分类号中图分类号 TU241.91 文献标识码文献标识码 B 文章编号文章编号 1003-739X(2023)07-0037-06 收稿日期收稿日期 2022-09-20摘 要摘 要 以增城大埔村美丽乡村建设为实例,结合对建筑碳排放计算标准的剖析,基于建筑全生命周期的角度,从建材生产及运输、建造及拆除、建筑运行这三个阶段来分析总结岭南地区乡村营造中的低碳设计策略,力求为美丽乡村建设寻找低碳可持续的营造路径与方法。关键词关键词 乡村营造 低碳 设计策略AbstractAbstract Taking the beautiful rural construction of Dapu Village in Zengcheng as an example,combined with the analysis of Building Carbon Emission Calculation Standard,and based on the perspective of the Life Cycle Assessment(LCA),we analyze and summarize the low-carbon design strategy in rural construction from three stages which is building materials production and transportation,construction and demolition,and building operation.Then we strive to find low-carbon and sustainable construction paths and methods for the beautiful rural construction.KeywordsKeywords Rural construction,Low carbon,Design strategy岭南地区乡村营造的低碳设计策略岭南地区乡村营造的低碳设计策略以增城大埔村美丽乡村建设为例以增城大埔村美丽乡村建设为例Low Carbon Design Strategy for Rural Construction in South of the Five Ridges:Taking the Beautiful Rural Construction of Dapu Village in Zengcheng as an Example夏 叶|Xia Ye陶立克|Tao Like 陈煜彬|Chen Yubin1 研究背景1 研究背景1.1 乡村振兴岭南地区乡村因其独特的地理环境和历史文化,形成了具有鲜明特点的建筑形态和传统风貌。然而珠三角地区快速城市化的浪潮,给曾经稳定繁荣的乡村结构造成了剧烈冲击,出现了人口流失、生态恶化、生产凋敝等一系列问题。党的十九大报告提出乡村振兴战略,建设产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效及生活富裕的美丽乡村1。为了实现这一目标,广东省积极探索,倡导“三师(规划师、建筑师、工程师)下乡”志愿服务活动,组织专业志愿者参与乡村建设,改善农村人居环境,建设美丽乡村。本研究正是基于此活动背景下开展进行的。1.2 碳达峰碳中和目标气候变化是全人类面临的共同挑战,2020年9月第七十五届联合国大会上,我国庄严承诺:“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”2。我国作为农业大国,乡村人口4.9835亿人,占总人口35.3%。村庄用地4561.87hm2,占城镇村及工矿用地总量的61.15%3。由此可见,不管是人口还是面积,农村地区都是我国最主要最深厚的基础。要实现双碳目标,广袤的乡村大地肩负着重要使命。“绿水青山就是金山银山”,如何让优良的生态环境产生出最大的综合价值,绿色低碳发展之路是美丽乡村的题中应有之义。2 建筑碳排放计算标准2 建筑碳排放计算标准2019年,中华人民共和国住房和城乡建设部发布了建筑碳排放计算标准GB/T 513662019,其中2.1.1中对于“建筑碳排放”的定义为:建筑物在于其有关的 建材生产及运输、建造及拆除、运行阶段产生的温室气体排放的总和,以二氧化碳当量表示。不同阶段碳排放量的计算公式参看表1。根据公式1,要降低建材生产阶段的碳排放量,一是减少主要建材的消耗量Mi;二是降低主要建材的碳排放因子Fi,可以通过选DOI:10.13942/ki.hzjz.2023.07.01738HA 07/2023用碳排放因子低的建材和选用可循环再生的建材来实现。根据公式2,要降低建材运输阶段的碳排放量,一是减少主要建材的消耗量Mi;二是减少建材平均运输距离Di;三是降低单位重量运输距离的碳排放因子Ti,即减轻建材重量。根据公式3,建筑建造过程中的能源总用量Ejz,i,主要来自各种施工机械台班所消耗的能源,可以通过采用预制装配式建筑来降低施工机械的碳排放量。根据公式4,建筑拆除阶段的能源总用量Ecc,i,包括人工拆除和使用小型机具机械拆除使用的机械设备消耗的各种能源动力产生的碳排放量,而人工拆除所产生的碳排放远远小于机械拆除。根据公式5,要降低运行阶段碳排放量,首先是减少运行阶段所使用能源的年消耗量Ei,即通过节能设计降低建筑运行所需能耗EFi,可以通过被动式节能策略来实现;其次就是降低能源的碳排放因子,可以通过使用可再生能源来实现;最后就是增加建筑绿地系统的年减碳量Cp,即增加建筑碳汇。3 实践案例增城大埔村美丽乡村建设3 实践案例增城大埔村美丽乡村建设计划计划3.1 项目概况大埔村位于广东省广州市增城区派潭镇,距今280多年历史,村域面积14.79km2,其中山林面积约6km2,水田面积约1.8km2。2014年5月,增城遭遇特大暴雨洪水灾害,大埔村受灾较为严重,造成了93户村民房屋倒塌,基础设施不同程度损毁。灾后村民在原村址西面建设了安居新村,原村旧址被闲置浪费。由于村民现已基本恢复了正常的生产生活,所以此次美丽乡村建设计划主要是以重建为契机,着眼于未来长远的经济产业发展。“授人以鱼不如授人以渔”,考虑到大埔村优良的自然生态条件,同时靠近白水寨风景名胜区的区位条件,以及原村址内历史文化建筑等旅游资源(图1),具有发展现代农业观光、文化度假休闲、乡村生态旅游的良好条件,因此整体规划分为农田休闲区、民宿接待区、山林探索区、艺术村落区四大部分,尽量保留原有乡村建筑格局,主要新建建筑为民宿、农家乐、艺术家村以及休息亭和厕所等辅助设施(图2)。3.2 建材生产及运输阶段低碳设计策略运用(1)减少主要建材的消耗量规划设计原址修缮重建。通过前期走访调查发现:原有村落布局和街巷空间保存情况较为完整,乡土历史建筑如“秉辉温公祠”,祠堂围屋以及晚清民居等保存情况尚为良好,在拆除受灾倒塌房屋后能基本保留原有村落风貌。因此规划采用原址修缮重建的模式,尽可能地利用原有的一些尚未被破坏的基础配套设施,不仅大大节约了重新选址新建所需的建材使用量,同时也能保留原有村庄的记忆与乡愁。建筑设计空间集约复合。岭南传统民居自古就有“连房博厦”的群体布局手段。将建筑与庭院连为一体,不仅可以通过大片建筑实现物理降温,还可以起到节约建材、降低造价的作用。大埔村民宿和艺术家村落设计采用集约式布局,不仅节约了土地和建筑材料,也与大埔村当地居民的想法不谋而编号计算公式阶段变量因子1建材生产运输阶段Mi第i种主要建材的消耗量Fi第i种主要建材的碳排放因子(kgCO2e/单位建材数量)2Mi第i种主要建材的消耗量(t)Di第i种建材平均运输距离(km)Ti第i种建材的运输方式下,单位重量运输距离的碳排放因子kgCO2e/(tkm)3建筑建造拆除阶段EJZ,i建筑建造阶段第i种能源总用量(kWh或kg)EFi第i类能源的碳排放因子(kgCO2/kWh或kgCO2/kg)A建筑面积(m2)4EFi建筑拆除阶段第i种能源总用量(kWh或kg)A第i类能源的碳排放因子(kgCO2/kWh或kgCO2/kg)Ei建筑面积(m2)5建筑运行阶段Ei建筑第i种能源年消耗量(/a)EFi第i类能源的碳排放因子(kgCO2/kWh或kgCO2/kg)Cp建筑绿地碳汇系统年减碳量(kgCO2/a)y建筑设计寿命(a)A建筑面积(m2)表1 建筑碳排放计算公式图1 大埔村资源条件39Design Technology设计技术 丨丨 合。在调研过程中,村民提供了由他们自己协商决定的产权分配图也是采用的建中建设模式,比起各自采用独栋建筑分散经营,集中建设管理民宿的方法更能节约他们今后运营和维护的人力物力成本。同时整合空间需求,考虑建筑的功能复合。将村民图书室与民宿大堂整合到一起,将村民活动中心与艺术家村落的庭院整合在一起,不仅可以促进游客与村民之间的交流互动,增加空间活力,也可以提高空间的使用效率。室内设计简约、质朴、健康。室内采用简约质朴的设计风格,强调满足功能使用的前提下,采用工艺简单的建材,尽量减少设计元素和饰面装修,例如在民宿和农家乐餐厅的室内设计(图3)中暴露出木梁、木柱、竹子等原有结构,表现材料本身的质感,不仅节约了装修建材的使用,也减少了繁复装修可能带来的有害物质排放。(2)降低主要建材碳排放因子使用本身碳排放因子小的建材。竹材生长迅速,比一般树木具有更强的吸收二氧化碳的能力,在加工运输过程中产生的碳排放量也较低,再加上竹构件易于替换,其后期维护过程中产生的碳排放量也相对较低,被视为天然的绿色材料。因此,竹材作为建材的碳排放因子很低,有研究表明,建造同样面积的建筑,竹材的能耗是木材的1/3、钢筋混凝土的1/8、钢材的1/504。岭南地区水热资源丰富,有着对竹林生长十分有利的气候条件,派潭镇当地也有比较成熟的竹构件加工条件。因此在此次大埔村的建设计划中,大量使用了竹结构,室外休息亭以及生态厕所等景观小品完全由竹结构构成(图4)。除此之外,将竹子平行排列,形成建筑的遮阳构件,塑造出变化丰富的光影效果(图5)。毛石也是一种当地取材方便,且碳排放因子很低的建材。设计中将其用在台基、勒脚、墙身、铺地等地方(图6)。石材加工过程中所产生的小块碎石,则装入金属编织的网笼中,做成石笼墙以替代传统混凝土挡土墙,在降低建材碳排放的同时表现出朴实的乡土质感,也能起到了良好的保温隔热性能。使用可循环再生的建材。建材生产时,当使用低价值废料作为原料时,可忽略其上游过程的碳过程。当使用其他再生原料时,应按其所替代的初生原料的碳排放的50%计算5。在对大埔村的调研中发现,村民从经历洪灾后倒塌的废墟中,清理出了许多尚能使用的建筑材料,包括木材、竹构件、青砖、瓦等,将这些带有历史印记的建材,融入到新的设计中,不仅可以减少使用初生原料的碳排放量,还能延续传统乡土记忆。从老建筑上拆下来的青砖旧瓦,用作景观铺地和景观小品的装饰。保存完好的木材则可重新用在建筑梁柱等结构构件中,其余的废旧木材则可加工成家具或回收进入工厂处理。倒塌房屋所产生的废弃混凝土,还可以用作再生混凝土骨料以及再生砖(图7)。(3)减少建材平均运输距离选用当地材料,可以有效避免建材长途运输过程中所产生的碳排放量,同时也更好地表现建筑地域文化特征。项目中所用的竹材全部就地取材,来自大埔村祠堂后山千余亩的茂密竹林,由当地匠人加工成建筑构图2 大埔村建设总平面图图3 农家乐餐厅设计意向40HA 07/2023和结构构造的轻量化来实现。首先是建筑材料的轻量化,在大埔村的装配式建筑中,均采用的是轻质建材,主要包括高性能轻集料混凝土、轻质隔墙板,轻钢龙骨等。而建筑结构的轻量化,则主要是通过轻盈的竹结构来实现。竹材本身是一种轻质柔韧的建材,经过编织之后能产生较理想的抗压和抗拉能力。田野和山林中的休息亭均采用竹结构,节点采用绑扎连接或者齿销连接,摒弃了传统笨重的建材,整体建筑也呈现出轻盈灵动的形态。3.3 建筑建造拆除阶段低碳设计策略运用(1)建造阶段采用预制装配式建筑艺术家村