（西南科技大学土木工程与建筑学院 四川 绵阳 621010）
【摘 要】21世纪社会将面临的最重大问题之一便是人口老龄化，针对绿色建筑在老年公民生活与社会参与程度问题的影响上，论文在“2017年台达杯国际太阳能建筑设计竞赛”所提供的区位条件下，根据竞赛主题“阳光 颐养”，提取关中民居建筑形式，造就对老年公民怡人的心理尺度，并充分探索各种绿色策略在老年建筑中的应用，将太阳能利用最大化。力求建筑符合地方民居特色形式，并研究如何将阳光同时利用于建筑供能与促进老年人身理心理健康的养老模式。
【关键词】绿色建筑；关中民居；养老；建筑设计；
【中图分类号】TU246.2 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）10-0231-03
1.背景概况
1.1 老龄化下的建筑思考
在当今“银龄化”的浪潮之下，老年人对自己的精神生活越来越关注，但社会中在老年人精神建设方面或多或少都存在一定的问题。本设计定位为老年人服务性建筑，其针对的养老模式为社会养老，而社会养老的老年人精神心理健康状况是劣于家庭养老的，这就要求在建筑设计要充分考虑到老年人活动对心理带来的影响，通过建立老年人自我管理、自我创收等建筑空间模式使老年人尽大可能的找回归属感。
1.2 西安气候特点
本项目选址于西安市世界地质公园秦岭山脉终南山下子午镇台沟村，位于渭河流域中部关中盆地。西安市长安区属于暖温带半湿润大陆性季风气候区，雨量适中，四季分明，气候温和，秋短冬长。冬季干燥寒冷，春季温暖，夏季炎热多雨，秋季温和湿润。昼夜温差较大，夏冬两季的气候也较极端，人体舒适度会较差。这就对建筑的保温性要求较高，力求在建筑设计中对老年人的舒适度提升到最佳。
1.3 设计宗旨
每个人都关注自己的当老年时生活的幸福指数，将以何种方式安度晚年。本设计通过优化建筑设计手段，将现有绿色技术总结提炼，整合出适应本方案的可再生能源技术，让太阳能成为建筑永续的能源，通过特定的建筑空间，为老年人创造安全、健康、便利、绿色的新生活。
2.西安关中民居建筑形式的提取
每个地域因其文化气候地理条件的不同，总会造就出不同的传统民居建筑特有产物，这不是抽象于人们意识形态里面的，而是具体的建筑实物，并且扎根于特殊的自然环境当中，往往受到各方面因素的制约，而各方的地域性传统民居建筑便表现出这个地区的建筑特色。在西安关中地区，民居最大的特点就是“房子半边盖”。这与其他传统民居在厢房上有所不同，近似三角形的屋架支撑起单坡斜屋顶。近来年“房子半边盖”已经被人们淡忘出视野，可对于老一辈人的心理影响是关键而深远的，本设计将这种具有地域建筑文化特色的形式提取，（如图1所示）从建筑设计方面对老年人的心理活动起到积极意义。
图1 关中民居屋顶形式提取
3.建筑设计
在老年人生态颐养服务中心设计的初始阶段，主要考虑到的因素有两点：（1）西安作为一座历史文化名城，其地域性建筑特色特点极强，主要考虑上面提及的关中民居元素的提取。（2）建筑使用者为老年人，为一个特殊群体，心理归属感与唤起对儿时的回忆是建筑设计的关键。（3）西安地区阳光资源丰富，如何将阳光利用做到最大化，把太阳能利用作为一个中心切入点贯穿设计始终。
3.1 场地策略指导下的概念生成
对建筑场地进行了前期充分分析之后，考虑到场地中央位置有一个两米的高差，我们将建筑布局以院落的形式分开，在高差的南北两处形成两个院落，中间以一个活动中心相连接，并在每两栋楼之间由封闭室内廊道相连，围合出尺度不等的三个庭院，由此便形成了“三墙、三院、三楼” 为概念糅合了墙与院的空间，构成了建筑形体以及在场地上总体布局形态（如图2所示）。主入口在场地西侧高差之下，车行入口设置与场地西北角与道路相连，后勤货物出入口设置与场地南侧。分流合理，对老年人生活做到了干扰最小化。
3.2 建筑综合设计
建筑综合设计主要为建筑各个基本要素的确定，其主要包括平面功能设计、立面造型设计、结构设计等。只有在这些基本设计点起到积极作用的基础上才能对绿色技术太阳能的利用做到推动作用。
3.2.1 平面功能设计
根据特殊的地形特征，以及周围建筑的排布方式，以院落式为建筑布局的核心，以场地中央的活动中心为建筑节点，南北两栋老年人住宿区，形成“三楼”。形成基本的南北住宿区，中央活动区的功能分区。北面住宿区主要为一间一人的独立式养老房，南面为一户多人的合住式养老套房，每层楼都设置有公共空间，护士站。中央活动中心设置餐厅、棋牌室、娱乐房、书画室等公共服务空间，功能分区简单合理，很易于老年人的活动。
图3 北部宿舍楼南立面
3.2.3 结构设计
在建筑的工程设计方面主要从绿建为切入点，也应该遵循节能减排，从结构的形式到所用的材料都应该符合绿色建筑要求。方案主要为框架结构，在竖向承重构件上，相同承载力作用下使用强度等级高的混凝土可减小梁柱截面尺寸，减少混凝土用量，扩大建筑使用面积，能有效节约资源。另外，采用高强度钢筋，韧性好，易焊接可节约10％～14％的钢材，符合可持续发展的思想。
4.太阳能—建筑一体化设计
太阳能具有清洁、环保、取之不尽的优势，而目前来说，太阳能等可再生能源在建筑技术上的结合做的都有所欠缺。太阳能与建筑一体化设计能创造低能耗高舒适度的养老环境，不仅让养老环境显得更自然环保，也能节能减排减污，迎合了可持续发展的意义。而太阳能与建筑的一体化设计能丰富立面效果，也能起到一部分建筑材料的作用，因此在本设计中对建筑与太阳能的一体化设计做了充分积极的应用与研究。
4.1 起遮阳作用的太阳能与热能转化系统
颐养中心的北部与南部是两栋住宿区，在每一户的阳台处，上方与下方都安放了太阳能板，设置集中-分散式太阳能热水系统，上方的太阳能光伏根据日照角度设置合理的角度，能在夏天防止太阳直射进室内，起到遮阳的作用。而本套太阳能热水系统中有多个储热水箱，当没间房的用水量出现差异，使水箱温度出现较高的差别，由于不同的温差会将传热介质将储水箱的热量带入循环系统中，造成能源浪费，本设计将太阳能的一部分能量进行恒温控制，对于本现象可以进行有效的控制。
4.2 屋顶太阳能光伏板
颐养中心的三栋主要建筑都设计为不等坡屋顶，向南的坡度较小，坡长度较长，能放置较多的太阳能板。该系统为建筑与光伏器件相结合，将光伏器件与建筑材料集成化，实现了光伏建筑一体化，另外光伏电池还能作为屋顶防水卷材，使使用与装饰美化为一体，达到节能环保效果。
本设计的建筑屋面平整，能够有效便捷的铺设太阳能光伏板。而将太阳能产生的热量通过换热方式提供给颐养中心使用，老年人不用支付热量费用，只需要支出少量的循环电费及运营费用，对于老年人的心理需求是一大满足。
4.3 太阳能等价替换能量示意
该颐养中心阳台加上屋顶太阳能光伏板一共1155块，平均每块光伏板每天能产生0.383kW·h电量，乘以365天，一共产生161700kW·h。而这些电量相当于400个普通节能灯用421天，100台空调用1080小时，30台热水器用2156小时，20台全自动洗衣机用16170小时，100台电视机用8085小时。一共节约费用80850元每年。
5.绿色策略的组织与设计
5.1 “绿色”建筑外墙
在南北两栋住宿楼每一户的阳台位置，太阳能板下方都有放置绿植的架子。整体立面垂直方向上也有秩序的布置了绿植架。阳台位置的绿植能给老年人带来更丰富的生活方式选择，加上垂直方向植物，能增加建筑外墙的保暖性，有利于冬暖夏凉，对空气起到净化作用。对于老年人睡眠较差的情况，绿植也能有效吸收噪音，带来宁静的环境。并且建筑垂直绿化比传统平面绿化拥有更大的空间，将冰冷的混凝土外墙变为真正的绿色天然森林。
5.2 底层架空
场地三栋建筑都采用底层楼板架高于地面300mm的做法，对于场地整体的通风组织起到了积极作用。而架空层也能有效沉淀水蒸气，使建筑一层的空气潮湿度降低，对于老年人的骨质需要是十分必要的。西安地区夏季炎热容易滋生蚊虫，此做法能防止蚊虫过多聚集于一层。
5.3 “双层山墙”
在山墙面的处理上，考虑到日照强度大，特意在侧面山墙外隔200mm的厚度加了一层片墙，能有效防止西晒，控制建筑内部温度。另外，由于两墙之间的距离较小，有西北风从场地吹来时，经过山墙部分的风会经过这一段的压缩，增加建筑山墙处风的速度，经过南边建筑山墙是再次被压缩加速，有利于场地整体的通风，防止滋生传染病。
5.4 运用阳光廊巧妙解决高差处采光问题
由于场地存在高差，在场地中部活动中心的设计时，便考虑只做部分一层在场地较地处，而整体二层置于场地高处。但这样便出现一个一层南边房间由于紧贴场地高差处护坡墙，光照条件极差的问题，而导致房间昏暗。为了解决该问题，在二层设置一个阳光廊，直射进阳光廊的光照，通过与一层投影重合的墙面，再将墙面大面积设置玻璃，能有效将光照引入一层南边的房间，使房间照明满足日常生活所需（如图4所示）。
图5 阳光房
5.6 建筑材料的可持续性
我国目前建材的回收利用仅仅占到了所有建筑废材的2％，考虑到建筑的使用寿命终结之后的回收再利用问题，本方案的木材、砖瓦、混凝土都有足够的质量再利用的价值。屋顶所用砖瓦经过捣碎之后作为基本骨料，加工后又能再作为当地的建材出售。颐养中心围墙所用的青砖为西安古城卸下的但基本完好的青砖，这样既给颐养中心带来古色古味，也减少了建筑材料的使用，符合建材的可持续发展。
5.7 通风组织与雨水收集
南北两栋住宿楼的北面墙外侧都设计有可根据需要打开或关闭的的通风道，在夏天的时候，将通风道打开，可在室内形成穿堂风，使空气对流起来。冬季关闭通风道，保持室内温度的恒定。这样，在减少使用天然能源的情况之下，让建筑的能耗降到最低。
本方案还采用了屋顶雨水收集系统（如图6所示），不同硬度的水用作不同的地方，缓解目前水资源短缺的问题。
图6 雨水收集示意图
6.结语
太阳能的研究利用对于现代建筑设计具有不可言喻的作用，随着我国人口老龄化速度的加快，老年人精神心理需求的提升，如何将阳光，颐养在建筑设计和现代养老上综合的体现是目前养老院设计的关键。本文以西安阳光颐养养老院设计为例子，在充分了解西安历史文化特色，感受老年人心理活动状况与生活生理所需，绿色建筑策略的创新与应用基础上，通过可持续设计的可持续建筑策略运用上对养老院设计进行了设计研究，体现了绿色建筑策略对于老年人特殊人群的关怀与照顾。引发现代建筑师对于应该所担有的社会责任的思考，绿色思想不仅是停留于表面，或者仅仅服务于一般人群，对于老年人的特殊情况更应给予特殊的设计与考虑。这次竞赛在绿色建筑影响老年人生活方式上提供了参考策略，对以后的地域性绿色建筑的设计起到了积极的参考作用。
参考文献
[1]王晓健，闫楠.节能技术在建筑设计实践中的探索——以邯郸隐豹村教会养老院为例[J].建筑经济,2014(1):76-78.
[2]任光培，王样.基于可持续设计理论的老年绿色社区研究[J].包装工程，2016(8):122-125.
[3]马文华.关中民居“房子半边盖”调研与发展研究[D].长安大学，2013.
[4]周小舟. 绿色建筑人文理念下关中村镇民居居住形态研究[D].长安大学，2013.
[5] 吕林，杨建辉，吕牧轩.不同养老模式对老年人心理健康状况影响调查分析[J].中国老年学，2011,31(17):3343-3344.
[6] 赵延刚，朱丽，何成. 基于转型的绿色老年公寓改造设计研究[J].动感：生态城市与绿色建筑，2016(2):72-77.
论文作者:刘宜鑫,高明
论文发表刊物:《建筑知识》2017年10期
论文发表时间:2017/7/12
标签：建筑论文; 老年人论文; 太阳能论文; 关中论文; 民居论文; 场地论文; 建筑设计论文; 《建筑知识》2017年10期论文;