1 引言

随着人们生活水平的不断提高， 现代住宅已越来越无法满足城市的环境美观要求， 以及人们对美好环境的居住要求。面对城市环境密度的不断提高，城市森林花园应运而生，将自然融合设计，提升居住环境品质[1]。 目前，浙江、成都、株洲、湘潭、韩城等省市开展“城市森林花园建筑”项目试点，并出台相应鼓励政策，推动试点项目的发展。 本文以湖南省长沙市第一批 “森林花园城市” 试点项目——开福区福地雅宾利项目为例，探讨“第四代住宅建筑”的创新设计。

2 第四代住宅建筑的特征

2.1 城市界面——垂直森林

丰富的城市空间建筑形态和景观风貌， 将城市绿化从平面形态延伸到空间立体形态，让建筑立面富于生机和趣味。

2.2 绿化生态体系

实施绿色建筑设计理念， 空中花园的设计可以改善热工性能，节省建筑能耗，改善花园室外的空气湿度，增加负离子和空气湿度，以及调节城市微气候的作用[2]。

2.3 绿色低碳可持续性

在运行过程中，在保证室内湿热环境的要求下，可以减少能源的使用。 尽可能利用自然条件和建筑自身围护结构，并有限度地采用经过优化的耗能设备，如采暖、空调、照明等，使室内环境更加舒适，从而最大幅度地减少能源消耗，降低碳排放，以实现碳达峰碳中和，最大限度地实现人与自然和谐共生。

2.4 空中花园——把森林搬到空中

将自然融入设计， 建筑通过植物与天然材料建立与大自然的直接联系。 对于高层住宅用户，在家就能亲近自然、呼吸新鲜空气。 另外，空中花园增加了室外活动空间，丰富了生活场景，提供空中绿化休闲场地，提高人们的居住品质。

2.5 楼宇智能化

第四代住宅建筑中，将用户设备、家居等与智能化信息系统相结合， 能够根据室外环境温度和湿度对室内的温湿度进行调节，同时利用中央控制平台对室内设备进行调节，满足不同居民的使用需求。 除此之外，还能对住户的行为进行预测。在楼宇智能化当中，最为普遍的是公共家电智能系统，例如，可以通过家庭网系统集合成为电动窗帘、照明、空调、地热、室内安全报警等其他家电设备， 使用户可以随时操作各个功能区当中的家庭设备，进而提高住户日常生活的便捷性、舒适性和安全性。

3 第四代住宅建筑的创新设计策略

3.1 室外空间与住宅全生命周期户型空间创新设计

第四代住宅建筑以垂直绿化和立体绿化的方式美化了城市环境，创造出更多更丰富的室外空间。 湖南省长沙市开福区福地雅宾利项目在规划设计中采用了较大的楼间距， 大片的组团绿化，并且在中心位置规划有中心景观水系园林，营造出丰富的室外公共院落空间[3]。

通过对后期建筑室内改造进行调研， 发现改造过程中存在的问题主要来自功能。 我国的家庭周期至少在50 年，第一个时期是家庭形成期，一般为家庭前5 年，这个时期一般1～2个居室空间就能满足两个人的居住需要， 空余房间的功能可以改造为书房、音乐房等兴趣爱好房间。 第二个时期是家庭成熟期，一般伴随着一个或者两个孩子的到来，随着两个孩子的成长， 几个居室空间要求相对独立。 第三个时期是家庭衰退期，子女成长离家，夫妻回到二人世界，功能布局主要根据退休后的居家老龄生活展开。 长沙市开福区福地雅宾利项目在户型设计中针对现有一系列常见的阻碍户型“成长”的因素，比如，卫生间和厨房的位置、承重墙的位置、立管的位置、烟道的位置和梁的位置与高度等进行逐一分析，通过模型推导，找出解决策略，最终达到具备适幼化、适老化的“成长型”室内设计需求的全生命周期第四代住宅建筑户型的条件。

同层排水， 解决了传统建筑中卫生和厨房不能移动的问题。 同层排水是指排水横支管布置在排水层或室外，器具排水管不穿越楼层的排水方式。 同层排水不用贯穿楼板，布局方式灵活多变， 可以打破传统住宅中卫生间不能移动或只能少量调整的局限，自由布置卫生间格局。 同层排水中弯头和存水管较少，排水更顺畅，堵塞概率较小，而且减少了层高的占用，全层统一标高。 承重墙的位置是影响“成长型”住宅的重要因素，项目在户型设计过程中将承重墙尽量外移布置，最后达到“成长型”住宅的修改条件。 建议在厨房设计的过程中，将烟道位置移至临近厨房区域的外墙，便于室内空间的灵活布局。 在国家提倡节能减排的大背景下，“让住宅成长” 是形成建筑节能的必要条件。 “全生命周期住宅”在很长一段时间里，都将是衡量户型优劣的重要指标。

3.2 情感交流体验的创新设计

第四代住宅建筑重新定义了城市与自然的对话，建筑、自然与人类之间情感交流。 第四代住宅建筑以垂直绿化和立体绿化的方式重新定义了建筑、自然与人类之间的关系，美化城市环境，创造出更多丰富的室外空间。

人们居住的封闭化、私人化、现代化使其独立性得到了前所未有的发展，但同时也使人的社会性被遗忘，从而导致了人际关系的冷漠和孤独。 长沙市开福区福地雅宾利项目根据不同年龄段的人有不同的精神、文化需求，调整户型空间，在有效的空间内，进行科学合理的构思、规划与搭配，让人居环境的舒适性与便利性得到提升， 在达到拥有自己私密空间的同时增大套型内公共空间， 让一家人在公共活动空间交流、玩耍，再造小家温馨；建立社区服务体系，加强社区基础建设，构造公共活动空间， 方便同一楼层中住户下班后或闲暇时相互交流，并快速融入同层楼的大家庭之中，享受充实欢乐的生活气息；构建小组团式的公共空间，重视业主的精神需求与真实体验，促进社区居民之间的相互理解，使其沟通和互动变得更加顺畅，在情感上和心理上获得共同的归属感和认同感，最终使人们的生活居住环境重新具有传统的人情特色， 从而消除当代社会中人和人之间的冷漠和隔阂。

3.3 绿化生态体系的创新设计

第四代住宅建筑空中花园建造方面需要从整体规划设计、植物配置、施工保养等方面持续深化研究与实践，为高层住宅空中花园设计质量的提高提供支持。

对第四代住宅建筑中的空中庭院进行设计时， 应遵循一定的规范要求。 目前全国各省份中有比较明确的设计条件的是湖南， 湖南省长沙市开福区福地雅宾利项目按规范要求绿化阳台在覆土深度应按不低于0.5 m 的要求控制，空中庭院的绿化面积应大于阳台水平投影建筑面积的60%。

3.3.1 关于空中庭院的结构安全问题及解决方法

结构计算时，悬挑阳台需考虑竖向地震作用。 悬挑阳台采取设置斜向支撑，变截面悬挑梁等结构加强方式，结合目前国内外实施案例，能够保证悬挑阳台结构安全并防止开裂。 施工过程中，需制订专项的悬挑阳台结构施工技术方案，确保悬挑结构施工质量满足设计文件要求。

3.3.2 空中庭院植物选型

选择适应当地气候和土壤条件的植物。 选用合适高度、冠幅中小型乔木，以及生长速度缓慢的植物，搭配灌木、花卉、草坪，形成层次丰富的庭院绿化景观。 苗木尽可能四季常青，考虑植物的季相变化，植物不产生油脂，还要避免枯枝落叶增加火灾隐患。 植物应无毒、无刺、耐病虫害，不对人体产生伤害。适当考虑植物色彩搭配， 选择易于造型、 易于维护打理的植物。 适当选用具有防蚊虫功能的植物，如迷迭香、夜来香等。

3.3.3 给排水问题

空中庭院绿化的浇灌考虑采用微喷灌、水喷雾、滴灌等节水灌溉相结合，既能灌溉绿化，又能湿润、净化空气。 考虑采用雨水、生活废水收集系统，用于绿化灌溉。 合理设置阳台排水系统，底板上设透水层，并找坡，集中收集底多余水量，通过排水立管排出，提高排水效率，防止极端天气条件，由于排水不畅引起水淹。

3.3.4 日常维护问题

制订合理的物业服务方案和收费标准， 提高园区公共区域物业服务标准和品质。

1）对于空中花园的维护，初步考虑可由物业公司或第三方景观公司提供专项服务包， 由业主自行选择服务方式和内容，并支付相应的费用。

2）如有尚未销售的空置房，应由建设单位委托物业公司进行打理，以确保园区空中庭院的整体景观效果。

3）通过在《商品房买卖协议》增加特定条款，以及业主书面承诺等方式限制业主对空中庭院的改造，如发现违规改造，物业公司应第一时间制止，并向相关城市管理部门报告。

3.3.5 其他问题

1）安全防护：适当增加防护栏杆高度，合理布置中小型乔木位置，设置防攀爬措施。 对中小型乔木采取固定加强措施，防止极端大风天气条件下高空坠物风险。

2）采用合理的阳台布局，以及合适的分隔设施，避免相邻住户相互干扰，提升住户私密性。

3）通过合理的建筑布局和朝向，降低悬挑阳台和植物对日照的不利影响。

4）消防安全：根据项目具体的防火等级要求，采用合理的消防设施，特别是提升火灾早期报警能力，预防火灾的发生。

5）防水问题：考虑按一级防水要求，采用合理的防水构造和材料，提高防水层的耐久性，防止后期渗漏水的风险。

3.4 雨水回收利用系统

雨水回收与利用系统主要分为以下几个部分。

第一，雨水下渗系统。 首先，雨水下渗系统采用下凹式绿地能够达到自然入渗， 在不经常出现行人的位置设置下凹式绿地，延长雨水蓄存时间，形成天然蓄水池。 其次，为了充分利用场地空间并合理设置雨水基础设施， 采用渗透式的雨水井和雨水口收集道路和绿地上的雨水， 雨水经收集和过滤处理之后，将前期的降雨渗入地下。 最后，对屋面雨水进行衔接和引导，使屋面道路雨水能够进入地面生态系统，并采取相应的污水处理措施，对雨水进行净化。

第二，雨水收集系统能够对地面、屋面、绿地、道路等位置的中后期较干净的雨水进行收集，在这一过程中，雨水可以利用重力，通过雨水沟、雨水口等构筑物收集进入雨水管，统一进行雨水处理，达到杂用水水质标准后，进入绿化浇灌系统。

第三， 雨水利用系统在收集雨水之后保证水质处理能够达到杂用水的水质标准才能用于小区的绿化浇灌。 长沙市开福区雅宾利项目将屋面、地面的雨水进行初期截留，并进入雨水蓄水池之后，经过雨水处理设备进行统一处理，处理之后的雨水能够达到城市污水再生利用城市杂用水水质的要求。

4 结语