迈向气候韧性社会住房:巴西混合干燥气候区的热舒适评估与改造指南

在拉美及许多发展中地区的大型保障房项目里,政府交付的往往是仅满足基本起居需求的紧凑型初始住宅(embryos)。随着家庭人口增加或居家谋生需要,住户在没有建筑师与技术规范指导的情况下自行加建房间、硬化院落,直接改变了原有的采光、遮阳和通风条件。巴西乌贝兰迪亚联邦大学的 Karen Carrer Ruman de Bortoli 与 Simone Barbosa Villa 在发表于 E&S Engineering and Science 的研究中,结合住户的自发空间改造与气候应对能力,对巴西“我的家,我的生活”(Minha Casa, Minha Vida,MCMV)社会住房开展了使用后评价(POE)。
样本住区与韧性评估方法
研究选取巴西米纳斯吉拉斯州乌贝兰迪亚市(按巴西生物气候区划属 3B 混合干燥气候区)的两处 MCMV 低层社会住房住区作为样本。其中 Residencial Sucesso Brasil(RSB)于 2010—2011 年交付,采用半独立式(双拼)陶土砖墙与陶瓦屋面构造;Gleba 2A4(2A4)于 2016—2017 年交付,采用独立式现浇实心混凝土墙构造。
研究团队于 2023 年 2—5 月在两个住区各入户走访 21 套已发生扩建或改造的住宅(合计 42 套),通过现场摄影、平面草图测绘和检查表记录空间现状,并与市政部门提供的原始交付原型图纸比对;同时对两住区各 53 名居民(合计 106 人)开展问卷调查。研究采用 1—5 分制的“韧性标尺”(Resilience Ruler,1 分为无韧性、2 分为低韧性、3 分为中等韧性、4 分为具备韧性、5 分为高韧性)评定热舒适相关的气候韧性。评估包含两个维度,一是生物气候建筑(Bioclimatic Building),评估围护构造与太阳辐射和通风的匹配度、太阳辐射相关几何、自然通风相关几何以及地块功能性绿化;二是气候适应能力(Climatic Adaptability),评估居民主动获取气候信息、随季节采取应对行动、理解建筑特征与热舒适的关系,以及在极端天气下寻求社区或机构帮助的渠道。
评估结果显示,两处住区的综合热舒适韧性均值仅为 2.135,其中“生物气候建筑”得分为 2.17,“气候适应能力”得分为 2.13,整体处于低韧性区间。
自建扩建对自然通风条件的影响
将 42 套在用扩建住房与市政交付原型图纸对照打分后可以看到,标准化复制的交付原型本身气候适应度就偏低(RSB 为 2.49,2A4 为 2.33),而入住后的自建改造让大多数分项评分进一步下滑。其中退化最明显的是自然通风相关几何条件,分项汇总均值在 RSB 由交付原型的 3.24 降至在用住宅的 2.25,在 2A4 由交付原型的 3.28 降至 2.39。
结合现场入户测绘与四个自然通风子项评分,自建改造主要通过四种空间变化削弱了室内通风。首先,住户紧贴原建筑外墙加建新房间时,经常把原有卧室或起居室的外窗直接挡死或拆改,导致“扩建位置”对通风影响的评分在 RSB 由 4.00 跌至 2.79,在 2A4 由 4.00 跌至 3.26。其次,部分加建房间完全没有开设外窗,或者把原本紧凑的房间打通扩建后仅靠单扇小窗承担大进深空间的换气,“房间尺度”评分在 RSB 由 4.00 跌至 2.37,在 2A4 由 4.00 跌至 2.01。第三,大量住户顺着原住宅屋檐向下延伸坡屋面来覆盖扩建区,导致新增房间的室内净高明显低于原房,缩小了上部热空气缓冲与排散空间,“屋面与净高设计”评分由 2.50 分别降至 1.64 与 1.77。第四,部分住户在改造中换用了无格栅的钢化玻璃窗,采光透明面积虽有增加,但实际可开启的有效通风面积反而缩小,“开口位置与开启特性”评分在 RSB 由 2.46 降至 2.20,在 2A4 由 2.60 降至 2.52。
在围护材料与场地绿化方面,两住区表现有所不同。2A4 交付原型采用热工性能较差的实心混凝土墙(构件热光学性能仅 1.00 分),住户扩建时普遍改用隔热相对更好的多孔陶土砌块,使该子项升至 1.27 分;而 RSB 交付原型原本采用陶瓦屋面(3.50 分),住户扩建时为节省成本大量采用无吊顶的纤维水泥波纹瓦,导致构件热光学评分跌至 2.99 分。此外,两住区住户普遍铲除庭院与人行道绿植、改为硬质铺装或加建房屋,使“功能性绿化”评分分别停留在 1.73(RSB)与 1.54(2A4)的低位。
居民问卷调查结果
106 份居民问卷的结果显示,受访住户对建筑环境与热舒适的关系有较高认知,得分偏低的条目主要集中在资金改造、预警信息获取与外部求助渠道上。
在“理解门窗特征(RSB 3.29 / 2A4 3.03)、建筑材料(3.01 / 2.83)、房屋几何(3.36 / 2.68)及室外环境(3.46 / 3.50)如何影响热舒适”这一维度上,受访居民的平均分达到 3.18(RSB)与 2.95(2A4),在四个维度中得分最高。在最热、最冷、最干、最湿季节采取开关窗、拉窗帘等日常调节的均分为 2.72(RSB)与 2.60(2A4),但涉及资金投入的“自发预防性改造行动”得分降至 1.28 与 1.85。与此同时,“主动获取气候信息”均分仅为 1.76 与 1.29(其中直接检索气象信息仅为 1.00 与 1.06),“极端天气下向社区或机构请求紧急帮助的沟通渠道”均分仅为 1.28 与 1.33(与公共机构联系仅为 1.06)。
住户在日常居住中清楚哪面墙晒透、哪扇窗封堵后室内闷热,但受限于局促的宅基地面积与改造成本,缺乏兼顾空间扩容与自然通风的低成本改造方案及专业指导。

图 1|a:巴西两处社会住房交付原型与在用扩建住房的自然通风几何评分及 4 项子指标对比,空心圆为交付原型、实心圆为在用住房,线上标出退化幅度;b:106 份居民问卷反映的住户气候适应能力 4 维得分对比(数据来源:原论文表 2、表 3)。
面向住户与社区工匠的图文改造手册
针对现场评估发现的问题,作者将韧性标尺中对应 4 分等级(具备韧性)的技术要求,整理成面向住户、社区施工队和基层设计师的图文改造信息页。每份信息页围绕窗户定位与外遮阳、自然通风与采光、屋面与墙体材料选择、温湿度控制或小型分布式发电等具体主题,包含问题自检、具体改造做法、所需工具与材料、安全注意事项、建议聘请的专业工种、与人体健康的关联以及延伸参考资料七部分内容。
该研究的韧性标尺分数基于现场踏勘与问卷条目的结构化评级,未包含长期的室内温湿度与换气次数仪器实测。对于普遍存在入住后自建扩建的低层保障房项目,这项调查也表明,在方案设计阶段预留扩建边界、标明不宜封堵的通风采光走廊与加建屋面的最小净高,有助于减少后期自发改造对室内热环境的影响。
来源:Karen Carrer Ruman de Bortoli, Simone Barbosa Villa,《Towards climate-resilient social housing: thermal comfort assessment and renovation guidelines in the Brazilian mixed-dry climate zone》,E&S Engineering and Science,2025,14(2),1–22。
