学术论坛 薛菲章倩宁刘昇陽 等 面向未来的新加坡高密度公共住房可持续设计策略与启示【2024年第3期】
详细介绍：
深圳大学人因环境与可持续设计研究中心，深圳大学建筑与城市规划学院/ 香港大学建筑学院
近年来，新加坡建屋发展局（HDB）通过“绿色家园计划”、“绿色城镇计划”等一系列政策指引，在高密度公共住房品质提升和环境可持续方面成为全世界瞩目的典范。本文从绿色低碳、健康宜居、智慧管理三个视角对新加坡高密度公共住房的可持续设计策略和典型案例做了深度解析，旨在对我国未来的公共住宅发展提供有益参考。
新加坡是世界上人口密度最高的城邦国家之一。根据2023 年的统计数据，其土地面积为735.2 平方公里，人口规模为591.76 万，人口密度高达8058 人/ 平方公里。新加坡始终致力于将宜居性和可持续性与城市的高密度环境协调发展。1967 年启动的“花园城市计划”带领新加坡从“第三世界”进步到“第一世界”，成为前总理李光耀眼中最引以为豪的遗产。新加坡建成区面积约占77.6%，剩余21.4% 的区域为森林和自然保护区，城市形态非常紧凑。面对有限的土地资源和一直增长的人口数量，新加坡在传统中心区人口集聚的基础上积极开发新市镇，通过服务配套和公共交通的均好性配置模式保障城市人口较为均质分布。目前，大约80% 的新加坡居民住在由新加坡建屋发展局（HDB）建造的公共住宅（组屋）中，构建了空间高效利用和理想社区范式，成为新加坡“花园城市”景观的重要组成部分。
新加坡建屋发展局(Housing and Development Board，以下简称HDB)是政府公共住房政策的管理机构，也是城市规划和公共政策的核心组成部分。自1960 年成立以来，HDB 采取高层高密度的开发模式为市民提供价格合理、质量上乘的居住社区，成功地解决了城市住房短缺和人民安居乐业问题。公共住房不仅提供居住空间，而且创造了有凝聚力的社区及提高居住者生活品质的平台。当前，HDB 的焦点从满足市民居住需求转向提高设计质量、环境可持续性和增加智能设施和适老化改造方面。面对日益复杂的社会需求和环境挑战，新加坡政府继续探索使用绿色建造技术和可持续发展策略进一步改善和提升公共住房品质。经过60 多年的不停地改进革新与迭代发展，HDB 通过住房政策促进社会稳定、种族融合和提升居住质量，成为全世界公共住房领域的典范。
2021 年，新加坡政府发布了“2030 年新加坡绿色发展蓝图”(Singapore Green Plan 2030，简称《绿色蓝图》)，蓝图提出到 2050 年实现净零排放的宏大愿景，体现了对《联合国2030 可持续发展议程》和《巴黎协定》的响应策略。《绿色蓝图》构建了自然之城、能源重置、可持续生活、绿色经济和韧性未来五大支柱策略，代表新加坡对全球可持续发展的庄严承诺，也体现出新加坡对下一代未来健康宜居生活的计划目标。为了确认和保证新加坡能够继续成为当代人和子孙后代的理想宜居场所，HDB 推出了多项绿色计划，旨在提升公共住宅的可持续性和环保标准。其中两个重要的项目分别是“绿色家园计划”(HDB Greenprint) 和“绿色城镇计划”(HDBGreen Towns Programme)，体现了新加坡在推进绿色建筑和可持续发展方面的雄心壮志，尤其在新建住宅领域设定了明确目标。政府通过建立“绿色家园计划”战略框架，将可持续生活引入现有的组屋居住区，建立了绿色邻里, 绿色住宅和绿色社区的可持续发展策略。“绿色城镇计划”是一个更广泛的为期十年的计划，通过减少能源消耗、回收雨水、减少废物、促进绿色通勤和为组屋城镇降温这五项重点措施，旨在到2030 年将 HDB 城镇的能源消耗减少 15%（较 2020 年的水平），使城镇更加可持续和宜居（图1）。这两个项目表明新加坡政府在推动公共住宅环保和可持续发展方面的决心，以及在城市规划中融入绿色技术和设计的创新途径。通过这一些项目，新加坡希望可以提升居民的生活品质，同时减少环境污染，为后代创造一个更加绿色、可持续的生活环境。
为应对海平面上升和极端天气频繁的多重挑战，HDB在高密度公共住房设计和建造中采用更多可持续建筑技术和材料，以提高能源效率并减少温室气体排放。
第一，利用更多的被动式设计元素，如自然通风、遮阳设施和绿色屋顶，以及集成先进的能源管理系统和可再次生产的能源技术等。
第二，重视雨水管理和水资源回收利用，经过处理后再循环用于公共区域清洗和浇灌植物，提升50% 节水效率。同时，社区滞留的雨水能降低洪水风险，避免昂贵的排水系统改造工程。
第三，重视有效管理和减少公共住房产生的废物与社区资源循环利用，包括推广废物分类、回收利用和采用更多可持续的物料和建筑技术。绿色家园计划综合改造案例详见图2。
首先大力推进太阳能光伏板的广泛安装。该计划自2008 年开始启动，目前已有约 3,300 个组屋安装了太阳能电池板，计划到2026 年太阳能容量将达到130 兆瓦峰值(MWp)。HDB 的太阳能电池板产生的能源可以在组屋公共区域实现净零能耗，白天用于为电梯、电灯和水泵等公用设施供电，多余的太阳能被输送到电网( 图3)。
其次，HDB 通过回收电梯运行和制动时产生的能量，可将电梯能耗平均降低 20%。通过安装电梯能源再生系统（Elevator Energy Regeneration System (EERS)）可利用回收的能源为电梯内的其他服务提供动力，如照明、通风和显示面板（图4）。
最后，HDB 大力推进绿色通勤计划，在公共房屋住区周边建设高质量的自行车道，为居民提供了一个更环保、更健康的出行方式。此外，HDB 通过联合土地交通管理局(LTA) 在全国范围内的组屋停车场部署电动汽车充电器，同时在组屋安装双层自行车架，鼓励居民低碳出行（图5）。
作为新加坡绿色城镇计划的重要组成部分，HDB 于2018 年首次将城市雨水收集系统（UWHS）推广到现有组屋。（图6）单个UWHS 系统的雨水收集能力和蓄水容量能从多达12 栋公共住宅楼宇收集雨水与非饮用水回用。其中，在组屋区的公共区域洗涤和浇灌植物可节省高达50% 的用水量。此外，将雨水引导到UWHS 的收集和蓄水箱中可以在极端天气暴雨中减轻潜在的洪水风险，通过减缓雨水向下游排水系统的排放速度降低内涝风险。
HDB 首先选取义顺和裕廊两个HDB 城镇89 座大楼的试点项目，以评估UWHS 对于组屋居民区雨水回用的实用性。该工程将安装15 个UWHS，潜在节水约为每年约17,500 立方米，相当于超过85 个4 房HDB 单位的年用水量，此项目预计于2027 年完成，HDB 将研究该系统在减少饮用水消耗和减轻现有HDB 居民区洪水风险方面的成本效益，然后再决定未来扩大规模到其他合适的居民区的程度。
此外，HDB 一直与新加坡食品局（SFA）合作，在选定的多层停车场屋顶（multi-storey carparks, MSCPs）试点都市农业项目（图7）。新冠疫情之后，新加坡政府更加重视粮食安全问题，提出了“30x30”的发展目标——到2030 年，本地农业食品产业的能力和规模将可持续生产出本国30% 的营养需求。这个目标也包含在新加坡《绿色蓝图2030》计划中，旨在建立一个更具韧性安全的未来食品供应体系。结合UWHS 系统的雨水收集与回用，有关专业机构在组屋楼宇停车场屋顶构建了诸如水培和垂直种植系统，配备了“物联网”元素和自动气候控制等技术创新，每天的蔬菜产量能达到100~400 公斤，成为高密度城市绿色可持续的典范案例。
作为建设可持续公共住房的HDB“绿色家园计划”的重要组成部分，气动垃圾输送系统（Pneumatic WasteConveyance System, PWCS）首先在裕华邨38 个住宅楼试点安装。PWCS 是一种自动化垃圾收集系统，它使用真空式地下管网收集家庭垃圾，通过地下管道将垃圾运送到密封容器中，再利用卡车定期收集垃圾做处理（图8）。
PWCS 的优点是通过除尘和除臭过滤器处理，使空气通过排气口排放之前有效去除气流中的微米级颗粒。整个垃圾收集过程是自动化的，它的多重效益包括：
此外，HDB 还在组屋楼宇试点放置电子废弃物回收箱，让居民更方便地回收电子废弃物。根据新加坡国家环境局（NEA）颁布的资源可持续性法案（RSA）规定，自2021 年7 月1 日起，按照“扩展生产者责任”（EPR）条例，生产商需要承担产品报废时的收集和处理责任。ALBA 电子废弃物智能回收私人有限公司（ALBA）已被任命为生产者责任计划（PRS）运营商，代表生产商收集新加坡各地的受管制的消费者电器和电子废弃物进行适当处理和回收（图9）。通过妥善处理电子废弃物，可防止潜在有害于人体健康的物质对环境造成污染；材料回收后循环利用，可大幅度减少送往实马高（Semakau）垃圾填埋场的废弃物数量。
新加坡的高密度公共住宅强调以人为本的健康宜居策略，尤其注重将公共活动空间与住区建筑规划设计紧密相连。HDB通过在高密度住区项目中融入更多的绿色空间，如社区花园、屋顶绿化和垂直花园，以提升居住者的生活品质，创造令人愉悦的健康休憩空间。多年来，HDB 通过规划、研究和创新，开发了多种将绿色融入组屋社区和新城镇的有效途径，在降低温度和缓解热量的同时，改善空气质量，增加生物多样性。此外，为维护高密度居住环境的社区凝聚力，新加坡公共住宅设计鼓励社区互动的公共空间，以提供丰富的社区活动和服务来促进社区的和谐与融合。
“亲自然假说”是由爱德华·O·威尔逊（Edward O. Wilson）在1984 年提出的，该理论认为人类与其他生命系统之间有一种本能的联系，通过与自然的视觉联系或置身于自然环境中等接触方式能促进人类的健康和幸福。HDB 从2013 年开始引进“亲自然假说”理念，并于2018 年将“亲自然城镇”引入榜鹅新城的开发建设中。通过土壤、植被和动物、户外舒适度、水和人类这5 个关键要素，帮助建筑师规划社区景观，促进与自然更紧密的联系，使居民能享受生态的益处。
榜鹅生态新城是HDB 在新加坡开发的第一个生态城镇。这里曾经是一个落后的马来西亚渔村，如今成为新加坡东海岸一个经过科技转型的绿色居住社区（图10）。根据HDB 的开发设想，榜鹅将成为一个“生活实验室”，用于测试可持续发展的新理念和技术，整合城市解决方案，打造绿色生活环境。榜鹅水道是新加坡第一条由HDB 建造的人工水道，全长4.2 公里，蜿蜒穿过整个榜鹅生态城。榜鹅水道和景观长廊融入了该地区丰富的海岸遗产，为居民提供了家门口的水上休闲活动和运动的机会。水道和长廊沿线的新公共空间提供了一个充满了许多活力的生活环境，将榜鹅打造成一个21 世纪可持续发展的海滨小镇( 图11)。
为了克服有限的土地空间，新加坡一直在非传统空间中整合绿化，很典型的包括空中花园和立体绿化。自2009 年起，所有新建的多层停车场都配备了屋顶花园和户外运动休闲设施，成为居民欢迎和宁静的绿色空间。达士岭组屋是一个标志性的HDB 项目，由HDB 大楼旧址更新重建，通过7 座50层高耸入云的摩天大楼彼此连接，成为应对高密度城市住房需求挑战的典范案例( 图12)。其中，第 26 层和第 50 层通过500 米长的空中花园，成为俯视全城的最美风景线 层塔楼与彼此连接的屋顶花园
该技术具有现场安装施工方便、标准模块化（500 毫米 x 500 毫米 x 128 毫米）、轻便便携 ( 每平方米120 公斤，包括水、生长介质和植物)、维护成本低、自给自足、无机轻质生长介质等诸多优点，同时促进了屋顶生活ECO的生物多样性( 图14)。图 14. 屋顶绿化托架（PEG Roof Tray）技术示意
模块化和轻便特点，植物托盘可以轻松组装、拆卸和重复使用，以便未来的工作或维护。通过种种网格预制，以适应不一样的设计，并便于现场安装。该系统还在植物托架上集成水箱设施，减少了频繁灌溉的需求。图 15 垂直绿化系统示意
为满足不同社会群体，特别是老年人和的需求，新加坡公共房屋在设计阶段就践行无障碍访问、社区支持设施，包括在组屋安装“长者监控系统”，以满足组屋适老化建造需求。图 16. 智慧组屋可持续策略构建
新加坡智慧组屋系统利用计算机模拟和数据分析更深入地了解环境条件如何与城镇、街区和建筑物的布局和设计相互作用，提出健康可持续的优化策略。通过应用综合环境建模仿线D 城市模型来模拟城市微天气特征情况（如风流、温度波动和太阳辐射）之间的相互作用，以及它们对周围城市景观的综合影响。
利用传感器创建一个“智能环境”是HDB 未来要实现的目标。这些传感器将实时捕捉外因，比如温度和湿度，并触发解决方案以提升居民舒适感。比如，位于公共区域的智能风扇会根据人流量、温度和湿度自动调节速度以提高热舒适度并优化能源消耗。图 17. 综合环境建模仿线 智慧楼宇和智慧社区
“中心脉搏”是一个利用技术进一步赋予社区共同创造和共同创造新兴事物的能力的项目。通过这一个项目，HDB 旨在打造一个由社区驱动、为社区服务的数字生态系统。
Sentient.io 平台，合作伙伴可通过具有分析能力和工具的AI和数据平台增强他们的应用和服务。通过应用和服务的数据，HDB 能够得到对中心地带的“脉搏”感知，并改善项目设计效果以提升居民的幸福感和宜居性（图18）。
智能化和可持续发展社区。通过智能家居配备额外的基础设施，如在枢纽位置增加电力和数据点，以及智能插座和智能配电板，为居民提供集成智能家居解决方案，帮助监测能源消耗模式，潜在地减少能源使用量。图 19. HDB 智能生活示意图随着新家坡独居老人日益增多，政府逐渐开发了“个人报警按钮”、家庭监控与老年人护理（HoME+）系统等，
该系统通过运动传感器了解老年人的日常习惯，并在需要时或检测到不规则行为模式时（例如，如果一段时间内没检验测试到运动）向亲属或其他护理人员发出警报。
目前我国正处于积极稳妥推进碳达峰、碳中和的关键阶段，公共住宅的清洁能源利用和资源能效提升将带来非常大贡献。
在公共住宅片区大规模部署太阳能光伏发电系统，包括屋顶太阳能板和太阳能路灯，以减少对传统化石燃料的依赖并降低碳排放。在地理条件允许的地区，应探索风能、地热能等其他可再次生产的能源。第二，通过一直在优化调整住区绿色建筑规划设计与运营标准，推广节能玻璃、高效隔热材料和节能建筑表皮，提高建筑能效；采用自然通风、自然光照利用
此外，我国通过多年的“水弹性城市”建设，在雨水资源循环利用方面已经奠定较好基础，但对建筑废弃物资源回收与循环利用方面还任重道远。借鉴新加坡HDB 经验，应建立和完善相关的政策法规体系，政府可通过制定有关政策、标准和指南，明确建筑废弃物分类、收集、运输、处理和利用的标准和要求，同时提供税收减免、资金补贴等激励措施，
企业和个人参与废弃物的再生利用。同时，创新技术的研发与落地是实现建筑废弃物再生利用的关键。需要持续进行建筑废弃物处理和再生技术的研发与创新，提高废弃物的纯度和回收率，研发新材料和新产品，将建筑废弃物转化为高的附加价值的资源。4.2 健康宜居方面的提升建议新加坡高密度公共住房在健康宜居方面的实践值得我国学习借鉴。
推广“亲自然”理念，增加立体绿化和空中花园设计，促进自然与建筑的和谐共生。其次，应提升社区设施与完善服务，增强社区凝聚力和居民对社区的归属感
通过社区中心，配置社区支持服务，如儿童看护、老人日托和社会辅导服务，增强社区的包容性和支持性，提供多样化的社区服务和文化活动，满足多种年龄层和文化背景居民的需求。此外，应强化公共交通便捷与慢行交通可达性，构建与公交、地铁等公共交通网络良好连接，便于居民绿色出行，减少对私家车的依赖。另外，还可以借鉴新加坡经验举办各类健康促进活动，如健康讲座、体育活动等，鼓励居民热情参加，提高健康意识，倡导健康生活方式。4.3 智能房屋方面的提升建议
首先，我国可以在新建或改造的高密度住宅项目中推广智能家居系统，例如自动化照明、温度控制、安防监控等，通过手机或其他智能设备远程控制家中设施，提升居住的便捷性和安全性。其次，可通过集中管理服务平台为居民提供各种信息和服务
对于适老化改造方面，首先应针对老年人的特殊需求，设置无障碍通道、扶手、滑防地面等，确保老年人的居住安全，创造老年人友好的居住环境。另外，应提供社区健康监测服务，通过给居家老人住宅安装健康监测设备，如紧急呼叫按钮、活动传感器等，来实时监控老年人的健康状态，及时通知亲属和护理人员，在紧急时刻提供医疗救援，以提升老年人的生活安全和健康管理。（参考文献、注释及图片来自见纸媒正文）
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