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關鍵詞:校園建筑;綠色生態;設計
校園建筑是一類具有特殊作用的建筑,為學生的學習生活提供良好的文化環境服務,在現代的學校建筑中增加了校園建筑的生態文化內涵。這既是校園發展不斷完善的需要,創建和諧的校園生態體系,又能對社會發展起到推進作用,在節能減排的同時培養社會大眾的能源節約意識。在綠色生態校園的建筑設計中,應該追求獨特的校園個性、生態良好的環境、優美的風景以及文化韻味濃厚的建筑風格等,還需要該適當的追求有地域特色、優美、生態良好、文化韻味豐厚的建筑風格。
1綠色生態校園建筑設計的基本概念與特征
1.1基本概念
綠色生態校園的設計是運用生態學的基本原理,構建人、校園建筑及自然環境的和諧關系,創造出能源高效利用且及工作、學習、活動等功能于一體的人工生態系統。在綠色生態校園建筑設計的過程中,需要把學校當做一個整體的生態系統,結合教師和學生的生活創建合理的空間布局,預留充足的綠地,使用節能、環保的建筑材料,實現能源的循環轉換,使校園建筑從建設到運行的過程中達到節省能源、高效率和無污染。
1.2主要特征
綠色生態校園的建筑設計和學校的文化和特點緊密聯系在一起。一方面在生態校園建設中要以人為本,達到人和環境的和諧統一。結合學校的文化底蘊,使得校園的建筑能夠和凈化學生的心靈,為學生提供一個寧靜、豐富多彩的生活場所。在實用的功能上使得各項審美功能得到實現;另一方面,為教師和學生創造舒適的空間環境(即宜人的溫度、潔凈的空氣、良好的光環境、聲環境及能長效靈活使用的教室、宿舍等)。
2在綠色生態校園建設中需要考慮的問題
2.1建筑設計中需要考慮建筑資源的充分利用
如何在綠色生態校園建筑設計中融入綠色觀念是每個設計師必須要考慮的問題,不僅需要結合綠色生態的觀念實現建筑設計的創新,還需要跟上時代的步伐。高效利用建筑資源,在綠色建筑觀念中,促進環境的可持續發展是其核心內容。因此,在建筑設計中,在實現建筑的功能性和實用性的基礎上,要重視校園環境的和諧度,結合現代低碳行動的觀念,設計出既美觀又符合環境標準的建筑,將綠色生態校園的建筑設計作為一項系統性工程展開。
2.2建筑設計如何做到節能和消耗要重點考慮
綠色生態校園是新興的一個概念,在這種建筑設計中,“綠色”的理念一定要確保融入到建筑中的每一個細節,結合綠色生態校園的觀念。為了避免由于建筑設計不合理給學校師生帶來影響,也需要考慮綠色生態校園的設計規劃和建筑在校園中的布局。設計人員是嚴格按照標準的設計規范來完成校園的建筑設計,尤其是教學樓的設計,這個考慮的比較多,尤其是建筑設計的設計理念,還有校園各個建筑的布局,還包括很多基礎性建筑設施都要與綠色生態校園的規劃相一致,從提高資源使用效率的角度出發進行設計。把綠色建筑觀注入到每一個子系統中,使得綠色建筑設計切實可行,從而使整個系統可以高效運行。在每一個環節中都需要考慮到節能降耗。
2.3在建筑設計中需要考慮自然資源的合理利用
在以綠色觀為準則的校園建筑設計中,需要充分考慮建筑所處的校園環境,尤其是教學環境,決定了建筑設計的手法。在建筑設計中,要對周圍的地理環境進行充分的利用。比如,在教學樓的設計中,選擇節能型的建筑材料,還要考慮當地的自然資源,以便達到良好的自然采光條件和通風效果,在設計中實現冬暖夏涼,從而減低能源的損耗。另外,還要選擇所在地區的建筑材料,在設計手法中,在創新的基礎上,還要有效利用資源。避免在校園的建筑中有太多的人工制造,要多保留自然的生態環境,這樣有助于校園環境的可持續發展。
3綠色生態校園在功能區建筑設計中的體現
3.1綠色生態校園的教學用房設計
校園中的教學用房主要是普通教室、專用教室等輔助用房,是校園建筑中的重點。在處理手法上盡量注意到主軸線上空間的層次感,在主軸線兩側的建筑物布置要靈活。在空間布局上要體現莊嚴性,但又要保證不失變化和活潑。由于教學樓的特殊使用性,對通風和采光具有較高的需求,可以通過將教學建筑朝向主導風向,以獲得對風源和日照的最大利用,實現低能耗通風換氣。教學樓的外窗設計需要結合國家的有關建筑節能標準,使教室內獲得充足的采光也滿足了保溫需求,通過在窗口的上部安裝水平的百葉可避免日照直射形成室內眩光。窗戶的設計和玻璃材質的選擇需要在采光、保溫、遮陽等方面都要符合要求。
3.2綠色生態校園的學生生活區設計
校園中學生的生活區是由宿舍樓、后勤管理中心、校醫院以及服務型建筑構成的。在這些生活區的設計中,應該著重考慮為學生提供更多的便利。在該區域可以設計供學生節假日聚會的公共空間,再種植上豐富的花草樹木,為學生們節假日的聚會和交流提供良好的場所。其中,宿舍樓是學生的主要生活場所,一方面,在宿舍樓設計中要體現人性化和舒適性,設計師可以考慮開辟林間空地,在空地上設計花壇、座椅、走廊等供學生學習、休息,為了使學生擁有更好的身體,還可以建設活動設施;另一方面,為了體現安全性和方便性,學生宿舍內有獨立的衛生間,在宿舍樓中設立自習室、閱覽室、洗衣房、涼衣區等。并且在該區域的建筑設計中,也可以采用樓宇綜合布線裝置、中央空調裝置、火災自動報警設備等智能樓宇管理系統,為了使學生的生活和學習變得更加方便、快捷。這些系統可以結合實際需要進行安裝。
3.3綠色生態校園的體育運動區設計
體育運動區是促進學生健康成長,全面推進素質教育的主要場所,因此,在建筑設計中也應該給予足夠的重視。為了使體育運動區具有現代氣息,并且能夠滿足師生的審美需求。一方面,可以在學校的體育活動區中建立足球場、籃球場、排球和乒乓球活動中心、文體中心等,以便學生開展豐富多彩的活動;另一方面,可以在體育場的四周種植一些高大的植物,在底層配上生命力頑強的花灌木,從而形成一定的綠化層次和密度,以便達到一種視覺美。并且這些植物形成的綠蔭,不僅可以使學生在下面乘涼,也可以減少噪音的擴散。
3.4行政辦公區
h一所學校的院系設置比較復雜,因此,校級行政辦公樓、各個院系的行政辦公樓和信息樓都需要進行單獨設計。這個區域在設計過程中應該結合辦公的需要,通常以常規內廓式布置為主,設計的景觀、建筑應遵循簡潔、嚴肅的原則,在周圍可以設計小型噴泉、組合花壇和草坪。另外,在該區域附近設置地下停車場或者其他臨時停車的場所也是必要的。為了使建筑和自然環境融為一體,可以對主體建筑采用“呼吸”的表皮,比如熱通道玻璃幕墻(雙層動態節能幕墻)可以滿足這一要求,其由外層幕墻、內層幕墻、遮陽裝置、進風裝置、出風裝置組成,可以分為“敞開式外循環體系”和“封閉式內循環體系“,這種熱通道玻璃幕墻和傳統的單層玻璃相比有很大的優勢,在制冷時可節約能源38%~60%,在取暖時可節約能源42%~52%。在兩層玻璃中間裝入的遮陽系統可以形成多功能的復合表皮,和太陽能光伏發電系統相結合。辦公樓智能化系統離不開通信智能化系統,而辦公樓的通信自動化對學校的辦公效率起著至關重要的作用,還是樓內和樓外的通信樞紐。主要有IBMS硬件平臺(計算機網絡系統)、一卡通平臺(教務辦公系統)和軟件服務平臺(電子政務辦公應用系統)等系統組成。
4結束語
在建設綠色生態校園時,應該堅持科學發展和可持續發展的原則,以降低環境負荷為設計理念,設計人員應該緊緊圍繞教師和學生的生活學習來進行合理設計,始終把人性化、個性化等原則放在首位。在建筑設計中,應該把減少環境污染、減少能源消耗、減少污染物的排放等考慮在內,使得設計和環境相融合。設計手段也應該靈活,結合當地的文化和自然環境進行設計創新,以不同區域的特征和終點為中心,運用科學的施工方法,提高能源的利用率,從而達到生態校園建設的目標,提高校園生活的質量。
參考文獻:
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[2]王一凡.基于生態理念的校園規劃與建筑設計——天津市東麗區職業教育中心學校設計實錄[J].工程建設與設計,2012,(S1):31-33.
生態校園建筑是綠色建筑理念建筑的重要組成部分。在建筑設計時,首先應該堅持以人為本、人景共生。生態校園建筑環境設計應該滿足學生陶冶情操、凈化心靈的需求,同時還要滿足師生對自然景觀的生理和審美需求。其次,生態校園建筑還應該具備技術先進、環保低碳的特征。在進行生態校園建筑設計時,教室和宿舍可以設計為利用太陽能等可再生清潔能源來進行能源供給。建筑設計應該注重自然通風、自然采光和遮陰,以節約能源的利用。建筑設計可以采取多種綠化方式并舉的方式,這樣有助于改善小氣候。另外,在進行設計時,還要注意水的循環利用、垃圾分類回收和處理等問題的解決。生態校園建筑設計的第三個特征是合理規劃、和諧統一。生態校園建筑設計應該充分吸收我國古典園林的意境美和西方園林的簡潔美,從而形成多元化的文化組合空間,構建形式多樣的園林化校園生態環境。
2綠色建筑理念下的不同生態校園的分區設計
在進行校園建筑的設計和規劃時,我國普遍將校園用地從功能上劃分為教學文化區、學生生活區、體育運動區、生態休閑區、行政辦公區以及教職工住宅區等六部分,在不同的功能分區內,生態校園建筑設計所用的方法也不盡相同。本文重點對教學文化區、學生生活區和體育運動區的建筑設計做出了闡述。
2.1教學文化區
教學文化區是學校建筑設計的主體區域,這一部分的建筑設計包括教學樓、圖書館、實驗室訓樓等。教學區是校區的核心區域,應該以中軸線形態設計成莊嚴宏偉的風格,以突顯整個學校的風貌。在設計時還應該注意主軸線上的空間層次感和組織序列性。主軸線兩邊的建筑設計應該具有靈活性和變化性。從而使整個教學區的建筑設計莊重而靈活,嚴謹而又富于變化。河南工業大學的建筑就是這樣呈對稱分布的。學校正對門是中心廣場,極具標志性的圖書館位于廣場之后,左右分別為理科、文科教學團組以及各學院專業實驗室。建筑物之間空間較大,搭配草地、花卉、樹木,這樣的布局既給人以莊嚴之感,又顯得開闊、幽靜,符合以人為本的理念。
2.2學生生活區
在綠色建筑理念指導下建筑設計的生態校園中,學生生活區是由宿舍樓、后勤管理中心、學校醫院和服務性建筑組成的。在進行生活區內的設計時,可以開辟林間空地用來供學生休息,在空地中設計綠地、花壇、走廊、座椅等。選擇生活區的花草樹木時,應該選擇具有不同季相、色相變化的植物,豐富生活區內的景觀。為了體現設計的舒適化和人性化,要在生活區內設立活動場所。學生宿舍應該設立單獨衛生間,宿舍樓內設立自習室、閱覽室、接待室、洗衣房等。該區域的建筑設計應該采用智能樓宇管理系統,以方便學生的日常生活。另外,為了體現綠色建筑理念,所有的宿舍樓應該在每一間宿舍的屋面鋪設多晶硅光伏板,通過這樣的手段可以很好地實現對太陽能的利用,從而實現節約能源、保護環境的目的。
2.3體育運動區
體育運動區是學生活動的重要場所,是生態校園建筑設計中必不可少的重要組成部分。尤其是在現階段國家大力倡導全面推進素質教育、促進學生健康成長的背景下,體育運動區的重要性更是被凸顯出來。為此,在進行體育運動區的設計時,應該保證有較大的土地使用面積,根據學校的實際狀況設立籃球館、籃球場、足球場、網球場、乒乓球場、文體中心等職能區域,在該區周圍可以栽種高大喬木,同時將喜陰性的灌木和花卉栽種在喬木下層,以形成一定規模的綠化帶。這樣的綠化帶可以在一定程度上遮陽、擋風,同時還可以有效地減少噪音的擴散。體育運動區在設計中應該對照明燈管職能控制系統、觀眾導覽系統、應急廣播系統等進行有選擇的使用,同時還要強化硬件建設。使體育運動區既具有現代化的氣息,同時又能滿足師生的審美需求。
3結束語
【關鍵詞】校園;綠色建筑;改擴建
1總體設計理念
1.1延續傳統格局
每一個大學的老校區都有相當長的歷史,因此在改造和擴建過程中必須要考慮它與其它建筑之間的關系,對整個校園形象的影響。綠色校園建筑首先要有整體規劃,盡量保護原來的生態系統,減少對周邊環境的影響,并且要充分考慮有合理的自然通風、日照、交通等。
1.2關注生態環境
在改造校園的過程中,我們要在校園整體規劃結構上,綜合考慮校園與自然、校園與大學園區、校園與學校自身特色三方面的關系,創造出兼具生態性、開放性和人文性的現代化大學校園空間。比如我們可以利用校園中的現狀水網體系形成校園人工水系,兼顧排洪、生態和景觀的需要。并以此為師生提供更為直接的親水生活環境。
1.3營造人性與自然的校園網絡
校園網絡系統主要由道路和綠化系統為骨架構成。校園的規劃網絡要體現出人文和自然相結合的設計理念,功能上以人為本,環境上體現出自然與生態特色。在交通上力求形成一個聯系便捷,并與景觀緊密結合,同時強調交通組織以人為本,以步行和自行車為本。
1.4關注功能分區
隨著高等教育理念的變化、學校規模的發展,嚴格強調高校內各大功能分區,事實上已不能滿足學生的使用要求,而如何使功能區域之間相互交融、滲透,以體現“以人為本”的分區理念是我們關注的重點。
1.5關注校園特色
新建大學校園在全國各地“速成”,如何在改造和新建過程中傳承大學文化、地域特色,如何營造反映各自學校人文精神和特色的校園環境是我們要注意的問題。比如蘇州大學校園的改建就要有蘇州當地的特點,要有“蘇韻”,而不是照搬上海的某校園的特色。
1.6關注可持續發展
我們的校園規劃要充分考慮到未來發展,如何使規劃結構多樣、協調、富有彈性,適應未來變化,滿足可持續發展。
1.7建筑單體設計
個性建筑創作應當與校園總體規劃相協調,與周邊環境融合,并反映自身建筑的個性。注重功能的合理,建筑具有通用性、開放性、綜合性、靈活性、真正體現“以人為本”的設計思想。建筑設計注重內外空間的交流、滲透、創造不同層次的交往空間。建筑設計強調地域性,文化性,造型典雅,大氣,富有理性,以反映大學文化之精神。
2蘇州大學北校區未來改造的設計要點
我們設想將設計學院搬遷至蘇州大學北校區,北校區地處蘇州市區,具有濃厚的蘇州氣息,但是得不到有效的保護和利用。我們項目改造的宗旨,是結合基地鬧市區位和現有環境,改造為具有獨特藝術氛圍的場所,為設計專業師生提供優雅獨特的學習環境。
2.1總體布局
為體現校園建筑與社會空間的融合性,擴大校區入口廣場的面積,并設計為開放性校園環境,使人有良好的視野范圍和景觀視覺?,F有校園主干道兩側為古樹,因此予以保護,加寬校園入口干道,形成林蔭大道,帶給人強烈的視覺沖擊。干道兩側分設設計研究生學院與設計產業園,并用景觀連廊銜接在一起,不僅可以使學院與設計園交通流線暢通,同時避免了校區原有老建筑“知行樓”對新建建筑的視覺影響,讓行人感受到新校園帶來的現代氣息。
2.2設計學院整體布局
整個建筑群分為教學區,行政辦公,教授工作室以及公共展覽空間四個部分。學院大樓平面空間布局采用適當多棟分散布置,再設置建筑之間連接體的園林建筑布局,建筑單體與室外庭院虛實相生,教授工作室采用小棟建筑,每座建筑小樓間采用多種方式進行銜接,再現了蘇州園林的空間藝術,達到移步換景的特點。從平面來看,建筑與環境虛實相結合,以期達到人與自然和諧共處的“天人合一”的境界。
2.3設計產業園整體布局
創意設計園利用基地西側優美的樹木環境,采用自由的布局形態來安排整個創意設計園的平面布局。本樓功能分為接待、會議、研究所、學生創業辦公室,每層空間都有可供創業的研究生交流的開放空間,建筑佇立在環境之中,并與周圍環境有機的結合在一起,使人能有一種生態野趣的感覺,與樹共處,與自然為伴,建筑內部核心處做中庭,有利于自然通風、自然采光。
2.4單體建筑設計要點
對于設計學院來說,可以在教授工作室周圍設連廊空間,或收或放,形成交流空間,各層連廊參差疊落,樹木從縫隙中生長出來,創造一個與自然親近的空間環境。建筑多采用南北朝向,通風采光效果極佳,南側開大面積落地玻璃窗,并采用水平遮陽板避免建筑能耗過高。對于設計產業園來說,主入口設在建筑南側,開敞的入口廣場為人們提供了寬闊的交流空間,舒展的建筑形態有如人的雙臂展開懷抱,擁抱人們進入其建筑當中。創意園一層與二層設接待、研究室以及會議室等功能空間,滿足設計人員不同的功能需求。中庭采用自然采光,減少人工照明對能源的消耗。同時在中庭兩側設交流空間,使得設計人員可以沒有阻礙的進行人際交流。三、四層工作室與小型會議室以及獨處的思考空間,為設計人員提供良好的辦公環境的同時,也同時有公共交流空間和私密的獨處空間可選擇。
3結語
校園建筑應當注重的各個方面,建筑應遵循可持續發展原則、延續傳統格局、關注生態環境、營造人性與自然的校園網絡、功能分區、校園特色、建筑單體設計等等,校園要體現綠色平衡理念,通過科學的整體設計,集成綠色配置,自然通風、自然采光、太陽能利用、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術。
參考文獻
一、綠色生態建筑的發展
在人類的文明發展過程中,過度排放二氧化碳引起的溫室氣體效應,致使全球氣候逐漸變暖,自然生態平衡逐漸被破壞。因此,人們開始尊重自然,最大限度的降低對不可再生資源的依賴。
20世紀60年代后,所有建筑設計者都在思索未來建筑發展路在何方,都在尋找能夠推動建筑真正向前的動力。在這樣一種歷史條件下,綠色生態建筑的產生成為歷史的必然。也就在同一時代,意大利建筑師保羅?索勒瑞把生態學和建筑學合成為生態建筑學,即從生態的角度來認識建筑,將生態學的理論應用到建筑設計中,以此達到與自然的和諧共生。比如地勢、氣候、陽光、空氣、水流,使之符合人類居住,并且降低各種不利于人類身心的任何環境因素作用。同時,盡可能不破壞當地環境因素循環,確保生態體系健全運行。生態建筑首先必須具備有節能的特征,并充分考慮各種綠色能源的使用;其次注重使用可再生和可循環利用材料,注重環境保護,遵循可持續發展的特點。在這種歷史背景下,綠色生態建筑概念開始出現,并逐漸成為人們關注的焦點。生態建筑必須具備節能的明顯特征,在考慮使用各種綠色能源的同時,還要注重材料的循環使用與可再生能源的應用。
二、綠色生態建筑的設計原則
隨著科學技術水平的提高,人們衡量和理解綠色生態的角度和標準也隨之發生變化,目前,主要體現于如下幾方面:保護自然生態環境,減少對其的破壞;
設計的每一個環節都要體現對使用者的關心;為使用者融入自然環境而創造條件;以動態的思想,推動綠色生態建筑的可持續性。
三、綠色生態建筑中的節能技術
建筑節能是建筑發展的總體趨勢,目前的節能研究主要是考慮建筑物的綜合環境、有效的利用現有資源兩方面。同樣,教學建筑作為建筑領域中的重要組成部分也許緊隨綠色生態理念,這就需從選址開始,充分考慮采光通風以及充分利用再生能源等方面。
(一)教學建筑的選址
建筑選址在考慮到交通便捷和周圍是否具有污染源等前提下,還需考慮到日照、遮陽、通風等三個因素。既需滿足建筑物冬季采暖的需要,還應充分利用太陽光。設計教學建筑時應充分考慮氣候條件、日照、地形以及建筑的遮擋情況、通風要求及節約用地等因素,以此確定出教學建筑的體型、窗口位置及大小、遮陽處理等實際需求。
1.教學建筑選址應首選避風、向陽的平地或者山坡,這樣有效提升采暖效果。
2.朝向選擇應考慮到太陽輻射強度的變化情況,這樣能夠充分提高建筑物吸收太陽能的利用率。
3.由于日照間距直接影響到建筑物獲取熱量的多少,因此,在有效利用土地的前提下,盡量提升教學建筑的日照間距。遮陽設計應考慮到以下幾個因素:綠化遮陽;建筑自遮陽;地貌遮陽。此外,規劃過程中還需考慮學校所處的外部環境,如:氣候、地形等。設計時,應詳細考慮到教學建筑的通風情況,通過氣候來調節校園內的微氣候,保證校內的自然通風。
(二)教學建筑的體型設計
教學建筑的設計既要保證使用功能的完善,還要考慮到氣溫、太陽輻射、建筑體的朝向、圍護結構的保溫狀況、局部風環境等眾多因素。針對校內圖書館、教學樓等體型系數較大的建筑,其單位空間散熱面積會逐漸增大,消耗的能源也就越多。因此,教學建筑在保證正常使用的同時,還需盡可能的降低其建筑體型,如:增加長度和進深、增加建筑體量、減少獨立的點式建筑、合理設置層高和層數等。
(三)教學建筑圍護結構的節能技術
目前,節能的主要措施之一就是提高外圍護結構的熱工性能。
1.教學建筑的外墻節能技術
單一墻體技術是目前較為常見的外墻保溫技術,主要措施有:加氣混凝土外墻施工技術、符合墻體施工技術。復合墻體技術又分為夾心保溫、內保溫和外保溫技術。保溫措施是為了更好的提升圍護護結構的傳熱系數,圍護結構的保溫不以隔熱為目的,隔熱是為了盡量減少圍護結構吸收太陽輻射熱向室內進行傳遞。
2.教學建筑的外窗節能技術
作為影響室內熱環境質量和建筑節能重要因素之一的門窗,其耗能約占到建筑圍護結構總量的40%-50%左右,因此,門窗也成為圍護結構熱工性相對薄弱的主要位置。建筑物的外門窗不僅屬于能耗大構件,也是主要得熱構件。通過門窗上的玻璃可以吸收太陽輻射,進而提升室內問題。正因如此,我們設計教學建筑時,必須根據教學需求確定門窗的尺寸和相應的材料。
此外,影響建筑耗能的重要因素就是窗墻面積比。如開窗面積過大將直接增加采暖能耗,但面積過小的開窗則會影響到采光和日照的要求。這就需要我們設計窗槍面積比例時,既要考慮得熱還需考慮保溫,這樣才能保證教學建筑實現環境舒適、采光合理、視覺感強的設計目的。
3.教學建筑的屋面節能技術
我國對屋面設計主要以《屋面工程技術規范》(GB50345-2004)為主,常見屋面設計形式有:傳統外保溫屋面;倒置式屋面;雙層通風屋面;閣樓屋面;蓄水屋面;種植屋面;冷屋面。針對教學建筑可以采用蓄水與種植相結合的屋面設計,這樣不僅能降低樓體溫度還能提升校園綠地面積,改善校園環境。
4.樓房地面節能技術
直接接觸室外的地板、樓板應采取必要的保溫措施,同時還應充分考慮樓地面的蓄熱作用,用于穩定室內溫度的變化。實測證明,在建筑體沿外墻內側周邊寬約1m的范圍內,地面溫度差可達5°C。因此,引入地面節能技術可以大幅降低校內地面溫度,通常做法是使用導熱系數較低的材料,并加大校園內的植被覆蓋率。
關鍵詞:學校建筑 ; 設計
Abstract: green building is a comprehensive, three-dimensional environmental engineering, it is both a festival, water-saving, energy-saving advantages, improve ecological environment, reduce environmental pollution, prolonging the service life of the building, fully embodies the characteristics in all of its sustainable development strategy. So green building should first with energy saving, environmental protection can be recycled three features, the minimum pollution to achieve the rational allocation of resources and environment, emphasizing humanity, building the comfortable, healthy. The article mainly elaborated the green campus architectural design concept, and combined with the engineering example of a middle school campus, the green building design strategy is analyzed, in order to provide a reference for the similar engineering.
Keywords: school building; design
中圖分類號: TU2 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)04-0000-00
中學校園建筑由于其特殊的功能要求而使得綠色設計具有格外重要的意義。要實現建筑運行效率的最大化并節省重大能源開支,在設計上有很多值得注意的地方。目前,運行一個實驗室所需的能源是同等大小辦公樓建筑的10倍,而通過對于規劃階段一些特殊設計要點的考慮,以及運用現有的技術手段,新型的科研建筑可以節能30%-50%。
1.中學校園建筑綠色設計的理念
隨著能源價格飛漲, 將綠色設計應用于科研建筑也迫在眉睫。中學校園建筑有效節省能源開支的一些重要設計原則,已被成功運用在許多設計實踐中。
1.1 注重任務書的編制
編制任務書是在設計中實現節能的第一步。每一部任務書都有一些獨特的切入點去開拓節能的可能性。編制過程中首先要區分不同的空間性質,然后將具有相似功能要求(開放時間,日照要求等)的空間整合在一起,這樣可以大大提高使用效率。如某中學的實驗大樓。從它的平面布置可以比較形象地看到任務書中扮演的角色。通過區域來表示,紫色區域為“實驗區”,桔色區域為“辦公區”,二者界限明顯,布局緊湊,分工明確。由于大樓坐落在一個陡坡上,大部分機械用房都被設置在首層實驗室的下面。這樣實驗室流出的廢水因為重力作用向下流入機械用房的熱復原水槽,再通過熱交換器為進入大樓的潔凈熱水提前加溫,從而提高了能源的使用效率。
1.2 理性的排布
在設計中需要花精力去思考服務設施以及管道的排布,這幾乎和建筑設計、結構設計一樣重要。管道的分區、排布應該具有高效以及很大的靈活性。如果整個系統具有非常理性的設計,那么就會為大幅度的節能提供可能。例如,熱復原技術是將向外排放的廢氣中的熱量取出,用于加熱進入室內的新風。要實現這個過程目前的途徑主要有2個:熱輪技術和環繞盤管技術。前者要求送風管道和排風管道盡可能接近,這就需要一個很大尺寸的管道井;而后者卻相反,由于它的送風點和排風點可以分開使得管道井可以化整為零,從而給平面布置提供了更大的靈活性。
1.3 正確的分區
要實現正確的分區,一個關鍵的因素在于把實驗區和非實驗區分開,并對它們各自實行單獨控制。通常實驗區對于空調、通風、溫度控制有著比較嚴格的要求,而非實驗區則有著更大的靈活性,往往就是實現高效節能的突破口。如某綜合中學分校建筑設計中,對實驗區和非實驗區進行了明確劃分。區域一為包括輔助用房在內的實驗區,區域二為包括辦公、會議、公共活動區在內的非實驗區。實驗區采用嚴格的機械通風,而非實驗區則以自然通風為主,設置可開啟窗扇, 加大窗戶面積, 盡可能多的引入自然光線,同時設置必要的遮光設施避免眩光。此外,室內材料采用溫暖的木材, 室外設屋頂花園, 這些都旨在創造一個親切、舒適的人性化空間。
1.4 外皮設計
外皮的設計和氣候、自然的影響密切相關。 比如,需要考慮由于太陽的輻射對建筑形成的高熱負荷以及采用何種朝向和怎樣的體量可以有效地避免這個問題。由于此類建筑中90%的耗能都直接體現在人員的使用耗能,因此如何在有效降低用電負荷的同時還能維持視覺和溫度上的舒適度就變得非常關鍵。好的外皮設計可以在適當的區域最大化地引入日光和自然通風,同時有效控制眩光和輻射熱。如一些中學校園在研究區域的西面設置走道,它作為一條緩沖地帶有效地抵御了強烈的西曬。
1.5 日光的引入
外墻的設計應該最大化地引入日光。窗戶的高度越高,能夠到達房間內部的光線越深,從而減少了人工照明的要求。此外,室內設置遮光設施可以有效地控制眩光。一般來說,光線可以到達的深度是窗戶高度的2-2.5倍。人工照明的耗電量是總耗電量的8%-20%。如果可以最大化地引入自然光,則可以實現15%-20%的節能。室內凈高,主要機械通風管道的放置,以及建筑外皮的結構高度都是實現日光最大化的主要因素。如果可以把通風管道集中在房間中心部,這樣就可以只在中心部降低天花板高度,從而最大化地從周邊引入日光。如某中學分校的中庭為大樓的心臟提供了大量的自然光, 同時它的可調節木格柵以及遮光設施又有效地控制了眩光。
2.工程案例分析
2.1項目概況
某農業中學是一所有50多年辦學歷史的省屬高等學校,為改善辦學條件,校園規劃總面積達212.3m2。最近規劃的第2教學區靠近現有校區的北側。擬建工學樓分兩期建設,一期工程包括資源環境學院和食品科技學院,二期工程包括工程技術學校、東方??茖W學院和公共部分。工學樓規劃用地面積24146m2,設計總建筑面積28009m2,為6層鋼筋混凝土結構,建筑總高度控制在24m以內。
2.2 綠色設計策略
對建筑設計手法的確定,首先考慮的是建筑的地域氣候適應性,對建筑而言,氣候作為重要的環境因素,深深地影響著地域建筑文化的形成,因此,氣候、陽光、溫度等自然地理條件將無可置疑地成為建筑設計的一個基本出發點,通過建筑朝向(總平面)、剖面形式、平面布局、體量造型、空間組織和細部設計的確定,表達出它對所處自然環境的一種被動的、低能耗的正確反應。同時,生態氣候感應理論強調人與外在環境的聯系,建筑內的使用者應該能夠感受到外界環境的變化以及四季的更替,而這種感受會令每個使用者產生一種充滿活力的新的空間體驗。
2.2.1 自然采光設計
為了最大量地利用自然光,設計師將工學樓主體設置為兩條東西長軸的長條形體量,在南立面側窗上部、位于眼睛高度之上的位置設置了反光板。在冬季,由于太陽高度角較低,反光板能有效地反射陽光,將直射日光通過頂棚反射到室內深處,把本該照到近窗處的光線折射到室內天花板再漫射向室內遠窗處,提高臨近內墻空間的照度,同時降低窗口部位的亮度,使整個室內光線分布更加均勻,同時,太陽輻射熱提高室內溫度,降低采暖負荷;在夏季,反光板則起到遮陽板的作用,防止直射日光引起室內過熱,降低空調制冷負荷。
2.2.2 自然通風
對于實驗室建筑來說,及時通風是必不可少的,在實驗過程中,經常會產生各種難嗅的、有腐蝕性的、或者有毒的氣體,如不及時排出室外,就要造成室內空氣污染,影響實驗人員的健康與安全。恰當地組織自然通風不僅能排出室內廢氣,引入室外的新鮮清潔空氣,還能降低機械通風設備和空調制冷的能耗。
本地區夏季盛行東南風,工學樓主體的南向體量短于北向體量,在東南向形成一個自然通風的“豁口”,把自然風引入兩棟建筑之間的空間,形成一個風道,將南側實驗樓排出的廢氣帶走,避免這些廢氣倒灌入北側的實驗樓,保證了北側實驗樓內的空氣質量。
2.2.3 氣候緩沖區概念
建筑主體東西兩端的房間為樓梯間和衛生間等輔助用房,在東西兩端外側設置了陽臺和防曬墻,有效地防止了東西日曬,此舉成為熱緩沖策略中的重要部分。連廓部分的少量東西房間,東西兩則設垂直和水平綜合型深遮陽板,且西側有寬闊的走廓,遮擋日曬,可以滿足正常使用的要求。半圍合的庭園空間不僅具有景觀和休閑、交流的功能,同時可以調節局部的小氣候。
3.結束語
綜上所述,綠色建筑環境思想已成為建筑設計中環境要素之一,經歷了從發現到提倡的發展過程。我們應時刻保持節能意識,致力于低碳經濟的發展,全力搞好校園建筑節能工作,不斷設計出經濟合理的節能方案,實現節能型社會目標。
參考文獻