關(guān)于校園建筑設(shè)計的探析

　　關(guān)鍵詞：學(xué)校建筑,設(shè)計

　　中學(xué)校園建筑由于其特殊的功能要求而使得綠色設(shè)計具有格外重要的意義。要實現(xiàn)建筑運行效率的最大化并節(jié)省重大能源開支，在設(shè)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(guī)劃階段一些特殊設(shè)計要點的考慮，以及運用現(xiàn)有的技術(shù)手段，新型的科研建筑可以節(jié)能30%-50%。

　　1.中學(xué)校園建筑綠色設(shè)計的理念

　　隨著能源價格飛漲,將綠色設(shè)計應(yīng)用于科研建筑也迫在眉睫。中學(xué)校園建筑有效節(jié)省能源開支的一些重要設(shè)計原則，已被成功運用在許多設(shè)計實踐中。

　　1.1注重任務(wù)書的編制

　　編制任務(wù)書是在設(shè)計中實現(xiàn)節(jié)能的第一步。每一部任務(wù)書都有一些獨特的切入點去開拓節(jié)能的可能性。編制過程中首先要區(qū)分不同的空間性質(zhì)，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(xué)的實驗大樓。從它的平面布置可以比較形象地看到任務(wù)書中扮演的角色。通過區(qū)域來表示，紫色區(qū)域為“實驗區(qū)”，桔色區(qū)域為“辦公區(qū)”，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(shè)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(fù)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(shè)計中需要花精力去思考服務(wù)設(shè)施以及管道的排布，這幾乎和建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計一樣重要。管道的分區(qū)、排布應(yīng)該具有高效以及很大的靈活性。如果整個系統(tǒng)具有非常理性的設(shè)計，那么就會為大幅度的節(jié)能提供可能。例如，熱復(fù)原技術(shù)是將向外排放的廢氣中的熱量取出，用于加熱進入室內(nèi)的新風(fēng)。要實現(xiàn)這個過程目前的途徑主要有2個：熱輪技術(shù)和環(huán)繞盤管技術(shù)。前者要求送風(fēng)管道和排風(fēng)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(fēng)點和排風(fēng)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(qū)

　　要實現(xiàn)正確的分區(qū)，一個關(guān)鍵的因素在于把實驗區(qū)和非實驗區(qū)分開，并對它們各自實行單獨控制。通常實驗區(qū)對于空調(diào)、通風(fēng)、溫度控制有著比較嚴(yán)格的要求，而非實驗區(qū)則有著更大的靈活性，往往就是實現(xiàn)高效節(jié)能的突破口。如某綜合中學(xué)分校建筑設(shè)計中，對實驗區(qū)和非實驗區(qū)進行了明確劃分。區(qū)域一為包括輔助用房在內(nèi)的實驗區(qū)，區(qū)域二為包括辦公、會議、公共活動區(qū)在內(nèi)的非實驗區(qū)。實驗區(qū)采用嚴(yán)格的機械通風(fēng)，而非實驗區(qū)則以自然通風(fēng)為主，設(shè)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(shè)置必要的遮光設(shè)施避免眩光。此外，室內(nèi)材料采用溫暖的木材，室外設(shè)屋頂花園，這些都旨在創(chuàng)造一個親切、舒適的人性化空間。

　　1.4外皮設(shè)計

　　外皮的設(shè)計和氣候、自然的影響密切相關(guān)。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(xiàn)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(guān)鍵。好的外皮設(shè)計可以在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域最大化地引入日光和自然通風(fēng)，同時有效控制眩光和輻射熱。如一些中學(xué)校園在研究區(qū)域的西面設(shè)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(shè)計應(yīng)該最大化地引入日光。窗戶的高度越高，能夠到達房間內(nèi)部的光線越深，從而減少了人工照明的要求。此外，室內(nèi)設(shè)置遮光設(shè)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(xiàn)15%-20%的節(jié)能。室內(nèi)凈高，主要機械通風(fēng)管道的放置，以及建筑外皮的結(jié)構(gòu)高度都是實現(xiàn)日光最大化的主要因素。如果可以把通風(fēng)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(xué)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(diào)節(jié)木格柵以及遮光設(shè)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(nóng)業(yè)中學(xué)是一所有50多年辦學(xué)歷史的省屬高等學(xué)校，為改善辦學(xué)條件，校園規(guī)劃總面積達212.3m2。最近規(guī)劃的第2教學(xué)區(qū)靠近現(xiàn)有校區(qū)的北側(cè)。擬建工學(xué)樓分兩期建設(shè)，一期工程包括資源環(huán)境學(xué)院和食品科技學(xué)院，二期工程包括工程技術(shù)學(xué)校、東方。科學(xué)學(xué)院和公共部分。工學(xué)樓規(guī)劃用地面積24146m2，設(shè)計總建筑面積28009m2，為6層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建筑總高度控制在24m以內(nèi)。

　　2.2綠色設(shè)計策略

　　對建筑設(shè)計手法的確定，首先考慮的是建筑的地域氣候適應(yīng)性，對建筑而言，氣候作為重要的環(huán)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(shè)計的一個基本出發(fā)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(shè)計的確定，表達出它對所處自然環(huán)境的一種被動的、低能耗的正確反應(yīng)。同時，生態(tài)氣候感應(yīng)理論強調(diào)人與外在環(huán)境的聯(lián)系，建筑內(nèi)的使用者應(yīng)該能夠感受到外界環(huán)境的變化以及四季的更替，而這種感受會令每個使用者產(chǎn)生一種充滿活力的新的空間體驗。

　　2.2.1自然采光設(shè)計

　　為了最大量地利用自然光，設(shè)計師將工學(xué)樓主體設(shè)置為兩條東西長軸的長條形體量，在南立面?zhèn)却吧喜�、位于眼睛高度之上的位置設(shè)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(nèi)深處，把本該照到近窗處的光線折射到室內(nèi)天花板再漫射向室內(nèi)遠窗處，提高臨近內(nèi)墻空間的照度，同時降低窗口部位的亮度，使整個室內(nèi)光線分布更加均勻，同時，太陽輻射熱提高室內(nèi)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(nèi)過熱，降低空調(diào)制冷負荷。

　　2.2.2自然通風(fēng)

　　對于實驗室建筑來說，及時通風(fēng)是必不可少的，在實驗過程中，經(jīng)常會產(chǎn)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(nèi)空氣污染，影響實驗人員的健康與安全。恰當(dāng)?shù)亟M織自然通風(fēng)不僅能排出室內(nèi)廢氣，引入室外的新鮮清潔空氣，還能降低機械通風(fēng)設(shè)備和空調(diào)制冷的能耗。

　　本地區(qū)夏季盛行東南風(fēng)，工學(xué)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(fēng)的“豁口”，把自然風(fēng)引入兩棟建筑之間的空間，形成一個風(fēng)道，將南側(cè)實驗樓排出的廢氣帶走，避免這些廢氣倒灌入北側(cè)的實驗樓，保證了北側(cè)實驗樓內(nèi)的空氣質(zhì)量。

　　2.2.3氣候緩沖區(qū)概念

　　建筑主體東西兩端的房間為樓梯間和衛(wèi)生間等輔助用房，在東西兩端外側(cè)設(shè)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(shè)垂直和水平綜合型深遮陽板，且西側(cè)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(diào)節(jié)局部的小氣候。

　　3.結(jié)束語

　　綜上所述，綠色建筑環(huán)境思想已成為建筑設(shè)計中環(huán)境要素之一，經(jīng)歷了從發(fā)現(xiàn)到提倡的發(fā)展過程。我們應(yīng)時刻保持節(jié)能意識，致力于低碳經(jīng)濟的發(fā)展，全力搞好校園建筑節(jié)能工作，不斷設(shè)計出經(jīng)濟合理的節(jié)能方案，實現(xiàn)節(jié)能型社會目標(biāo)。

　　參考文獻

　　[1]汪芳，查爾斯·柯里亞.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

　　[2]大師編輯部.路易斯·康.武漢：華中科技中學(xué)出版社，2007.