學(xué)校綜合教學(xué)樓綠色建筑設(shè)計(jì)之淺見

文/彭怡敏 中南建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司 湖北武漢 430070

1、前言

建筑行業(yè)是支柱工程，對國民經(jīng)濟(jì)有很大的作用。而綜合教學(xué)樓是學(xué)校開展教育工作的重要場所，其設(shè)計(jì)是否符合要求具有非常重要的作用，因此一定要對其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，將綠色建筑理念運(yùn)用其中，促使學(xué)校可持續(xù)發(fā)展。

2、綠色建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

綠色建筑設(shè)計(jì)是未來建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，其被稱為可持續(xù)發(fā)展的建筑。綠色建筑設(shè)計(jì)就是指以符合自然生態(tài)系統(tǒng)客觀規(guī)律，不損害環(huán)境構(gòu)成為前提，充分利用環(huán)境中的各種資源條件，尊重文化，在建筑工程中將人文因素、自然因素以及建筑因素等實(shí)現(xiàn)融合，改變傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中高能耗、高污染的缺陷，具備安全、健康、宜居功能，對生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)最小的可持續(xù)、可再生及可循環(huán)的全生命周期建筑設(shè)計(jì)。所謂“綠色建筑”，其并不是指一般的小區(qū)覆蓋的綠植面積的多少，它是一種概念或者說是一種象征，它是指在不影響建筑周遭環(huán)境的前提下，滿足人們的生理和心理需求的同時(shí)，最少的消耗能源和資源，對環(huán)境的影響最小，充分利用自然環(huán)境資源，是生態(tài)節(jié)能，回歸自然的建筑。它采用先進(jìn)科學(xué)手段，合理地安排并組織建筑與當(dāng)?shù)刈匀毁Y源之間的關(guān)系，使其與環(huán)境之間成為一個(gè)有機(jī)組合體的構(gòu)筑物。

3、學(xué)校綜合教學(xué)樓的特點(diǎn)

某綜合教學(xué)樓，占地面積為800m2，包括教室、教室辦公室以及洗手間等。

3.1 綜合性

在學(xué)科建設(shè)中，綜合性是新需要，為教育結(jié)構(gòu)的多元化、交叉學(xué)科之間的交流溝通以及培養(yǎng)學(xué)生等問題上提供了非常好的氛圍，與此同時(shí)綜合性教學(xué)樓促使資源利用呈現(xiàn)集約化特征。與分散式教學(xué)建筑相比較，集約式施工成本要低些，確效率更高，使用起來更加方便快捷。因此新型的教學(xué)樓建筑具有集約式和開放式的建筑環(huán)境。

3.2 開放性

現(xiàn)階段在校園建筑設(shè)計(jì)方面有很大的轉(zhuǎn)變，以前只看重教學(xué)功能，而不重視活動(dòng)交往功能，現(xiàn)在重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)校園氛圍空間營造。近些年來在進(jìn)行校園建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅看重校園內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的營造，還強(qiáng)調(diào)其要與環(huán)境相融合，重視空間的開放性與可交往性。同時(shí)也重視校園與社會(huì)之間的交流和便捷，進(jìn)而空間布局呈現(xiàn)社會(huì)化和開放化的特性。

3.3 信息化

現(xiàn)代社會(huì)是知識(shí)信息時(shí)代，信息化在學(xué)校教學(xué)中也得到了廣泛的應(yīng)用，由老師將學(xué)生灌輸知識(shí)向老師與學(xué)生互動(dòng)方向轉(zhuǎn)變。同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使教學(xué)模式發(fā)生了改變，改變了以往 “黑板+粉筆”的教學(xué)方式，從而教學(xué)樓建筑設(shè)計(jì)更加注重智能化發(fā)展，具體表現(xiàn)為：教學(xué)樓都配備了多媒體以及多功能階梯教室，并且有計(jì)算機(jī)中心，在教學(xué)樓的入口處還有液晶顯示屏，主要顯示教室的安排和使用情況。除此之外，每個(gè)教室還有空調(diào)、攝像頭等電子設(shè)備，就能確保教學(xué)樓的安全。

4、綠色建筑設(shè)計(jì)在學(xué)校綜合教學(xué)樓中的應(yīng)用

4.1 整體控制

（1）合理的朝向和優(yōu)化的布局設(shè)計(jì)

在進(jìn)行教學(xué)樓綠色設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)選擇合理的朝向。在遵循校園整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，參考冬夏季主導(dǎo)風(fēng)向和所處地區(qū)日軌分析圖得出的最佳朝向使建筑在夏季和過渡季有良好的自然通風(fēng)，冬季避開寒風(fēng)侵襲，同時(shí)能有效利用自然光。

（2）緊湊的體量組合和高性能的圍護(hù)結(jié)構(gòu)

由于冬季建筑室內(nèi)外溫差較大，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失占主導(dǎo)地位。因此該區(qū)域的教學(xué)樓一般采用較為緊湊的體量組合來適應(yīng)寒冷的氣候條件。同時(shí)建筑形體對散熱量的影響很大程度上取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的優(yōu)劣。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能很差時(shí)，增加建筑的體形系數(shù)會(huì)顯著增加散熱量，但是對于圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能非常好的建筑，體形系數(shù)對散熱量的影響較小。因此較優(yōu)化的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能為建筑形式創(chuàng)新提供了保障。

4.2 平面組織

（1）設(shè)置熱緩沖空間減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失

平面組織應(yīng)盡量利用南北向的房間作為主要教學(xué)、辦公用途;標(biāo)準(zhǔn)教室一般置于南側(cè)采光條件最好的位置以最大化地利用自然光。建筑的室內(nèi)外過渡空間（如門廳、樓梯間、陽臺(tái)、地下室、屋頂平臺(tái)、空中花園等熱緩沖區(qū)域），一般置于西北角或者東北角等冬夏季熱環(huán)境較差的位置，作為良好的溫度阻尼區(qū)（Buffer Zone），以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失，提升室內(nèi)空間熱舒適度。

（2）置入中庭空間調(diào)節(jié)室內(nèi)微氣候

利用中庭作為緩沖空間，通過中庭將陽光、植物和新鮮空氣引入室內(nèi)，成為建筑的“綠肺”，是調(diào)節(jié)室內(nèi)微氣候的重要設(shè)計(jì)手法。中庭作為現(xiàn)代建筑內(nèi)部的共享空間，承載了課外教學(xué)、課間活動(dòng)等多種公共功能，在教學(xué)樓建筑中應(yīng)用廣泛。對于帶中庭的寒冷地區(qū)教學(xué)樓來說，選擇合適尺度和形態(tài)的中庭可以合理利用自然光，減少照明能耗;同時(shí)可以利用熱壓通風(fēng)、中庭綠化、引入水體等方式有效地調(diào)節(jié)建筑的舒適性。

4.3 空間優(yōu)化

（1）教室空間優(yōu)化設(shè)計(jì)

①教學(xué)空間光環(huán)境優(yōu)化

由于教室空間進(jìn)深較大，室內(nèi)自然采光照度向進(jìn)深方向降低趨勢明顯，室內(nèi)照度均勻性不夠。采光窗的設(shè)置有利于教室深處的空間更好地獲得自然采光;提高采光窗上沿高度，能夠有效地改善教室深處的照度;在此基礎(chǔ)上引入反光板裝置，室內(nèi)已基本能滿足照度要求，將靠近窗口的天花板適量傾斜，起到增加反光的作用，室內(nèi)照度條件得到進(jìn)一步改善。

②教學(xué)空間風(fēng)環(huán)境優(yōu)化

通常情況下，高處的窗多作為排風(fēng)口;中部的窗能夠提供均勻易被察覺的吹風(fēng)感;低處的窗則相對通風(fēng)換氣效率較低。通過不同高度窗戶的組合可以結(jié)合風(fēng)壓及熱壓作用，使室內(nèi)得到良好的自然通風(fēng)。

③優(yōu)化的側(cè)窗形式

以調(diào)節(jié)室內(nèi)光環(huán)境和風(fēng)環(huán)境舒適性為出發(fā)點(diǎn)，合理的側(cè)窗形式應(yīng)該將觀景窗和采光窗分開設(shè)置，結(jié)合反光板和傾斜天花板進(jìn)行設(shè)計(jì);同時(shí)開啟觀景窗、采光窗和內(nèi)走廊高側(cè)窗可以營造較好的室內(nèi)自然通風(fēng)效果。

（2）中庭空間優(yōu)化設(shè)計(jì)

①中庭空間風(fēng)環(huán)境優(yōu)化

很多建筑中庭都設(shè)計(jì)成高寬比較小的形態(tài)以便利用溫室效應(yīng)來采暖，這種形態(tài)會(huì)弱化中庭的熱壓通風(fēng)效果。因此，可以通過采用突出的屋面造型提供側(cè)向通風(fēng)、設(shè)置煙囪增加出風(fēng)口的高度、設(shè)置傾斜的開啟天窗加大頂部排風(fēng)窗的開口面積等策略以促進(jìn)熱壓通風(fēng)。

②中庭空間光環(huán)境優(yōu)化

中庭成為天然光的收集器和分配器，為教學(xué)樓提供了良好的室內(nèi)采光。教學(xué)樓中庭的采光形式主要為屋頂采光。常見的采光頂形式有水平天窗、垂直天窗、斜天窗等。中庭天窗采光面積大，因此需要進(jìn)行遮陽處理。

結(jié)語：

綜上所述，由于綠色建筑設(shè)計(jì)具有投資少和節(jié)能效果顯著的特征，而教學(xué)樓是學(xué)校進(jìn)行教育的重要場所，因此在進(jìn)行綜合教學(xué)樓建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，綠色建筑理念得到了廣泛的應(yīng)用。

[1]鄧曉紅.教育建筑綜合體— —新世紀(jì)高校教學(xué)樓建筑發(fā)展趨勢[J].新建筑，2013，10（11）：18-19.

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