寒冷地區(qū)教學(xué)樓綠色技術(shù)分析
——以咸陽(yáng)渭城中學(xué)主教學(xué)樓為例

林婉秋 陶婷婷

（長(zhǎng)安大學(xué) 陜西西安 710000）

1 背景分析

1.1 地域特色

陜西省處于中國(guó)中部，黃河中部，地域南北長(zhǎng)東西窄，地形條件復(fù)雜多樣，在我國(guó)熱工分區(qū)圖中，將全國(guó)劃分為五個(gè)氣候分分區(qū)，分別是嚴(yán)寒地區(qū)，寒冷地區(qū)，夏熱冬冷地區(qū)，夏熱冬暖地區(qū)，溫和地區(qū)。咸陽(yáng)地區(qū)屬于寒冷地區(qū)，冬季寒冷干燥夏季短促炎熱，冬夏氣溫懸殊，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分滿足冬季保溫要求，兼顧夏季隔熱。

1.2 教學(xué)樓建筑使用特點(diǎn)

學(xué)校建筑以交通空間為聯(lián)系手段組織各類房間，是典型的“走道式布局”。走道式常用的兩種布局方式的有內(nèi)廊式和外廊式。渭城中學(xué)的主教學(xué)樓采用的是內(nèi)廊式布局。中學(xué)作為一類特殊的公共建筑，其功能、空間和布局等各個(gè)方面都有著自己的特點(diǎn)，和其他建筑不同的是在使用時(shí)段上，住宅建筑要進(jìn)行全天候的節(jié)能考慮，而且重點(diǎn)集中放在夜間這段時(shí)間。而學(xué)校建筑在使用時(shí)段上，主要集中在白天，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)主要考慮白天的采光和夏季隔熱以及冬季的保溫。

2 渭城中學(xué)主教學(xué)樓分析

陜西省咸陽(yáng)渭城中學(xué)，原名咸陽(yáng)市第四中學(xué)，始建于1954年。1986年改名為咸陽(yáng)渭城中學(xué)。學(xué)校地處人民東路中心地段，占地面積30余畝。主教學(xué)樓位于整個(gè)校園的中心位置，東西走向，層高六層，主要作為高一高二教室，與北面的三層副樓連接。

2.1 空間組織形式

渭城中學(xué)主教學(xué)樓的空間形式采用單內(nèi)廊式布局：內(nèi)廊式建筑的特點(diǎn)主要是以內(nèi)廊作為連接教室或辦公室的水平交通聯(lián)系方式。這種類型的建筑一般為雙側(cè)教室或者雙側(cè)辦公室。在寒冷地區(qū)是比較較常見(jiàn)的，其優(yōu)點(diǎn)是平面布局緊湊，體形系數(shù)相對(duì)比較小，能源浪費(fèi)比較少。

2.2 建筑遮陽(yáng)

寒冷地區(qū)夏季大多干旱少雨，綠色植被比較少，夏日室外溫度較高導(dǎo)致地面在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，增大建筑的熱負(fù)荷。為了達(dá)到舒適的室內(nèi)熱環(huán)境，因此經(jīng)常需要開(kāi)電風(fēng)扇等措施來(lái)進(jìn)行降溫或者采取開(kāi)窗通風(fēng)和建筑遮陽(yáng)等簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的構(gòu)造措施：

（1）室內(nèi)遮陽(yáng)采用最簡(jiǎn)單的窗簾遮陽(yáng)，這種方法簡(jiǎn)單易行同時(shí)又節(jié)約能耗，在學(xué)校類建筑中采用的非常廣泛。

（2）綠化遮陽(yáng)：綠化遮陽(yáng)既要滿足夏季對(duì)建筑的遮陽(yáng)又不能妨礙冬季對(duì)日照采光要求，因此教學(xué)樓周邊常常選擇落葉喬木樹(shù)種，渭城中學(xué)教學(xué)樓的南向就種植了柏樹(shù)，以起到遮陽(yáng)的效果。

3 存在的不足

通過(guò)調(diào)查研究，雖然渭城中學(xué)主教學(xué)樓采用了一些手段來(lái)解決自然采光通風(fēng)的要求，但是還是存在以下問(wèn)題：

（1）教學(xué)樓采用單內(nèi)廊，北部作為走道，但是北側(cè)的玻璃為單層玻璃，對(duì)于寒冷地區(qū)冬季而言，不能起到很好的保溫作用，南側(cè)的教室雖然供暖，依然起不到很好的蓄熱效果。

（2）整個(gè)校園綠化面積相對(duì)較少，教學(xué)樓周圍均為水泥鋪地，不能起到降溫和改變局部氣候的作用。

（3）被動(dòng)式技術(shù)采用較少，使得整個(gè)建筑耗能過(guò)大。

（4）根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，教室內(nèi)自然采光不足，即使在白天都要開(kāi)燈，雖然教室開(kāi)窗面積不小，但仍不能滿足學(xué)生正常學(xué)習(xí)所需的照度。

（5）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能較差，傳熱系數(shù)超過(guò)規(guī)范限制，不利于節(jié)約采暖能耗。

（6）教室內(nèi)熱環(huán)境存在著夏季室內(nèi)溫度過(guò)高的問(wèn)題，人體感覺(jué)不舒適的問(wèn)題。

（7）學(xué)校沒(méi)有有效的節(jié)水措施，且沒(méi)有對(duì)雨水資源進(jìn)行再生利用。

4 改建措施

針對(duì)渭城中學(xué)教學(xué)樓存在的問(wèn)題，從設(shè)計(jì)角度提出相應(yīng)的改建措施。

4.1 冬季保溫

改善外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，提高其保溫隔熱的能力，有利于減少建筑物的能耗。寒冷地區(qū)中學(xué)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，普通單層玻璃門窗的能量損失約占中學(xué)建筑能耗的一半以上，因此，做好門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)建筑節(jié)能起著重要的作用。

4.2 提高綠化率

綠色植物的作用不僅僅是美化環(huán)境，更重要的是合理地選擇和布置綠色植被可以有效地改善建筑周邊的微氣候條件，起到調(diào)節(jié)小氣候的作用。在夏季能降低建筑周邊的溫度；冬季能透過(guò)樹(shù)枝的陽(yáng)光，改善建筑周邊的環(huán)境。其次，合理的綠化植被布置，引導(dǎo)風(fēng)的方向，通過(guò)對(duì)風(fēng)的引導(dǎo)與防治，能有效減少能量的損耗。因此在教學(xué)樓周圍合理種植樹(shù)木不僅能起到調(diào)節(jié)小氣候的作用，更重要的是起到遮陽(yáng)降溫的作用，減少夏季對(duì)風(fēng)扇的利用。

4.3 利用雨水灌溉，節(jié)約水資源

在校園中可考慮利用屋面收集雨水，將收集的雨水儲(chǔ)存并凈化后，用作衛(wèi)生間沖水、場(chǎng)地噴灌、車輛清洗、綠化澆灌等雜用水，雨水滲透是另一種適合于陜西地區(qū)的雨水利用方式，雨水通過(guò)地表滲透至土壤中以及地下水面層，補(bǔ)充地下水資源。例如采用透水性的地面鋪裝和下凹式綠地植被。下凹式綠地是利用下凹地面充分蓄集雨水，顯著增加了雨水下滲的時(shí)間；其做法通常是利用低于路面高程的綠地，與路面雨水口一起構(gòu)成蓄滲系統(tǒng)。

5 結(jié)論

根據(jù)關(guān)中地區(qū)氣候的特點(diǎn)（冬季寒冷，夏季較熱，晝夜溫差較大）因此咸陽(yáng)地區(qū)教學(xué)樓在設(shè)計(jì)過(guò)程中宜充分考慮解決冬季防寒保暖、夏季隔熱的的問(wèn)題。無(wú)論新建還是改建的校園建筑，都宜采用綠色理念進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。通過(guò)對(duì)咸陽(yáng)渭城中學(xué)這類年代較久的教學(xué)建筑的節(jié)能改造，使綠色建筑的觀念深入人心，減少能耗，節(jié)約資源。

[1]孫超.寒冷地區(qū)既有教學(xué)樓綠色節(jié)能改造研究.大連：大連理工大學(xué)，2014.

[2]霍敏.綠色中學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究.西安：西安建筑科技大學(xué)，2015.

[3]楊力言.寒冷地區(qū)中小學(xué)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究.大連：大連理工大學(xué)，2015.