生態(tài)節(jié)能型實(shí)驗(yàn)樓設(shè)計(jì)研究
——以長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)科大樓概念設(shè)計(jì)為例

□ 江 沖

過(guò)去的幾十年里，因?yàn)槊つ孔非蠼?jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)建筑的能源消耗問(wèn)題缺乏足夠重視，在高校建設(shè)中亦是如此。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑物消耗的能源大約占全國(guó)總能源消費(fèi)的三分之一。近幾年，建筑能源消耗問(wèn)題開始被建筑設(shè)計(jì)師們所關(guān)注，在規(guī)劃校園的同時(shí)，會(huì)更多地考慮生態(tài)、節(jié)能、可持續(xù)等問(wèn)題，不僅僅把重點(diǎn)放在整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)美觀上。只有盡可能地降低建筑物的資源和能力消耗，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然資源保護(hù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)有機(jī)結(jié)合。下面以長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)科大樓概念設(shè)計(jì)為例進(jìn)行探討。

1 ??項(xiàng)目概況

項(xiàng)目地塊處于長(zhǎng)江大學(xué)西校區(qū)，位于原農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)田基地，與西校區(qū)緊密相連。長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)科大樓作為長(zhǎng)江大學(xué)入選中西部“小211”工程的援建項(xiàng)目，具有整合西校區(qū)農(nóng)科各專業(yè)的作用，能夠提高農(nóng)科各專業(yè)的教學(xué)水平和提升長(zhǎng)江大學(xué)的學(xué)校形象，因此對(duì)建筑功能和外觀形象有較高的要求。

結(jié)合場(chǎng)地的調(diào)研分析，建設(shè)用地地勢(shì)平坦，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，大致呈規(guī)則矩形，可建設(shè)用地面積33384m2，基地的東側(cè)為各學(xué)院教學(xué)樓、圖書館以及風(fēng)雨操場(chǎng)，西側(cè)為農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)田基地，北鄰荊秘路。

2 ??設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行農(nóng)科大樓設(shè)計(jì)之前需要充分了解大樓設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范?？偲矫嬖O(shè)計(jì)、交通組織流線、道路分級(jí)組織、各功能性用房的位置選擇及平面布局等，都應(yīng)該在滿足安全、實(shí)用、美觀要求的同時(shí)，以生態(tài)、功能、節(jié)能可持續(xù)作為設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，通過(guò)建筑設(shè)計(jì)與景觀設(shè)計(jì)結(jié)合創(chuàng)造出自然和諧的校園環(huán)境。

2.1 生態(tài)性原則

此農(nóng)科大樓設(shè)計(jì)以庭院景觀設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，需要遵循生態(tài)原則，達(dá)到凈化空氣、調(diào)節(jié)氣溫、增加濕度、吸收噪音、增強(qiáng)觀賞性的目的。

2.2 功能性原則

針對(duì)使用人群不同，空間尺度也會(huì)相應(yīng)調(diào)整。高?？蒲袑?shí)驗(yàn)建筑屬于功能型較強(qiáng)的建筑[1]，因此本次設(shè)計(jì)要堅(jiān)持做到建筑形式美的同時(shí)，重點(diǎn)考慮建筑的實(shí)用功能。本項(xiàng)目根據(jù)建筑周邊現(xiàn)狀，合理布局，功能分區(qū)明確，營(yíng)造一個(gè)功能合理、流線自然的建筑空間。

2.3 可持續(xù)性原則

高校建筑運(yùn)行的可持續(xù)性將對(duì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善發(fā)揮積極作用[2]。實(shí)驗(yàn)樓是一所高校綜合實(shí)力的象征，目前國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的高校新建實(shí)驗(yàn)樓，如果能讓可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)理念貫穿于實(shí)驗(yàn)樓的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，將會(huì)廣泛而長(zhǎng)期影響我國(guó)生態(tài)節(jié)能建筑的建設(shè)理念。建筑節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展原則也應(yīng)該成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

3 ??設(shè)計(jì)方案

3.1 總平面圖分析

建筑的總平面由場(chǎng)地組織、建筑單體布置、交通組織、綠地劃分等組成，從總體上對(duì)建筑進(jìn)行布局，是總平面設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的步驟。在設(shè)計(jì)之初，先梳理建筑與建筑之間的關(guān)系、建筑和周圍環(huán)境的相互聯(lián)系，再確定場(chǎng)地基本的形態(tài)，從而更好地為師生服務(wù)。

主體建筑大范圍朝向南北，充分利用天然采光。建筑與建筑之間滿足日照間距要求，開闊的庭院空間也是實(shí)驗(yàn)室和其他空間日間采光的主要來(lái)源。這樣設(shè)計(jì)不僅能有效節(jié)約能源，還保證了光照的充分。

除保證合理的日照、通風(fēng)、保溫條件外，還要考慮環(huán)境要求以及建筑的服務(wù)功能是否能滿足師生正常的學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)。在總平面圖的布置上，根據(jù)人車分流的原則設(shè)置4個(gè)出入口，考慮到農(nóng)科大樓停車需求，在建筑的東邊設(shè)置主要的機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)，場(chǎng)內(nèi)鋪設(shè)植草磚或者透水磚等新型材料。樓前主要出入口預(yù)留大面積廣場(chǎng)，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)文化和社會(huì)活動(dòng)空間，廣場(chǎng)內(nèi)設(shè)噴泉、座凳、樹池、綠植等景觀元素，并設(shè)計(jì)建筑照明。大面積的庭院穿插在建筑之中，不僅提供更好的景觀視野，在某種意義上也是對(duì)“綠色建筑”的一種直觀體現(xiàn)，如圖1所示。

圖1 總平面圖

3.2 平面分析

隨著建筑技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人們?cè)诶^承前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出各種不同的建筑形式以適應(yīng)不斷變化的社會(huì)生活，功能性對(duì)于建筑形式的影響得以更為充分的體現(xiàn)，正切合美國(guó)建筑師沙利文提出的“形式隨從功能”的觀點(diǎn)。

本次設(shè)計(jì)的農(nóng)科大樓平面形式上結(jié)合功能，平面分為5個(gè)功能區(qū)：本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū)（包括本科生教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和準(zhǔn)備室）、教授實(shí)驗(yàn)區(qū)（包括教授實(shí)驗(yàn)室和準(zhǔn)備室）、教授辦公區(qū)（教授辦公室）、標(biāo)本展覽區(qū)、院系辦公區(qū)和與會(huì)議單元。實(shí)驗(yàn)房間進(jìn)行模數(shù)化處理，盡量得到相對(duì)規(guī)則的房間尺寸，有利于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的擺放和布置。

5個(gè)區(qū)之間彼此由連廊或者大廳聯(lián)系，功能流線合理，滿足日常老師和學(xué)生使用要求。室外大平臺(tái)充當(dāng)休閑娛樂(lè)場(chǎng)合。樓梯分布在建筑兩端，電梯緊靠樓梯，交通流線合理，師生活動(dòng)便利。建筑之間圍合產(chǎn)生的庭院空間作為師生活動(dòng)休閑場(chǎng)所以及自行車停車位，滿足功能需求。

3.3 立面熱源處理分析

農(nóng)科大樓主體建筑大范圍朝向南北，建筑之間滿足日照間距要求。在立面處理上，設(shè)計(jì)需要依據(jù)模型體塊推敲后定稿。體塊交接在立面上表現(xiàn)為整個(gè)立面的分割與分隔，視覺上顯得輕巧與靈動(dòng)。立面外窗面積占比較大，遵循節(jié)能可持續(xù)原則，統(tǒng)一使用節(jié)能門窗；為了降低室內(nèi)電器制冷制暖負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)有效遮擋夏季太陽(yáng)直接輻射、冬季陽(yáng)光照射不被遮擋的設(shè)計(jì)目標(biāo)[3]，西向房間統(tǒng)一做遮陽(yáng)處理，立面水平出挑，增加可調(diào)節(jié)外遮陽(yáng)卷簾以遮擋太陽(yáng)直接輻射，冬季升起外窗能獲得太陽(yáng)的熱輻射，實(shí)現(xiàn)功能的同時(shí)也保證了立面的整體視覺效果不被破壞。

3.4 空間景觀分析

建筑最基礎(chǔ)、最核心的價(jià)值是建筑的空間性。本次設(shè)計(jì)的農(nóng)科大樓，實(shí)驗(yàn)室空間與庭院空間是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。庭院要結(jié)合建筑的空間布局來(lái)設(shè)計(jì)，起到輔助的功能，兩者相得益彰，互相補(bǔ)充，最終達(dá)到自然美與和諧美的效果，如圖2所示。

圖2 設(shè)計(jì)效果鳥瞰圖

綠色設(shè)施景觀和綠色建筑為校園帶來(lái)實(shí)在的生態(tài)效益的同時(shí)，也使校園成為一個(gè)綠色教育基地和可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)理念的“播種機(jī)”[2]。在農(nóng)科大樓的設(shè)計(jì)上，景觀集中分布在廣場(chǎng)和庭院，運(yùn)用院落式布局，營(yíng)造出豐富多變的高品質(zhì)空間[4]。在庭院中打造景觀節(jié)點(diǎn)，形成半開放空間，放置景觀小品、水景、綠植、燈具等，增強(qiáng)公共空間的層次感。綠色植物為農(nóng)科大樓帶來(lái)生機(jī)與活力，學(xué)生在這里不僅可以看到滿園春色，也能聽到潺潺流水，形成良好的學(xué)習(xí)和休閑的氛圍。