綠色適應(yīng)性設(shè)計的校園建構(gòu)
——南京岱山初級中學＊

張奕 施杰 趙翔

教學樓入口 ?顧錫

南京岱山初級中學位于南京雨花區(qū)岱山保障房片區(qū)南側(cè)，用地面積3.2萬m，地塊曲折異形，南低北高，高差近3m，學校按照12軌36班的規(guī)模設(shè)計，旨在建設(shè)具有地域“適應(yīng)性”的綠色示范學校。

校園的綠色適應(yīng)性設(shè)計從規(guī)劃布局、資源利用、空間環(huán)境等方面，滿足生態(tài)、節(jié)約、健康等綠色校園要求，是一種因地制宜的設(shè)計方法，可以將綠色性能固化于建筑本體之中。南京岱山初級中學項目從方案立意到技術(shù)選擇，以被動式的綠色適應(yīng)性設(shè)計方法，解決總體布局、通風環(huán)境、外墻形式、裝配設(shè)計及資源利用等技術(shù)矛盾，將綠色適應(yīng)性技術(shù)融入校園的建構(gòu)之中。

1 適應(yīng)地形環(huán)境的“集約化”布局

由于自然條件的限制，項目場地存在地塊曲折異形、南北高差大、周邊道路窄、教學容量高等不利因素，在規(guī)劃設(shè)計上首先要解決三個適應(yīng)性問題：一是規(guī)則的教學空間與異形場地的適應(yīng)，二是運動場、教學樓場地的平整以及近3m高差的適應(yīng)，三是教學規(guī)模的高密度與狹小地塊容量的適應(yīng)以及學校配套功能與社會共享的要求。

以環(huán)境適應(yīng)性理念為設(shè)計導(dǎo)向，在策略上將建筑體量化整為零，并增加邊界的“貼合度”，減少無效“邊角料”地塊，建筑之間用連廊聯(lián)系，形成形式分散、功能整體的格局；豎向的高差處理采用化顯為隱的方式，平整運動場和教學區(qū)的場地，把高差集中設(shè)置在場地南側(cè)，建筑南北向錯層，北側(cè)平層設(shè)入口，南側(cè)由地庫直接進入，通過景觀踏步聯(lián)系南北，周邊由緩坡環(huán)道銜接，將場地高差化解于無形；高密度的規(guī)模配置受到狹小場地的制約（生均用地面積17.8m），部分房間無法實現(xiàn)理想的平行設(shè)置，因而將功能相近的房間集合成層、疊合成棟，通過減少單體數(shù)量，形成布局集約化的規(guī)劃形態(tài)。

總體布局將主入口設(shè)置在東側(cè)中部，建筑分為南北兩區(qū)，北區(qū)為教學區(qū)、食堂等，南區(qū)為行政樓、體育館等。南區(qū)設(shè)有地下車庫，各建筑單體通過連廊串聯(lián)，西區(qū)為運動區(qū)與景觀學習園地，與河道景觀結(jié)合設(shè)計，東北側(cè)設(shè)置食堂后勤入口，南側(cè)為機動車出入口以及體育館、報告廳的對外出入口。

2 適應(yīng)地域風向的“導(dǎo)引式”設(shè)計

適應(yīng)地域氣候是綠色適應(yīng)性設(shè)計的重要內(nèi)容之一。在空間布局上，著重考慮南京冬冷夏熱的特點和主導(dǎo)風向特性，建筑布局應(yīng)盡量規(guī)則方正，正南朝向，以保證房間使用舒適、日照充足、易于通風。教學區(qū)采用正南北向的“梳子形”布局，南短北長，夏季可以順勢引入東南風，冬季可以遮擋東北風，并且連廊底層架空，避免了建筑圍合造成的氣流渦旋。

結(jié)合當?shù)馗骷竟?jié)的主導(dǎo)風向，窗戶周邊的豎向三角形造型體可設(shè)置不同方向，起到“導(dǎo)風板”的作用。以體育館空間為例，建筑南面和東面的三角形造型體順應(yīng)夏季主導(dǎo)風向設(shè)置，北面和西面逆向冬季主導(dǎo)風向設(shè)置，形成“夏季引風，冬季擋風”的效果。同時空間內(nèi)下部進風、上部出風，氣流能自然貫通。風環(huán)境模擬矢量圖顯示，其導(dǎo)風作用有利于室內(nèi)空氣的自然對流和調(diào)節(jié)，能有效改善空氣質(zhì)量，減少能源消耗，達到了被動式節(jié)能的效果。此外，教學樓西側(cè)二層房間的窗外采用豎向立板的固定式遮陽設(shè)施，既體現(xiàn)韻律造型又能避開西曬，優(yōu)化了房間光環(huán)境和熱環(huán)境。

3 適應(yīng)裝配工法的“復(fù)合化”外墻

建筑立面采用現(xiàn)代構(gòu)成手法體現(xiàn)造型組合與序列邏輯，特別是橫向水平板與豎向三角體的組合，簡約中兼具豐富性，立體中富含韻律感，有著“書架”的良好寓意。外墻設(shè)計既要滿足節(jié)能保溫的要求，又要結(jié)合建筑造型特點，還要選擇對學校有較高安全度、耐久性的保溫材料與構(gòu)造做法。

基于上述要求，外墻采用了新型“復(fù)合化”的裝配式自保溫蒸壓輕質(zhì)混凝土板（ALC板）雙墻系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要特點是采用自保溫的ALC標準板材進行雙層復(fù)合安裝，具有良好的保溫隔聲、防水防火、經(jīng)濟耐久等優(yōu)點，是傳統(tǒng)外保溫材料的有效替代。在板材安裝上采用上下固定的鉤頭螺栓干式工法，在安裝上可逆可換。雙墻系統(tǒng)由外側(cè)板（厚度125mm）、封閉空腔、內(nèi)側(cè)板（厚度100mm）組成，外側(cè)板設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)外側(cè)，結(jié)合造型一次安裝到位，同時保持外保溫系統(tǒng)的閉合性，內(nèi)側(cè)板與梁平行安裝，既可形成平整的室內(nèi)界面，也可依據(jù)裝修要求進行凹凸變化，具有性能不變的形式可變性，為多變的建筑造型提供了技術(shù)適應(yīng)性。同時，基于板材標準模數(shù)尺寸進行外墻肌理的劃分及分色，實現(xiàn)了墻體構(gòu)造與立面形式的結(jié)合，再加上窗體外側(cè)立體三角形造型賦予的生態(tài)導(dǎo)風功能，實現(xiàn)了建筑“圍護+造型+導(dǎo)風”的一體化設(shè)計目標。

4 適應(yīng)低碳建造的“裝配化”建筑

為適應(yīng)國家裝配式建筑的發(fā)展要求，項目采用了標準化、模塊化的設(shè)計方法和技術(shù)，以實現(xiàn)建造過程的低碳降耗，提高建筑全生命期的綠色性能。前期技術(shù)方案中，將平面柱網(wǎng)、立面形式、層高凈高等進行模數(shù)化整合，統(tǒng)一教室、實驗室、衛(wèi)生間、樓梯間、辦公室、走道的尺寸規(guī)格，形成模塊化的通用單元，以提高預(yù)制構(gòu)件的規(guī)模化生產(chǎn)速度。結(jié)構(gòu)設(shè)計采用裝配整體式框架，預(yù)制構(gòu)件包括柱、梁、疊合板、樓梯、走道、花池及圍墻等，建筑圍護結(jié)構(gòu)全部采用成品板材和預(yù)制GRC構(gòu)件，主體預(yù)制率達到44.61%。

項目全程采用BIM技術(shù)協(xié)同設(shè)計，提高了設(shè)計的精細度，解決了錯漏碰缺等技術(shù)問題，實現(xiàn)了場景可視和模擬安裝，促進了全專業(yè)的一體化協(xié)作與全過程的數(shù)據(jù)傳遞，以現(xiàn)代技術(shù)手段助力裝配式建筑的綠色低碳、精益增效。

5 適應(yīng)資源利用的“可持續(xù)”技術(shù)

可再生能源利用是衡量校園建筑可持續(xù)性的重要指標之一，具體措施如下：1）在活動場地與屋頂花園應(yīng)用透水鋪裝、雨水回用、下凹式綠地等海綿城市技術(shù)，形成一定的防澇調(diào)蓄能力，雨水經(jīng)收集后可用于澆花、灌溉等；2）在學校食堂屋頂設(shè)置太陽能集熱裝置，為食堂提供熱水；3）在體育館屋頂設(shè)置太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，為地下車庫提供日常照明；4）設(shè)置下沉庭院，為地下車庫的自然采光和通風對流提供良好條件，節(jié)約能源，減少日常運行成本。

6 結(jié)語

綠色適應(yīng)性設(shè)計是綠色校園建構(gòu)的基本要求，從方案立意到功能布局、環(huán)境健康、安全耐久、能源節(jié)約，都應(yīng)以被動式綠色設(shè)計理念和方法，化解過程中的“不適應(yīng)”問題，將綠色性能與建筑形式融為一體。

南京岱山初級中學項目作為綠色技術(shù)應(yīng)用的示范工程，經(jīng)第三方檢測評價，建成后的教學樓圍護結(jié)構(gòu)整體性能符合設(shè)計預(yù)期，通過南北通透外窗、立面構(gòu)件遮陽、多場景溫度控制（風扇+空調(diào)）等措施，結(jié)合暖通、照明情況，教學樓全年總能耗比降幅達55.8%，滿足示范工程降低30%的約束性目標要求。項目中使用的鋼材、鋁合金、木材、石膏等基本建材均可循環(huán)利用，預(yù)制裝配構(gòu)件（如預(yù)制花臺、預(yù)制圍墻、成品板材）也可在拆除后重新拼裝使用，經(jīng)第三方檢測評價，可再循環(huán)材料利用比達10.13%，達到示范工程可再循環(huán)材料利用比大于10%的約束性目標要求。

1 鳥瞰

2,3 教學樓

＊ 本項目得到國家重點研發(fā)計劃“經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)傳承中華文脈的綠色建筑體系”（2017YFC0702500）之課題“經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)傳承建筑文脈的綠色建筑營建體系”（2017YFC0702502）資助。

1-3,9,10顧錫攝影

4-8,12,13南京長江都市建筑設(shè)計股份有限公司提供

11張奕攝影

14-17顧錫攝影

建筑采用“梳子形”總體布局，有利于功能使用與良好采光，并引入夏季東南主導(dǎo)風。底層架空與景觀綠化的融合不僅適于學生的課外活動，也創(chuàng)造了舒適的微環(huán)境。

The building adopts a "comb-shaped" overall layout,which is conducive to functional use and good lighting,and brings in the dominant southeast wind in summer.The integration of the ground floor overhead and landscape greening is not only suitable for students' extracurricular activities,but also creates a comfortable micro-environment.

4 總平面圖 5 夏季風速矢量圖 6 冬季風速矢量圖

建筑與場地豎向設(shè)計中，北側(cè)教學區(qū)與運動場盡可能形成平整的場地，利于學生活動與安全，將場地高差集中設(shè)置在體育館與行政樓建筑的南側(cè)，以景觀臺地過渡，化解地形天然高差于“無形”。

In the vertical design of the building and the site,the teaching area and the sports field on the north side should form a flat site as much as possible,which is conducive to students' activities and safety.The height difference of the site is centrally set on the south side of the gymnasium and the administrative building,and the landscape platform transitions to resolve the terrain.The natural height difference is "invisible".

7 剖面圖8 西立面

9 錯層景觀臺階

業(yè)主：南京萬暉置業(yè)有限公司

建設(shè)地點：江蘇省南京市雨花區(qū)岱山保障房片區(qū)南側(cè)

建筑設(shè)計：南京長江都市建筑設(shè)計股份有限公司

項目負責人：張奕

設(shè)計團隊：張奕、施杰、陳晨、賈靜、馬從祥、周海明、向彬、柴銳、翁晨、邱鑠程

總建筑面積：32 325m（地上26 674m，地下5 651m）

設(shè)計時間：2018

建成時間：2022

攝影：顧錫、張奕

10 屋頂花園11 底層架空及戶外學習園地

建筑外墻采用了裝配式ALC雙墻板復(fù)合安裝系統(tǒng)，具有自保溫性與干式安裝的特點，避免了外墻附加保溫層脫落而帶來的安全隱患，同時通過不同板材的組合化構(gòu)造設(shè)計，形成了外墻的三角立體化造型，并實現(xiàn)窗口的導(dǎo)風板功能，體現(xiàn)了墻體構(gòu)造與外墻形式的相互適應(yīng)性。

The exterior wall design of the building adopts the system of composite installation of prefabricated ALC double wall panels,which has the characteristics of self-insulation and dry installation,avoiding the potential safety hazards caused by the falling off of the additional insulation layer of the exterior wall.The combined structural design of the exterior wall forms the triangular three-dimensional shape of the exterior wall,and realizes the function of the wind deflector of the window,reflecting the mutual adaptability of the wall structure and the exterior wall form.

12 雙墻系統(tǒng)應(yīng)用構(gòu)造圖

裝配式雙墻板復(fù)合系統(tǒng)在構(gòu)造設(shè)計邏輯上具有多種造型形式的實現(xiàn)可能性，平整的墻面可結(jié)合板材的模數(shù)劃分肌理，立體的造型則采用板材的曲折安裝，以構(gòu)造性能的“不變”適應(yīng)建筑形式上的“多變”。

The prefabricated double-wall panel composite system has the possibility of realizing various modeling forms in the structural design logic.The flat wall can be combined with the modulus of the plate to divide the texture,and the three-dimensional modeling adopts the tortuous installation of the plate to improve the structural performance,adapting to the "changeable" architectural form by "unchanged" structural performance.

13 雙墻系統(tǒng)的形式可變性14,15 雙墻系統(tǒng)完成墻面

16 教學樓立面的模塊化設(shè)計

17 體育館南向?qū)эL板造型