綠色建筑設(shè)計(jì)在幼兒園空間的應(yīng)用分析

柳亞洲，劉衛(wèi)東

（長(zhǎng)沙理工大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410114）

1 綠色建筑設(shè)計(jì)在幼兒園建筑中應(yīng)用的重要性

綠色建筑是指在建筑的全生命周期，從選址、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維修及拆除等方面都最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，努力實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑。綠色建筑設(shè)計(jì)能夠減少不必要的資源浪費(fèi)與能源消耗，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來破壞，同時(shí)還能夠構(gòu)建健康室內(nèi)氣候的建筑環(huán)境。室內(nèi)氣候?qū)τ谟變簣@的重要性不言而喻，好的室內(nèi)環(huán)境不僅有利于幼兒的身體健康，提高學(xué)習(xí)能力，并且能減少疾病的發(fā)生，塑造良好的心理與情緒。隨著公眾對(duì)于教育資源愈發(fā)的重視、對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適度要求不斷提高，且近年來幼兒園建筑數(shù)量的增長(zhǎng)，幼兒園能耗問題日益突出。與具有更高商業(yè)價(jià)值的住宅建筑或是其他公共建筑不同，綠色建筑設(shè)計(jì)在幼兒園中的應(yīng)用有限，且關(guān)于相關(guān)的公開性研究不多。因此，既能維持幼兒園良好的氣候環(huán)境，又能符合國(guó)家綠色建筑標(biāo)注的幼兒園綠色建筑設(shè)計(jì)策略的提出具有重要意義。幼兒是國(guó)家的未來，讓幼兒從小生活在綠色建筑之中，緊密地接受來自環(huán)境中不經(jīng)意的綠色設(shè)計(jì)教育，學(xué)習(xí)如何與自然和諧相處、如何避免對(duì)環(huán)境造成傷害有十分長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展意義，更有利于未來整個(gè)世界的綠色健康環(huán)境發(fā)展。

2 現(xiàn)階段幼兒園空間存在的問題

我國(guó)幼兒園建筑數(shù)量不斷增加，幼兒園建筑的發(fā)展也在穩(wěn)步提升。其在新材料、新技術(shù)、新能源、設(shè)計(jì)創(chuàng)新等方面都不斷提高，但同時(shí)也面臨諸多問題需要解決。

2.1 建筑空間未考慮可持續(xù)發(fā)展理念

在對(duì)幼兒園進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，通常只全面考慮了當(dāng)前的使用需要，但缺乏可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，并沒有在充分保留自然形態(tài)的基礎(chǔ)上因地因材進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)沒有對(duì)自然資源與材料進(jìn)行充分利用，綠色材料和清潔能源的使用不足。

2.2 未結(jié)合幼兒的心理與行為特征

幼兒園建筑往往從成人的角度考慮細(xì)部的設(shè)計(jì)，而忽略掉幼兒的心理與行為特征，同時(shí)也未意識(shí)到其觀察世界角度跟成人不同。致使最終兒童在空間中的參與程度很低，兒童的發(fā)展需求無(wú)法完全滿足。

2.3 建筑功能布局不合理

功能布局不合理會(huì)導(dǎo)致幼兒活動(dòng)情況不樂觀，幼兒不愿意活動(dòng)或是在活動(dòng)中與其他幼兒產(chǎn)生不必要碰觸。同時(shí)也可能致使部分空間功能缺失，或是空間使用不便。例如內(nèi)走廊或者角落活動(dòng)室采光不足，洗手間通風(fēng)效果欠佳，氣味明顯。

3 幼兒園綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用原則

3.1 節(jié)約能源原則

該項(xiàng)原則是綠色建筑設(shè)計(jì)的最基本原則。建筑的節(jié)能是指在建筑生產(chǎn)、房屋建筑和構(gòu)筑物施工及使用過程中，滿足同等需要或達(dá)到相同目的的條件下，盡可能降低能耗。幼兒園的綠色建筑設(shè)計(jì)與其他的綠色建筑設(shè)計(jì)一樣，需要嚴(yán)格按照生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的原則和要求，要推動(dòng)綠色節(jié)能技術(shù)在幼兒園空間中的應(yīng)用，最大限度地減少不可再生能源的使用，提高清潔的可再生能源利用率。

3.2 被動(dòng)技術(shù)優(yōu)先原則

被動(dòng)式建筑節(jié)能技術(shù)是指以非機(jī)械電氣設(shè)備干預(yù)手段實(shí)現(xiàn)建筑能耗降低的節(jié)能技術(shù)。在建筑中的具體體現(xiàn)就是通過合理優(yōu)化建筑布局、建筑單體、細(xì)部設(shè)計(jì)、有利于自然通風(fēng)的建筑開口設(shè)計(jì)等實(shí)現(xiàn)建筑需要的采光、通風(fēng)、保溫、隔熱等能耗的降低，創(chuàng)造高質(zhì)量室內(nèi)空間環(huán)境。被動(dòng)式技術(shù)成本低，效果明顯，在幼兒園綠色建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)首先考慮并在合理范圍內(nèi)盡可能多地使用。

3.3 以幼兒為中心原則

幼兒園屬于較特殊的建筑，該空間中幼兒的健康成長(zhǎng)是最重要的目標(biāo)，在建造過程中需要以幼兒為中心考慮各個(gè)方面。幼兒園的主要使用對(duì)象是3-6 歲幼兒，處于發(fā)展初期階段，有其自身的生理、心理和行為特點(diǎn)。環(huán)境對(duì)于幼兒的影響較大，在進(jìn)行幼兒園綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮室內(nèi)熱環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境、空氣質(zhì)量等多方面的環(huán)境質(zhì)量因素。同時(shí)，跟成年人相比，幼兒抗風(fēng)險(xiǎn)能力較弱，因此幼兒園建筑在環(huán)境安全性上有更高標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 系統(tǒng)性原則

建筑本身是一個(gè)整體，其具有系統(tǒng)性。無(wú)論是選址、總體布局的總體方面，空間組織，整體采光通風(fēng)的局部設(shè)計(jì)方面，或是細(xì)節(jié)方面的建筑局部構(gòu)件與材料選擇等，三個(gè)層面相互聯(lián)系組成建筑整體。在幼兒園的綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)獨(dú)立地看待某一個(gè)部分，而是整體系統(tǒng)的把握，合理規(guī)劃幼兒園的綠色建筑設(shè)計(jì)。

4 幼兒園綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用

4.1 建筑選址

選址是建筑實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)的第一步。在選擇場(chǎng)地時(shí)，需要調(diào)查建筑所在地的綜合環(huán)境及綠色設(shè)計(jì)影響因素，主要包括地理位置、交通情況、場(chǎng)地地質(zhì)、場(chǎng)地地貌及安全條件等。并充分利用各種有利的自然環(huán)境條件，如氣候、日照、風(fēng)環(huán)境、水文環(huán)境等，減少不利因素的負(fù)面影響。幼兒園建筑需要提供較大的戶外活動(dòng)空間，稍有起伏的地形更利于兒童的運(yùn)動(dòng)發(fā)展。同時(shí)，幼兒園空間在日照通風(fēng)上的要求也較為嚴(yán)格，周圍應(yīng)避免高樓環(huán)繞，避免遮擋采光及視線，形成昏暗壓抑的氛圍，或是形成高樓風(fēng)，影響幼兒的身體健康情況。

4.2 外圍護(hù)機(jī)構(gòu)保溫隔熱設(shè)計(jì)

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要由外墻、門窗以及屋頂組成，外圍護(hù)機(jī)構(gòu)保溫隔熱設(shè)計(jì)是通過使用導(dǎo)熱系數(shù)小的隔熱材料，合理控制門窗比來減少冬季室內(nèi)的熱流失，隔離夏季室外太陽(yáng)輻射和高溫氣候。在幼兒園建筑設(shè)計(jì)時(shí)，可優(yōu)先選擇高性能隔熱保溫材料，如聚氨酯、泡沫玻璃、真空絕熱板、礦物纖維等。幼兒園空間多為兩層或三層的低層建筑，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)外墻結(jié)構(gòu)及門窗分布情況進(jìn)行分析，依據(jù)不同的實(shí)際情況選擇相對(duì)的材料來提高墻體的保溫隔熱效果。但在選用隔熱保溫材料時(shí)也不能盲目選擇高科技的建筑節(jié)能技術(shù)，雖然這類材料能夠?qū)⑹覂?nèi)空間與室外環(huán)境隔離開，打造恒溫恒濕的舒適環(huán)境，但這類技術(shù)成本高造價(jià)高，且高封閉的環(huán)境使幼兒缺失外界自然環(huán)境對(duì)免疫系統(tǒng)的鍛煉機(jī)會(huì)，對(duì)于身體抵抗力的發(fā)展不利。在建筑隔熱技術(shù)中，除了注重外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)外，還應(yīng)考慮建筑的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，包括構(gòu)件遮陽(yáng)形式、表皮遮陽(yáng)形式以及形體自遮陽(yáng)形式等。幼兒園整體建筑需要具備一定的趣味性，而將形體自遮陽(yáng)形式與幼兒園建筑造型設(shè)計(jì)相結(jié)合，可使幼兒園建筑在滿足功能的條件增加形式美感，增加幼兒活動(dòng)的自主性與積極性。

4.3 幼兒園空間組織

在進(jìn)行空間組織時(shí)應(yīng)充分考慮幼兒園建筑所在地的環(huán)境氣候情況，根據(jù)建筑的規(guī)劃布局特點(diǎn)對(duì)幼兒園建筑空間進(jìn)行合理規(guī)劃。例如在多雨潮濕的南方，可以在建筑中設(shè)計(jì)一條聯(lián)通各個(gè)功能空間的走廊，并增加走廊的寬度，提供給幼兒雨天活動(dòng)的場(chǎng)所。在走廊空間的局部設(shè)置打通上下層的開敞中庭，形成拔風(fēng)效果以增加空氣流通，減少潮濕悶熱帶來的不適感。同時(shí)，注意空間中水體與植被的搭配，優(yōu)化室內(nèi)微氣候。

4.4 自然采光設(shè)計(jì)

自然光照對(duì)于兒童尤為重要，自然光缺乏的幼兒情緒不穩(wěn)定且注意力難以集中。幼兒園空間存在多種采光形式，側(cè)窗采光是對(duì)外立面開窗進(jìn)行采光，是幼兒園空間中最常見的采光方式。同時(shí)，窗戶還可與其他導(dǎo)光材料結(jié)合使用，增加采光面積或是改變光照強(qiáng)度，例如高側(cè)窗與反光板、天窗與導(dǎo)光筒的結(jié)合使用。天窗在幼兒園空間中是最具代表性的，其不但能承載自然采光的功能，也能豐富幼兒園空間造型與幼兒游戲方式的作用，同時(shí)，天窗還可與屋頂綠化結(jié)合，降低能耗。

4.5 自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

自然通風(fēng)能夠改善室內(nèi)微氣候、循環(huán)新鮮自然空氣、調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度以及散熱散濕，是一項(xiàng)歷史久遠(yuǎn)、價(jià)格低廉、技術(shù)成熟的綠色建筑設(shè)計(jì)方法。其能夠讓室內(nèi)外空氣不斷自主循環(huán)，保證空氣質(zhì)量的幼兒園更有利于幼兒的生理和心理健康，且自然通風(fēng)能夠節(jié)省空調(diào)使用能源的消耗。常用的自然通風(fēng)形式有風(fēng)壓通風(fēng)、熱壓通風(fēng)、風(fēng)壓熱壓混合式以及機(jī)械輔助自然通風(fēng)。天井對(duì)于幼兒園建筑來說是一種有效改善自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)手法，天井與相鄰的廊道或其他空間構(gòu)成不同的通風(fēng)系統(tǒng)。在常風(fēng)情況下，室外風(fēng)從建筑上方吹過，部分氣流順著天井墻下行，由風(fēng)壓大的天井空間進(jìn)入風(fēng)壓較小的廊道及其他空間，構(gòu)成以天井為中心，其他空間貫通配合形成的風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)。而在靜風(fēng)狀態(tài)下，天井空間利用本身垂直方向上的溫度差形成熱壓通風(fēng)系統(tǒng)。

4.6 節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

水資源節(jié)約利用主要分為兩大部分，節(jié)水與再利用，節(jié)水器具使用以及雨水收集這兩個(gè)部分是幼兒園空間綠色建筑設(shè)計(jì)的主要節(jié)水方式。根據(jù)調(diào)研，大部分幼兒園都使用節(jié)水器具，但也有部分幼兒園仍在使用較為老舊的直流水蹲便器，比較浪費(fèi)水資源且存在安全隱患。雨水收集是水資源的再利用，幼兒園通過雨水收集系統(tǒng)收集雨水到儲(chǔ)水池，經(jīng)過凈化后雨水達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，用于綠化灌溉或道路沖洗。雨水收集與凈化系統(tǒng)可以提高水資源的回收利用率，在幼兒園中將其結(jié)合材料形成具有可觀性的裝置，供幼兒參觀、玩耍、學(xué)習(xí)，將水資源節(jié)約方式與幼兒節(jié)水教育結(jié)合起來，使幼兒能時(shí)刻接收到來自身邊的環(huán)境教育。

4.7 綠色建筑材料選用

綠色建材是采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，使用工業(yè)或城市固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的，有利于環(huán)境保護(hù)和人體健康的建筑材料。針對(duì)幼兒園建筑的特點(diǎn)，綠色建筑材料的選用十分重要，從注重材料綠色環(huán)保方面來說：首先，應(yīng)確保原料安全無(wú)害。幼兒身體免疫力低，身體處于成長(zhǎng)發(fā)展時(shí)期，環(huán)境中存在的危害可能會(huì)帶來嚴(yán)重后果，因此幼兒園材料首選無(wú)害可再生的天然材料。其次，優(yōu)先使用可循環(huán)材料。循環(huán)可用材料不但能節(jié)能環(huán)保，且對(duì)于幼兒節(jié)能意識(shí)與節(jié)約習(xí)慣的培養(yǎng)有教育意義。第三，選用環(huán)境功能型材料。通過在傳統(tǒng)材料上添加新技術(shù)或是研發(fā)出新的材料，使用后能起到自我清潔、除濕、除菌、防水防滑等作用。由于兒童充滿好奇心，喜歡觸摸、嘗試身邊的物體，而環(huán)境功能型材料能提供給幼兒一個(gè)更加安全舒適的空間。建筑材料在質(zhì)量上的選擇也需要確保能夠經(jīng)久耐用性價(jià)高，使用壽命長(zhǎng)的材料能夠減少不必要的成本、人工、物料損失。同時(shí)需要在設(shè)計(jì)建筑時(shí)充分考慮未來可能改變的使用情況，確保將來使用需求改變而要對(duì)建筑改造時(shí)，能夠盡量減少能源及材料損耗。

現(xiàn)在大部分的幼兒園建筑使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，雖然鋼材料適用范圍廣且可以循環(huán)利用，但在制作的過程中會(huì)產(chǎn)生大量能耗，且混凝土則屬于一次性使用材料，使用過后廢棄物的處理也常為環(huán)境帶來負(fù)擔(dān)。天然木材比起鋼筋是更加綠色安全的材料，其在制作時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳排放量較少，對(duì)環(huán)境負(fù)擔(dān)少。日本存在大量使用木質(zhì)材料構(gòu)建的優(yōu)秀幼兒園，例如仙田滿設(shè)計(jì)的綠之詩(shī)保育園，屋頂以木造結(jié)構(gòu)建構(gòu)成圓形穹頂，與周圍高窗配合，以提高自然采光與自然換氣效率，使自然空氣能夠在幼兒園空間中自由流動(dòng)。而屋頂頂部的木結(jié)構(gòu)梁直接裸露，既展現(xiàn)出木材結(jié)構(gòu)紋理，又構(gòu)成了形式美學(xué)。同時(shí)，木材也是能經(jīng)受時(shí)間考驗(yàn)的綠色材料，在中國(guó)以及日本，還保存有千年的木質(zhì)建筑，而一般鋼筋混凝土建筑的使用年限為50 到70 年。且木材具有溫暖柔和的質(zhì)感，易獲得幼兒偏愛，幼兒們更愿意攀爬木質(zhì)的柱子，在木地板上盤坐。

4.8 節(jié)能技術(shù)與設(shè)備使用

在幼兒園綠色建筑設(shè)計(jì)中，使用可再生能源有諸多新節(jié)能技術(shù)與設(shè)備。例如在幼兒園建筑中使用太陽(yáng)能—地源熱泵加熱系統(tǒng)，一機(jī)多用，滿足幼兒園供暖、空調(diào)以及生活熱水使用。地源熱泵利用清潔可再生的低溫?zé)嵩矗哂懈咝Ч?jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低且運(yùn)行效果穩(wěn)定的特點(diǎn)，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策。

5 結(jié)論

綠色建筑設(shè)計(jì)方法在幼兒園空間中應(yīng)用時(shí)，不僅需要充分考慮幼兒的特性與需求以及幼兒園作為教育類建筑的屬性，也需要全面考慮綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的各個(gè)方面與環(huán)節(jié)，從而降低能耗，提高兒童成長(zhǎng)環(huán)境質(zhì)量。同時(shí)，還需要考慮綠色建筑設(shè)計(jì)方式未來的發(fā)展可能，推動(dòng)我國(guó)幼兒園綠色建筑設(shè)計(jì)朝著更好的方向發(fā)展。