绿色校园建筑设计理念及案例分析

绿色校园建筑设计理念及案例分析

摘要：大学校园建筑是一类比较特殊的建筑形式，除了要满足最基本的使用功能外，还需在设计中注重建筑与环境、建筑表象与内涵的高度融合。以建筑对气候的“感应”作为大学校园建筑构思的切入点和创作途径。文章主要阐述了绿色校园建筑设计理念，并结合某大学校园的工程实例，针对其建筑绿色设计策略进行了分析，旨在为类似的工程提供参考。

关键词：学校建筑，交流共享，生态设计，气候感应

Abstract: the university campus architecture is a kind of a special form of construction, in addition to meet the most basic use functions, but also need to pay attention to in the design of architecture and environment, architectural appearance and the fusion of connotation. In the construction of weather “induction” as a university campus construction conception and creation of the specification of the way. The paper mainly expounds the green campus architecture and design concept, and combined with the engineering examples of a university campus, in view of its building green design strategy analysis, aims to provide a reference for the similar projects.

Keywords: school buildings, share, ecological design, climate induction

大学校园建筑由于其特殊的功能要求而使得绿色设计具有格外重要的意义。要实现建筑运行效率的最大化并节省重大能源开支，在设计上有很多值得注意的地方。目前，运行一个实验室所需的能源是同等大小办公楼建筑的10倍，而通过对于规划阶段一些特殊设计要点的考虑，以及运用现有的技术手段，新型的科研建筑可以节能30%-50%。

1大学校园建筑绿色设计的理念

随着能源价格飞涨, 将绿色设计应用于科研建筑也迫在眉睫。大学校园建筑有效节省能源开支的一些重要设计原则，已被成功运用在许多设计实践中。

1.1 注重任务书的编制

编制任务书是在设计中实现节能的第一步。每一部任务书都有一些独特的切入点去开拓节能的可能性。编制过程中首先要区分不同的空间性质，然后将具有相似功能要求(开放时间，日照要求等)的空间整合在一起，这样可以大大提高使用效率。如某大学的生物科学系大楼。从它的平面布置可以比较形象地看到任务书中扮演的角色。通过区域来表示，紫色区域为“实验区”，桔色区域为“办公

区”，二者界限明显，布局紧凑，分工明确。由于大楼坐落在一个陡坡上，大部分机械用房都被设置在首层动物实验室的下面。这样清洗动物笼子的污水以及从其他实验室流出的废水因为重力作用向下流入机械用房的热复原水槽，再通过热交换器为进入大楼的洁净热水提前加温，从而提高了能源的使用效率。

1.2 理性的排布

在设计中需要花精力去思考服务设施以及管道的排布，这几乎和建筑设计、结构设计一样重要。管道的分区、排布应该具有高效以及很大的灵活性。如果整个系统具有非常理性的设计，那么就会为大幅度的节能提供可能。例如，热复原技术是将向外排放的废气中的热量取出，用于加热进入室内的新风。要实现这个过程目前的途径主要有2个：热轮技术和环绕盘管技术。前者要求送风管道和排风管道尽可能接近，这就需要一个很大尺寸的管道井；而后者却相反，由于它的送风点和排风点可以分开使得管道井可以化整为零，从而给平面布置提供了更大的灵活性。

1.3 正确的分区

要实现正确的分区，一个关键的因素在于把实验区和非实验区分开，并对它们各自实行单独控制。通常实验区对于空调、通风、温度控制有着比较严格的要求，而非实验区则有着更大的灵活性，往往就是实现高效节能的突破口。如某综合大学分校建筑设计中，对实验区和非实验区进行了明确划分。区域一为包括辅助用房在内的实验区，区域二为包括办公、会议、公共活动区在内的非实验区。实验区采用严格的机械通风，而非实验区则以自然通风为主，设置可开启窗扇，加大窗户面积，尽可能多的引入自然光线，同时设置必要的遮光设施避免眩光。此外，室内材料采用温暖的木材，室外设屋顶花园，这些都旨在创造一个亲切、舒适的人性化空间。

1.4 外皮设计

外皮的设计和气候、自然的影响密切相关。比如，需要考虑由于太阳的辐射对建筑形成的高热负荷以及采用何种朝向和怎样的体量可以有效地避免这个问题。由于此类建筑中90%的耗能都直接体现在人员的使用耗能，因此如何在有效降低用电负荷的同时还能维持视觉和温度上的舒适度就变得非常关键。好的外皮设计可以在适当的区域最大化地引入日光和自然通风，同时有效控制眩光和辐射热。如一些大学校园在研究区域的西面设置走道，它作为一条缓冲地带有效地抵御了强烈的西晒。

1.5 日光的引入

外墙的设计应该最大化地引入日光。窗户的高度越高，能够到达房间内部的光线越深，从而减少了人工照明的要求。此外，室内设置遮光设施可以有效地控制眩光。一般来说，光线可以到达的深度是窗户高度的2-2.5倍。人工照明的耗电量是总耗电量的8%-20%。如果可以最大化地引入自然光，则可以实现

15%-20%的节能。室内净高，主要机械通风管道的放置，以及建筑外皮的结构高度都是实现日光最大化的主要因素。如果可以把通风管道集中在房间中心部，这样就可以只在中心部降低天花板高度，从而最大化地从周边引入日光。如某大学分校的中庭为大楼的心脏提供了大量的自然光，同时它的可调节木格栅以及遮光设施又有效地控制了眩光。

2 工程案例分析

2.1项目概况

某农业大学是一所有50多年办学历史的省属高等学校，为改善办学条件，校园规划总面积达212.3hm2。最近规划的第2教学区靠近现有校区的北侧。拟建工学楼分两期建设，一期工程包括资源环境学院和食品科技学院，二期工程包括工程技术学校、东方。科学学院和公共部分。工学楼规划用地面积24146m2，设计总建筑面积28009m2，为6层钢筋混凝土结构，建筑总高度控制在24m以内，总平面如图1。

图1 总平面图

2.2 绿色设计策略

对建筑设计手法的确定，首先考虑的是建筑的地域气候适应性，对建筑而言，气候作为重要的环境因素，深深地影响着地域建筑文化的形成，因此，气候、阳光、温度等自然地理条件将无可置疑地成为建筑设计的一个基本出发点，通过建筑朝向（总平面）、剖面形式、平面布局、体量造型、空间组织和细部设计的确定，表达出它对所处自然环境的一种被动的、低能耗的正确反应。同时，生态气候感应理论强调人与外在环境的联系，建筑内的使用者应该能够感受到外界环境的变化以及四季的更替，而这种感受会令每个使用者产生一种充满活力的新的空间体验。

2.2.1 自然采光设计

为了最大量地利用自然光，设计师将工学楼主体设置为两条东西长轴的长条形体量，在南立面侧窗上部、位于眼睛高度之上的位置设置了反光板。在冬季，由于太阳高度角较低，反光板能有效地反射阳光，将直射日光通过顶棚反射到室内深处，把本该照到近窗处的光线折射到室内天花板再漫射向室内远窗处，提高临近内墙空间的照度，同时降低窗口部位的亮度，使整个室内光线分布更加均匀，同时，太阳辐射热提高室内温度，降低采暖负荷；在夏季，反光板则起到遮阳板的作用，防止直射日光引起室内过热，降低空调制冷负荷（图2）。