綠色生態校園的建筑設計研究

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建筑是校園中的重要組成部分,其不僅為師生提供功能性教學環境,而且還是一道校園風景。校園建筑與其他的建筑有所不同,它還要將學校歷史特征體現出來,以使校園環境因建筑的存在而形成特有的文化氛圍。基于生態環境保護的理念,校園建筑在設計的過程中要考慮到其功用性,還要做到資源節約,以降低校園建筑成本,與校園環境景觀相協調。建立在綠色生態環境條件下的綠色生態校園成為目前的校園建設主題,使教師和學生在優美而怡人的校園環境中生活和學習,有利于促進校園人文環境的和諧。綠色生態校園中建筑,無論是建筑結構布局,還是建筑設計,都要從綠色生態的角度出發,使得校園建筑符合生態學的基本規律。綠色生態校園在校園規劃上運用了現代生態學的方法,在校園建設和管理上融入環境友好因素,將校園生活和學習相融合。

1以可持續發展設計理念為指導思想的綠色生態校園

按照可持續發展理念,綠色建筑作為一種建筑設計要求,需要建筑行業在建筑設計觀念上,還使專業技術水平上都要有所突破。迎合可持續發展的理念,綠色建筑是建立在環境保護的基礎上的,相比較于傳統建筑,在材料的使用和建筑功能設計上,要提高可再生資源的利用率,以使建筑投入使用后能夠提供更為舒適的空間[1]。綠色建筑是相對于傳統建筑而言的,傳統建筑的建設和投入使用過程中,不僅要消耗大量的原材料和各種能源,而且還嚴重污染了自然生態環境。特別是在校園規劃中,傳統建筑不僅使用成本高,而且對于校園生活造成諸多影響。綠色生態校園的建立,對于建筑設計以高標準和高要求。綠色生態校園建筑設計是建立在可持續發展理念上的,通過綠色建筑設計塑造校園生態和諧環境。目前中國校園建設中,雖然基于綠色生態設計理念對于校園規劃和建設以改進,但是嚴格而言,校園建筑設計所體現出來的新的設計思維模式雖然已經在很大程度上促進了自然生態的和諧,但是,距離綠色生態校園標準相去甚遠。綠色生態校園建筑設計是節約型校園建筑設計,在校園規劃中,要最大程度地降低對自然生態資源的依賴,對于各項資源,包括水資源、能源以及材料等等,都要力求節約。建立在低碳經濟和可持續發展理念基礎上的校園建筑設計是基于節約理念建立起來的,其中的專業技術和管理方式都要做到高效、健康,通過降低污染,促進人與自然的和諧。綠色生態校園是建立在可持續發展設計理念基礎上的,按照生態學原理,可持續發展要基于人與自然的和諧而展開,那么,構建生態型校園則需要建筑設計合理,降低建筑運營和管理過程中對于環境資源做造成的負擔,促進校園環境與建筑設計的協調性。

2綠色生態校園中的建筑設計需要考慮的問題

2.1建筑設計中要考慮建筑資源的高效利用

綠色生態校園中的建筑設計,需要將綠色建筑觀引入其中,要求建筑設計師不僅從綠色生態的角度實現建筑設計的創新,而且設計觀念要與時代同步。綠色建筑觀的核心內容就是促進環境的可持續發展,那么在建筑設計中,在重視建筑功能性和實用性的同時,更要注重校園環境的和諧度,從現代的低碳審美角度,要求建筑不僅要美觀,還要符合環境保護標準。這就需要建筑設計師對于建筑資源要高效利用,從自然生態環境保護的角度出發,將綠色生態校園中的建筑設計作為一項系統性工程展開[2]。

2.2建筑設計中要考慮到節能降耗

從綠色生態校園的角度而言,按照綠色建筑觀進行校園環境設計,就是要求在校園建筑設計過程中,將綠色建筑觀融入到每一個環節中,更要考慮到綠色生態校園的設計規劃和建筑在校園中的布局,以避免由于建筑設計的不合理而導致校園環境對于師生產生影響。學校的建筑設計都是按照標準的設計規范來完成的,特別是校園中的教學樓設計,要與整個的綠色生態校園規劃相得益彰,其中除了建筑設計理念、建筑在校園中的布局以及所采用的建筑材料之外,還包括各種建筑基礎性配套設施等等,都要按照提高資源使用效率的角度出發進行建設,對于建筑設計要做好環境評價是非常必要的[3]。校園中的教學樓設計僅僅是局部設計的綠色建筑,其中尚存在著與綠色建筑系統無法協調的地方。因此,設計人員在對教學樓設計中,要對于教學樓周圍的校園環境乃至學校周邊的環境都要有所熟悉,并以生態環境保護為目標予以定位,以促進教學樓的設計符合綠色環保要求,且能夠獲得良好的效果。綠色生態校園的建筑是一個整體的系統,要做到綠色建筑設計切實可行,就要將綠色觀注入到子系統中,通過子系統建立起關聯,就可以高效運行,每一個設計環節都考慮到節能降耗,為建筑節省能量。

2.3建筑設計中要考慮到自然資源合理利用

綠色生態校園的建筑設計中,以綠色建筑觀為原則,就要對于建筑所處校園環境有所考慮,特別是教學環境決定了建筑設計手法。地理環境對于建筑設計起到決定性作用,需要建筑設計中,要對地形資源合理利用,諸如,綠色生態校園的教學樓設計,要選擇使用節能材料,還要考慮到當地的自然資源,要求教學樓要具有良好的自然通風效果,良好的自然采光條件[4]。設計內容要冬暖夏涼,以降低能源消耗。在合理利用自然資源的同時,還要有限選擇本地區材料。建筑設計手法生,要做到傳統而有效利用資源。要做到建筑神態節能,還要對于建筑的形態進行調整,避免綠色生態校園中過多的人工環境塑造,以降低建筑綜合成本,保留自然生態不被破壞,有利于校園環境的可持續發展。

3綠色生態校園內的建筑設計

3.1綠色生態校園的建筑用地規劃

按照綠色生態理念對于校園中的用地進行規劃,要根據校園建筑和道路的分布情況進行設計,包括校園內的建筑、體育場地、校園綠化、道路規劃以及廣場設置、停車場等等。對于這些校園構成元素,要合理布局,無論是地上空間,還是地下空間,都要合理利用起來,更要做到節約用地。學校土地存在著一定的局限性,需要提高利用率[5]。關于綠色生態校園的用地使用,有關部門作出了詳細規定,要求建筑用地要發揮多中可利用加之,諸如學校教學樓和輔助用房、學校的行政辦公用房等等所有的建筑用地,不僅要計算建筑本身所占有的用地范圍,還要計算至臺階、坡道和散水外緣。通常建筑的用地面積的計量范圍需要界定到路面、廣場或者停車場的外緣。校園內除了建筑之外,還有道路、廣場以及停車場等等,要發揮其生態效應,就要從安全、便利的角度出發,將車道設計細化,包括步行道、機動車道、消防車道要分開設計,不可以出現道路沖突[6]。

3.2綠色生態校園的教學用房設計

校園中的教學樓以及輔助用房是重點建筑,主要包括教學使用的普通教室、專用教室,還包括有公共教學用房以及輔助用房。在教學樓以及輔助用房中,適應教學空間需要,要將各種設備設施的官網布線都要設置在隔墻內,包括水、暖、氣、電以及各種通信設備等等,都要根據教學使用空間做出調整。基于教學樓以及輔助用房的特殊使用功能,要求窗戶的設計過程中要重點考慮到采光,窗玻璃要能夠滿足教學要求,不可以一味地從外觀角度出發采用彩色玻璃。關于教學樓的外窗設計都要按照國家現行有關建筑節能標準的規定,包括采光、保溫、遮陽,建筑的隔熱、散熱等等都要符合要求。教學樓的室內地面要采取防潮技術處理。特別是北方地區的學校,教學樓的室內地面地面應采取保溫措施。做好隔音處理對于教學樓設計是極為重要的,特別是走道的頂棚以及墻壁,要要做好吸聲處理[7]。

3.3綠色生態校園的建筑室內環境設計

建筑室內環境以采光、通風控制為主要內容。根據建筑的使用功能,在采光設計上要做出調整。如果校園的建筑設計為南向外廊式布局,為了室內獲得良好的采光效果,就需要該選擇以北向窗為主要采光面。對于教學樓而言,不同的教學性質對于教室的采光要求也會有所不同[8]。比如,美術教室對于采光度要求很高,按照教室采光標準,平均采光度為300lx即可發揮教室的使用功能,但是如果是機房、管道以及樓梯和電梯間等等,則屬于是不需要采光的建筑空間。那么,美術教室就要選擇采光度很好的位置,而機房、管道以及樓梯和電梯間等最好是設計在建筑物的西北面,以避免阻擋太陽直接照射。為了使建筑能夠獲得良好的通風效果,在建筑外窗的設計上,要按照建筑節能規定,使建筑物在使用過程中,通風換氣效果良好,而且能夠起到保溫、遮陽、隔熱和散熱的作用。綠色建筑觀要求建筑通風以自然通風為主,這就需要采用科學合理的通風設計,使得通風設計更為理性化,更好地發揮室內溫度控制的作用。綠色生態校園的建筑物的通風設計為了獲得自然通風效果,可以使風口處于外圍護結構的下部,在內走道墻上部設計有排風口,排風口的面積為普通房間面積的1/30。對于特殊的學校用房,諸如化學與生物實驗室、藥品的儲藏室等等,都需要強排風系統設計,采用機械排風通風的排風率要超過75%。排風口要設計在高于地面2.5米之處,還要注意風口形式,在設計時要考慮到抗風性和防塵性,因此要合理設置防塵裝置[9]。

3.4綠色生態校園的建筑設備設計

綠色生態校園的建筑設計中,建筑設備的設計是最為值得關注的。學校在運行的過程中,設備使用效率直接決定了能源消耗。那么,在建筑設備設計中,要注重供電設施和線路的安全性,在供電設計和配電設計上,都需要通過總配電裝置和總電能計量裝置實施用電設備統一管理,以建筑的照明用電和動力運行良好[10]。為了提高建筑的照明效果,學校要將配電系統的豎向貫通井道以及配電設備位置都預留出來,建筑室內的線路敷設以室內鋪設為主。照明線路要做好支路控制,一般控制范圍為2個教師或者3個教室。對于教室意外的照明線路,諸如樓梯、走道和門廳等等,都要集中控制。對于具有特殊功能的通道,諸如疏散走道、樓梯等等,要設計單獨供電線路,并做好燈光疏散指示標志,以應急照明。教室的燈具不得采用裸燈,要安裝高效率燈具,無眩光燈具最佳。照明光源最宜選擇細管徑稀土三基色熒光燈,顯色指數Ra大于80。如果教室對于識別顏色有高要求,則需要選擇高顯色性光源,顯色指數Ra要大于90。綠色生態校園的建筑設備設計上,可以引用智能化系統,配備有計算機網絡控制室、通信網絡系統、有線廣播及擴聲系統以及視聽教學系統等等。由于智能化系統的機房所發揮的特殊功能,加之各種設備對于環境的特殊要求,因此所設置的位置要避開衛生間、浴室或其他經常可能積水場所的正下方。在布線上,要將智能化系統設備所需布線通道預留出來。在機房的設計上,地面為架空地板,通常機房的設計高度要超過2.50米。由于智能化系統的能源消耗量大,且布線復雜,因此,在組網的時候,需要采用專業的線纜[11]。在綠色生態校園中,廣播系統的設計直接關乎到校園風貌。在設計中,要考慮到教學樓以及輔助用房的需要,校園操場也需要具有良好的廣播效果。因此,在校園的影響位置都要設計有廣播支路和揚聲器。建筑室內的揚聲器安裝,高度要超過2.40米,線路以暗敷為主。播送學校作息的揚聲器要設置在走道等等的公用場所。按照生態建筑設計理念對于建筑設備進行智能化設計,合理的設置和線路敷設,不僅可以提高設備的使用效率,還可以智能控制,以使校園環境資源和能源得以優化。隨著建筑能源的利用率提高,可以獲得良好的能源節約效果。

4結語

綜上所述,隨著環境保護意識的增強,中國的校園設計逐漸建立起綠色生態校園新理念。建筑的能源消耗較大,且對于周圍環境具有一定的影響力。校園中的各種建筑要采用綠色建筑觀進行設計,就需要從時代的角度出發創新校園建筑設計,同時還要充分考慮到校園建筑的使用功能。教學樓是校園的主樓,其設計是否合理直接關乎到學校的教學環境。采用綠色設計理念,就需要考慮到建筑物的通風、采光以及建筑輔助設備的設計,促進建筑與校園環境的協調,以做到高效節能。

作者：楊道訓 單位：泰安市城市建設設計院