绿色生态校园的建筑设计研究

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建筑是校园中的重要组成部分,其不仅为师生提供功能性教学环境,而且还是一道校园风景。校园建筑与其他的建筑有所不同,它还要将学校历史特征体现出来,以使校园环境因建筑的存在而形成特有的文化氛围。基于生态环境保护的理念,校园建筑在设计的过程中要考虑到其功用性,还要做到资源节约,以降低校园建筑成本,与校园环境景观相协调。建立在绿色生态环境条件下的绿色生态校园成为目前的校园建设主题,使教师和学生在优美而怡人的校园环境中生活和学习,有利于促进校园人文环境的和谐。绿色生态校园中建筑,无论是建筑结构布局,还是建筑设计,都要从绿色生态的角度出发,使得校园建筑符合生态学的基本规律。绿色生态校园在校园规划上运用了现代生态学的方法,在校园建设和管理上融入环境友好因素,将校园生活和学习相融合。

1以可持续发展设计理念为指导思想的绿色生态校园

按照可持续发展理念,绿色建筑作为一种建筑设计要求,需要建筑行业在建筑设计观念上,还使专业技术水平上都要有所突破。迎合可持续发展的理念,绿色建筑是建立在环境保护的基础上的,相比较于传统建筑,在材料的使用和建筑功能设计上,要提高可再生资源的利用率,以使建筑投入使用后能够提供更为舒适的空间[1]。绿色建筑是相对于传统建筑而言的,传统建筑的建设和投入使用过程中,不仅要消耗大量的原材料和各种能源,而且还严重污染了自然生态环境。特别是在校园规划中,传统建筑不仅使用成本高,而且对于校园生活造成诸多影响。绿色生态校园的建立,对于建筑设计以高标准和高要求。绿色生态校园建筑设计是建立在可持续发展理念上的,通过绿色建筑设计塑造校园生态和谐环境。目前中国校园建设中,虽然基于绿色生态设计理念对于校园规划和建设以改进,但是严格而言,校园建筑设计所体现出来的新的设计思维模式虽然已经在很大程度上促进了自然生态的和谐,但是,距离绿色生态校园标准相去甚远。绿色生态校园建筑设计是节约型校园建筑设计,在校园规划中,要最大程度地降低对自然生态资源的依赖,对于各项资源,包括水资源、能源以及材料等等,都要力求节约。建立在低碳经济和可持续发展理念基础上的校园建筑设计是基于节约理念建立起来的,其中的专业技术和管理方式都要做到高效、健康,通过降低污染,促进人与自然的和谐。绿色生态校园是建立在可持续发展设计理念基础上的,按照生态学原理,可持续发展要基于人与自然的和谐而展开,那么,构建生态型校园则需要建筑设计合理,降低建筑运营和管理过程中对于环境资源做造成的负担,促进校园环境与建筑设计的协调性。

2绿色生态校园中的建筑设计需要考虑的问题

2.1建筑设计中要考虑建筑资源的高效利用

绿色生态校园中的建筑设计,需要将绿色建筑观引入其中,要求建筑设计师不仅从绿色生态的角度实现建筑设计的创新,而且设计观念要与时代同步。绿色建筑观的核心内容就是促进环境的可持续发展,那么在建筑设计中,在重视建筑功能性和实用性的同时,更要注重校园环境的和谐度,从现代的低碳审美角度,要求建筑不仅要美观,还要符合环境保护标准。这就需要建筑设计师对于建筑资源要高效利用,从自然生态环境保护的角度出发,将绿色生态校园中的建筑设计作为一项系统性工程展开[2]。

2.2建筑设计中要考虑到节能降耗

从绿色生态校园的角度而言,按照绿色建筑观进行校园环境设计,就是要求在校园建筑设计过程中,将绿色建筑观融入到每一个环节中,更要考虑到绿色生态校园的设计规划和建筑在校园中的布局,以避免由于建筑设计的不合理而导致校园环境对于师生产生影响。学校的建筑设计都是按照标准的设计规范来完成的,特别是校园中的教学楼设计,要与整个的绿色生态校园规划相得益彰,其中除了建筑设计理念、建筑在校园中的布局以及所采用的建筑材料之外,还包括各种建筑基础性配套设施等等,都要按照提高资源使用效率的角度出发进行建设,对于建筑设计要做好环境评价是非常必要的[3]。校园中的教学楼设计仅仅是局部设计的绿色建筑,其中尚存在着与绿色建筑系统无法协调的地方。因此,设计人员在对教学楼设计中,要对于教学楼周围的校园环境乃至学校周边的环境都要有所熟悉,并以生态环境保护为目标予以定位,以促进教学楼的设计符合绿色环保要求,且能够获得良好的效果。绿色生态校园的建筑是一个整体的系统,要做到绿色建筑设计切实可行,就要将绿色观注入到子系统中,通过子系统建立起关联,就可以高效运行,每一个设计环节都考虑到节能降耗,为建筑节省能量。

2.3建筑设计中要考虑到自然资源合理利用

绿色生态校园的建筑设计中,以绿色建筑观为原则,就要对于建筑所处校园环境有所考虑,特别是教学环境决定了建筑设计手法。地理环境对于建筑设计起到决定性作用,需要建筑设计中,要对地形资源合理利用,诸如,绿色生态校园的教学楼设计,要选择使用节能材料,还要考虑到当地的自然资源,要求教学楼要具有良好的自然通风效果,良好的自然采光条件[4]。设计内容要冬暖夏凉,以降低能源消耗。在合理利用自然资源的同时,还要有限选择本地区材料。建筑设计手法生,要做到传统而有效利用资源。要做到建筑神态节能,还要对于建筑的形态进行调整,避免绿色生态校园中过多的人工环境塑造,以降低建筑综合成本,保留自然生态不被破坏,有利于校园环境的可持续发展。

3绿色生态校园内的建筑设计

3.1绿色生态校园的建筑用地规划

按照绿色生态理念对于校园中的用地进行规划,要根据校园建筑和道路的分布情况进行设计,包括校园内的建筑、体育场地、校园绿化、道路规划以及广场设置、停车场等等。对于这些校园构成元素,要合理布局,无论是地上空间,还是地下空间,都要合理利用起来,更要做到节约用地。学校土地存在着一定的局限性,需要提高利用率[5]。关于绿色生态校园的用地使用,有关部门作出了详细规定,要求建筑用地要发挥多中可利用加之,诸如学校教学楼和辅助用房、学校的行政办公用房等等所有的建筑用地,不仅要计算建筑本身所占有的用地范围,还要计算至台阶、坡道和散水外缘。通常建筑的用地面积的计量范围需要界定到路面、广场或者停车场的外缘。校园内除了建筑之外,还有道路、广场以及停车场等等,要发挥其生态效应,就要从安全、便利的角度出发,将车道设计细化,包括步行道、机动车道、消防车道要分开设计,不可以出现道路冲突[6]。

3.2绿色生态校园的教学用房设计

校园中的教学楼以及辅助用房是重点建筑,主要包括教学使用的普通教室、专用教室,还包括有公共教学用房以及辅助用房。在教学楼以及辅助用房中,适应教学空间需要,要将各种设备设施的官网布线都要设置在隔墙内,包括水、暖、气、电以及各种通信设备等等,都要根据教学使用空间做出调整。基于教学楼以及辅助用房的特殊使用功能,要求窗户的设计过程中要重点考虑到采光,窗玻璃要能够满足教学要求,不可以一味地从外观角度出发采用彩色玻璃。关于教学楼的外窗设计都要按照国家现行有关建筑节能标准的规定,包括采光、保温、遮阳,建筑的隔热、散热等等都要符合要求。教学楼的室内地面要采取防潮技术处理。特别是北方地区的学校,教学楼的室内地面地面应采取保温措施。做好隔音处理对于教学楼设计是极为重要的,特别是走道的顶棚以及墙壁,要要做好吸声处理[7]。

3.3绿色生态校园的建筑室内环境设计

建筑室内环境以采光、通风控制为主要内容。根据建筑的使用功能,在采光设计上要做出调整。如果校园的建筑设计为南向外廊式布局,为了室内获得良好的采光效果,就需要该选择以北向窗为主要采光面。对于教学楼而言,不同的教学性质对于教室的采光要求也会有所不同[8]。比如,美术教室对于采光度要求很高,按照教室采光标准,平均采光度为300lx即可发挥教室的使用功能,但是如果是机房、管道以及楼梯和电梯间等等,则属于是不需要采光的建筑空间。那么,美术教室就要选择采光度很好的位置,而机房、管道以及楼梯和电梯间等最好是设计在建筑物的西北面,以避免阻挡太阳直接照射。为了使建筑能够获得良好的通风效果,在建筑外窗的设计上,要按照建筑节能规定,使建筑物在使用过程中,通风换气效果良好,而且能够起到保温、遮阳、隔热和散热的作用。绿色建筑观要求建筑通风以自然通风为主,这就需要采用科学合理的通风设计,使得通风设计更为理性化,更好地发挥室内温度控制的作用。绿色生态校园的建筑物的通风设计为了获得自然通风效果,可以使风口处于外围护结构的下部,在内走道墙上部设计有排风口,排风口的面积为普通房间面积的1/30。对于特殊的学校用房,诸如化学与生物实验室、药品的储藏室等等,都需要强排风系统设计,采用机械排风通风的排风率要超过75%。排风口要设计在高于地面2.5米之处,还要注意风口形式,在设计时要考虑到抗风性和防尘性,因此要合理设置防尘装置[9]。

3.4绿色生态校园的建筑设备设计

绿色生态校园的建筑设计中,建筑设备的设计是最为值得关注的。学校在运行的过程中,设备使用效率直接决定了能源消耗。那么,在建筑设备设计中,要注重供电设施和线路的安全性,在供电设计和配电设计上,都需要通过总配电装置和总电能计量装置实施用电设备统一管理,以建筑的照明用电和动力运行良好[10]。为了提高建筑的照明效果,学校要将配电系统的竖向贯通井道以及配电设备位置都预留出来,建筑室内的线路敷设以室内铺设为主。照明线路要做好支路控制,一般控制范围为2个教师或者3个教室。对于教室意外的照明线路,诸如楼梯、走道和门厅等等,都要集中控制。对于具有特殊功能的通道,诸如疏散走道、楼梯等等,要设计单独供电线路,并做好灯光疏散指示标志,以应急照明。教室的灯具不得采用裸灯,要安装高效率灯具,无眩光灯具最佳。照明光源最宜选择细管径稀土三基色荧光灯,显色指数Ra大于80。如果教室对于识别颜色有高要求,则需要选择高显色性光源,显色指数Ra要大于90。绿色生态校园的建筑设备设计上,可以引用智能化系统,配备有计算机网络控制室、通信网络系统、有线广播及扩声系统以及视听教学系统等等。由于智能化系统的机房所发挥的特殊功能,加之各种设备对于环境的特殊要求,因此所设置的位置要避开卫生间、浴室或其他经常可能积水场所的正下方。在布线上,要将智能化系统设备所需布线通道预留出来。在机房的设计上,地面为架空地板,通常机房的设计高度要超过2.50米。由于智能化系统的能源消耗量大,且布线复杂,因此,在组网的时候,需要采用专业的线缆[11]。在绿色生态校园中,广播系统的设计直接关乎到校园风貌。在设计中,要考虑到教学楼以及辅助用房的需要,校园操场也需要具有良好的广播效果。因此,在校园的影响位置都要设计有广播支路和扬声器。建筑室内的扬声器安装,高度要超过2.40米,线路以暗敷为主。播送学校作息的扬声器要设置在走道等等的公用场所。按照生态建筑设计理念对于建筑设备进行智能化设计,合理的设置和线路敷设,不仅可以提高设备的使用效率,还可以智能控制,以使校园环境资源和能源得以优化。随着建筑能源的利用率提高,可以获得良好的能源节约效果。

4结语

综上所述,随着环境保护意识的增强,中国的校园设计逐渐建立起绿色生态校园新理念。建筑的能源消耗较大,且对于周围环境具有一定的影响力。校园中的各种建筑要采用绿色建筑观进行设计,就需要从时代的角度出发创新校园建筑设计,同时还要充分考虑到校园建筑的使用功能。教学楼是校园的主楼,其设计是否合理直接关乎到学校的教学环境。采用绿色设计理念,就需要考虑到建筑物的通风、采光以及建筑辅助设备的设计,促进建筑与校园环境的协调,以做到高效节能。

作者：杨道训 单位：泰安市城市建设设计院