可持续思想中的小学校园建筑研究

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引言

人类社会对与能源的恶性开发和过度索取，不仅直接导致了生态危机的出现，也逐渐引发了人们对可持续发展理念的思考。可持续建筑，作为一种基于可持续发展思想产生的建筑设计理念，一方面可以减少施工过程中的能源损耗，另一方面也可以在建筑的整个生命周期中保持良好的生态环境。目前，建筑行业已成为我国三大能源使用领域之一，每年在建设工程中产生的能源损耗占总能耗的30%左右，基于这一现状，我国政府大力支持可持续建筑的整体发展，但这种政策上的支持以及技术上的引导目前还主要集中在住宅建筑和大型公共建筑领域，对中小学校园建筑的关注存在一定不足。根据英国建筑研究协会的研究显示，如果学校可以采用一定的节能措施，每年可减少排放100万吨的CO2，并为地方议会节省6000万英镑，由此可见，在能源资源日益紧张的今天，针对中小学校园建筑的可持续研究显得尤为重要。由于历史遗留原因，长期以来缺乏对夏热冬冷地区建筑节能设计的研究与应用，导致该地区大量的既有建筑并没有进行节能设计，属于高能耗建筑。综上所述，本文以夏热冬冷地区为例，通过对合肥市若干中小学校园建筑的调研，以及对优秀可持续建筑设计案例的学习，从现有的可持续建筑设计一般性方法理论中提炼出适用于中小学校园建筑的专有策略，具有一定的现实意义。

1现有中小学校园建筑的不足

1.1缺乏合理的规划设计，导致资源上的浪费

早期建设的部分中小学校园，由于没有进行合理的校园规划设计，随着时间的推移，逐渐出现教学用地及教学用房紧缺的情况，而扩建教学用房，要么，只能占用校园内部原有的绿地空间；要么，只能另寻校区，导致教学资源上的浪费。以合肥市科大附中为例，从最初的科大附中东区校区扩张到科大附中南区校区，最终又由于两处校区不方便统一管理，将东区的学生迁至南区，东区校园拆迁以作他用。总体而言，校园的拆迁以及重建，不仅是一种资源上的浪费，也会出现诸多难以预料的社会问题，例如在合肥市南门小学5～6年级搬迁至原八中老校区的过程中，因为新校区装修未完工气味难闻，甚至一度出现了家长拦在桐城路上抵制搬迁校区，是一种典型的不符合可持续发展思想的做法。

1.2教学建筑设计中的不足，导致高能耗的产生教学建筑产生高能耗主要有以下四点原因

（1）教室单元在设计中，开间大而进深长，自然通风采光效果差；（2）教学建筑中极少采用地源热泵技术等生态策略，仅靠空调系统调节冬夏季的恶劣气候；（3）建筑设计中缺少对夏热冬冷地区西晒现象严重的回应（如竖条窗设计、侧向遮阳板设计等等）；（4）建筑墙体保温性能差，从而导致冬季能耗较高。1.3可持续技术及设计的缺失可持续技术及设计的缺失主要有以下两点原因：（1）历史原因：我国1996年才正式引入“绿色校园”这一概念，目前可持续中小学建筑也未形成一套系统的指导理论与设计方法。在中小学建筑设计中，大多欠缺对可持续技术的考虑，偶有进行绿色设计的，也以国外的可持续设计案例为参考，在实际使用中很难适应我国的具体情况，尤其是夏热冬冷地区的特殊气候条件。（2）经济原因：以2009年为例，我国的教育投入仅占GDP的2.41%，远低于欧美等西方发达国家。教育经费的不足，直接导致了很少有中小学建筑在设计之初就考虑到可持续技术的应用。

2北京四中房山校区案例分析

北京四中房山校区坐落于西南五环外的一个新城中心，其规划总建筑面积为54414㎡，地下一层、地上六层。建筑功能包括教学楼、宿舍楼、图书馆、体育馆、食堂。借用孔子“习礼大树下，授课杏林旁”的典故，生动地描绘了一幅以自然为课堂、在自然中讲习的教学场景。而如今的城市学生长期困于书本与教室中，已然与自然空间产生了深深的隔阂。房山校区为了消减这种隔阂，不仅在美学层面与第一自然建立了积极的联系，还创造了以“花园学校”为主题的第二自然：（1）与第一自然的联系：为了最大程度上地利用自然通风和自然采光，同时尽可能地减少冬夏两季的冷热负荷，被动式的节能设计策略被尽可能地运用到了设计的方方面面之中，大到校园规划中建筑布局和几何形态的总体控制，小到单体设计中窗户遮阳的细部设计。（2）对第二自然的创造：一方面是在垂直方向上创造了多层次的地面空间，另一方面是将教学楼屋顶设置为供学生学习、实践及体验的农场空间。大地、屋顶农场以及处于它们之间的“花园空间，相互渗透，相互连接，体现创造第二自然的多种可能性。

3中小学校园设计中的可持续策略

3.1校园的开发性

这里的“开放性”是指以可持续思想的角度考虑校园规划，也是一种对社会效应的回应。开放校园通过规划将学校作为社区生活的核心结构，赋予其更多的社会职能，形成学校与社区环境间紧密的合作关系，从而实现二者在资源上的共享。具体而言，可以通过对教学活动的私密性进行分级，将校园分层级地对社区生活和社会生活开放，例如局部开放校园中的活动中心和室外场地。

3.2对场地的回应

在现有条件下充分利用基地内的地形地貌，合理调整场地内的竖向标高设计，避免过多的土方改造。例如重庆市梁平县新金带小学，为了尽可能减少对基地原有生态系统的破坏，建筑师决定保留校园基地中央3000㎡的农田，将之作为孩子们的“playground”，以及该区域内小动物们的栖身之所。整个校园总体规划以此为中心，建筑呈现分散布局，组群之间通过连廊和一个200m的环形架空走廊连接。这一布局将对高低起伏的基地的改动减到最小，同时最大程度地扩大了学生与生态环境互动的可能性（见图3）。

3.3总体规划措施

为青少年营造宜人的建筑物理环境应当是单体建筑设计的首要考虑要素。夏热冬冷地区的独特气候特点，决定了该地区对太阳的利用是以夏季“防”冬季“用”为主。因此在建筑布局中应当结合气候条件综合考虑建筑朝向和布局方式：（1）夏热冬冷地区的理想朝向为正南北朝向，这样可以同时获得南向日照和北向自然光源；（2）在布局方式上应该重点考虑防西晒问题，例如减少开窗面积、改变窗户朝向或是采用双层玻璃幕墙等等；（3）除此之外，可以综合考虑适宜的布局方式，利用建筑的阴影相互遮阳。

3.4室内环境改善措施

针对夏热冬冷地区的具体气候特点，既可以利用地形中的诸多自然要素调节校园环境微气候，也可以设置地源热泵技术和独立VRV空调系统等主动式的生态策略改善室内环境。除此之外，设置双层换气幕墙、屋顶太阳能光电板以及双层封闭屋顶，也可以起到良好的调节效果（见图4）。

3.5节水可持续设计

以北京四中房山校区为例，建筑师在场地铺装设计中使用地面透水砖从而减少地表径流，同时，三个位于地下的大型雨水回收设置从操场回收利用雨水，用于灌溉农田和花园。事实上，房山校区整个校园可以被理解为一个完整的生态系统，雨水自屋顶留下后，经地面透水砖渗透后通过地下雨水回收设置统一收集，再用于灌溉农田和花园。从屋顶农场到中间地带的“花园空间”再到地面绿化，房山校区的可持续设计不再只是停留于纸上谈兵，也不是从景观层面上对场地的修补，而是参与到整个校园生态系统的平衡中去，鼓励师生的介入和使用，从而使得可持续建筑设计被赋予一种新的教育意义，抑或是社会价值。

4结语

当下，环境污染和能源紧缺的问题依然广泛存在，尤其对于气候条件相对特殊的夏热冬暖地区。可持续思想的普及有助于加强国民总体生态意识，而可持续中小学校园建筑的推广，不仅可以为青少年提供一个积极融入大自然、学习和了解保护环境的场所，同时也能以校园本身作为生动的教材，帮助他们更好地理解建筑与自然和谐共存的思想，并将这种思想传递给更多的人们，这既是可持续中小学校园建筑的特殊所在，也是研究其的意义所在。

参考文献：

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作者:许婧婧 单位:合肥工业大学