学校综合教学楼绿色建筑设计之浅见

2018-02-11彭怡敏中南建筑设计院股份有限公司湖北武汉430070

中国房地产业 2018年1期

文/彭怡敏中南建筑设计院股份有限公司湖北武汉 430070

1、前言

建筑行业是支柱工程，对国民经济有很大的作用。而综合教学楼是学校开展教育工作的重要场所，其设计是否符合要求具有非常重要的作用，因此一定要对其进行合理的设计，将绿色建筑理念运用其中，促使学校可持续发展。

2、绿色建筑设计的内涵及特点

绿色建筑设计是未来建筑行业的发展趋势，其被称为可持续发展的建筑。绿色建筑设计就是指以符合自然生态系统客观规律，不损害环境构成为前提，充分利用环境中的各种资源条件，尊重文化，在建筑工程中将人文因素、自然因素以及建筑因素等实现融合，改变传统建筑设计中高能耗、高污染的缺陷，具备安全、健康、宜居功能，对生态系统扰动最小的可持续、可再生及可循环的全生命周期建筑设计。所谓“绿色建筑”，其并不是指一般的小区覆盖的绿植面积的多少，它是一种概念或者说是一种象征，它是指在不影响建筑周遭环境的前提下，满足人们的生理和心理需求的同时，最少的消耗能源和资源，对环境的影响最小，充分利用自然环境资源，是生态节能，回归自然的建筑。它采用先进科学手段，合理地安排并组织建筑与当地自然资源之间的关系，使其与环境之间成为一个有机组合体的构筑物。

3、学校综合教学楼的特点

某综合教学楼，占地面积为800m²，包括教室、教室办公室以及洗手间等。

3.1 综合性

在学科建设中，综合性是新需要，为教育结构的多元化、交叉学科之间的交流沟通以及培养学生等问题上提供了非常好的氛围，与此同时综合性教学楼促使资源利用呈现集约化特征。与分散式教学建筑相比较，集约式施工成本要低些，确效率更高，使用起来更加方便快捷。因此新型的教学楼建筑具有集约式和开放式的建筑环境。

3.2 开放性

现阶段在校园建筑设计方面有很大的转变，以前只看重教学功能，而不重视活动交往功能，现在重点强调校园氛围空间营造。近些年来在进行校园建筑设计的时候，不仅看重校园内部空间结构的营造，还强调其要与环境相融合，重视空间的开放性与可交往性。同时也重视校园与社会之间的交流和便捷，进而空间布局呈现社会化和开放化的特性。

3.3 信息化

现代社会是知识信息时代，信息化在学校教学中也得到了广泛的应用，由老师将学生灌输知识向老师与学生互动方向转变。同时计算机技术的应用，使教学模式发生了改变，改变了以往 “黑板+粉笔”的教学方式，从而教学楼建筑设计更加注重智能化发展，具体表现为：教学楼都配备了多媒体以及多功能阶梯教室，并且有计算机中心，在教学楼的入口处还有液晶显示屏，主要显示教室的安排和使用情况。除此之外，每个教室还有空调、摄像头等电子设备，就能确保教学楼的安全。

4、绿色建筑设计在学校综合教学楼中的应用

4.1 整体控制

（1）合理的朝向和优化的布局设计

在进行教学楼绿色设计时，首先应选择合理的朝向。在遵循校园整体规划的基础上，参考冬夏季主导风向和所处地区日轨分析图得出的最佳朝向使建筑在夏季和过渡季有良好的自然通风，冬季避开寒风侵袭，同时能有效利用自然光。

（2）紧凑的体量组合和高性能的围护结构

由于冬季建筑室内外温差较大，外围护结构热损失占主导地位。因此该区域的教学楼一般采用较为紧凑的体量组合来适应寒冷的气候条件。同时建筑形体对散热量的影响很大程度上取决于围护结构保温性能的优劣。当围护结构的保温性能很差时，增加建筑的体形系数会显著增加散热量，但是对于围护结构保温性能非常好的建筑，体形系数对散热量的影响较小。因此较优化的围护结构保温隔热性能为建筑形式创新提供了保障。

4.2 平面组织

（1）设置热缓冲空间减少外围护结构热损失

平面组织应尽量利用南北向的房间作为主要教学、办公用途;标准教室一般置于南侧采光条件最好的位置以最大化地利用自然光。建筑的室内外过渡空间（如门厅、楼梯间、阳台、地下室、屋顶平台、空中花园等热缓冲区域），一般置于西北角或者东北角等冬夏季热环境较差的位置，作为良好的温度阻尼区（Buffer Zone），以减少围护结构热损失，提升室内空间热舒适度。

（2）置入中庭空间调节室内微气候

利用中庭作为缓冲空间，通过中庭将阳光、植物和新鲜空气引入室内，成为建筑的“绿肺”，是调节室内微气候的重要设计手法。中庭作为现代建筑内部的共享空间，承载了课外教学、课间活动等多种公共功能，在教学楼建筑中应用广泛。对于带中庭的寒冷地区教学楼来说，选择合适尺度和形态的中庭可以合理利用自然光，减少照明能耗;同时可以利用热压通风、中庭绿化、引入水体等方式有效地调节建筑的舒适性。

4.3 空间优化

（1）教室空间优化设计

①教学空间光环境优化

由于教室空间进深较大，室内自然采光照度向进深方向降低趋势明显，室内照度均匀性不够。采光窗的设置有利于教室深处的空间更好地获得自然采光;提高采光窗上沿高度，能够有效地改善教室深处的照度;在此基础上引入反光板装置，室内已基本能满足照度要求，将靠近窗口的天花板适量倾斜，起到增加反光的作用，室内照度条件得到进一步改善。

②教学空间风环境优化

通常情况下，高处的窗多作为排风口;中部的窗能够提供均匀易被察觉的吹风感;低处的窗则相对通风换气效率较低。通过不同高度窗户的组合可以结合风压及热压作用，使室内得到良好的自然通风。

③优化的侧窗形式

以调节室内光环境和风环境舒适性为出发点，合理的侧窗形式应该将观景窗和采光窗分开设置，结合反光板和倾斜天花板进行设计;同时开启观景窗、采光窗和内走廊高侧窗可以营造较好的室内自然通风效果。

（2）中庭空间优化设计

①中庭空间风环境优化

很多建筑中庭都设计成高宽比较小的形态以便利用温室效应来采暖，这种形态会弱化中庭的热压通风效果。因此，可以通过采用突出的屋面造型提供侧向通风、设置烟囱增加出风口的高度、设置倾斜的开启天窗加大顶部排风窗的开口面积等策略以促进热压通风。

②中庭空间光环境优化

中庭成为天然光的收集器和分配器，为教学楼提供了良好的室内采光。教学楼中庭的采光形式主要为屋顶采光。常见的采光顶形式有水平天窗、垂直天窗、斜天窗等。中庭天窗采光面积大，因此需要进行遮阳处理。