高职院校实训建筑可持续发展策略研究★

苏雁楠 陆耀敏

(1.广州铁路职业技术学院，广东 广州 510430; 2.广西建设职业技术学院，广西 南宁 530007)



·绿色环保·建筑节能·

高职院校实训建筑可持续发展策略研究★

苏雁楠1陆耀敏2

(1.广州铁路职业技术学院，广东 广州 510430; 2.广西建设职业技术学院，广西 南宁 530007)

为进一步贯彻落实节能减排政策，提高高职院校实训建筑室内热舒适性，从建筑屋面节能改造、外围护隔热保温、采光口布置、自然通风与热能回收利用等方面，探讨了能够有效降低高职院校既有实训建筑能耗的节能设计方案，以促进低碳校园的发展。

高职院校，实训建筑，节能改造，自然采光，围护结构

近几年来，随着我国经济快速发展，国家越来越重视应用型专业技术人才的培养，高职院校招生规模不断扩大，校园面积、学生人数、教职员工人数急剧增多，在公共经费支出方面各高职院校都比过去有了大幅度的提高，特别是能源消耗费用呈倍数增长，用电量巨大，现已成为能源消耗大户。

2012年中国建筑能耗约6.09亿t标准煤，占全国能源消费总量的比重为19.1%[1],作为建筑行业的组成部分，高职院校建筑的空间设计中，应充分考虑建筑的可持续发展性，减少建筑对自然的影响和破坏。实践实训教学是高职教育中职业岗位技术培养的重要组成部分,普遍占到学校教学计划比例的一半以上。实践实训教学建筑的建设是整个高职校园建设的重中之重，如何营造一个科学、合理的实训建筑空间，是建筑节能改造中的一个重要研究课题。

1 高职院校实训教学建筑特点

与本科院校相比，高职院校更加注重技能实践培训，因此实训教学建筑也是高职院校区别于普通高校校园建筑的独特之处。高职院校内的实训教学，将培养适应第一线生产、建设、管理和服务需求的高级技术应用型人才为目标，让学生在实训教师的指导下，在真实的工作环境中，通过模拟工作的方式，进行职业技能训练。

实训建筑是高职教育中承担实训教学的重要场所，与工业建筑类似，拥有超大尺度空间，在设计上与工艺流程上和企业管理紧密结合，但又区别于工业建筑，更加注重对学生实践技能的培养。实训室的空间尺度大小，一般由建筑功能决定：一种是规模和体积较大，设备种类较多，将教学小空间与实训大空间组合起来，布置在一般建筑底层或独立设置的大型实训空间内，可实现教学、实训和生产等多功能的一体化，其单体建筑跨度一般较大；另外一种是规模和尺寸较小，布置在实训楼的中间层或底层，以整层划分，建设标准与普通教室类似的，以专业教学为主的小型实训室。

对于单体实训建筑，一般为长方形或正方形，其内部空间布局，可以按照专业导向分类，也可以按照学科类别分类，合理布局教学与实训空间，体现资源共享。实训教学的设备仪器对环境要求较高，实训建筑的空间设计，首先应满足设备要求和空间使用感受，另外还要满足实训建筑的通风、遮阳、温湿度调节、配电设置、荷载和运输，以及实训室内部装饰材料的抗热防腐等要求。现阶段我国高职院校实训建筑主要功能空间与辅助功能空间面积分配，常见比例为7∶3[2]。

2 高职院校既有实训建筑的突出问题

2.1 关注力度不够

教育部编发的《高职高专院校人才培养工作水平评估方案》中，对实践教学明确规定：各专业都具有必需的实验实训条件，多数专业都建立了稳定的校外实训基地；国务院最新印发《国家教育发展“十三五”规划》中，特别强调了推行产教融合的职业教育模式。因此，高职院校实训建筑设计的规范和变革，也应顺应时代的发展，走向更加专业化的道路。

目前，相比本科院校，高职院校的教育教学需要更多的资源和资金投入，需要更多的硬件设备设施，才能适应职业岗位培训的需求。虽然我国对高职教育的重视程度逐步加深，投资比例逐步加大，但仍不能满足规模日益扩大的高职院校的建设，这就导致了我国高职教育的推动与发展较慢，多数仍处于初步的发展阶段；资源利用率低、配置不平衡、资金少、技术薄弱，大多数高职院校尚未能建立起完善有效的实训基地体系。另外，目前仍未有专门针对高职院校实训建筑设计的规范化体系，并不能满足现阶段高职院校以及教育改革高速发展的需要。

2.2 电热冷负荷大

空调系统能耗占建筑总能耗比重较大，其运行能耗直接影响了建筑总的能耗水平。实训建筑内，大功率设备仪器的使用，会产生大量电热冷负荷，形成巨大的空调能耗，不利于建筑的可持续发展。和办公建筑相比，实训建筑的内部人员热扰较大，也会导致建筑内部温度上升，增大空调冷负荷。

另外，我国大部分高职院校的实训建筑内，仍未能将最新的照明节能灯具很好地应用。对照美国绿色建筑先锋奖评比条例要求，90%以上的使用人应能单独或分组调光以适应个人的需求与爱好[3]，相比之下，我国高职院校实训建筑内绝大部分建筑照明还是使用手工开关控制。如何推广智能照明控制技术及其系统，也是当前节能改造的重点之一。

2.3 可持续发展性不足

目前，我国大部分高职院校的既有实训建筑，主要的不足之处在于实训空间与现在教学模式不适应。一些修建较早的实训建筑，在设计之初仅从满足功能要求角度出发，但随着时代的发展，现代实训教学方法的进步，已不能适用于当前的教学模式和教学标准，其空间规划和建筑设计布局，不能跟随教育和设备的迅速更新而发展，不能与新建建筑成为有机的一体，可持续发展性不足。

3 既有实训建筑的节能改造方案

国内大部分高校的实训建筑，都没有安装空调；或虽然安装了但很少开启，仍以自然通风为主。因此在进行实训建筑节能改造的时候，要着重解决其通风、遮阳、隔热的问题。

3.1 自然采光设计改造

建筑的照度一般是通过人工照明或自然采光获得，而人工照明作为室内热源之一，会增加室内冷负荷，增加建筑对设备的依赖性和建筑能耗，不利于建筑的可持续发展。而合理设计的自然采光，不仅可以增加室内自然采光照度，节约能源，防止污染，还可以提供合适的视觉环境，塑造良好的建筑造型，提高学生的学习效率等。

建筑的采光口，通常按照布置的位置分为侧窗和天窗，侧窗构造简单、布置方便，光线具有方向性，常被实训建筑采用，而天窗则常出现在进深较大的厂房式实训建筑中。在不同地域气候环境下，应设计不同的建筑开窗，虽然天窗较侧窗具有更好的采光均匀性，但南方炎热地区夏季屋面得热量巨大，从热工学角度来看天窗更适合于北方地区，而不利于南方炎热地区的建筑节能。

侧窗的采光效果，影响因素主要是窗地比和采光均匀度。一般根据建筑的不同类型设计不同的窗地比，学校教室的窗地比一般在1/10～1/6之间，而生产车间的窗地比一般在1/6～1/2.5之间。另外，侧窗采光房间的昼光照度随离开窗的距离增大而降低，照度分布很不均匀。为了能够有较好的采光均匀度，单侧采光房间的进深一般不超过窗上沿高度的2倍～5倍为宜[2]。对于高职院校既有实训建筑的节能改造，应综合考虑建筑光、热环境的影响因素，合理检查窗地比、窗户进深和建筑反光遮阳设计，在允许的范围内进行适宜地域气候环境的节能改造，营造良好的实训教学环境。

3.2 自然通风设计改造

自然通风最明显的优势就是能耗极低，在空间利用效率和提高舒适度方面也有着巨大的优势。自然通风主要通过建筑上有目的的开口产生空气流动，形成被动的通风方式。这种空气流动主要是在压差的作用下进行的，建筑的朝向、建筑群的分布、房间的开口和门窗的设置，都会影响自然通风。

由于实训建筑内大功率电热设备众多，合理设计自然通风，将会大大降低空调能耗。既有实训建筑的朝向和建筑群分布已经确定，在节能改造过程中，应结合建筑的朝向和建筑群分布，建设贯穿于室内外的通风管道，随季节的变化手动调节阀门开启方向，保证室内热压通风效果处于最佳状态；也可以根据建筑形态，增加自然通风口，如增设天窗或烟囱等，实现室内通风换气，改善室内空气品质，以最大程度利用自然环境资源，降低建筑能耗。内蒙古工业大学旧厂房改造工程中的自然通风设计，就充分利用了原有建筑构件，如烟囱、地道、排风管道等，结合金属孔板、通风口、通风竖井、可开启窗等，强化了室内的自然通风效果[4]。

3.3 屋面节能设计改造

屋面得热引起的能耗约占建筑总能耗的8%～10%[5]，夏季屋面得热是造成建筑室内冷负荷的主要原因之一。单体大空间实训建筑，会存在大面积完整的建筑屋面，在建筑设计过程中，应充分考虑屋面隔热。

比较常见的屋面节能改造措施，包括增设遮阳板，建立蓄水屋面、种植屋面、反射屋面、通风屋面、通水屋面等。增设遮阳板，可用偏角遮阳形式以降低屋面太阳辐射得热量。对于实训建筑，考虑到一旦既有屋面的防水措施不够完备，将会造成屋面渗漏，影响实训建筑内的设备设施，故不建议采用蓄水屋面，但可根据屋面荷载选择采用种植屋面、反射屋面或通风屋面等，降低建筑能耗。另外，也可选择通水屋面，或在屋面上配置太阳能集热器，将屋面做主动式屋面，主动利用太阳能资源，供给教学和生活使用。

3.4 围护结构的隔热与保温

提高建筑外围护结构的保温隔热效果，可以降低室外热环境对室内的影响，降低室内冷负荷，降低建筑能耗。一般来说，建筑长宽比越大，得热量越多；从采光角度考虑，建筑的进深越大，光线越弱，因此应综合考虑设计建筑长宽比。

在房间宽度保持一定的情况下，窗墙比越大，因热桥引起的传热系数增加比例越大，因此，合理设计改造既有实训建筑的窗墙比，将有利于降低建筑能耗。

与确定采光口面积大小同样重要的是，门窗玻璃材料对节能的影响。因为门窗能耗占建筑总能耗约1/2，是节能的薄弱环节[6]。一般玻璃的传热系数较大，根据气候的不同，宜选择不同种类的玻璃。南方炎热地区宜采用低辐射镀膜玻璃，北方宜选用中空双层玻璃，或利用新型采光方式(导光管采光技术、导光纤维技术等)减少既有实训建筑热量的渗透和传递，达到节能降耗。

另外，不同的外窗遮阳方式，如水平遮阳、垂直遮阳、偏角遮阳、百叶遮阳、综合遮阳等，也能达到降低围护结构夏季得热。

3.5 热能的回收与利用

大部分高职院校的实训设备，在生产实训期间，会产生大量热量，这部分热量的产生，会大大增加室内冷负荷，增加建筑能耗，若能对此部分能源进行利用，将其转化为生活所用，将会使资源得到充分利用的同时，降低建筑能耗。

4 结语

高职院校作为为社会生产培养专业化技能人才的地方，为提高办学水平，除国家应加大投资力度外，在自身建设的过程中，应充分发挥高校自身的优势，紧密结合低碳技术与节能减排，通过对既有实训建筑的采光、通风、围护结构等部分的节能改造，改善室内环境的热舒适性，建设一个低碳的校园，为社会各界起到一个示范带头作用。

[1] 江 亿.中国建筑节能年度发展研究报告2014[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2] 李 远.高等职业技术学院校内实训建筑设计研究[D].重庆：重庆大学硕士论文，2011.

[3] 赵建平,肖辉乾.建筑采光照明技术研究进展[J].建筑科学,2013(10):48-54.

[4] 唐汝宁,马 卿.高校旧厂房改造工程中的自然通风设计[J].暖通空调,2010(4):42-45.

[5] 钱 鹏.建筑屋面节能技术[J].住宅科技,2006(10):31-35.

[6] 黄海静,陈 纲.建筑采光节能设计的整体思维[J].重庆建筑大学学报，2007(4):6-7.

Research on sustainable development strategy of higher vocational college training building★

Su Yannan1Lu Yaomin2

(1.GuangzhouVocationalCollegeofRailway,Guangzhou510430,China; 2.GuangxiPolytechnicofConstruction,Nanning530007,China)

In order to further implementing energy-saving and emission reducing policies and improve vocational college training building indoor heat comfort, starting from aspects of building roof energy saving transformation, enclosure thermal isolation, lighting entrance allocation, natural ventilation and heat recycling, the paper explores energy saving design scheme of effectively reducing vocational college training building energy consumption, with a view to promote the development of low-carbon campus.

vocational college, training building, energy-saving transformation, natural lighting, enclosure structure

1009-6825(2017)09-0180-03

2017-01-16★：广州铁路职业技术学院2016年度院级教科研项目“高校既有建筑的节能改造策略研究”(GTXYY1613)

苏雁楠(1989- )，女，硕士，助理工程师； 陆耀敏(1988- )，女，助理工程师

TU244

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