寒冷地区教学楼绿色技术分析——以咸阳渭城中学主教学楼为例

林婉秋 陶婷婷

（长安大学 陕西西安 710000）

1 背景分析

1.1 地域特色

陕西省处于中国中部，黄河中部，地域南北长东西窄，地形条件复杂多样，在我国热工分区图中，将全国划分为五个气候分分区，分别是严寒地区，寒冷地区，夏热冬冷地区，夏热冬暖地区，温和地区。咸阳地区属于寒冷地区，冬季寒冷干燥夏季短促炎热，冬夏气温悬殊，因此在设计中应充分满足冬季保温要求，兼顾夏季隔热。

1.2 教学楼建筑使用特点

学校建筑以交通空间为联系手段组织各类房间，是典型的“走道式布局”。走道式常用的两种布局方式的有内廊式和外廊式。渭城中学的主教学楼采用的是内廊式布局。中学作为一类特殊的公共建筑，其功能、空间和布局等各个方面都有着自己的特点，和其他建筑不同的是在使用时段上，住宅建筑要进行全天候的节能考虑，而且重点集中放在夜间这段时间。而学校建筑在使用时段上，主要集中在白天，因此在设计中应主要考虑白天的采光和夏季隔热以及冬季的保温。

2 渭城中学主教学楼分析

陕西省咸阳渭城中学，原名咸阳市第四中学，始建于1954年。1986年改名为咸阳渭城中学。学校地处人民东路中心地段，占地面积30余亩。主教学楼位于整个校园的中心位置，东西走向，层高六层，主要作为高一高二教室，与北面的三层副楼连接。

2.1 空间组织形式

渭城中学主教学楼的空间形式采用单内廊式布局：内廊式建筑的特点主要是以内廊作为连接教室或办公室的水平交通联系方式。这种类型的建筑一般为双侧教室或者双侧办公室。在寒冷地区是比较较常见的，其优点是平面布局紧凑，体形系数相对比较小，能源浪费比较少。

2.2 建筑遮阳

寒冷地区夏季大多干旱少雨，绿色植被比较少，夏日室外温度较高导致地面在很短时间内达到高温且持续时间长，增大建筑的热负荷。为了达到舒适的室内热环境，因此经常需要开电风扇等措施来进行降温或者采取开窗通风和建筑遮阳等简单经济的构造措施：

（1）室内遮阳采用最简单的窗帘遮阳，这种方法简单易行同时又节约能耗，在学校类建筑中采用的非常广泛。

（2）绿化遮阳：绿化遮阳既要满足夏季对建筑的遮阳又不能妨碍冬季对日照采光要求，因此教学楼周边常常选择落叶乔木树种，渭城中学教学楼的南向就种植了柏树，以起到遮阳的效果。

3 存在的不足

通过调查研究，虽然渭城中学主教学楼采用了一些手段来解决自然采光通风的要求，但是还是存在以下问题：

（1）教学楼采用单内廊，北部作为走道，但是北侧的玻璃为单层玻璃，对于寒冷地区冬季而言，不能起到很好的保温作用，南侧的教室虽然供暖，依然起不到很好的蓄热效果。

（2）整个校园绿化面积相对较少，教学楼周围均为水泥铺地，不能起到降温和改变局部气候的作用。

（3）被动式技术采用较少，使得整个建筑耗能过大。

（4）根据调研发现，教室内自然采光不足，即使在白天都要开灯，虽然教室开窗面积不小，但仍不能满足学生正常学习所需的照度。

（5）外围护结构的热工性能较差，传热系数超过规范限制，不利于节约采暖能耗。

（6）教室内热环境存在着夏季室内温度过高的问题，人体感觉不舒适的问题。

（7）学校没有有效的节水措施，且没有对雨水资源进行再生利用。

4 改建措施

针对渭城中学教学楼存在的问题，从设计角度提出相应的改建措施。

4.1 冬季保温

改善外围护结构的热工性能，提高其保温隔热的能力，有利于减少建筑物的能耗。寒冷地区中学建筑围护结构中，普通单层玻璃门窗的能量损失约占中学建筑能耗的一半以上，因此，做好门窗的节能设计对于整个建筑节能起着重要的作用。

4.2 提高绿化率

绿色植物的作用不仅仅是美化环境，更重要的是合理地选择和布置绿色植被可以有效地改善建筑周边的微气候条件，起到调节小气候的作用。在夏季能降低建筑周边的温度；冬季能透过树枝的阳光，改善建筑周边的环境。其次，合理的绿化植被布置，引导风的方向，通过对风的引导与防治，能有效减少能量的损耗。因此在教学楼周围合理种植树木不仅能起到调节小气候的作用，更重要的是起到遮阳降温的作用，减少夏季对风扇的利用。

4.3 利用雨水灌溉，节约水资源

在校园中可考虑利用屋面收集雨水，将收集的雨水储存并净化后，用作卫生间冲水、场地喷灌、车辆清洗、绿化浇灌等杂用水，雨水渗透是另一种适合于陕西地区的雨水利用方式，雨水通过地表渗透至土壤中以及地下水面层，补充地下水资源。例如采用透水性的地面铺装和下凹式绿地植被。下凹式绿地是利用下凹地面充分蓄集雨水，显著增加了雨水下渗的时间；其做法通常是利用低于路面高程的绿地，与路面雨水口一起构成蓄渗系统。

5 结论

根据关中地区气候的特点（冬季寒冷，夏季较热，昼夜温差较大）因此咸阳地区教学楼在设计过程中宜充分考虑解决冬季防寒保暖、夏季隔热的的问题。无论新建还是改建的校园建筑，都宜采用绿色理念进行设计、施工。通过对咸阳渭城中学这类年代较久的教学建筑的节能改造，使绿色建筑的观念深入人心，减少能耗，节约资源。

[1]孙超.寒冷地区既有教学楼绿色节能改造研究.大连：大连理工大学，2014.

[2]霍敏.绿色中学建筑设计研究.西安：西安建筑科技大学，2015.

[3]杨力言.寒冷地区中小学建筑节能设计研究.大连：大连理工大学，2015.