张 坤 (江苏省建筑设计研究院有限公司,江苏 南京 210000)
可持续发展的理念自20世纪80年代被提出以来,已渗透到社会发展的各个方面。20世纪末可持续建筑的理念逐渐被广泛运用到建筑设计与实践中,其观念主要包括:重视设计地段的地域性理解;结合建筑功能要求采用合适的技术;尽可能使用可再生的地方材料;尽可能采用可再生能源;完善建筑空间使用的灵活性;减少建设过程中对环境的破坏。可持续中小学建筑除了满足以上要求外,还应结合中小学建筑及使用者的特征,满足教育内容的需求,创造适合少儿心理及行为的建筑室内外空间,注重材料的节能环保以维护少儿身体健康,提升建筑物质和精神的双重可持续性,为少儿提供更健康的学习环境。
1991年丹麦提出绿色校园概念,随后逐步覆盖至欧洲各国。绿色校园可概括为为师生提供安全、健康、适用和高效的学习及使用空间,最大程度地节约资源(包括节地、节能、节材、节水等)、保护环境、减少污染,并对学生具有教育意义的和谐校园。绿色校园建立的指标体系目的在于将其能源运行的成本比传统校园降低30%~40%。
我国对绿色校园的研究尚处于理论探索阶段,先后编写了《中国绿色学校指南》《绿色校园评价标准》等规范、标准,从节地、节能、节材、节水、室内、运行管理、教育推广等方面的标准内容,对绿色中小学的相关内容进行评价。目前也陆续有一批中小学项目对此展开了实践尝试。
本文基于可持续发展和绿色校园理念,并对照2019年实施的最新版《绿色校园评价标准》(GB/T51356-2019),尝试对笔者参与的中小学校园建筑设计在绿色校园建设中的具体方法进行分析研究。
2.1.1 项目概况
该项目位于连云港市新海新区的核心区域,杏坛路东、银杏路西、青峰路北,总用地面积9.30 h㎡,规划为初中24轨72个班,总建筑面积约43500㎡。
2.1.2 设计理念
本工程设计从“树”的概念出发,通过“树干”与“树枝”之间的有机组合,有效地组织了交通流线,巧妙地划分了校园空间,使整个学校成为一个有机的整体。设计寓意在学校这棵大树下,学生可以自由地汲取营养,茁壮地成长(见图1)。
图1 连云港实验学校总体鸟瞰图
2.1.3 绿色校园建设的措施
①合理的用地规划布局
首先保证校园空间的完整性和个性。以16 m宽的风雨敞廊贯穿整个校区,连接各建筑单体。在充分满足使用功能的同时,妥善处理各教学活动空间的相对独立性和校园整体空间开放性的关系,同时为学生创造贯通整个校园,可供休憩的特色灰空间,使学校成为一个生机盎然的生命体。其次强化交通的可达性,通过建筑群内部的中心敞廊与外部的环形路,直接便捷地组织和疏散人流,做到路径简洁、可识别性强(见图2)。
图2 连云港实验学校交通流线分析图
②建筑形体控制及节能设计
以“盒子”这个载体作为基本建筑语汇。通过各种“盒子”之间的穿插和组合,形成错落有致的群体形态和各具特色的单体形象。立面造型规律而不失变化,沉稳而不失动感的外观感受,具有鲜明的教学建筑特色。设计寓意学校这座诺亚方舟将承载着莘莘学子遨游在知识的海洋(见图3)。
教学综合楼按照《公共建筑节能设计标准》的要求,进行节能设计。通过建筑设计和采暖与空调降温设计,采取有效的技术措施,达到建筑节能65%的标准。在夏热冬冷地区,该项目建筑体型系数满足不超过0.35的标准,建筑体型简洁,避免过多的凹凸与错落,减少外墙散热面积。
图3 连云港实验学校立面效果图
③室外景观环境设计
注重校园环境的园林化、生态化,突出苏北地域特色,以园为核心布景造境。教学、办公与活动区域疏密有致的空间布局,教学区建筑底层架空的景观渗透,充分体现了人与自然,局部区域与城市公共空间和谐共生的发展理念。
停车场、人行通道和广场种植高大乔木提供遮阳;场地内结合绿化景观设计完善步行道系统,提供配套的休憩设施,并综合考虑遮阴、排水要求。室外硬质铺装地面中考虑透水铺装率不小于50%,透水铺装垫层采用透水构造做法;室外机动车停车场采用植草砖做透水地面时,镂空面积比不低于40%。绿化种植以乡土植物开发利用为主,兼顾引种,丰富城市绿地系统树种多样性,本土植物种数不宜低于70%。根据植物的生态习性进行多种植物的合理配植;采用适应当地气候和土壤条件的植物,采用乔、灌、草结合的复层绿化;绿化用地内绿化覆盖率大于70%。
④室内环境设计
房间内的新风及排风采用热回收式新风换气机供给及排出,以便回收排风能源和对新风进行预处理并改善室内空气品质。全热新风换气机的能量交换效率大于65%。过渡季节使用,无需开空调冷热源机组,节约能源。
在照明方面,采用高效、节能照明光源,高效灯具和附件,严格控制LPD值,合理进行灯光控制;荧光灯配置优质低谐波电子镇流器。
⑤外立面材料选择
建筑外立面选择陶板为主要材料。陶板是以天然陶土为主要原料,添加少量石英、浮石、长石及色料等其它成分,经过高压挤出成型、低温干燥及1200℃的高温烧制而成,具有绿色环保、无辐射、色泽温和、不会带来光污染等特点。
2.2.1 项目概况
该项目选址于溧阳市江苏中关村科技产业园内,基地北临金港路,南临金山路,东西两侧为规划道路,基地南北长327 m,东西长180 m,用地面积5.8 h㎡。拟建设小学部6轨36班,初中部12轨36班,地上建筑面积约42495㎡。
2.2.2 设计理念
节约用地、资源共享是本次设计的核心理念,同时也符合绿色校园的设计要求。将初中和小学布置于一块用地中,最大限度共享教学空间中使用频率较低的区域,如运动场、风雨操场、会堂等,既能节约土地和一次性投资,也能提高这一类设施的使用效率(见图4)。
图4 溧阳·江苏中关村科技产业园实验学校总体鸟瞰图
2.2.3 绿色校园建设的措施
①合理的建筑布局及流线设计
建筑设计努力营造符合儿童和青少年的心理特点的建筑空间,串联不同功能的综合体,营造风雨无阻的校园空间。将教学、行政、实验、风雨操场等单体建筑通过不同的廊道连接,形成全天候室内步行系统,也为师生提供多种室内活动空间。校园建筑沿周边布置,半围合中部的运动场空间,动静分离、疏密有致、内外有别而又相互融合、渗透。
校园交通系统的设计上采用了人车分流,以步行系统为主,机动车就近出入口停放,避免在校园中的穿行,从而保证校园区域形成有序、安全、舒适的环境,体现“以人为本”的设计理念。(见图5)
图5 溧阳·江苏中关村科技产业园实验学校交通流线图
②空间景观设计
校园空间通过两组建筑的围合,形成3条景观轴线,中部是开敞的运动场景观轴线,在北端设置二层平台和看台,作为轴线的对景;东西两侧建筑群体的一层架空,形成两条从主入口到各教学楼的串联的内院景观轴线;3组景观空间一动二静,分别体现校园空间的活力和宁静。基地东西两侧沿街部分采用高大乔木种植形成景观绿带,既阻隔城市噪音,又营造出绿色街景,交叉路口处建筑退让加大,形成更大的绿化空间可兼做城市绿地(见图6、图7)。
图6 溧阳·江苏中关村科技产业园实验学校景观结构图
图7 溧阳·江苏中关村科技产业园实验学校生态设计图
③节能与能源利用
在给排水方面,采取雨污分流排水。屋面及地面雨水经收集处理后用于绿化及道路浇洒,绿化灌溉采用喷灌、微灌等高效节水灌溉方式。雨水收集池结合景观绿化设计,采取透水地砖铺砌、下凹式绿地等措施,使年径流总量控制率不低于55%。
在电气方面,干式变压器选用高效节能型SCB10型及以上,变电所实行在0.4 kV侧集中补偿,功率因素应达0.95以上。本工程照明光源采用高效节能T5荧光灯及其它节能型灯具,所有光源之光效不得低于70lm/W,灯具效率65%-75%。
现代建筑大量使用电子设备造成的更多的电磁辐射污染,需对其进行有效地控制和解决。本工程在设计时也考虑采用符合国家和国际有关标准的低电磁辐射的产品,尽可能减少电磁辐射对人体及对设备之间相互的影响。
可持续发展、绿色建筑正逐渐成为校园规划与建筑设计中的主流思想。在这一理念的指导下,笔者经过多次校园设计实践积累了一定的经验,认为充分利用现有地方资源,适应现状环境,采用新型节能技术,以使用者行为及心理需求为目标,以人为本地设计,才能实现校园环境的绿色、健康、可持续发展。