教育建筑外立面绿色化设计分析

文／吕达文 深圳市傲际建筑设计有限公司 广东深圳 518000

引言：

随着环保意识的普及，教育建筑的外立面设计也逐渐走向了绿色化。这种设计不仅可以为学生提供更加健康、舒适和环保的学习环境，也可以减少建筑对环境的污染、提高建筑的使用寿命、为学生提供更加舒适的学习环境，让校园文化更加丰富多彩。因此，在教育建筑的设计和建设中更多地考虑绿色化设计的因素是十分重要的。

1.教育建筑外立面绿色化设计的重要性与必要性

随着社会的发展和环保意识的提高，教育建筑的设计也面临着新的挑战。其中，绿色化设计已经成为一种趋势，尤其是在外立面的设计上。首先，教育建筑是培养人才的重要场所，其设计必须符合教育理念和环保要求。绿色化设计不仅可以提高建筑物的环境质量，还可以为学生提供更好的学习环境。例如：采用绿色材料可以减少室内空气污染，提高室内空气质量；采用绿色植物可以改善室内光环境，增加室内氧气含量。其次，绿色化设计还可以提高建筑物的可持续性。随着城市化进程的加快，土地资源越来越稀缺，建筑物的寿命也越来越长。因此，采用绿色化设计可以延长建筑物的使用寿命，减少建筑物的拆除和废弃物对环境的影响。最后，采用绿色化设计还可以降低建筑物的能源消耗。随着能源价格的上涨，采用绿色化设计可以降低建筑物的能源消耗，减少能源浪费。例如：采用太阳能、地源热泵等技术可以减少电力的消耗；采用节能玻璃、保温材料等技术可以减少热量的损失[1]。

2.外立面绿色化的设计分析

2.1 节能与环保设计

随着社会的发展，人们对教育建筑的要求也越来越高，而绿色化、节能与环保设计则是教育建筑发展的重要趋势。首先，越来越多的教育建筑开始采用绿色化的保温隔热材料。绿色建筑是指在设计、施工、运营过程中遵循可持续发展的理念，最大限度地减少对环境的影响。而保温隔热材料则是一种能够有效地减少建筑物内外部的热交换，从而降低能源消耗的材料。在教育建筑领域，采用绿色化的保温隔热材料具有多重优势。（1）这些材料能够有效地降低能源消耗，提高教育建筑的能效。（2）这些材料能够美化教育建筑的外立面，提升教育建筑的审美价值。（3）这些材料还能够降低建筑物的温度波动，提高教育建筑的舒适度。其次，在教育建筑外立面绿色化节能与环保设计中，太阳能作为一种清洁、可再生的能源发挥着重要的作用。在教育建筑中，大量的能源消耗来自照明、空调等设施。如果能够在教育建筑的外立面上安装太阳能电池板，通过太阳能电池板产生的电能来满足这些设施的能源需求，就可以大大减少碳排放量，也能够节约宝贵的化石能源。并且安装太阳能电池板可以大大降低教育建筑的能源成本。相比于传统的能源供应方式，太阳能电池板的价格已经逐渐降低，在使用中还可以享受政府的补贴和优惠政策。这样就可以为学生和教师提供更加经济、环保的学习和工作环境。最后，绿色化节能环保设计可以使教育建筑更加环保。这种设计可以使建筑使用更少的能源，减少二氧化碳的排放量，从而减少对环境的影响。此外，绿色化节能环保设计还可以使建筑更加美观，更加舒适，为教育建筑增添更多的价值[2]。

2.2 生态设计

为了满足人们对于绿色、生态、环保的需求，教育建筑外立面绿色化生态设计已经成为外界关注点之一。首先，生态设计中的绿化墙面设计，不仅可以美化建筑外观，还可以带来许多好处。（1）绿化墙面设计可以带来视觉上的享受。通过种植植物和花卉，可以使建筑外观更加生动有趣，为校园增添一抹自然的气息。同时，绿色墙面也可以为学生提供一个休息和放松的场所，缓解学习压力。（2）绿化墙面设计可以改善环境质量。植物可以吸收空气中的有害物质，释放氧气，改善空气质量。植物还可以降低噪音污染，创造一个更加宁静的学习环境。（3）绿化墙面设计可以带来经济效益。植物可以减少空调的使用量，从而降低能源消耗。植物还可以吸引蜜蜂等昆虫，促进校园内的生物多样性。其次，通过生态设计可以充分的对雨水进行收集和利用，雨水收集系统通过在建筑物的屋顶和立面等部位安装集水设备，将雨水收集并过滤，并将其存储在地下水箱中，供室内使用或室外灌溉等用途。在教育建筑中，这些系统可以通过植被种植区等方式与建筑立面相结合，实现建筑与自然的和谐共生。例如：北京师范大学附属育华学校就采用了雨水收集系统来为校园内的植被提供灌溉水源。不仅可以缓解城市水资源短缺的问题，提高城市的供水安全性。还可以改善建筑物的能源效率，降低能源消耗。最后，在教育建筑外立面生态设计中，生态材料的使用具有重要的意义和价值。在教育建筑外立面生态设计中，生态材料的使用可以带来多重效益。例如：可以降低建筑对环境的影响，减少能源消耗和碳排放；可以提高建筑的使用寿命和舒适度；可以为设计师提供更多的设计可能性，创造出独特的建筑外观和内部空间。并且生态材料的使用可以与多种设计手法相结合。例如：可以利用生态材料打造绿色屋顶或墙体，提高建筑的隔热性能和通风性能。此外，还可以利用生态材料进行垂直绿化，增加建筑的绿地面积，提高其生态效益。在建筑外立面的装饰部分，也可以使用生态材料，如植物纤维、竹材等，增加建筑的质感，营造出自然清新的氛围[3]。

2.3 美学设计

教育建筑不仅仅是一个学习的场所，更是一个文化体验和生活空间，教育建筑的外立面美学设计就尤为重要。教育建筑的外立面应该具有独特的风格和个性。这可以通过巧妙地运用建筑材料和颜色来实现。例如：如果教育建筑的设计主题是古典风格，那么可以采用古朴的砖墙和木结构，同时使用深色调来强调历史感。如果设计主题是现代风格，那么可以采用玻璃和金属等现代感较强的材料，同时使用亮色调来强调时尚感。并且教育建筑的外立面建筑风格与绿色化的协调性是一个重要的问题。在教育建筑的外观设计中，应该注重与周围环境的协调性，避免过于突兀。例如：在教育建筑的屋顶上种植绿色植物，不仅可以美化环境，还可以吸收空气中的有害物质。其次，外立面作为教育建筑的重要组成部分，其绿色化设计中色彩与纹理的选择对于整个建筑的影响也是至关重要的。绿色化的色彩选择可以给教育建筑带来一种清新的感觉。绿色是一种自然的颜色，代表着生命力和生机。在教育建筑中使用绿色化的色彩，可以让学生感受到大自然的气息，让学生更加放松和舒适。同时，绿色化的色彩也可以让教育建筑更加环保，减少能源的消耗和排放。而纹理作为建筑的重要组成部分，它可以增加建筑的层次感和立体感。在教育建筑中使用绿色化的纹理，可以让建筑更加生动和有趣。例如：可以通过使用植物纹理来增加建筑的层次感和立体感，让学生更加亲近自然。然而，在教育建筑外立面绿色化色彩与纹理的选择中，也需要注意一些问题。（1）需要考虑建筑的风格和用途，选择合适的绿色化色彩和纹理。例如：在学术氛围浓郁的建筑中，可以选择更加清新的绿色化色彩和纹理，以增加建筑的清新感和舒适感。（2）需要考虑绿色化的成本问题。虽然绿色化的设计和建设可以带来很多好处，但是其成本也是不容忽视的。在选择绿色化的色彩和纹理时，需要考虑建筑的预算和效益，选择合适的方案。（3）需要考虑绿色化的可持续性问题。教育建筑的可持续性是非常重要的，因为它们需要长期使用和维护。在选择绿色化的色彩和纹理时，需要考虑其可持续性，以确保建筑的长久使用和维护。最后，要将立面元素融入教育建筑的美学设计当中。教育建筑外立面绿色化立面元素的融合需要一定的技术和设计方法。在设计教育建筑时，设计师需要考虑如何将绿色元素融入建筑中，比如如何选择和布局植物、如何利用自然光线等等。同时，还需要考虑到建筑的结构和功能，确保绿色元素的设计不会影响建筑的使用和安全[4]。

2.4 自然采光与通风的设计

自然采光与通风设计是现代教育建筑中的重要元素，可以提高学习效率和生活质量，也有利于保护环境和减少污染。首先，自然采光可以有效地提高教育建筑内的照明质量，减少人工光源的使用，从而降低能源消耗和二氧化碳排放量。此外，自然通风可以带来新鲜空气，减少空调的使用，降低建筑内的噪音和尘埃，从而提高学习效率和生活质量。其次，实现自然采光与通风设计需要合理的设计和布局。在设计教育建筑时，应该考虑到窗户的位置、大小和数量，以及建筑的开口和通风管道的位置和大小等因素。同时，建筑的材料和构造也需要考虑到自然采光和通风的影响。例如：可以使用透明材料来代替不透明的材料，以增加窗户的透光率；可以使用具有良好通风性能的构造材料来提高建筑的通风性能。最后，自然采光与通风设计不仅有利于教育建筑内的环境，也有利于保护环境和减少污染，提高教育建筑的可持续性。随着人们对环保意识的提高，教育建筑也需要更加环保和可持续。自然采光与通风设计可以降低教育建筑的碳排放量，减少对环境的负担，从而符合可持续发展的要求。因此，应该积极推广自然采光与通风设计，并将其应用到更多的教育建筑中。

2.5 绿化技术的应用

教育建筑是教育事业的重要组成部分，其外立面绿化技术的应用不仅可以改善教育建筑的外观和环境，还可以提高教育建筑的使用效率和学生的生活质量。首先，外立面绿化技术的应用可以美化教育建筑的外立面，使教育建筑更加具有观赏性和艺术性。通过在教育建筑的外立面上种植绿色植物，可以增加建筑物的绿化面积，减少城市热岛效应，改善城市环境。同时，绿色植物还可以为建筑物提供遮阳和降温的作用，为学生提供更加舒适的学习环境。其次，外立面绿化技术的应用可以提高教育建筑的使用效率。通过在教育建筑的外立面上种植绿色植物，可以增加建筑物的使用空间，使建筑物更加具有多功能性。例如：可以在教育建筑的外立面上种植花卉和灌木，增加建筑物的观赏性和绿化面积，同时还可以在教育建筑的外立面上设置座椅和休息区，为学生提供更加舒适的学习环境。最后，外立面绿化技术的应用可以提高学生的生活质量。通过在教育建筑的外立面上种植绿色植物，可以增加学生的户外活动空间，提高学生的身体素质和健康水平。同时，绿色植物还可以为学生提供更加舒适的学习环境，提高学生的学习效率和创造力。并且绿色化设计可以有效地降低能源消耗和碳排放。教育建筑是学校和学生生活中不可或缺的场所，其能源消耗和碳排放量巨大。采用绿色化设计可以有效地利用自然能源，减少能源消耗和碳排放，从而改善学校的环境质量。

3.教育建筑外立面绿色化设计的方法和挑战

3.1 教育建筑外立面绿色化设计的常见方法

作为教育建筑外立面绿色化设计的一种常见方法，绿化设计不仅能够提高建筑的美观度和舒适度，还能带来多种环保和节能的效益。以下是几个常用的绿化设计方法：（1）植物种植：植物种植是绿化设计中最为常见的方法之一。在建筑立面上种植绿色植物，可以美化环境，增加空气湿度，降低建筑内部的温度，减少空调能耗。同时，植物还可以吸收空气中的有害物质，净化空气，提高建筑内部的空气质量。（2）垂直绿化：垂直绿化是一种利用攀缘植物进行墙面、栏杆、楼梯等建筑立面装饰的设计方法。垂直绿化可以增加建筑立面的绿化覆盖率，减少阳光直射，降低建筑内部的温度，同时还可以增加建筑立面的美观度。（3）屋顶绿化：屋顶绿化是一种将植物种植在屋顶上的设计方法。在屋顶上种植绿色植物，可以减轻城市热岛效应，降低城市温度，同时还可以增加城市生物多样性。此外，屋顶绿化还可以提高建筑内部的湿度和空气质量，改善室内环境。（4）水景设计：水景设计是一种利用水体进行绿化设计的方法。在建筑立面上设计水景，可以增加建筑立面的美观度，同时还可以利用水体降温、增加湿度、净化空气等作用。例如：可以在建筑立面上设计喷泉、瀑布等水景，或者在屋顶上设计水池等。（5）太阳能利用：利用太阳能电池板收集太阳能，将其转化为电能供建筑物使用。太阳能利用可以减少对传统能源的依赖，降低碳排放，同时还可以提高建筑物的能源利用效率。（6）自然通风：自然通风是指利用自然风力进行室内通风换气，减少机械通风的能耗和污染。在绿色建筑设计中，可以利用建筑物的朝向、高度等因素，合理设计自然通风系统，提高建筑物的舒适度和节能效果。绿化设计是教育建筑外立面绿色化设计的一种重要方法，它可以带来多种环保和节能的效益，同时也能够提高建筑的美观度和舒适度。因此，在教育建筑的规划和设计中，应该重视绿化设计的应用，以实现绿色、环保、可持续的教育环境[5]。

3.2 教育建筑外立面绿色化设计的挑战与解决方案

教育建筑的外立面绿色化设计面临着一些挑战。首先，教育建筑外立面绿色化设计的维护成本是非常高的。这种设计需要定期进行维护和保养，以确保它的外观和功能都处于良好的状态。这些保养和维护工作需要使用专业的工具和材料，价格也非常昂贵。因此，维护成本是一个非常大的问题。教育建筑外立面绿色化设计的维护难度也非常大。这种设计需要使用专业的技术来进行维护和保养，而这些技术往往需要高水平的技能和经验。因此，维护难度也很大。为了解决这个问题，需要采取一些措施来降低维护成本和维护难度。例如：定期进行保养和维护工作，使用专业的技术来进行专业的维护和保养等。只有这样，才能确保教育建筑外立面绿色化设计能够长期保持良好的状态。其次，需要明确教育建筑外立面绿色化设计的建筑材料选择与使用的问题。在教育建筑外立面绿色化设计中，常用的绿色建筑材料包括生态混凝土、竹材、木材、石材等。这些材料都具有环保、节能、美观的特点，但它们的价格和使用寿命也存在差异。因此，在选择和使用这些绿色建筑材料时，需要综合考虑建筑物的功能、造价、使用环境等因素，选择最适合的绿色建筑材料。最后，外立面绿色化设计并不是一件简单的事情。在教育建筑的外立面绿色化设计与建筑整体设计的协调性问题是一个值得关注的问题。在设计教育建筑时，需要考虑到建筑的整体设计，包括建筑的结构、功能和美学等方面。如果将绿色化设计加入建筑中，需要考虑到这种设计是否与建筑的整体设计相协调。总之，教育建筑的外立面绿色化设计是一项重要的任务，需要政府、学校和社会各界的共同努力。只有这样，才能实现教育建筑的绿色化设计，提高教育质量，促进学生的全面发展[6]。

结语：

综上所述，教育建筑外立面绿色化设计是十分必要的。经上文分析可得，教育建筑外立面绿色化设计的重要性与必要性已经越来越被人们所认识。它不仅可以为学生们提供更好的学习环境，让学生们更加注重环保，还提高建筑物的可持续性。因此，应该加强绿色化设计的宣传，增强人们的环保意识和节能意识，促进绿色化设计的发展和普及。