绿色建筑技术在广东省校园规划设计中的运用

林润庆

（广东建科节能环保科技有限公司，广东广州 510000）

0 引言

教育是国家发展的重要基石，也是推动社会进步的关键因素。校园作为教育活动的载体，应该充分体现当代社会的发展和价值观念。近年来，我国教育事业秉持着“创新、协调、绿色、开放、共享”的理念，提出了推进绿色发展的概念，并强调了实现可持续发展的迫切需要。为了实现校园资源利用高效循环、校区建筑环境健康舒适、节能措施综合有效、废物排放减量无害的目标，我们应该在控制增量成本的基础上采用先进技术，形成亮点工程，并优先采用符合国家及广东省政策导向的技术，达到国家对于“双碳”的要求[1]。

1 研究背景

1.1 绿色校园发展现状

根据教育部发布的2022 年全国教育事业发展统计公报，2022 年，全国共有各级各类学校51.85 万所，各级各类学历教育在校生2.93 亿人，专任教师1880.36 万人。目前各类校舍建筑面积超过30 亿m2，校园能耗占社会总能耗的比例可达到10%，随着学校数量和学生人数的增加以及人民美好生活需求的增长，学生将对校园提出更高的需求，社会将对校园提出更高的标准。教学信息化与智能化，校园配套设施与场地的完善，仍将持续产生新的刚性需求，建筑体量和能耗强度可能持续膨胀，其在绿色建筑中仍具有很大的潜力，因此校园绿色化势在必行[2]。

1.2 绿色校园标准化进程现状

近些年，各类校园标准及政策逐步将校园向绿色化推进，2013 年发布的由我国绿化委员会制定的标准——“绿色大学评估准则”，这是第一次提出对高校生态建设的评定系统；然而其实际运用并不广泛。2019 年，“绿色大学”的概念被重新界定：它是一个旨在给教师员工创造出安全的、健康的且实用的学习场所的同时尽可能节省能源并保持生态环境平衡的环境友好型校区；2020 年时，国家发展改革委员部会同教科文组织共同发布了“绿色学院建立计划实施策略”文件，该战略不仅涵盖新建校舍的设计规划也包括其他诸如教学方式方法等涉及教育的各个方面都应体现出的可持续性和节能减排理念。这些标准和文件的发布，均能体现社会对于校园建设要求的提升，同时也可以看出未来绿色校园的建设应为绿色、双碳、智慧、教育模式的综合体现[3]。

2 研究方法

2.1 研究思路

通过30 余校园建设项目的全过程分析，总结广东地区校园的规划、建筑设计特点，分别选择不同建筑属性、不同建筑规模、以及不同地域、不同时期的绿色建筑评价的项目，针对岭南气候所需的建筑特色，从各特色气候、特色建筑设计、特色需求的角度出发，研究绿色建筑技术在广东地区绿色校园规划设计的技术路线与策略。

2.2 分析总结

经过调查研究发现，广东地区夏天的温度较高且冬天较暖，全年气候条件均表现出高温、湿度的增加及降水量的丰富。因此，广东地区的建筑风格呈现出了独特的区域特性，例如其外形轻盈透明，并大量使用了开放的空间。此外，学校建筑也有一些显著的特点：首先，它们的用地规模较大，但容积率却较低；其次，由于内部人流量波动极大，对场地的安全需求非常高；再次，它们通常采用集群式的布置方式来安排具有相同性质的建筑物；最后，对于那些重要的功能室，他们有着较高的通风、照明和隔音的要求，并且必须确保室内装饰不含甲醛。所以，为了解决这些问题，最关键的是要找到优化的途径，能够实现有效隔离空气的热度，阻挡夏日强烈的光线，防止暴雨侵袭，并在最大程度上提高建筑物的自然通风能力，这是广东绿色校园的设计中应重点关注的问题与要素。

3 绿色校园规划设计优化

3.1 绿色校园场地规划优化

（1）选择校舍地点时需遵循当地的城市规划并满足各种保护区域和历史遗迹的建设限制条件。对于中小学校的位置选择需要做适当评估，避免建在学校容易发生地震、地面下沉、山体滑坡、地下水流、暴雨等自然灾害的地方和人为危险较高的地区，同时也要避开有严重污染的环境。职业高中和大学也不能设在地震断裂带、地质塌陷、地下水道、洪水等自然灾害频繁发生的地区和存在人造风险的高危地方。另外，学校周边环境要保持清洁无污染，其离各类污染源的距离必须达到国家的现有规范规定的范围。

（2）应该充分考虑使用公共交通网路，保证场地与人行道之间的紧密关联。对学校的室内空间进行合理的规划可以有效提升其可使用的容量，通过采取人车分离的方式来管理出入通道，构建一条完整的步道和自行车的路线，以便于连接各重要区域，并且需要保障步道和自行车的灯光供应充足。此外，还需注意到的是，各类建筑物、户外空地、公共场所和街道都应当被整合成一体化的无障碍行走路径。

（3）校园容积率与建筑密度均不低于对家现行相关标准对于校园建设规定。根据场地的自然环境和建筑的功能需求，我们应该对建筑的形状、平面布局、空间规模以及围护结构等进行节能设计，同时也要满足国家关于节能设计的相关规定。

（4）配建的绿地需要与周边环境和城市规划相协调，绿化设计应该多元化，利用不同高度和种类的植物，创造出丰富的绿化层次和景观。在场地设计时，也需考虑如何有效地利用和排放雨水，以提高水资源的利用效率[4]。

3.2 绿色校园室外物理环境营造

3.2.1 场地日照

日照环境在不同程度上对校内师生生活、工作和学习以及校园绿地系统的自然光照环境、遮阴环境都有一定的影响。在校园规划布局时，应综合考虑各建筑的位置、朝向设计，确保各建筑间应不发生日光遮挡的情况，使得各建筑均能够获得良好的日照环境；通过对场地布局进行日照模拟，在模拟时应该充分考虑模型项目对自身建筑和周边建筑的日光遮挡情况，模拟计算大寒日当地真太阳时8：00—16：00 项目建筑和周边建筑底层窗台平面，也即距室内地坪900mm 高度平面上的日影和日照时数。根据模拟结果调整场地规划布局，确保建筑物间无日光遮挡。在日照模拟后，可根据不同时间场地内的阴影区域，合理设置师生休闲活动场地，以通过利用良好的天然条件达到师生活动最佳舒适场地[5]。

3.2.2 场地风环境

校园建筑的室外空间常作为人员休憩活动的场所，应具有适宜的室外风环境，保证人们正常的室外行走、运动舒适和建筑内部自然通风。校园建筑应结合广东省各季节主导风向、周边建筑和地形特点，采用适度分散的布局形式[6]。主要技术点包括。

（1）建筑物的最大受风压力位于与其方向垂直的表面，因此，理想的建筑朝向应该是主体立面平行于夏季主导风向，同时也要顺着冬季主导风向。这样可以在夏季和过渡阶段利用风压来推动自然通风，而在冬天减少冷风的影响。

（2）在冬季的常规风速和风向条件下，通过合理布局，建筑周围人行区域距离地面1.5m 以上的平均风速应该不超过5m/s。主要人行区域的平均风速也需保持在0.5m/s 以内，同时室外风速放大系数必须小于2。

（3）在夏季和过渡期的常规速度和风向条件，运动范围内应避免出现涡旋或无风状态。建筑底层有条件时可通过合理设置架空层，疏导来风，避免形成涡旋区和无风区，在设置师生活动场地时，应考虑活动场地尽量设置在无风区，减少风速过大或漩涡区对活动的影响。

（4）在项目规划设计过程中，应采用相关软件，对夏季、冬季及过渡季各主导风向进行CFD 模拟分析，优化场地布局，减少不利影响。

3.2.3 场地声环境

宁静的校园声音环境对提高教职员工及学生的教学、科研和日常生活的品质有着重要的作用。据调查显示，如果噪音水平小于60dB，人们可以保持正常的沟通和思考；然而，一旦超过了90dB，人们的对话和思考能力会受到极大的干扰，可能导致睡眠障碍、疲倦感、记忆力下降等问题。所以，深入理解并掌握校园的声音环境特点及其质量情况，无论是从绿色大学的规划到建筑的设计，还是其运营管理方面，都是创建安静且令人愉悦的学习和居住场所的关键因素。

（1）设计过程中宜采用室外噪声模拟分析软件对室外声环境进行模拟分析验证，判断室外噪声等级，对于场地内噪声值过高的情况，采取相应的降噪措施。学校周边的交通噪音对于各个校区的环境质量有着重要的影响。在外部交通部分，要把控制策略的主要焦点放在减少公路交通带来的负面效应上。可以通过强化外部区域的交通安全管理，提倡行驶速度不超过60km/h，在学校建筑物近处设立减速带以降低行车速度等方式来实现这一目标。此外，也应该对校园内的汽车设定限速标准，如车速。对于超过20km/h 的路段，禁止使用鸣笛等手段进行管理。

（2）校园内种植绿化带，将易产生噪声的场所或区域与其他区域间形成隔声绿化带。

3.3 绿色校园室内物理环境营造

在建筑设计时，遵循“被动优先，主动优化”的原则，应秉持“先被动后主动”的理念，以满足广东省特有的气候特点与生态环境需求为基础，结合一些积极性的节能方案，最大化地运用可持续能源，从而实现对资源的高效节约并且创造出宜人的居住空间。在确保建筑的整体结构优化的同时，应依据多元化设计方案，对建筑的形状、空间分布以及建筑内部的组件和材料进行改良，以便在使用过程中实现优秀的舒适度和节能效果。营造良好的室内物理环境采用的措施主要如下[7]。

3.3.1 室内热环境

通过校园建筑高性能围护结构或构件的使用优化室内热环境。包括：外墙隔热、外窗隔热、屋顶隔热；增强建筑气密性；采用合理建材。

（1）围护结构采取隔热措施，对建筑内热环境具有重要影响。外墙隔热设计主要包括外墙采用隔热涂料、外墙添加隔热层、外墙增加墙面绿化等；外窗隔热设计主要包括外窗玻璃贴膜或涂膜、外窗采用隔热窗框等。屋顶隔热主要包括隔热涂料、添加隔热材料、添加屋顶绿化等。

（2）控制外墙的气密性，对建筑内热环境具有重要影响。主要的外墙气密性控制手段包括对拉螺栓孔的气密性处理和外填充墙抹灰的控制；门窗及洞口气密性的管理措施主要涵盖：强化框体本身的气密性、提升玻璃的气密性以及洞口的气密封堵。

3.3.2 室内光环境

通过校园建筑本体设计或遮阳构件的使用优化室内光环境。包括遮阳措施、辅助采光措施等。

（1）在部分房间采光要求不高，且应避免采光过度的建筑，如多功能室，可通过建筑本体设计达到遮阳效果，凹窗式遮阳、窗与翼墙组合自遮阳、双层立面遮阳、阳台/走廊遮阳、挑檐遮阳等。

（2）在部分窗户面积大，避免使用投影仪时产生过度光照的房间，可设置相应的遮阳构件，包括外遮阳、内遮阳、中间遮阳、活动遮阳、光伏板遮阳构件等。

（3）地下室空间可采用采光通风井、天窗、导光管系统等措施，改善地下车库等地下空间的采光。

（4）在进行照明规划的时候，需要关注的是应该尽量避开直接的太阳光线；校园的环境中不能有太多的窗户作为视觉背景；合理的利用室内的和室外的遮蔽设备（外部遮阳板或窗帘）；对于窗户的设计来说，内部表面的颜色或者是周边的内侧墙壁最好选择淡色的装饰材料，这样可以降低窗户带来的不适感的光晕。建议使用眩光模拟工具（Evalglare、Radiance）来评估主导空间窗户产生的眩目现象是否符合《建筑采光设计标准》的相关规定。

（5）应通过采光模拟（推荐软件EcotectAnalysis）的方法对建筑主要功能房间的自然采光情况进行模拟分析，对现有方案进行评估。对于不能满足现行《建筑采光设计标准》中对应房间的采光要求的，应通过需要扩大外部窗口的大小或增设新的外部窗口以改善其位置，并相应地对这些修改后的情况下的每个房间的光照强度重新设定，确保它们都能符合规定的需求。

4 结语

随着教育的不断发展与升级，校园建筑的建设数量又将迈上一个新的台阶。当前，绿色建筑正在逐步扩展到各个建筑类型中，包括住宅、办公室及商业场所等等。这意味着我们需要在学校建设的每个环节都注重品质而非仅仅追求规模。我们要坚守可持续发展的原则，制定出适应本地气候和人文经济发展状况的绿色规划和设计策略。同时，我们也应大力推广利用可再生的能量资源，持续研究并实践碳积分制度，以强化学生的环保观念，推动节能减排和生态环境保护，从而增加人民的满足感和美好生活的实现。