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校园建筑节能环保设计研究

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[摘要]为响应国家“节能减排”的号召,大力加强“节能型”校园建设,是目前学校新校区建设和老校区改造中的重点。基于此,本文从校园建筑的节能环保设计要求入手,以广东科贸职业学院清远校区设计为例,从总体布局、围护结构(屋顶外墙)、门窗、照明系统及空调系统等方面阐述了校园建筑的节能环保设计要点,希望能对校园建筑的节能环保设计提供参考。

[关键词]校园建筑;节能环保;围护结构

前言

广东科贸职业学院广州两个校区自有产权面积不过百余亩,校园过小成为掣肘学院发展的主要原因,学院领导自2009年便开始走出去征地扩校,直到2011年广东省政府拟在清远市建设省级职业技术教育基地,广东科贸职业学院有幸成为拟进驻的5所高职院校之一,至此学院才结束寻找合适地址建校的征程。在环境污染严重、能源逐渐枯竭的当下,为响应国家“节能减排”的号召,建筑的节能环保设计受到社会各界的广泛关注。校园建筑作为校园文化的重要体现,不仅反映学校的办学特点和历史文化等,而且反映学校的整体风貌,是学校的第一名片。在广东科贸职业学院清远校区的设计和建造过程中,不仅注重校园的整体规划和外观设计,而且遵从“以师生为本”的理念,注重建筑的舒适性,提高节能环保性能,全面降低校园的能源损耗,为创建可持续发展社会做出贡献。

1校园建筑的节能环保设计要求

随着经济结构的调整和人民生活质量的提高,建筑能耗占社会总能耗的比例逐年增加是必然的趋势,而且可以预见建筑能耗增长的潜力要大于建筑节能的潜力[1],因此建筑节能环保设计的探讨不仅不会过时,反而更加迫切。随着国家“科教兴国”战略的提出,笔者认为节能意识也应不断灌输,校园建筑作为最典型的“教材”,它的重要性不言而喻,因此,我们要注重校园建筑的节能环保设计。在广东科贸职业学院清远校区的节能环保设计中,充分利用各种资源以实现最大化的节水、节电、节能、节材。与节能目标同时存在的是环保目标,校园建设和使用过程中尽量减少对周边环境的污染和破坏,实现与自然的和谐共生[2]。对于校园建筑而言,节能环保设计的最基本要求是满足《公共建筑节能设计标准》和因地制宜。设计人员不仅要从整体入手,以保障校园建筑节能环保设计的全面性;也要从局部入手,以保障校园建筑节能环保设计的精细化,将有限的资源运用到建筑的建造和使用过程中,全方面提升校园建筑的环保效益。

2校园建筑的节能环保设计要点

广东科贸职业学院清远校区位于清远市省级职业技术教育示范基地中部位置,北侧为旅游大道,南侧为职教一路,东侧为马岭岗,西侧为环城东路(图1)。本项目总用地面积约800亩,包括农林用地、村庄建设用地、林地、鱼塘、河流、道路等,其中200亩林地为生态控制区。在进行规划设计和单体建筑设计时,充分利用现状自然条件,体现建设节约型校园的要求,节能、节水、节地、节材,资源利用高效循环、节能措施综合有效、建筑环境健康舒适。依势依形规划合理开发利用地下层、架空层,体现现代化、数字化、园林式、生态型和节能环保理念,注意经济和适用性,主要从以下要点进行设计:

2.1总体布局

在规划阶段,建筑物的朝向、间距、体形等要有利于改善热环境,冬天要有足够的日照,夏天要减少阳光直射;校园建筑主要以多层为主,布局应以南北朝向为主;要合理控制建筑间距,以提升通风和采光效果;要注重建筑的体形系数,楼梯间尽量设计为封闭形式,外墙少用凹凸体形。本项目的规划理念为绿色、人文、可持续发展,以南北向景观交通轴与东西向自然山体景观轴构建起整个规划框架,结合地形,合理利用每一寸土地。建筑筑风格以现代岭南风格为主,主要建筑朝向坐北朝南,建筑距离合适以保证有良好的自然通风和采光。本项目功能分区明确(图2),主出入口设于南侧;北端设次出入口和生活出入口;中心实训大楼南、北、西面设景观广场,在西侧设次出入口,图书馆、学生活动中心、会堂、体育馆散落在实训大楼四周;行政教学用房有序排列,在西北侧形成教学区;生活用房沿东面山脚错落有致的布置;休闲活动区位于南面,光照充足、通风良好、景观怡人、视野开阔,整体舒适度很高(图3)。

2.2围护结构(屋顶外墙)

建筑的围护结构主要指屋顶和外墙,作用主要是保温隔热、遮风挡雨,设计时除了保证结构性能,还要尽可能提高环保性和经济性。具体而言,要保证屋顶外墙的保温隔热、防水等性能,学校建筑中的漏水问题屡见不鲜,无外乎屋面层漏水、卫生间漏水、水管爆裂漏水、外墙体漏水这几种情况,归根结底就是防水没做好,所以除了保证有防水层设计,在建造过程中,隐蔽工程的验收也至关重要。同样,屋顶的保温层除了设计也应重视建造过程。另外,围护结构的外观颜色要用浅色,广东科贸职业学院清远校区的外墙面设计就是以浅色为主(图4),局部辅以深色。保温层的厚度要经过准确计算,确保夏季的室内温度低于36.9℃。屋顶可以选择铺设太阳能光伏板来实现阻热保温,这样既能保温隔热,又能吸热发电。

2.3门窗设计

门窗是建筑采光和通风的主要构件,首先应规范配置窗墙比,其次应采用高节能标准的热传导系数门窗构件[3]。校园建筑要减少玻璃幕墙的使用,Low-E中空玻璃等的使用不仅可以减少能耗,而且能降低环境噪音污染的影响;门窗材料要满足一定的气密性和抗风压性;外窗上应用遮阳百叶可以有效减少太阳辐射,降低室内空调的能源消耗。

2.4照明系统

在校园建筑的照明系统节能环保设计中,可以开发利用新能源提供电力,实现节能减排的目标,如在屋顶、墙面、阳台等安装太阳能板,将太阳能转化为电能,校园内的室外照明也可采用太阳能转换实现自供电能照明,还可实现风能和太阳能综合采集来实现照明,在广东科贸职业学院清远校区的建设中,宿舍楼的屋顶和道路两旁的路灯都计划安装太阳能板。同时,设计师也要注重照明系统本身的节能性,尽量选用节能灯,在楼梯间、厕所等区域安装声控灯。

2.5空调系统

安装空调系统会对校园建筑的能耗产生很大的影响,对于内部分隔式建筑应采用分体式空调,广东科贸职业学院清远校区学生宿舍的空调系统都采用分体式空调,而且空调系统参数是根据室内面积进行计算,并安装在合理的位置。另一个更重要的节能目标是降低电力高峰负荷[4],空调的使用具有很强的季节性,夏季供电峰谷差会进一步拉大,对电网澳门葡京娱乐网址存在潜在威胁,而蓄冰空调技术、利用直燃机的燃气空调技术等可以降低这一隐患。

2.6加强水资源利用和回收

太阳能热水系统在广东科贸职业学院清远校区建设中被采用,在学生宿舍、食堂等建筑屋面上安装太阳能集热装置以提供热水,节约能源。学校的卫生和厨房器具也将选用节水型设备,提高用水效率;并且会设置雨水收集设备和中水回收设备,将回收的雨水和经过处理的生活用水用于植物灌溉和洁具冲洗[5]。在广场和道路设计中可选用透水地坪,使雨水渗入地下,保持土壤湿度的同时缓解热岛效应;透水地坪表面微小的凹凸孔隙可以吸收噪音减少反光,提高场地和道路的舒适性。在室外停车场和消防通道的设计中,可采用预制植草砖来增加绿化;对人流量少的人行通道,用汀步的方式以减少硬质铺地面积。

2.7景观绿化

充满生机的景观绿化不仅能为校园增色,而且能改善校园的环境质量。在建筑屋顶和外墙种植绿化,既可改善他们的保温效果,又可让建筑外观具有独特的美观性,将绿化设计和结构设计相结合,实现常绿效果。围墙可用桧柏等高杆常绿灌木结合实体围栏或围墙组合成绿色围墙。广东科贸职业学院清远校区在建设前植被丰富,经学校多次沟通,保存了大量原有植被,在绿化设计时,也尽量采用本土植物,减少浇灌、维护达到节能,植物选择范围应多样,要将审美和功能目标与生态兼容性及长期维护相平衡。

3结束语

综上所述,将校园建设与节能环保设计相融合,能够给我国的教育和环保事业带来很大的帮助。广东科贸职业学院清远校区设计融入了多种节能策略,可以为学校带来可观的能源节约效应,大幅降低维护成本的同时为学生带来环保方面的知识和理念,让大家设身处地的对节约能源和环境保护有所了解,我国的环保事业才能更上一个台阶,才能实现节能校园建设的目标,创造更好的人居环境。

参考文献

[1]龙惟定.建筑能耗比例与建筑节能目标[J].中国能源,2005(27):23-27.

[2]成薇.绿色生态校园建筑设计的简述[J].住宅与房地产,2018(33):40.

[3]李士丹.职业院校校园环保节能与专业结合建设的研究——从德国建筑设计谈起[J].装备制造技术,2017(09):193-196.

[4]龙惟定.建筑能耗比例与建筑节能目标[J].中国能源,2005(27):23-27.

[5]保拉•萨西.可持续性建筑的策略[J].中国建筑工业出版社,2011.

作者:阳梦花 单位:广东科贸职业学院

校园建筑节能环保设计研究责任编辑:张雨    阅读:人次

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