绿色生态校园的建筑设计探究

绿色生态校园的建筑设计探究

高伟伟

江苏合谷建筑设计有限公司   江苏  苏州215101

摘要：当下，科学技术的发展推动了人们对高品质生活的向往，对于下一代教育的关注程度不断提升。人们不再仅仅关注学生的学习成绩，全社会越来越关注儿童身心健康的协调发展、校园环境和设备设施的安全绿色环保、数字化精细化的校园管理和全方位的人文关怀等方面。绿色建筑、生态校园的发展思路和理念越来越深入人心，打造绿色建筑的实践蓬勃兴起。

关键词：绿色生态；校园建筑；设计方案

前言：“绿色校园”概念最早在1996年便正式被人们提出，但是多年来始终没有在国内得到全面推广。其中主要原因在于校园的占地面积较大，且使用功能较为复杂。因此在进行设计的过程中常常需要考虑成本以及其他干扰因素，导致绿色校园的设计质量无法达到理想状态。然而近年来随着绿色施工技术的不断成熟，越来越多的先进设计理念、施工技术、建筑材料开始被引入到国内建筑行业当中。为此当前“绿色校园”设计已不再仅仅只是停留于理论层面，而是能够真正付诸现实当中，为学校育人工作创造更为理想的活动条件。

1绿色建筑设计的基本概念

1.1绿色建筑的定义

从理论上分析，绿色建筑设计是基于可持续发展理念，在设计过程中遵循基本的规范要求，最大限度地提高对生态环境的贡献，满足人们健康、舒适、高效的需求，以可持续发展为基础的建筑。

1.2绿色建筑的特点

①节能减排：基于建筑设计实现建材的合理选择，并应用具有节能性的技术与设备，从而有效减少对环境的破坏，降低能源消耗。②可持续性：绿色建筑在设计、施工、使用及拆除等各个阶段，均考虑到可持续性，包括资源节约、环境保护和社会责任等因素。③舒适性：绿色建筑在保证节能减排的前提下，注重建筑物的人性化设计和舒适性，保证室内空气质量、光照、温度等指标的合理性和舒适度。④与自然环境和谐共生：绿色建筑在设计和建造过程中，注重与自然环境和谐共生，最大限度地减少对自然环境的影响，使建筑物与周围环境融为一体。

1.3绿色建筑的分类

绿色建筑主要是指在建筑寿命周期中，采取切实有效的方式做好资源保护，完成建筑设计，满足人与自然和谐的理念，创设良好的空间。这种建筑设计注重可持续发展的原则，通过采用环保材料、高效能源利用和先进的技术手段来降低对环境的影响。绿色建筑分为四个等级，从低到高分别是基本级、一星级、二星级、三星级。

2绿色生态校园建设的设计原则

2.1节能减排原则

绿色生态校园建筑的设计必须优先考虑能源效率和减少碳排放。合理的应用节能材料、节能设备，遵循节能减排的基本原则，从本质上减少二氧化碳的排放，降低能源的消耗。并且在建筑物的规划过程中，需要做好建筑物布局的科学性与合理性，可以合理的应用光照与通风，减少各类因素带来的影响。

2.2可持续性原则

绿色生态校园建筑的设计必须注重可持续性，即在设计、建造和使用过程中，要节约资源、减少废弃物产生，最大限度地减少对自然环境的影响。采用环保材料和技术，尽可能减少对环境的污染和破坏。在社会责任方面，绿色生态校园建筑设计要考虑建筑物对周围社区的影响，为社会和环境贡献更多的价值。

2.3舒适性原则

绿色生态校园建筑的设计必须注重使用者的舒适性。采用高效的通风、空调、采暖系统，保证室内空气质量达到标准，为使用者提供一个舒适的环境。在建筑物的设计中，注重光照和采光问题，充分利用自然光，以提高使用者的视觉舒适度。同时，也要保证室内温度合理，为使用者提供一个舒适的环境。

2.4与自然环境和谐共生原则

在整个绿色生态校园建设中，需要从不同的角度出发，真正实现与自然的和谐共生。尤其在设计与施工中，需要遵循基本的要求，采取合理的措施，以此保证自然环境，减少污染。在景观设计中，注重绿色植被和景观设计，以促进校园的生态平衡和美化环境。通过绿色生态校园建筑的设计，使建筑物与周围环境融为一体，营造出一个宜人的校园环境。

3绿色生态的校园建筑设计策略

3.1建筑空间布局的设计方案

在校园建筑中，单位面积所容纳的学生人数较多。要求常规教室每间能够容纳的学生人数应在30人以上，宿舍室内空间应容纳6～8人，其余物理实验教室、计算机房、多媒体教室、化学实验教室等建筑设施需要根据学校实际需求来进行调整。因此在建筑空间布局设计的过程中，工作人员需要秉持以人为本原则，充分考虑通风环境、光照环境以及噪音环境等设计内容的合理性，以确保能够提高设计质量。

3.1.1建筑通风环境设计

在进行通风环境设计的过程中，设计人员需要根据现场的风力大小、区位条件、风力方向、风载荷等综合因素来整体做好建筑的规划布局，以确保能够对建筑群体进行合理划分，并创造室内良好的通风条件。具体可参照以下标准：首先是针对区域季节性风向变化差异较大的地形，设计人员可以采用自由式建筑布局的方式，根据现场地势结构特点来调整建筑单体结构的空间位置、距离以及分布关联，以便于能够人为制造稳定的空气循环环境；其次，校园地址位于较为平坦的地带，则可以采用行列式或周边式建筑布局特点，根据现场的风力方向等因素来调整建筑朝向以及间距，从而创作良好的通风环境。在此基础上，设计人员还可以通过对校园区域规划进行调整的方式，来进一步改善室内通风环境。例如应尽量将室外活动场所设置在夏季主导风向的上风向处，同时，在室外活动场所周边栽植一些高大树木，使其形成天然挡风墙并将自然风引向校内建筑群落中，从而有效增强空气流通。

3.1.2建筑光照环境设计

光照环境主要是通过对建筑内部空间进行合理规划来实现。通常来说，校园建筑内部空间形式应尽量采用方形结构，通过这样的方式不仅能够提高空间利用率，同时也能够减少室内死角的出现，确保能够充分利用自然光资源来提供室内采光条件。其次，由于建筑内部人流量较为密集，师生日常走动频繁，因此在建筑内部可以采用外廊式结构设计，廊道宽度保证在1.8.m以上，如此不仅能够满足学生日常行走的分流需求，同时也能够为室内采光通风创造有利条件；最后，在针对建筑门窗进行设计的过程中，设计人员需要以单间教室的实际面积为准，按照1：9的比例来精准调整门窗大小，从而有效提高对自然光的利用效率。

3.1.3建筑噪声环境设计

为了有效减少不同教室之间的噪声干扰，设计人员可以按照S型、一字型、回字型、L型、U型等方式来设计建筑平面结构，以确保相邻教室之间能够保持合理间距，从而起到一定的降噪效果。在此基础上，设计人员还可以进一步采用设置立体绿化的方式，在建筑外部设置围护缓冲结构，以此减少来自街道或室外活动场景的干扰，为室内学生创造宁静舒适的学习空间。

3.2建筑能源利用的设计方案

“用能方案”是进行绿色校园设计的关键要素之一，由于校园人流密集，对于电能以及水资源的使用损耗极大。因此设计人员需要采取一定的新能源技术与循环用能方案来有效缓解这一问题，如此才能够有效提高校园建筑的生态效益，并最大限度减少建筑的运维成本。具体可以参考以下几个方面：

3.2.1电能设计

首先是供能方案的选择，其中太阳能与风能是国内近年来发展较为成熟的技术，并且使用效果稳定，维护保养便捷，因此能够在很大程度上缓解学校用电压力。前者主要是通过在建筑屋面、墙面设置一体化光伏太阳能电池板设施，搭配逆变技术可以有效实现太阳能发电；后者则对于风力的使用需求较高，需要根据现场实际情况来进行调整。其次是用电设备的搭配。对于建筑内部各类主要能耗设备应尽可能选择国家认证标准的节能设备，以减少对于能源的使用需求。在此基础上设计人员还需要考虑师生对于各类用能设备的实际使用需求，避免一味追求节能效果而忽略设备的使用性能。例如当前市面上存在多种不同性能的节能灯具，虽然节能效果较为出众，但是其照明效果却存在着很大差异（详细数据如表1所示）。如此一来，便导致在使用单一灯具的条件下，想要达到标准照度条件便必须要额外增加灯具数量，如此导致其实际能耗水平反而超过了正常数值。因此为了满足室内正常照明需求，设计人员应根据室内环境特征与使用需求，对灯具搭配比例进行调整，以此减少灯具的能源消耗问题。

表1照明设备用能对比

3.2.2水资源利用方案

校园水资源利用主要采用雨水集蓄回收装置，出于对学生健康问题的考虑，校内回收雨水主要用于校园内的清洁卫生、绿化灌溉、冲洗室内厕所等要求较低的地方，以此缓解校内的用水压力。雨水集蓄回收系统主要由地面入渗系统、收集回用系统两个部分组成。前者主要是通过在户外地面设置透水砖与孔型混凝土铺装材料的方式来实现，由于材料表面的孔洞区域占材料整体面积的40%左右，因此能够有效确保雨水渗透至地下，用于对绿化带灌溉并涵养地下水；后者则是通过在建筑屋面、绿地以及道路两侧设置汇流管道，能够有效对雨水进行循环回收利用，同时将回收到的雨水统一集蓄到沉沙井进行沉淀过滤，并将初步处理后的雨水集蓄到弃流池当中，通过雨水调蓄系统来进行控制使用。其中沉沙池规格至少在0.4.m×0.4.m×0.8.m以上，以便于人工进行清理维护。雨水汇流管道的设计标准则需要参照《建筑与小区雨水利用工程技术规范》来控制其径流总量，确保能够满足区域雨水径流峰值的实际要求，具体可以使用以下公式进行计算：式中，F——为汇水管道截面积；hy——设计降雨量；φc——表示雨水径流系数；φ0——雨水径流峰值对应的径流系数；W——雨水径流总量。

3.3建筑材料搭配的设计方案

首先是建筑外部保温材料方面，设计人员可以采用岩棉金属幕墙板、水泥发泡外墙、xps挤塑板等材料。以上材料不仅保温性能出众，同时还具备足够的强度性能，因此能够减少后期运维成本，并提高建筑使用寿命。其次对于建筑内部装饰材料方面，设计人员可以考虑以石膏材料为主。石膏材料不仅具备成本低、可回收的经济性优势，同时还具备良好的节能效益。据实验表明，在同等格局的30.m2室内空间中，保持相同温度、亮度条件下，采用石膏装饰材料的房间在24h内所消耗的能源要减少60%左右。除此之外，设计人员还可以采用水泥发泡墙板、免蒸泡沫混凝土等材料作为建筑楼板与墙体的建设材料。其优势在于材料内部为多孔结构，因此能够有效储存空气起到一定的保温效果，减少建筑内部的热能损耗。

3.4建筑绿化场景的设计方案

校园绿化场景应尽可能考虑立体设计方案，如此不仅能够阻隔热效应，减少建筑内部对于空调的使用情况，同时还能够起到一定的隔音降噪效果，为学生创造理想的学习空间。具体可以采用镀锌钢攀爬网架设计方式，在攀爬网架与楼体之间预留0.7.m空间，提前在楼体中预埋金属杆件用于固定支撑攀爬网架。攀爬网单体规格为2.8.m×2.m，网孔规格为100.mm×100.mm。主要采用的种植植物为金银花、使君子以及炮仗花等等，日常灌溉可以直接通过屋面雨水继续装置来实现。除此之外，在完成现场施工之外，为了快速修复校园环境的生态系统，减少施工行为带来的扰动现象。设计人员还可以在校园绿化带中适当增加一些绿肥植物，例如紫云英、草木犀等等。借助植物的生态功能来改善土壤中的微量元素成分，从而实现环境修复的目的。

结语

综上所述，建设绿色生态校园、提高师生对生态文明的认知才是首要任务。环境是影响学生成才的外部条件之一，因此，建设绿色生态校园，不仅能保证学生在自然的环境下进行良好学习，还能将生态文明理念贯穿始终。本文将针对绿色生态校园的建筑设计进行有效的分析，为建设校园提供强有力的支持。

参考文献

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