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    綠色低碳在人文校園建筑中的低成本實踐

    2014-05-14

      城市的建筑能耗是城市能耗中最主要的組成部分。為了減少能耗,實現可持續發展,人們在建筑領域提出了綠色建筑設計理念。綠色建筑致力于為人們提供健康、舒適、安全的居住和活動空間,同時能在建筑全生命周期中實現高效地利用資源、最低限度地影響自然環境。在綠色建筑逐漸成熟的過程中,一些建筑一味追求綠色技的簡單疊加,從而造成其建設成本過高、建筑美學和文化價值弱化等問題,因而業內也出現了很多不同的聲音。綠色建筑是否可以以低成本的方式實現成為大家關注的焦點。
      在 “全生命周期成本”的概念下(即要考慮從建筑物的設計、建造、使用、維護、修建直至拆除的整個生命周期所發生的全部費用),采用適宜技術的綠色建筑的總成本并不見得會高于普通建筑。綠色建筑一般都具有初投資較大而運行和維護費用較低的特點,綜合建筑使用成本來看,綠色建筑在整個使用壽命中節省的成本和產生的效益要遠高出初期建設中增加的成本。
      不僅如此,我們一直著眼于從本源上尋找綠色建筑設計的適宜策略,實現建筑性能、綠色低碳與建造成本的有機平衡,是我們追求的目標和核心價值。在深圳市南山區麗湖中學(以下簡稱麗湖中學)項目中,針對嶺南地區的氣候特點,我們采取被動為主、適宜綠色技術為輔,做了一次有益嘗試。
     
    一  項目概況
      麗湖中學位于深圳市南山區西麗水庫與大沙河交叉口的西南側,總用地面積30684m2,總建筑面積16983 m2,地上四層,局部地下一層。基地西靠西麗水庫,東臨大沙河,與環境優美的深圳大學城隔河相望,自然環境優美(圖1一3)。
      南山區有著深厚的文化底蘊,我們希望通過引入傳統文化元素,將生態與人文自然有機合,營造一個具有中國人文氣質的現代書院 (圖4)。
      在綠色建筑方面,我們不一味追求高“星級”,而是衡量了各項技術的收效和成本以及示范意義,將綠色建設目標定為國家綠色建筑二星級和深圳綠色建筑金級。目前已獲得相關綠色評價標識和2013年度全國綠色建筑創新獎,并于2012年榮獲深圳市第15屆優秀工程勘察設計公共建筑二等獎。
     
    二 被動式技術和建筑設計結合
      本項目大量采用被動式綠色建筑技術,以期改善建筑的室內外環境,如場地高差利用、功能分區、首層架空、場地生態環境營造,以及室內自然采光、通風等優化設計,用低成本創造高效資源利用。
    1 合理利用高差
      規劃設計尊重周邊環境,對地形、地貌加以積極利用。將場地中原有的2m高差分為兩個標高的臺地,西側沿路較高的臺地作為教學區,東側作為運動場區,交接處利用高差形成露天運動場看臺(圖5)。標高的變化豐富了校園的空間層次,同時有效減少了工程土方量,降低了造價。
    2 舒適的庭院空間
      校園規劃依據功能劃分為三個圍合的中式院落(圖6),錯落有致的“品”字形布局建筑坐落于教學區地塊上,建筑形體開放舒展。庭院與主廣場相連并面向運動場地。入口、小廣場、內院所形成的空間序列適度轉折、收放有序,從而讓人產生欲揚先抑、步移景異的空間感受,體現了中國園林的空間意境(圖7)。
    3 防噪、通風、遮陽、采光
      院落與斜向用地之間形成的夾角空地植以高大喬木、并將體育館、食堂等對聲環境要求不高的功能用房沿路布置,實驗、教學、圖書館等教學用房分布在地塊南側,遠離道路,形成天然防噪屏障。
    減少空調的使用是夏熱冬冷地區節能的關鍵,自然通風、遮陽等被動式措施是有效手段。校園三個組團建筑底層做成架空層,形成各院落間的視線通廊和更流暢的交通流線,同時產生通風廊道,營造良好的通風環境。自然通風與陰影區的結合,加上周圍的綠化庭院,使校園中相對局促的用地空間形成貫通豐富的底層交流活動場地(圖8)。
    外立面結合室外空調機位和橫向遮陽板等建筑構件,在陰影區設計大面積的可開啟窗,形成自然進風口(圖9)。走廊內側的教室立面,采用玻璃磚外墻和上懸窗亮子相結合,高處的亮子窗形成自然出風口,與外墻進風口一起形成空氣對流。玻璃磚的采用,使得教室由通常的單面采光優化為南北雙向采光,同時避免教室外的干擾(圖10)。兩側外墻的不同設計策略,增加了教室在自然條件下使用的舒適度,減少過渡季節空調制冷和風扇使用的時間,為降低能耗創造了條件。
     
    三 采用適宜技術實現綠色建筑
    1 雨水回用、滲透于人工濕地景觀
      常規的硬質鋪裝地面阻斷了雨水的下滲,不利于涵養地下水和減少地表徑流,影響生態系統平衡。本項目采取雨水收集回用與自然下滲的策略,收集到的雨水回用于場地綠化滴灌、道路沖洗和景觀補水。其余雨水通過綠地、透水磚人行道、植草磚停車位等透水地面滲至地下(圖11)。
    本項目還采用了中水回用技術,收集的生活污水經處理后回用于建筑沖廁,充分利用地下及半地下空間設置人工濕地和中水處理站。人工濕地結合地面景觀設計跌落式花池水體,清水池外露作為景觀水體。
    2 余熱回收新風系統
      在較低端的氣候條件下(冬夏兩季),建筑的被動通風往往無法滿足要求,因而我們采用分體空調作為主動調節手段。為避免使用空調時造成教室內空氣齡超標、空氣質量嚴重下降的問題,在教室等主要功能用房設置了獨立的新風系統,實現了系統的低能耗運行。
    3 可再生能源應用
      行政組團四層為教師公寓,需要供應淋浴用熱水,我們采取自給自足的設計策略,在公寓屋頂上鋪設太陽能集熱器,以空氣源熱泵作為輔助熱源,為100%的公寓用戶提供熱水。相比于新設的一套供給系統的投入,自給自足的策略更為適宜、經濟。
     
    四 培養學生的綠色價值觀
      貫徹綠色理念的校園不僅提供了舒適宜人的教學環境,也為綠色價值觀的宣傳教育播下希望之種。我們別出心裁地在每個庭院中開辟出幾塊菜地作為農作物景觀示范,學生分班級種植蔬菜和果樹,親身體驗“種瓜點豆”的樂趣(圖12)。將人工濕地以景觀的形式向學生們展示,可起到綠色建筑教育示范的作用。通過這種綠色環境的熏陶,讓孩子們從小培養綠色的價值觀。
      麗湖中學在追求實現建筑性能、綠色低碳與建造成本的有機平衡方面作出了有益的嘗試,同時也創造出一個開拓綠色思維、進行綠色價值觀教育的積極場所。

    *本項目獲住房城鄉建設部2013年度全國綠色建筑創新獎二等獎。
     

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