低碳建筑綠色校園規劃論文

　　截止2012年，全國高校在校學生數約2537萬人，大學校舍建筑面積約61807萬m2[1]。校園已逐漸成為新的能源消耗聚集區。同時，綠色建筑領域發展趨勢越來越快，研究實踐已經從一般綠色建筑延伸到特定用途的綠色建筑；從單體建筑研究轉向園區研究；綠色能源技術的運用已從單項技術發展為使用系統集成技術階段①。

　　1項目概況

　　揚州市地處江蘇省中部，與同緯度的夏熱冬冷地區相比，夏熱冬冷明顯。年平均降水量1020mm，最熱月平均溫度25℃～30℃，極端高溫40.7℃，夏季需要降溫；冬季最冷月平均氣溫0℃～10℃，日平均氣溫小于5℃的天數接近90天，冬季沒有供暖室內很不舒服。因此，該地區既要考慮供冷與隔熱，又要考慮采暖與保溫。揚州大學揚子津校區位于揚州市大學城，占地68.16hm2，總建筑面積約26萬m2，一次性規劃，分期實施，一期入駐4個工科學院。應對區域氣候是設計構思的切入點和創作思路[2]。被動式設計與主動式低碳策略相結合是實現綠色校園的技術措施[3]。利用工科學院的學科特點，將實驗室拓展為低碳建筑可展示的教育載體。從低碳建筑的體驗開始，延伸至綠色校園的整體營建。

　　2低碳建筑體驗

　　2.1被動式設計

　　揚子津校區圖書館總建筑面積47750m2，是該校區功能空間及景觀軸線上的重要建筑。由于南入口為濱水空間，人流主要出入口在北側。

　　（1）控制體形系數夏熱冬冷地區既要考慮冬季保溫隔熱，還要兼顧夏季輻射熱的影響，需合理控制體形系數[4]。圖書館既要滿足大空間閱覽及會議的需要，又考慮控制體形關系。造型選擇以典型的南方合院空間為范本，平面及立面造型將“L”形錯開一角，把大容量的建筑體量拆解為條式建筑的轉折扭轉。半圍合的空間既解決了閱覽室及報告廳等大空間的采光和通風問題，又巧妙地隔絕了外來干擾，提供給閱覽室安靜的學習環境。簡潔及豐富的空間層次表達了通往“知識大門”的理念。

　　（2）通風與遮陽通風與遮陽是夏熱冬冷地區建筑設計考慮的重要因素，自然通風可以減少空調的使用，有效遮陽則是應對炎熱氣候的重要隔熱手段[4]。圖書館的條式建筑形態，基本與該地區的夏季主導風向垂直，形成良好的自然通風基礎。為消解南面板式建筑過長的缺陷，在南面底層局部架空，創造出可自然通風與遮蔭的中庭空間，同時，中庭亦形成豎向拔風口，可以帶動整棟建筑的自然通風。建筑功能結合造型采取了多種遮陽方式，西面利用建筑水平遮陽構件形成雙層表皮；在東立面大面積的石墻上，巧妙開口設置連續樓梯，形成校園交流場所；南面大面積的玻璃與周圍的水景相映成趣，休息平臺穿插其中，形成一個有機的整體。

　　2.2主動式技術

　　單一的可再生能源有其局限性，將多種可再生能源有機結合，是低碳建筑實現的一個新思路[5]。能源與動力工程學院樓位于該校區東南角，總建筑面積17380m2。建筑呈“工”字形布置，通過門廳連接南北兩棟樓，建筑體型簡單、既滿足功能又符合工科學院的特色（圖5）。而開放實驗室既是復合可再生能源技術的研究基地，又提供給該建筑安全、清潔的能源。

　　（1）冰蓄冷空調系統在夏熱冬冷地區的夏季用電高峰期，缺電現象的特點是電網負荷低，供電系統峰谷差較大。而冰蓄冷空調系統具有獨特的“移峰填谷”的作用，可緩解電力供應緊張、提高發電效率；又可減少制冷機組容量，提高系統運行的可靠性。隨著峰谷電價的不同，又可節省運行費用。該校區選用了冰蓄冷加熱網蒸汽雙工況主機空調系統。按照主機優先模式進行設計，主機及儲冰裝置容量減至最小，使冷卻塔及機房配套電力容量降至最小，節約大量初期投資。

　　（2）風光互補發電及太陽能土壤源復合熱泵系統該地區屬于太陽能資源的Ⅲ類地區。太陽能和土壤能以單一能源為驅動力的熱泵系統受自然環境制約大且制熱量不足。將太陽能集熱系統和土壤埋地盤管系統共同或交替工作，既可彌補以上的缺陷，還可減小儲熱水箱或輔助熱源的數量[5]。采用此系統作為該棟樓冬季供暖與夏季空調的冷熱源。同時，風光互補系統將風力發電機和太陽能光伏組件發出的直流電能，通過并網逆變器將直流電逆變成單相交流電，實現低壓并網，為校區部分道路路燈、樓層照明等提供電能。該系統利用風能和太陽能資源的互補性，實現系統能源的優化配置，是一種具有較高性價比的新型能源系統。

　　3綠色校園規劃

　　低碳建筑到綠色校園的營建不僅僅是簡單的設計及技術的疊加，最終需形成校園綠色系統設計。既要考慮微觀系統的作用，又要考慮宏觀系統的調節，還要注意各系統間的協作與配合[6]。

　　3.1功能布局

　　區域特征和功能需求是總平面布局的關鍵要素。揚子津校區規劃為六個功能區，包括：資源共享區、公共教學區、專業教學區、生活服務區、文體活動區及持續發展區。資源共享區由圖書館及文體館構成；專業教學區布置學院組團；生活服務區包括學生宿舍、食堂及生活服務街；文體活動區位于生活服務區以西，布置運動場等設施。

　　3.2通風與防風系統

　　調整微氣候的節能策略之一是通風與防風。該地區冬季和夏季主導風向往往相反。夏季需減少對南風的阻擋，引導氣流進入，而冬季通常以阻擋北向冷氣流入。因此，總體規劃布局采用“北密南疏”的方式，南部“工”字型的半開敞組團形成穿堂風，而北側是毗鄰南繞城公路防護林的試驗田基地，為該校區提供良好的防風綠色屏障。南側及東側結合原來排澇河，形成圍合的水系統，夏季東南風導入校園，通過水系統的二次組織發散，改善整個校園的風環境系統。

　　3.3綠化及水系統

　　綠化及水系統可以有效地緩解不利氣候的影響。該校區北側規劃為試驗田基地，與繞城公路的防護林形成寬度自然、層次分明的綠化帶。沿主干道形成的“∪”型景觀帶與農田綠地、河道圍合成整個校園的微氣候區。保留原基地良好的植被資源和水資源，進行改造整合，形成完整的綠化及水系統，在此基礎上疊加道路交通系統，沿景觀線以組團院落的形式布置建筑，形成內外融合的氣候復合區。

　　3.4系統控制

　　該校區的能源管理系統以建筑物為平臺，結合建筑面積、內部功能區域劃分、運轉時間等客觀數據對整體能耗進行提取、統計、分析。包括：電能計量、給水管網監測、智能路燈管理系統等，并對校區的路燈和建筑物實行水電計量遠程智能監控。現選取近3年部分建筑全年單位面積耗電量及逐月變化趨勢進行分析，如圖9，在校園建筑中，食堂和旅游烹飪學院年單位面積耗電量較大，而教學樓和圖書館相對平穩。從圖10可以看到，能耗變化呈明顯的季節性，指標最大值出現在1月份和12月份，其他月份基本平穩，而7、8月份為該地區暑假期間，并未出現用電高峰值。

　　結語

　　揚州大學揚子津校區把區域氣候作為優先考慮的設計要素，運用被動式和主動式相結合的技術策略，在低碳建筑設計及綠色校園營建方面進行了嘗試。通過實踐進一步反思設計，首先，在能源危機和環境問題日益凸顯的今天，建筑師的關注重點應從空間的表現形式，轉移到更多地考慮應對區域氣候因素的設計策略。其次，適宜的被動式設計是降低建筑能耗的基礎，而優秀的主動式技術是實現低能耗建筑的重要措施。研究低碳建筑應充分考慮地區差異和時間因素。低碳建筑不僅需要其內部各要素的緊密合作，也要從校園綠色系統整體進行設計調控。總之，綠色校園是一項長期而復雜的系統工程，相關營建理念需要時間的檢驗與后期的技術支撐。

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