林潤慶

（廣東建科節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?，廣東廣州 510000）

0 引言

教育是國家發(fā)展的重要基石，也是推動社會進步的關(guān)鍵因素。校園作為教育活動的載體，應(yīng)該充分體現(xiàn)當代社會的發(fā)展和價值觀念。近年來，我國教育事業(yè)秉持著“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的理念，提出了推進綠色發(fā)展的概念，并強調(diào)了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。為了實現(xiàn)校園資源利用高效循環(huán)、校區(qū)建筑環(huán)境健康舒適、節(jié)能措施綜合有效、廢物排放減量無害的目標，我們應(yīng)該在控制增量成本的基礎(chǔ)上采用先進技術(shù)，形成亮點工程，并優(yōu)先采用符合國家及廣東省政策導(dǎo)向的技術(shù)，達到國家對于“雙碳”的要求[1]。

1 研究背景

1.1 綠色校園發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)教育部發(fā)布的2022 年全國教育事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報，2022 年，全國共有各級各類學(xué)校51.85 萬所，各級各類學(xué)歷教育在校生2.93 億人，專任教師1880.36 萬人。目前各類校舍建筑面積超過30 億m2，校園能耗占社會總能耗的比例可達到10%，隨著學(xué)校數(shù)量和學(xué)生人數(shù)的增加以及人民美好生活需求的增長，學(xué)生將對校園提出更高的需求，社會將對校園提出更高的標準。教學(xué)信息化與智能化，校園配套設(shè)施與場地的完善，仍將持續(xù)產(chǎn)生新的剛性需求，建筑體量和能耗強度可能持續(xù)膨脹，其在綠色建筑中仍具有很大的潛力，因此校園綠色化勢在必行[2]。

1.2 綠色校園標準化進程現(xiàn)狀

近些年，各類校園標準及政策逐步將校園向綠色化推進，2013 年發(fā)布的由我國綠化委員會制定的標準——“綠色大學(xué)評估準則”，這是第一次提出對高校生態(tài)建設(shè)的評定系統(tǒng)；然而其實際運用并不廣泛。2019 年，“綠色大學(xué)”的概念被重新界定：它是一個旨在給教師員工創(chuàng)造出安全的、健康的且實用的學(xué)習(xí)場所的同時盡可能節(jié)省能源并保持生態(tài)環(huán)境平衡的環(huán)境友好型校區(qū)；2020 年時，國家發(fā)展改革委員部會同教科文組織共同發(fā)布了“綠色學(xué)院建立計劃實施策略”文件，該戰(zhàn)略不僅涵蓋新建校舍的設(shè)計規(guī)劃也包括其他諸如教學(xué)方式方法等涉及教育的各個方面都應(yīng)體現(xiàn)出的可持續(xù)性和節(jié)能減排理念。這些標準和文件的發(fā)布，均能體現(xiàn)社會對于校園建設(shè)要求的提升，同時也可以看出未來綠色校園的建設(shè)應(yīng)為綠色、雙碳、智慧、教育模式的綜合體現(xiàn)[3]。

2 研究方法

2.1 研究思路

通過30 余校園建設(shè)項目的全過程分析，總結(jié)廣東地區(qū)校園的規(guī)劃、建筑設(shè)計特點，分別選擇不同建筑屬性、不同建筑規(guī)模、以及不同地域、不同時期的綠色建筑評價的項目，針對嶺南氣候所需的建筑特色，從各特色氣候、特色建筑設(shè)計、特色需求的角度出發(fā)，研究綠色建筑技術(shù)在廣東地區(qū)綠色校園規(guī)劃設(shè)計的技術(shù)路線與策略。

2.2 分析總結(jié)

經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，廣東地區(qū)夏天的溫度較高且冬天較暖，全年氣候條件均表現(xiàn)出高溫、濕度的增加及降水量的豐富。因此，廣東地區(qū)的建筑風(fēng)格呈現(xiàn)出了獨特的區(qū)域特性，例如其外形輕盈透明，并大量使用了開放的空間。此外，學(xué)校建筑也有一些顯著的特點：首先，它們的用地規(guī)模較大，但容積率卻較低；其次，由于內(nèi)部人流量波動極大，對場地的安全需求非常高；再次，它們通常采用集群式的布置方式來安排具有相同性質(zhì)的建筑物；最后，對于那些重要的功能室，他們有著較高的通風(fēng)、照明和隔音的要求，并且必須確保室內(nèi)裝飾不含甲醛。所以，為了解決這些問題，最關(guān)鍵的是要找到優(yōu)化的途徑，能夠?qū)崿F(xiàn)有效隔離空氣的熱度，阻擋夏日強烈的光線，防止暴雨侵襲，并在最大程度上提高建筑物的自然通風(fēng)能力，這是廣東綠色校園的設(shè)計中應(yīng)重點關(guān)注的問題與要素。

3 綠色校園規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化

3.1 綠色校園場地規(guī)劃優(yōu)化

（1）選擇校舍地點時需遵循當?shù)氐某鞘幸?guī)劃并滿足各種保護區(qū)域和歷史遺跡的建設(shè)限制條件。對于中小學(xué)校的位置選擇需要做適當評估，避免建在學(xué)校容易發(fā)生地震、地面下沉、山體滑坡、地下水流、暴雨等自然災(zāi)害的地方和人為危險較高的地區(qū)，同時也要避開有嚴重污染的環(huán)境。職業(yè)高中和大學(xué)也不能設(shè)在地震斷裂帶、地質(zhì)塌陷、地下水道、洪水等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生的地區(qū)和存在人造風(fēng)險的高危地方。另外，學(xué)校周邊環(huán)境要保持清潔無污染，其離各類污染源的距離必須達到國家的現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定的范圍。

（2）應(yīng)該充分考慮使用公共交通網(wǎng)路，保證場地與人行道之間的緊密關(guān)聯(lián)。對學(xué)校的室內(nèi)空間進行合理的規(guī)劃可以有效提升其可使用的容量，通過采取人車分離的方式來管理出入通道，構(gòu)建一條完整的步道和自行車的路線，以便于連接各重要區(qū)域，并且需要保障步道和自行車的燈光供應(yīng)充足。此外，還需注意到的是，各類建筑物、戶外空地、公共場所和街道都應(yīng)當被整合成一體化的無障礙行走路徑。

（3）校園容積率與建筑密度均不低于對家現(xiàn)行相關(guān)標準對于校園建設(shè)規(guī)定。根據(jù)場地的自然環(huán)境和建筑的功能需求，我們應(yīng)該對建筑的形狀、平面布局、空間規(guī)模以及圍護結(jié)構(gòu)等進行節(jié)能設(shè)計，同時也要滿足國家關(guān)于節(jié)能設(shè)計的相關(guān)規(guī)定。

（4）配建的綠地需要與周邊環(huán)境和城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)，綠化設(shè)計應(yīng)該多元化，利用不同高度和種類的植物，創(chuàng)造出豐富的綠化層次和景觀。在場地設(shè)計時，也需考慮如何有效地利用和排放雨水，以提高水資源的利用效率[4]。

3.2 綠色校園室外物理環(huán)境營造

3.2.1 場地日照

日照環(huán)境在不同程度上對校內(nèi)師生生活、工作和學(xué)習(xí)以及校園綠地系統(tǒng)的自然光照環(huán)境、遮陰環(huán)境都有一定的影響。在校園規(guī)劃布局時，應(yīng)綜合考慮各建筑的位置、朝向設(shè)計，確保各建筑間應(yīng)不發(fā)生日光遮擋的情況，使得各建筑均能夠獲得良好的日照環(huán)境；通過對場地布局進行日照模擬，在模擬時應(yīng)該充分考慮模型項目對自身建筑和周邊建筑的日光遮擋情況，模擬計算大寒日當?shù)卣嫣枙r8：00—16：00 項目建筑和周邊建筑底層窗臺平面，也即距室內(nèi)地坪900mm 高度平面上的日影和日照時數(shù)。根據(jù)模擬結(jié)果調(diào)整場地規(guī)劃布局，確保建筑物間無日光遮擋。在日照模擬后，可根據(jù)不同時間場地內(nèi)的陰影區(qū)域，合理設(shè)置師生休閑活動場地，以通過利用良好的天然條件達到師生活動最佳舒適場地[5]。

3.2.2 場地風(fēng)環(huán)境

校園建筑的室外空間常作為人員休憩活動的場所，應(yīng)具有適宜的室外風(fēng)環(huán)境，保證人們正常的室外行走、運動舒適和建筑內(nèi)部自然通風(fēng)。校園建筑應(yīng)結(jié)合廣東省各季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向、周邊建筑和地形特點，采用適度分散的布局形式[6]。主要技術(shù)點包括。

（1）建筑物的最大受風(fēng)壓力位于與其方向垂直的表面，因此，理想的建筑朝向應(yīng)該是主體立面平行于夏季主導(dǎo)風(fēng)向，同時也要順著冬季主導(dǎo)風(fēng)向。這樣可以在夏季和過渡階段利用風(fēng)壓來推動自然通風(fēng)，而在冬天減少冷風(fēng)的影響。

（2）在冬季的常規(guī)風(fēng)速和風(fēng)向條件下，通過合理布局，建筑周圍人行區(qū)域距離地面1.5m 以上的平均風(fēng)速應(yīng)該不超過5m/s。主要人行區(qū)域的平均風(fēng)速也需保持在0.5m/s 以內(nèi)，同時室外風(fēng)速放大系數(shù)必須小于2。

（3）在夏季和過渡期的常規(guī)速度和風(fēng)向條件，運動范圍內(nèi)應(yīng)避免出現(xiàn)渦旋或無風(fēng)狀態(tài)。建筑底層有條件時可通過合理設(shè)置架空層，疏導(dǎo)來風(fēng)，避免形成渦旋區(qū)和無風(fēng)區(qū)，在設(shè)置師生活動場地時，應(yīng)考慮活動場地盡量設(shè)置在無風(fēng)區(qū)，減少風(fēng)速過大或漩渦區(qū)對活動的影響。

（4）在項目規(guī)劃設(shè)計過程中，應(yīng)采用相關(guān)軟件，對夏季、冬季及過渡季各主導(dǎo)風(fēng)向進行CFD 模擬分析，優(yōu)化場地布局，減少不利影響。

3.2.3 場地聲環(huán)境

寧靜的校園聲音環(huán)境對提高教職員工及學(xué)生的教學(xué)、科研和日常生活的品質(zhì)有著重要的作用。據(jù)調(diào)查顯示，如果噪音水平小于60dB，人們可以保持正常的溝通和思考；然而，一旦超過了90dB，人們的對話和思考能力會受到極大的干擾，可能導(dǎo)致睡眠障礙、疲倦感、記憶力下降等問題。所以，深入理解并掌握校園的聲音環(huán)境特點及其質(zhì)量情況，無論是從綠色大學(xué)的規(guī)劃到建筑的設(shè)計，還是其運營管理方面，都是創(chuàng)建安靜且令人愉悅的學(xué)習(xí)和居住場所的關(guān)鍵因素。

（1）設(shè)計過程中宜采用室外噪聲模擬分析軟件對室外聲環(huán)境進行模擬分析驗證，判斷室外噪聲等級，對于場地內(nèi)噪聲值過高的情況，采取相應(yīng)的降噪措施。學(xué)校周邊的交通噪音對于各個校區(qū)的環(huán)境質(zhì)量有著重要的影響。在外部交通部分，要把控制策略的主要焦點放在減少公路交通帶來的負面效應(yīng)上?？梢酝ㄟ^強化外部區(qū)域的交通安全管理，提倡行駛速度不超過60km/h，在學(xué)校建筑物近處設(shè)立減速帶以降低行車速度等方式來實現(xiàn)這一目標。此外，也應(yīng)該對校園內(nèi)的汽車設(shè)定限速標準，如車速。對于超過20km/h 的路段，禁止使用鳴笛等手段進行管理。

（2）校園內(nèi)種植綠化帶，將易產(chǎn)生噪聲的場所或區(qū)域與其他區(qū)域間形成隔聲綠化帶。

3.3 綠色校園室內(nèi)物理環(huán)境營造

在建筑設(shè)計時，遵循“被動優(yōu)先，主動優(yōu)化”的原則，應(yīng)秉持“先被動后主動”的理念，以滿足廣東省特有的氣候特點與生態(tài)環(huán)境需求為基礎(chǔ)，結(jié)合一些積極性的節(jié)能方案，最大化地運用可持續(xù)能源，從而實現(xiàn)對資源的高效節(jié)約并且創(chuàng)造出宜人的居住空間。在確保建筑的整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時，應(yīng)依據(jù)多元化設(shè)計方案，對建筑的形狀、空間分布以及建筑內(nèi)部的組件和材料進行改良，以便在使用過程中實現(xiàn)優(yōu)秀的舒適度和節(jié)能效果。營造良好的室內(nèi)物理環(huán)境采用的措施主要如下[7]。

3.3.1 室內(nèi)熱環(huán)境

通過校園建筑高性能圍護結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的使用優(yōu)化室內(nèi)熱環(huán)境。包括：外墻隔熱、外窗隔熱、屋頂隔熱；增強建筑氣密性；采用合理建材。

（1）圍護結(jié)構(gòu)采取隔熱措施，對建筑內(nèi)熱環(huán)境具有重要影響。外墻隔熱設(shè)計主要包括外墻采用隔熱涂料、外墻添加隔熱層、外墻增加墻面綠化等；外窗隔熱設(shè)計主要包括外窗玻璃貼膜或涂膜、外窗采用隔熱窗框等。屋頂隔熱主要包括隔熱涂料、添加隔熱材料、添加屋頂綠化等。

（2）控制外墻的氣密性，對建筑內(nèi)熱環(huán)境具有重要影響。主要的外墻氣密性控制手段包括對拉螺栓孔的氣密性處理和外填充墻抹灰的控制；門窗及洞口氣密性的管理措施主要涵蓋：強化框體本身的氣密性、提升玻璃的氣密性以及洞口的氣密封堵。

3.3.2 室內(nèi)光環(huán)境

通過校園建筑本體設(shè)計或遮陽構(gòu)件的使用優(yōu)化室內(nèi)光環(huán)境。包括遮陽措施、輔助采光措施等。

（1）在部分房間采光要求不高，且應(yīng)避免采光過度的建筑，如多功能室，可通過建筑本體設(shè)計達到遮陽效果，凹窗式遮陽、窗與翼墻組合自遮陽、雙層立面遮陽、陽臺/走廊遮陽、挑檐遮陽等。

（2）在部分窗戶面積大，避免使用投影儀時產(chǎn)生過度光照的房間，可設(shè)置相應(yīng)的遮陽構(gòu)件，包括外遮陽、內(nèi)遮陽、中間遮陽、活動遮陽、光伏板遮陽構(gòu)件等。

（3）地下室空間可采用采光通風(fēng)井、天窗、導(dǎo)光管系統(tǒng)等措施，改善地下車庫等地下空間的采光。

（4）在進行照明規(guī)劃的時候，需要關(guān)注的是應(yīng)該盡量避開直接的太陽光線；校園的環(huán)境中不能有太多的窗戶作為視覺背景；合理的利用室內(nèi)的和室外的遮蔽設(shè)備（外部遮陽板或窗簾）；對于窗戶的設(shè)計來說，內(nèi)部表面的顏色或者是周邊的內(nèi)側(cè)墻壁最好選擇淡色的裝飾材料，這樣可以降低窗戶帶來的不適感的光暈。建議使用眩光模擬工具（Evalglare、Radiance）來評估主導(dǎo)空間窗戶產(chǎn)生的眩目現(xiàn)象是否符合《建筑采光設(shè)計標準》的相關(guān)規(guī)定。

（5）應(yīng)通過采光模擬（推薦軟件EcotectAnalysis）的方法對建筑主要功能房間的自然采光情況進行模擬分析，對現(xiàn)有方案進行評估。對于不能滿足現(xiàn)行《建筑采光設(shè)計標準》中對應(yīng)房間的采光要求的，應(yīng)通過需要擴大外部窗口的大小或增設(shè)新的外部窗口以改善其位置，并相應(yīng)地對這些修改后的情況下的每個房間的光照強度重新設(shè)定，確保它們都能符合規(guī)定的需求。

4 結(jié)語

隨著教育的不斷發(fā)展與升級，校園建筑的建設(shè)數(shù)量又將邁上一個新的臺階。當前，綠色建筑正在逐步擴展到各個建筑類型中，包括住宅、辦公室及商業(yè)場所等等。這意味著我們需要在學(xué)校建設(shè)的每個環(huán)節(jié)都注重品質(zhì)而非僅僅追求規(guī)模。我們要堅守可持續(xù)發(fā)展的原則，制定出適應(yīng)本地氣候和人文經(jīng)濟發(fā)展狀況的綠色規(guī)劃和設(shè)計策略。同時，我們也應(yīng)大力推廣利用可再生的能量資源，持續(xù)研究并實踐碳積分制度，以強化學(xué)生的環(huán)保觀念，推動節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護，從而增加人民的滿足感和美好生活的實現(xiàn)。