低碳建筑綠色校園規劃論文
截止2012年，全國高校在校學(xué)生數約2537萬(wàn)人，大學(xué)校舍建筑面積約61807萬(wàn)m2[1]。校園已逐漸成為新的能源消耗聚集區。同時(shí)，綠色建筑領(lǐng)域發(fā)展趨勢越來(lái)越快，研究實(shí)踐已經(jīng)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(shù)的運用已從單項技術(shù)發(fā)展為使用系統集成技術(shù)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(méi)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(xué)揚子津校區位于揚州市大學(xué)城，占地68.16hm2，總建筑面積約26萬(wàn)m2，一次性規劃，分期實(shí)施，一期入駐4個(gè)工科學(xué)院。應對區域氣候是設計構思的切入點(diǎn)和創(chuàng )作思路[2]。被動(dòng)式設計與主動(dòng)式低碳策略相結合是實(shí)現綠色校園的技術(shù)措施[3]。利用工科學(xué)院的學(xué)科特點(diǎn)，將實(shí)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(kāi)始，延伸至綠色校園的整體營(yíng)建。
2低碳建筑體驗
2.1被動(dòng)式設計
揚子津校區圖書(shū)館總建筑面積47750m2，是該校區功能空間及景觀(guān)軸線(xiàn)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(shū)館既要滿(mǎn)足大空間閱覽及會(huì )議的需要，又考慮控制體形關(guān)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(kāi)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(fēng)問(wèn)題，又巧妙地隔絕了外來(lái)干擾，提供給閱覽室安靜的學(xué)習環(huán)境。簡(jiǎn)潔及豐富的空間層次表達了通往“知識大門(mén)”的理念。
�。�2）通風(fēng)與遮陽(yáng)通風(fēng)與遮陽(yáng)是夏熱冬冷地區建筑設計考慮的重要因素，自然通風(fēng)可以減少空調的使用，有效遮陽(yáng)則是應對炎熱氣候的重要隔熱手段[4]。圖書(shū)館的條式建筑形態(tài)，基本與該地區的夏季主導風(fēng)向垂直，形成良好的自然通風(fēng)基礎。為消解南面板式建筑過(guò)長(cháng)的缺陷，在南面底層局部架空，創(chuàng )造出可自然通風(fēng)與遮蔭的中庭空間，同時(shí)，中庭亦形成豎向拔風(fēng)口，可以帶動(dòng)整棟建筑的自然通風(fēng)。建筑功能結合造型采取了多種遮陽(yáng)方式，西面利用建筑水平遮陽(yáng)構件形成雙層表皮；在東立面大面積的石墻上，巧妙開(kāi)口設置連續樓梯，形成校園交流場(chǎng)所；南面大面積的玻璃與周?chē)乃跋嘤吵扇�，休息平臺穿插其中，形成一個(gè)有機的整體。
2.2主動(dòng)式技術(shù)
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(shí)現的一個(gè)新思路[5]。能源與動(dòng)力工程學(xué)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(guò)門(mén)廳連接南北兩棟樓，建筑體型簡(jiǎn)單、既滿(mǎn)足功能又符合工科學(xué)院的特色（圖5）。而開(kāi)放實(shí)驗室既是復合可再生能源技術(shù)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(diǎn)是電網(wǎng)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(fā)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(zhù)峰谷電價(jià)的不同，又可節省運行費用。該校區選用了冰蓄冷加熱網(wǎng)蒸汽雙工況主機空調系統。按照主機優(yōu)先模式進(jìn)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(fēng)光互補發(fā)電及太陽(yáng)能土壤源復合熱泵系統該地區屬于太陽(yáng)能資源的Ⅲ類(lèi)地區。太陽(yáng)能和土壤能以單一能源為驅動(dòng)力的熱泵系統受自然環(huán)境制約大且制熱量不足。將太陽(yáng)能集熱系統和土壤埋地盤(pán)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(shí)，風(fēng)光互補系統將風(fēng)力發(fā)電機和太陽(yáng)能光伏組件發(fā)出的直流電能，通過(guò)并網(wǎng)逆變器將直流電逆變成單相交流電，實(shí)現低壓并網(wǎng)，為校區部分道路路燈、樓層照明等提供電能。該系統利用風(fēng)能和太陽(yáng)能資源的互補性，實(shí)現系統能源的優(yōu)化配置，是一種具有較高性?xún)r(jià)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(yíng)建不僅僅是簡(jiǎn)單的設計及技術(shù)的疊加，最終需形成校園綠色系統設計。既要考慮微觀(guān)系統的作用，又要考慮宏觀(guān)系統的調節，還要注意各系統間的協(xié)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(guān)鍵要素。揚子津校區規劃為六個(gè)功能區，包括：資源共享區、公共教學(xué)區、專(zhuān)業(yè)教學(xué)區、生活服務(wù)區、文體活動(dòng)區及持續發(fā)展區。資源共享區由圖書(shū)館及文體館構成；專(zhuān)業(yè)教學(xué)區布置學(xué)院組團；生活服務(wù)區包括學(xué)生宿舍、食堂及生活服務(wù)街；文體活動(dòng)區位于生活服務(wù)區以西，布置運動(dòng)場(chǎng)等設施。
3.2通風(fēng)與防風(fēng)系統
調整微氣候的節能策略之一是通風(fēng)與防風(fēng)。該地區冬季和夏季主導風(fēng)向往往相反。夏季需減少對南風(fēng)的阻擋，引導氣流進(jìn)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(kāi)敞組團形成穿堂風(fēng)，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(fēng)綠色屏障。南側及東側結合原來(lái)排澇河，形成圍合的水系統，夏季東南風(fēng)導入校園，通過(guò)水系統的二次組織發(fā)散，改善整個(gè)校園的風(fēng)環(huán)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(guān)帶與農田綠地、河道圍合成整個(gè)校園的微氣候區。保留原基地良好的植被資源和水資源，進(jìn)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(guān)線(xiàn)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(shí)間等客觀(guān)數據對整體能耗進(jìn)行提取、統計、分析。包括：電能計量、給水管網(wǎng)監測、智能路燈管理系統等，并對校區的路燈和建筑物實(shí)行水電計量遠程智能監控�，F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(jìn)行分析，如圖9，在校園建筑中，食堂和旅游烹飪學(xué)院年單位面積耗電量較大，而教學(xué)樓和圖書(shū)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(yǔ)
揚州大學(xué)揚子津校區把區域氣候作為優(yōu)先考慮的設計要素，運用被動(dòng)式和主動(dòng)式相結合的技術(shù)策略，在低碳建筑設計及綠色校園營(yíng)建方面進(jìn)行了嘗試。通過(guò)實(shí)踐進(jìn)一步反思設計，首先，在能源危機和環(huán)境問(wèn)題日益凸顯的今天，建筑師的關(guān)注重點(diǎn)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(dòng)式設計是降低建筑能耗的基礎，而優(yōu)秀的主動(dòng)式技術(shù)是實(shí)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(shí)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(jìn)行設計調控�？傊�，綠色校園是一項長(cháng)期而復雜的系統工程，相關(guān)營(yíng)建理念需要時(shí)間的檢驗與后期的技術(shù)支撐。
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