低碳建筑绿色校园规划论文

低碳建筑绿色校园规划论文截止2012年，全国高校在校学生数约2537万人，大学校舍建筑面积约61807万m2[1]。校园已逐渐成为新的能源消耗聚集区。同时，绿色建筑领域发展趋势越来越快，研究实践已经从一般绿色建筑延伸到特定用途的绿色建筑；从单体建筑研究转向园区研究；绿色能源技术的运用已从单项技术发展为使用系统集成技术阶段①。1项目概况扬州市地处江苏省中部，与同纬度的夏热冬冷地区相比，夏热冬冷明显。年平均降水量1020mm，最热月平均温度25℃～30℃，极端高温40.7℃，夏季需要降温；冬季最冷月平均气温0℃～10℃，日平均气温小于5℃的天数接近90天，冬季没有供暖室内很不舒服。因此，该地区既要考虑供冷与隔热，又要考虑采暖与保温。扬州大学扬子津校区位于扬州市大学城，占地68.16hm2，总建筑面积约26万m2，一次性规划，分期实施，一期入驻4个工科学院。应对区域气候是设计构思的切入点和创作思路[2]。被动式设计与主动式低碳策略相结合是实现绿色校园的技术措施[3]。利用工科学院的学科特点，将实验室拓展为低碳建筑可展示的教育载体。从低碳建筑的体验开始，延伸至绿色校园的整体营建。2低碳建筑体验2.1被动式设计扬子津校区图书馆总建筑面积47750m2，是该校区功能空间及景观轴线上的重要建筑。由于南入口为滨水空间，人流主要出入口在北侧。（1）控制体形系数夏热冬冷地区既要考虑冬季保温隔热，还要兼顾夏季辐射热的影响，需合理控制体形系数[4]。图书馆既要满足大空间阅览及会议的需要，又考虑控制体形关系。造型选择以典型的南方合院空间为范本，平面及立面造型将“L”形错开一角，把大容量的建筑体量拆解为条式建筑的转折扭转。半围合的空间既解决了阅览室及报告厅等大空间的采光和通风问题，又巧妙地隔绝了外来干扰，提供给阅览室安静的学习环境。简洁及丰富的空间层次表达了通往“知识大门”的理念。（2）通风与遮阳通风与遮阳是夏热冬冷地区建筑设计考虑的重要因素，自然通风可以减少空调的使用，有效遮阳则是应对炎热气候的重要隔热手段[4]。图书馆的条式建筑形态，基本与该地区的夏季主导风向垂直，形成良好的自然通风基础。为消解南面板式建筑过长的缺陷，在南面底层局部架空，创造出可自然通风与遮荫的中庭空间，同时，中庭亦形成竖向拔风口，可以带动整栋建筑的自然通风。建筑功能结合造型采取了多种遮阳方式，西面利用建筑水平遮阳构件形成双层表皮；在东立面大面积的石墙上，巧妙开口设置连续楼梯，形成校园交流场所；南面大面积的玻璃与周围的水景相映成趣，休息平台穿插其中，形成一个有机的整体。2.2主动式技术单一的可再生能源有其局限性，将多种可再生能源有机结合，是低碳建筑实现的一个新思路[5]。能源与动力工程学院楼位于该校区东南角，总建筑面积17380m2。建筑呈“工”字形布置，通过门厅连接南北两栋楼，建筑体型简单、既满足功能又符合工科学院的特色（图5）。而开放实验室既是复合可再生能源技术的研究基地，又提供给该建筑安全、清洁的能源。（1）冰蓄冷空调系统在夏热冬冷地区的夏季用电高峰期，缺电现象的特点是电网负荷低，供电系统峰谷差较大。而冰蓄冷空调系统具有独特的“移峰填谷”的作用，可缓解电力供应紧张、提高发电效率；又可减少制冷机组容量，提高系统运行的可靠性。随着峰谷电价的不同，又可节省运行费用。该校区选用了冰蓄冷加热网蒸汽双工况主机空调系统。按照主机优先模式进行设计，主机及储冰装置容量减至最小，使冷却塔及机房配套电力容量降至最小，节约大量初期投资。（2）风光互补发电及太阳能土壤源复合热泵系统该地区属于太阳能资源的Ⅲ类地区。太阳能和土壤能以单一能源为驱动力的热泵系统受自然环境制约大且制热量不足。将太阳能集热系统和土壤埋地盘管系统共同或交替工作，既可弥补以上的缺陷，还可减小储热水箱或辅助热源的数量[5]。采用此系统作为该栋楼冬季供暖与夏季空调的冷热源。同时，风光互补系统将风力发电机和太阳能光伏组件发出的直流电能，通过并网逆变器将直流电逆变成单相交流电，实现低压并网，为校区部分道路路灯、楼层照明等提供电能。该系统利用风能和太阳能资源的互补性，实现系统能源的优化配置，是一种具有较高性价比的新型能源系统。3绿色校园规划低碳建筑到绿色校园的营建不仅仅是简单的设计及技术的叠加，最终需形成校园绿色系统设计。既要考虑微观系统的作用，又要考虑宏观系统的调节，还要注意各系统间的协作与配合[6]。3.1功能布局区域特征和功能需求是总平面布局的关键要素。扬子津校区规划为六个功能区，包括：资源共享区、公共教学区、专业教学区、生活服务区、文体活动区及持续发展区。资源共享区由图书馆及文体馆构成；专业教学区布置学院组团；生活服务区包括学生宿舍、食堂及生活服务街；文体活动区位于生活服务区以西，布置运动场等设施。3.2通风与防风系统调整微气候的节能策略之一是通风与防风。该地区冬季和夏季主导风向往往相反。夏季需减少对南风的阻挡，引导气流进入，而冬季通常以阻挡北向冷气流入。因此，总体规划布局采用“北密南疏”的`方式，南部“工”字型的半开敞组团形成穿堂风，而北侧是毗邻南绕城公路防护林的试验田基地，为该校区提供良好的防风绿色屏障。南侧及东侧结合原来排涝河，形成围合的水系统，夏季东南风导入校园，通过水系统的二次组织发散，改善整个校园的风环境系统。3.3绿化及水系统绿化及水系统可以有效地缓解不利气候的影响。该校区北侧规划为试验田基地，与绕城公路的防护林形成宽度自然、层次分明的绿化带。沿主干道形成的“∪”型景观带与农田绿地、河道围合成整个校园的微气候区。保留原基地良好的植被资源和水资源，进行改造整合，形成完整的绿化及水系统，在此基础上叠加道路交通系统，沿景观线以组团院落的形式布置建筑，形成内外融合的气候复合区。3.4系统控制该校区的能源管理系统以建筑物为平台，结合建筑面积、内部功能区域划分、运转时间等客观数据对整体能耗进行提取、统计、分析。包括：电能计量、给水管网监测、智能路灯管理系统等，并对校区的路灯和建筑物实行水电计量远程智能监控。现选取近3年部分建筑全年单位面积耗电量及逐月变化趋势进行分析，如图9，在校园建筑中，食堂和旅游烹饪学院年单位面积耗电量较大，而教学楼和图书馆相对平稳。从图10可以看到，能耗变化呈明显的季节性，指标最大值出现在1月份和12月份，其他月份基本平稳，而7、8月份为该地区暑假期间，并未出现用电高峰值。结语扬州大学扬子津校区把区域气候作为优先考虑的设计要素，运用被动式和主动式相结合的技术策略，在低碳建筑设计及绿色校园营建方面进行了尝试。通过实践进一步反思设计，首先，在能源危机和环境问题日益凸显的今天，建筑师的关注重点应从空间的表现形式，转移到更多地考虑应对区域气候因素的设计策略。其次，适宜的被动式设计是降低建筑能耗的基础，而优秀的主动式技术是实现低能耗建筑的重要措施。研究低碳建筑应充分考虑地区差异和时间因素。低碳建筑不仅需要其内部各要素的紧密合作，也要从校园绿色系统整体进行设计调控。总之，绿色校园是一项长期而复杂的系统工程，相关营建理念需要时间的检验与后期的技术支撑。