綠色學校建筑設計中的節能設計分析

葉舒翔 周文雅

【摘 要】 在我國學校建筑中有許多建筑節能的實例，不論在理論上還是在建筑實體上，它們是對學校建筑生態思想的體現和發揚。在進行綠色學校建筑節能設計的過程中，應該要綜合考慮當地的氣候條件、資源利用率和自然規律，最后使該建筑的采光、保溫、通風等環境逐漸得到完善，建筑的耗能也大量減少。本文將結合學校建筑的生態思想，從以下幾個方面對綠色學校建筑節能設計進行研究。

【關鍵詞】 綠色；學校建筑；設計；節能

1 綠色學校建筑的選址設計

建筑強調“天人合一”和“因地制宜”的生態思想，所以在綠色學校建筑的設計中應該要兼顧節能和節地兩個方面。選址好的建筑地址，根據地形地貌的狀況來設計綠色學校建筑，可以使用自然采光和通風，影響其內外環境并節約大量的空調耗能。因為冬天冷空氣會對建筑物產生“霜凍”的影響，所以綠色學校建筑不應該被放在洼地、山谷之地，這樣會使其用于采暖的耗能提高。要實現提高建筑節能和采暖效率的水平，必須把綠色學校建筑置于避風、向陽之地。

另外，要注意的是選擇綠色學校建筑用地時，要遵循生態環保的理念，保護周圍已有的生態環境，避免對原有的自然條件和設施產生不利的影響。綠色學校建筑的基本原則中包括不能對建筑周邊環境有破壞作用。同時我們可以通過提高建設用地的利用率，將邊角地變為可用的建筑用地，或者開發地下空間，確定合理的校園容積率，有利于達到節地的目標。

2 綠色學校建筑的布局設計

科學合理的校園建筑布局設計，不僅可以方便師生開展正常的教育教學活動，更是綠色建筑的良好體現。明確合理的出入口、實行人車風流，劃分相對獨立而又緊密聯系的教學區、運動區、生活區，都是有效提高土地利用率的途徑。

做好建筑的良好朝向，主要建筑以南北向布置為主，爭取做到最佳的采光及景觀，合理設置建筑間距，在減少教學樓間的聲音干擾的同時，保證主要用房能夠得到足夠的日照，符合的日照標準要求，減少彼此間的遮擋。對于臨水或者依山而建的校園，更要利用好有利的地形，深入分析布局利弊，做好景觀、節能的有機結合。

3 綠色學校建筑的單體設計

隨著建筑單體節能技術措施的不斷提高，新型的保溫墻體材料、中空隔熱玻璃、屋面保溫材料、節能變頻空調等技術日漸成熟，但我們不能忽略了更廉價環保的技術手段—自然通風和有效遮陽。

3.1 提高自然通風效率

使用自然通風不僅僅能夠減少空調的耗能，能夠在不耗費資源的條件下使室溫降低，而且還可以讓學生生活在新鮮的自然空氣中，對身心健康有很大的幫助。我們在設計通風裝置時要考慮到在夏季主導風方向上應該使用開放式設計，在冬季主導風方向采取封閉式設計。控制好窗墻比以及外窗開窗率，在南向盡量擴大外窗可開啟面積，為過渡季節組織室內自然通風創造有利條件。在條件允許的房間，盡量采用兩側對開窗，形成良好的穿堂風，有利于夏季降溫，降低空調能耗。為了達到獲得良好通風條件的目的，在設計時應該根據氣流的慣性原理，在相鄰的墻面將進、出口的位置錯開分布。

3.2 提供有效遮陽效果

對于我國夏熱冬冷地區來說，夏季東、西墻面的溫度能夠高達40℃，從而可以直接影響到室內的溫度。對綠色學校建筑的遮陽設計能夠起到很好的隔熱作用，可以考慮陽臺、遮陽百葉、垂直綠化等手法來進行處理。設計時應該綜合計算夏天遮陽和冬天日照的不同要求來進行合理的設計，使其在高溫天氣阻擋熱量的進入，在低溫天氣讓人享受足夠的陽光。

4 綠色學校建筑的綠化設計

綠色學校居住建筑的附近如果有大量的水面和綠化，能夠對周圍的氣候進行改善。但是不同的建筑材料對太陽輻射的吸收率是有差異的。通過實地測試發現在夏天，草地表面的平均溫度相對于混凝土地面大概低了4.4℃，相比瀝青地面更是低了7℃左右。綠化的作用是對建筑周圍夏季進行增加濕度、降溫等。相關理論證明，每增加10%的綠化覆蓋率，就可以使溫度下降高達2.6℃；當覆蓋率高達50%，溫度會下降大約13%，這正好可以解除熱島效應。

4.1 建筑周邊的綠化設計

在我國夏季氣候十分炎熱，為了讓從建筑外地面上反射過來的熱能量減少，我們在進行設計時必須選擇對太陽輻射反射率低的用材。通常，可以在建筑外種植草坪和灌木以形成降溫效應，從而使反射到室內的熱量下降。具體來說，就是通過植被進行的呼吸機制帶走相應的熱能，進而讓建筑物周圍的空氣溫度明顯下降。

4.2 建筑屋面的綠化設計

植物可以通過蒸騰作用和光合作用來維持生命，可以改變熱能量的垂直分布方向。對屋面的綠化能夠改變建筑屋面能量的平衡關系。進行屋面綠化的作用不僅僅是增加了城市的植物覆蓋率，而且能夠起到很好的蓄水效果，使得2/3的雨水能被植被吸收，從而進一步促進植被的生長和城市空氣、溫度的調節。通過相關的實測，發現屋面綠化能夠凈化空氣、改善城市的空氣質量，并且可以充分的利用太陽的輻射作用。

4.3 建筑墻面的綠化設計

從美觀的角度來說，墻面綠化可以美化環境，營造一個自然、健康的生活條件；從節能的角度看，可以使起到很好的降溫蓄熱作用；從防止污染來說，能夠減少城市的粉塵污染，有效的緩解熱島效應。墻面的顏色和朝向對其溫度的高低有重要影響。朝南、西的深色墻面，夏季最高可以高達60℃，冬季外墻溫度低達-10℃。對墻面進行綠化設計，能夠有效吸收和反射太陽輻射，起到降溫遮陽的效果，避免墻面承受巨大的溫度差異。

5 結語

綠色學校建筑設計探索了在節能生態建筑的設計實踐。綠色生態節能設計作為比較容易實現的生態手段，具有投資少和節能效應持久的優點，而且一般的學校建筑都可以采用，特別是節能手段與建筑美觀和功能使用結合在一起會更好。

參考文獻

[1] 宋德萱編著.節能建筑設計與技術[M]. 同濟大學出版社，2003

[2] 黃公炳. 試談夏熱冬冷地區住宅的通風與遮陽節能設計[J].建筑.2009（13）：13-15