寒冷地區教學樓綠色技術分析
——以咸陽渭城中學主教學樓為例

林婉秋 陶婷婷

（長安大學 陜西西安 710000）

1 背景分析

1.1 地域特色

陜西省處于中國中部，黃河中部，地域南北長東西窄，地形條件復雜多樣，在我國熱工分區圖中，將全國劃分為五個氣候分分區，分別是嚴寒地區，寒冷地區，夏熱冬冷地區，夏熱冬暖地區，溫和地區。咸陽地區屬于寒冷地區，冬季寒冷干燥夏季短促炎熱，冬夏氣溫懸殊，因此在設計中應充分滿足冬季保溫要求，兼顧夏季隔熱。

1.2 教學樓建筑使用特點

學校建筑以交通空間為聯系手段組織各類房間，是典型的“走道式布局”。走道式常用的兩種布局方式的有內廊式和外廊式。渭城中學的主教學樓采用的是內廊式布局。中學作為一類特殊的公共建筑，其功能、空間和布局等各個方面都有著自己的特點，和其他建筑不同的是在使用時段上，住宅建筑要進行全天候的節能考慮，而且重點集中放在夜間這段時間。而學校建筑在使用時段上，主要集中在白天，因此在設計中應主要考慮白天的采光和夏季隔熱以及冬季的保溫。

2 渭城中學主教學樓分析

陜西省咸陽渭城中學，原名咸陽市第四中學，始建于1954年。1986年改名為咸陽渭城中學。學校地處人民東路中心地段，占地面積30余畝。主教學樓位于整個校園的中心位置，東西走向，層高六層，主要作為高一高二教室，與北面的三層副樓連接。

2.1 空間組織形式

渭城中學主教學樓的空間形式采用單內廊式布局：內廊式建筑的特點主要是以內廊作為連接教室或辦公室的水平交通聯系方式。這種類型的建筑一般為雙側教室或者雙側辦公室。在寒冷地區是比較較常見的，其優點是平面布局緊湊，體形系數相對比較小，能源浪費比較少。

2.2 建筑遮陽

寒冷地區夏季大多干旱少雨，綠色植被比較少，夏日室外溫度較高導致地面在很短時間內達到高溫且持續時間長，增大建筑的熱負荷。為了達到舒適的室內熱環境，因此經常需要開電風扇等措施來進行降溫或者采取開窗通風和建筑遮陽等簡單經濟的構造措施：

（1）室內遮陽采用最簡單的窗簾遮陽，這種方法簡單易行同時又節約能耗，在學校類建筑中采用的非常廣泛。

（2）綠化遮陽：綠化遮陽既要滿足夏季對建筑的遮陽又不能妨礙冬季對日照采光要求，因此教學樓周邊常常選擇落葉喬木樹種，渭城中學教學樓的南向就種植了柏樹，以起到遮陽的效果。

3 存在的不足

通過調查研究，雖然渭城中學主教學樓采用了一些手段來解決自然采光通風的要求，但是還是存在以下問題：

（1）教學樓采用單內廊，北部作為走道，但是北側的玻璃為單層玻璃，對于寒冷地區冬季而言，不能起到很好的保溫作用，南側的教室雖然供暖，依然起不到很好的蓄熱效果。

（2）整個校園綠化面積相對較少，教學樓周圍均為水泥鋪地，不能起到降溫和改變局部氣候的作用。

（3）被動式技術采用較少，使得整個建筑耗能過大。

（4）根據調研發現，教室內自然采光不足，即使在白天都要開燈，雖然教室開窗面積不小，但仍不能滿足學生正常學習所需的照度。

（5）外圍護結構的熱工性能較差，傳熱系數超過規范限制，不利于節約采暖能耗。

（6）教室內熱環境存在著夏季室內溫度過高的問題，人體感覺不舒適的問題。

（7）學校沒有有效的節水措施，且沒有對雨水資源進行再生利用。

4 改建措施

針對渭城中學教學樓存在的問題，從設計角度提出相應的改建措施。

4.1 冬季保溫

改善外圍護結構的熱工性能，提高其保溫隔熱的能力，有利于減少建筑物的能耗。寒冷地區中學建筑圍護結構中，普通單層玻璃門窗的能量損失約占中學建筑能耗的一半以上，因此，做好門窗的節能設計對于整個建筑節能起著重要的作用。

4.2 提高綠化率

綠色植物的作用不僅僅是美化環境，更重要的是合理地選擇和布置綠色植被可以有效地改善建筑周邊的微氣候條件，起到調節小氣候的作用。在夏季能降低建筑周邊的溫度；冬季能透過樹枝的陽光，改善建筑周邊的環境。其次，合理的綠化植被布置，引導風的方向，通過對風的引導與防治，能有效減少能量的損耗。因此在教學樓周圍合理種植樹木不僅能起到調節小氣候的作用，更重要的是起到遮陽降溫的作用，減少夏季對風扇的利用。

4.3 利用雨水灌溉，節約水資源

在校園中可考慮利用屋面收集雨水，將收集的雨水儲存并凈化后，用作衛生間沖水、場地噴灌、車輛清洗、綠化澆灌等雜用水，雨水滲透是另一種適合于陜西地區的雨水利用方式，雨水通過地表滲透至土壤中以及地下水面層，補充地下水資源。例如采用透水性的地面鋪裝和下凹式綠地植被。下凹式綠地是利用下凹地面充分蓄集雨水，顯著增加了雨水下滲的時間；其做法通常是利用低于路面高程的綠地，與路面雨水口一起構成蓄滲系統。

5 結論

根據關中地區氣候的特點（冬季寒冷，夏季較熱，晝夜溫差較大）因此咸陽地區教學樓在設計過程中宜充分考慮解決冬季防寒保暖、夏季隔熱的的問題。無論新建還是改建的校園建筑，都宜采用綠色理念進行設計、施工。通過對咸陽渭城中學這類年代較久的教學建筑的節能改造，使綠色建筑的觀念深入人心，減少能耗，節約資源。

[1]孫超.寒冷地區既有教學樓綠色節能改造研究.大連：大連理工大學，2014.

[2]霍敏.綠色中學建筑設計研究.西安：西安建筑科技大學，2015.

[3]楊力言.寒冷地區中小學建筑節能設計研究.大連：大連理工大學，2015.