基于建筑環境可持續性設計的高校餐廳案例研究
——以清華大學中央餐廳為例

陳福洋 （長春工程學院，吉林 長春 130012）

0 前言

當今社會，大量不可再生資源的消耗和浪費加劇了全球性環境問題，環境的惡化對建筑也產生了深遠影響。建筑與環境是一對矛盾體綜合體，相互制約，建筑活動產生的資源消耗和廢棄物的排放給全球環境帶來巨大的負面影響。目前，中國是全球最大的城市化推進國家，可持續性設計理念引入建筑領域是緊迫且必要的。

1 建筑環境可持性設計的背景和問題

1.1 建筑環境可持性設計的背景

在建筑行業，每年因建筑物的建造，海量的礦物資源被用作建筑材料和建筑能源，由此產生大量的二氧化碳，造成全球整體生態穩定性失衡。鑒于此，建筑與環境的可持續性設計是實現建筑和環境和諧統一的最好途徑，對我國的可持性發展有著積極意義[1]。

1.2 目前建筑環境設計的問題

要達到可持續性設計的效果，需要對建筑現狀進行詳細分析。以高校餐廳為例，存在的問題包括：①餐廳對自然環境不尊重；②餐廳改造未考慮可持續理念；③餐廳對自然氣候的適應性不足；④餐廳內部功能單一；⑤餐廳空間設計缺乏對學生行為和心理的關注，不人性化；⑥餐廳未將環境與建筑綜合考慮，不符合可持續性設計的原則[2-3]。

2 建筑環境可持性設計的原則

2.1 建筑環境可持續性設計概念與特征

建筑環境可持續性設計是指通過建筑前期的準備，降低建筑建造的各項投入，提高建筑的運行和使用效率，最大化的利用可持續的能源和資源，減少因建筑建造和運行產生的廢物，實現建筑與環境的和諧統一[4]。

建筑環境可持續性設計特征主要體現在4個屬性上：社會屬性、自然屬性、科技屬性和經濟屬性[5]。建筑環境可持續性設計對整個社會具有積極意義，有助實現社會向低碳性與生態性轉變，促進地域性和多樣性的發展，增強經濟層面的可持續性[6-9]。

2.2 建筑環境可持續性設計原則

2.2.1 適應地形地貌

建筑設計之前應對當地的地形地貌進行詳細了解和考察，尊重其地理特色，保護地理特點。同時將特定類別的建筑特點與地形地貌相結合，實現建筑與自然環境的和諧共生，如建筑環境地形處理、建筑空間布局、建筑與地形的交通組織方式。

2.2.2 尊重地域氣候

特定地域的氣候對建筑的可持續性設計有著直接影響，甚至會起到決定性的作用，包括：相關設備的提供和設計、建筑日照設計、建筑風環境設計、建筑體形設計、建筑空間形態設計、建筑維護結構選擇、建筑綠色材料設計等。

2.2.3 建筑空間復合型

建筑空間復合型可持續性設計的原則是使目標建筑的空間轉化成一個連續的、模式多樣的、高效率的復合型建筑空間，如高校的食堂空間。本研究案例是高校食堂建筑設計，以其為例的空間復合型設計原則體現在2個層面：①建筑功能的多元化，在進行此類設計時，以使用功能為導向，合理劃分各種空間；②空間使用注重高效性，高校餐廳建筑不僅僅是用餐空間，同時也可以是一個集成各類功能的復合型空間，如集成閱讀空間、交流空間、活動空間、展覽空間等。

2.2.4 建筑環境與心理層面

建筑環境的可持續性設計與使用者的心理需求有著直接的關系。以人為本的設計思想是可持續設計的一種體現，具體表現如：餐廳空間尺寸的心理感知、空間環境設計的程度、建筑內部空間意境的塑造等。具體實施細則有3個層面：①高校餐廳建筑空間尺度的適宜性；②高校餐廳建筑空間與個人私密需求的統一；③高校餐廳建筑空間與審美觀念的和諧。

3 清華大學中央餐廳可持性設計案例

3.1 清華大學中央餐廳項目概況

圖1 清華大學中央餐廳

清華大學的中央餐廳是高校類餐廳的代表建筑，是由清華大學建筑學院和素樸建筑工作室聯合設計的高校餐廳。該高校餐廳建筑的背景是為了改善清華大學的校園質量，建筑定位不僅僅是學生和老師的食堂，同樣具備展示廳的功能。此外，清華大學的學術中心辦公大廳和食品儲備區也被安排在此建筑內，是一類綜合性的高校餐廳建筑（圖1）。

3.2 全生命周期的可持性設計實施

建筑環境可持續性設計是一項復雜的設計任務，將建筑體作為一個有機生命體，通過對建筑的全生命周期的可持性關注，實現建筑與環境的可持續性設計效果。全生命周期可持續性關注包括：可持續性功能定位、可持續性空間設計、可持續性技術設計、可持續性立面設計和其它可持續性環節[10-12].

3.2.1 可持續性功能定位

在功能定位方面，首先需要對基地的基本情況進行調研。對周邊的建筑、空間、交通、文化等進行詳細分析，找到發展脈絡和突破口，分析趨勢，實現最終的功能定位。調研的結果：該基地處于清華大學的盲角，遠離校園中心，周邊活力不足；同時交通混亂，交通流線無序交叉，再加上無人監管，造成此地塊與清華大學的整體活力不相符。該項目的總體定位是通過可持性的設計手段實現修復校園環境的目的。

3.2.2 可持續性空間設計

中央餐廳的建筑可持性空間設計需要辨識場地的特征，尊重地形地貌，合理利用資源和能源，實現建筑與環境的和諧，如考慮水域、水源、生態、生物、人文、交通等。具體設計原則有：控制合理的建筑規模、容積率和建筑面積，提高土地和建筑空間的使用效率。該項目的總體設計充分利用東西兩側2m的高差地形，設計1條室內立體街道與建筑相連。其目的是實現建筑各個界面入口相通，保證餐廳內部交通的流動性，同時合理利用建筑底層作為校園的開放空間。

圖2 內部交通空間

圖3 入口處公共空間

圖4 橢圓形天窗設計

具體設計細則包括：①改造場地周邊混亂的秩序，將其整合為校園公共空間，提高場地的利用效率，豐富學生的業余生活；②充分利用高差地形，綜合考慮各個方向的入口；③保留場地周邊的植被和樹木，設計融入環境，保持建筑與環境的可持續性；④作為清華大學校園的公共建筑，應采用低成本和低能耗的建筑設計方案，尤其是關注被動式的設計策略；⑤大學校園內的餐廳建筑作為一類公共建筑，需要提高建筑的藝術性比重，特別需要關注建筑整體形式、立面表達和內部空間的精神傳承。

圖5 總平面圖和各層平面圖設計

具體設計實施內容①入口和交通設計：充分利用地形高差，將東樓的一樓和西側的B1樓連接，同時北側和南側同樣有入口；②公共空間設計：中央餐廳的各個入口層設計為公共空間，滿足大人流的師生進入，同時師生可以穿過建筑，到達其它區域（圖2、圖3），中庭部位的公共空間有7個橢圓形的天窗，通過天窗群引入自然光。每個天窗的側面有自然通風出口，三層高的中庭公共空間如同樹立的煙囪，可以加快自然通風，降低室內溫度，實現煙囪效應，這2項的設計可以降低照明的成本和制冷設備的能耗（圖4）；③外部景觀設計：保留場地西北側的植被，使其成為開放綠地，東南側的梧桐樹與建筑保持5m的距離，創造自然和諧的室外空間，同時中央餐廳提供雙層陽臺，凸窗和木制咖啡廳露臺可以實現餐廳內部環境與外部景觀和諧統一（圖5）；④被動式設計策略：將被動式設計手段與空間舒適性融合；⑤地面以上餐廳建筑有2個獨立運行的功能：餐廳和職業中心，這兩個功能區域與中庭的公共空間相連。

3.2.3 可持續技術設計

中央餐廳建筑可持續性技術設計具有多項內容，包括：室內外的聲、光、熱和風環境利用；優化設計建筑窗墻比、體型系數、圍護隔熱系數、采光系數、采暖系統、熱水系統等；增加可再生能源的利用比例；循環利用廢水、減少對環境污染，提高可持續性；增加雨水回收系統設計；提高再生材料的使用量；增加室內空氣監控系統，保證室內空氣質量。

具體可持續性技術設計細節：①采光設計，由于整個餐廳建筑的縱深超過40m，需要對內部空間的采光進行重點設計，本項目采用三樓引入帶有側窗的屋頂花園，同時南側的玻璃幕墻可以將陽光直接引到中庭內部，再加上屋頂天窗，綜合提升建筑自然采光的效率（圖6的內部交通空間采光設計）；②照明設計，作為采光設計的補充，夜晚需要照明設計，本項目采用簡潔的照明設計策略（圖7）；③通風設計，三樓設計了帶側窗的屋頂花園。帶側窗的架空盒子，可以加強大廳的自然通風。同時屋頂花園作為露天咖啡館可以聚會等。

3.2.4 可持續立面設計

餐廳的內部設計采用紅色磚墻，同樣采取可持續性的設計理念。在此項目中，磚墻不僅具有圍墻功能，還可以用作遮陽系統，同時設置了通風口。磚之間的間隙跨度為100mm。磚的建造方式有5種，分別為傳統方式、“之”字模式、凹痕模式、懸垂樣式和磚遮陽系統。如作為遮陽系統的磚是特殊定制的，每塊磚的兩個矩形孔通過鋼筋連接而成；每8層磚通過扁平鋼骨架集成，同時所有鋼筋焊接到扁平鋼骨架上，并與主體結構集成。最大的特點是設置的矩形孔可以根據遮陽要求或通風要求設計更改。

除此之外，部分磚石墻除了滿足功能性需求外，藝術性的表達也被實現在餐廳造型和表皮上（圖8）。

圖6 內部交通空間采光設計

圖7 整體照明設計

圖8 外側窗墻比和表皮設計

3.2.5 其它可持續性環節

除了以上4個層面的可持續性設計之外，其它階段也可考慮可持續性策略。本項目在施工階段就注重生態環境保護、嚴格控制各類污染，節約材料和廢物再利用。建筑運行階段則體現節水、節電、節能等思想。改造和再利用階段則全方位診斷，合理更換建筑材料、設備系統、提高整體餐廳建筑的壽命。

4 結語

本文通過建筑環境的可持續性設計的背景、現狀和存在問題的闡述，基于建筑環境可持續性原則，對適應地形地貌、尊重地域氣候、建筑空間復合型以及心理層面的可持續進行了單獨的設計原則研究。最后通過清華大學中央餐廳的可持續性案例的分析，闡述了該項目5個層面的可持續性設計過程。

圖片來源

清華大學建筑研究院