探究高校博物館綠色建筑設(shè)計(jì)策略

華承軍 陳靜

（1.西安美術(shù)學(xué)院 建筑環(huán)境藝術(shù)系）（2.西安美術(shù)學(xué)院 藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)）

隨著世界經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展，全民的文化需求逐漸提升，但能源消耗、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重，這對(duì)作為文化傳播載體的高校博物館提出了進(jìn)一步的要求。因此，建筑學(xué)者紛紛將視角由傳統(tǒng)高校博物館建筑轉(zhuǎn)向“生態(tài)建筑”“可持續(xù)性建筑”等建筑理念，以尋求建筑與環(huán)境的有機(jī)共生。本文通過(guò)提出高校博物館綠色建筑的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合有效的應(yīng)用技術(shù)，探究整體的、科學(xué)的高校博物館綠色發(fā)展之路。

一、高校博物館的綠色建筑設(shè)計(jì)意義

高校博物館的綠色建筑設(shè)計(jì)具有重要且深刻的意義。首先，它能夠改善校園教育教學(xué)及生活環(huán)境。較之普遍性建筑而言，綠色建筑設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)建筑與自然環(huán)境的共生關(guān)系，注重建筑空間與校園空間的相互協(xié)調(diào)，并能夠科學(xué)地對(duì)建筑進(jìn)行管理維護(hù)，從生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等層面為教育營(yíng)造有機(jī)的發(fā)展環(huán)境。其次，它能夠優(yōu)化各類(lèi)資源。綠色建筑設(shè)計(jì)從材料的環(huán)保性和循環(huán)性出發(fā)，注重資源的節(jié)約與合理分配，并能積極利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源增大生態(tài)效應(yīng)，不但提高了工程效益，消除了建筑施工對(duì)環(huán)境帶來(lái)的危害，還達(dá)到了高校博物館建筑經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性的特點(diǎn)。

二、綠色建筑設(shè)計(jì)理念

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，通過(guò)高效的資源調(diào)配，形成減少能源消耗與環(huán)境自然融合的建筑，力求將社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)（即人、建筑和造價(jià)）三者達(dá)到最佳平衡[1]。綠色建筑理念區(qū)別于傳統(tǒng)的建筑理論，其特點(diǎn)及要求體現(xiàn)在對(duì)建筑全生命周期的評(píng)價(jià)之上，具體如下：

①需實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境的共生關(guān)系，合理選址；

②需重視合理運(yùn)用風(fēng)能、太陽(yáng)能等再生資源，并要求室外風(fēng)環(huán)境、聲環(huán)境、日照環(huán)境符合指標(biāo)。

③需盡量采用綠色適宜技術(shù)，減少對(duì)自然環(huán)境的損害。

④需考慮空間安排及建筑維修等后續(xù)管理安排。

另外，室內(nèi)噪聲環(huán)境、燈光或自然光環(huán)境、濕熱環(huán)境等未有具體明確的規(guī)范，在設(shè)計(jì)時(shí)仍然需要進(jìn)行系統(tǒng)的考慮。

三、高校博物館綠色設(shè)計(jì)策略

高校博物館的綠色設(shè)計(jì)觀應(yīng)該是整體的、綜合的、與周邊環(huán)境相融合的觀念。設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮高校及高校周邊的實(shí)際情況，結(jié)合自然資源、人文氣息等進(jìn)行合理規(guī)劃。根據(jù)高校博物館的建筑空間，可劃分為外部、內(nèi)部及景觀進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)。

（一）高校博物館“綠色”外部設(shè)計(jì)

高校博物館的外觀不僅要滿足普通博物館的標(biāo)準(zhǔn)，更需要將綠色理念與動(dòng)態(tài)力學(xué)按照一定的比例相互結(jié)合，中庭部分要充分考慮自然通風(fēng)及采光、且控制天窗面積不大于屋頂總面積的20%，并結(jié)合各展廳及內(nèi)部空間，采用種植屋面、蓄水屋面等適宜技術(shù)使高校博物館形成一體化的建筑形式（圖1）。

圖1 建筑天窗與自然采光（圖片自制）

在外觀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)盡量以外墻保溫節(jié)能體系進(jìn)行維護(hù)，提高外墻保溫隔熱性的同時(shí)，通過(guò)綠化、遮陽(yáng)、通風(fēng)等措施增加墻體的功能與審美。并以“山”“水”“自然”為語(yǔ)匯，對(duì)自然環(huán)境的詩(shī)情畫(huà)意進(jìn)行展現(xiàn)，促使高校博物館成為展覽文化、教育心靈以及感受自然等的重要生活學(xué)習(xí)形態(tài)。

以湖南省云龍發(fā)展中心為例，它在采用隔熱斷橋鋁窗系統(tǒng)和智能可調(diào)節(jié)外遮陽(yáng)系統(tǒng)對(duì)墻體進(jìn)行保溫節(jié)能的同時(shí)，還通過(guò)模塊拼裝式綠化對(duì)屋面進(jìn)行了功能性設(shè)計(jì)。這不僅突破了傳統(tǒng)的外墻構(gòu)造，還達(dá)到了建筑與自然的綠色融合。

（二）高校博物館“綠色”內(nèi)部設(shè)計(jì)

高校博物館作為校園文化的載體，除了展示歷史傳統(tǒng)、教學(xué)理念以外，更應(yīng)注重輔助專(zhuān)業(yè)科研、傳播知識(shí)、社會(huì)宣傳等職能，這是區(qū)別于普通博物館的重點(diǎn)。因此在高校博物館綠色內(nèi)部空間設(shè)計(jì)中，需將功能布局、能源應(yīng)用、環(huán)境訴求等作為重要考慮因素。例如：適度控制展廳面積不超過(guò)總建筑面積的65%，同時(shí)增加多功能廳、咖啡吧等互動(dòng)空間，加設(shè)專(zhuān)業(yè)示范、周轉(zhuǎn)庫(kù)房、管理工作室等功能性場(chǎng)所等。

另外，在高校博物館綠色內(nèi)部空間設(shè)計(jì)中，也應(yīng)秉承生態(tài)理念。具體的應(yīng)用方法主要分為雙層界面、凹凸空間、架空空間、中庭及邊庭和綠化的引入等幾種空間形態(tài)進(jìn)行呈現(xiàn)（圖2）。其中建筑界面的“雙層性”指的是通過(guò)自然或人為的手法，在原有建筑界面的基礎(chǔ)上形成另一個(gè)界面與之相輔相成[2]。例如，在建筑空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中分離出遮護(hù)構(gòu)造和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，并適當(dāng)拉開(kāi)兩者距離，使之形成空氣夾層。再通過(guò)通風(fēng)、采光等措施，創(chuàng)造建筑保溫和使用者舒適的雙層性能。凹凸空間指的是通過(guò)幾何大小不一的空間組合排列，形成變化豐富的建筑立面，減少陽(yáng)光對(duì)建筑直接輻的同時(shí)，促進(jìn)建筑與環(huán)境深層次、多維度的融合。架空空間則是以在某層外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，只保留結(jié)構(gòu)柱和承重墻的方式，對(duì)建筑空間進(jìn)行“可呼吸”式設(shè)計(jì)，從而使空間更具通透性和觀賞性。中庭及邊庭的應(yīng)用是綠色生態(tài)空間設(shè)計(jì)中最為常見(jiàn)的手法。中庭通常以中心嵌入式、外圍包裹式、廊道置入式呈現(xiàn)，而邊庭則以靠近室外環(huán)境一側(cè)且與之相通的方式較為普遍。這些生態(tài)理念的應(yīng)用不僅會(huì)減少能源的消耗，也能使室內(nèi)空間的構(gòu)成更加豐富。

圖2 建筑空間的多種形態(tài)（左一為泰國(guó)大都會(huì)大廈，中間為柯布西耶在1922年巴黎沙龍展的底層架空方案，右一為華中師范大學(xué)附屬龍園學(xué)校教學(xué)樓中庭綠色空間；圖片均源于網(wǎng)絡(luò)）

（三）高校博物館“綠色”景觀設(shè)計(jì)

博物館的景觀設(shè)計(jì)方法必須要結(jié)合其自身及周邊環(huán)境的實(shí)際情況來(lái)具體分析，根據(jù)建筑形態(tài)與功能的要求與規(guī)定，對(duì)相關(guān)場(chǎng)地進(jìn)行全面規(guī)劃與整體把控。而高校博物館綠色景觀的實(shí)現(xiàn)，要在普通博物館景觀設(shè)計(jì)考慮因素的基礎(chǔ)上，著重思考場(chǎng)地自身的特性、周邊能源等相關(guān)問(wèn)題，并積極賦予場(chǎng)地及建筑使用可再生的潛力[3]。只有充分考慮氣候、水資源等場(chǎng)地生態(tài)因素與建筑構(gòu)造的有效結(jié)合，才能使高校博物館綠色景觀設(shè)計(jì)得以可持續(xù)性發(fā)展。

例如，美國(guó)著名景觀師理查德·哈格所改造的再生景觀，通過(guò)尊重基地的歷史記憶，結(jié)合現(xiàn)存的環(huán)境資源，從城市的文脈元素出發(fā)，對(duì)原場(chǎng)地的土壤環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，并在保證安全的情況下，積極利用殘磚瓦礫、工業(yè)廢料等材料搭建景觀小品，既有效地減少了景觀構(gòu)建成本，又為城市營(yíng)造了一個(gè)生態(tài)綠色的景觀系統(tǒng)。

高校博物館綠色景觀設(shè)計(jì)從虛擬情境到實(shí)地場(chǎng)景，也應(yīng)遵循以人為本的基本原則[4]。人作為主體，對(duì)場(chǎng)地的定位和認(rèn)同感，是判斷景觀價(jià)值與審美取向的關(guān)鍵。而在此基礎(chǔ)上的綠色景觀設(shè)計(jì)，則是高校博物館生態(tài)價(jià)值提升的重要體現(xiàn)。

四、高校博物館綠色技術(shù)實(shí)施

綠色建筑體系除了要求建筑的社會(huì)性、經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性等方面，還要求利用適宜的綠色生態(tài)建筑技術(shù)及設(shè)備，科學(xué)地、有效地實(shí)施綠色建筑的設(shè)計(jì)理念。高校博物館綠色建筑設(shè)計(jì)需要在建筑法規(guī)之上，通過(guò)適宜性的技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)建筑、文化、環(huán)境的和諧共生。

（一）綠色建材技術(shù)

為積極響應(yīng)國(guó)家與有關(guān)部門(mén)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，現(xiàn)階段構(gòu)建高校博物館綠色建筑過(guò)程中，還應(yīng)在原有基礎(chǔ)上應(yīng)用大量的綠色建材。具體來(lái)說(shuō)，在構(gòu)建高校博物館時(shí)，應(yīng)在保證自身投資效益最大化前提下，使用可循環(huán)、回收率高的建材，并以此降低高校博物館建設(shè)期間對(duì)所在地區(qū)造成的環(huán)境污染問(wèn)題。例如，在選擇可回收率高的建材過(guò)程中，應(yīng)著重對(duì)木制品、加氣混凝土、鋼筋等基本建材進(jìn)行篩選，并在保障其自身具有較高的穩(wěn)定性及堅(jiān)硬度的的前提下，挖掘其自身的綠色性質(zhì)。在選擇利用率高的建材過(guò)程中，對(duì)高校博物館施工模型進(jìn)行構(gòu)件與細(xì)部的研究，進(jìn)而利用相關(guān)的公式，將高校博物館工程項(xiàng)目自身的耗能量整合并統(tǒng)計(jì)出來(lái)，并為后期高校博物館的施工流程提供重要的參考作用等[5]。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)將建筑結(jié)構(gòu)、裝飾及設(shè)施等因素一體化、簡(jiǎn)單化考慮，盡量節(jié)省建設(shè)過(guò)程中因不匹配、不適用等因素造成的材料浪費(fèi)[6]。在建筑大空間的劃分上，應(yīng)優(yōu)先考慮玻璃隔斷、石膏龍骨隔斷等可反復(fù)使用的空間隔斷材料，以此減少空間利用率低、材料消耗高等問(wèn)題。并通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等措施，使建筑達(dá)到節(jié)能省材的目的。

與此同時(shí)，在應(yīng)用綠色建材技術(shù)的過(guò)程中，也應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家針對(duì)綠色建材應(yīng)用所頒布的一系列明文規(guī)定，將此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用上升到一個(gè)有法可依、執(zhí)法必嚴(yán)的高度上去。

（二）雨水回收技術(shù)

在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行施工的過(guò)程中，還應(yīng)在原有的基礎(chǔ)上提升高校博物館在投入使用時(shí)對(duì)水資源的利用率，從而將綠色建筑理念落實(shí)到施工的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。

在應(yīng)用雨水回收技術(shù)[7]時(shí)，主要涵蓋以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：第一，回收雨水環(huán)節(jié)；第二，雨水的下滲環(huán)節(jié)；第三，節(jié)水景觀節(jié)點(diǎn)的設(shè)置；第四雨水的清潔管理環(huán)節(jié)。不僅如此，為從根本上發(fā)揮出雨水回收技術(shù)的實(shí)效性，還應(yīng)在此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，充分考慮到的雨水蒸發(fā)等客觀因素的影響。

（三）外墻和屋頂技術(shù)

科學(xué)、合理的外圍防護(hù)體系在起到裝飾和遮陽(yáng)效果的同時(shí)，也能對(duì)室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生一定的節(jié)能影響。因此墻體作為建筑外圍防護(hù)體系的土體，多采取復(fù)合墻的形式進(jìn)行蓄熱，即通過(guò)外墻內(nèi)保溫、外墻夾心保溫及外墻外保溫等構(gòu)造方式解決建筑外圍防護(hù)體系的保溫節(jié)能問(wèn)題。且適當(dāng)?shù)恼陉?yáng)設(shè)施和外圍護(hù)體系進(jìn)行配合，既能將高耗能的建筑表皮轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)能量的墻面和內(nèi)部空間的能量調(diào)節(jié)裝置，也可減少能源的消耗[8]。

屋頂多以綠化的處理方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，即通過(guò)植被層、保濕層及防滲漏層等立體構(gòu)造，為博物館內(nèi)部空間的熱量提供緩沖（圖3）。這不僅可以為大學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好舒適的參觀環(huán)境，在一定程度上還能節(jié)省取暖和空調(diào)的費(fèi)用（圖4）。

圖3 屋面綠化剖面圖（圖片自制）

圖4 泰國(guó)國(guó)立法正大學(xué)Rangsit校區(qū)屋頂與垂直綠化效果圖（圖片源于網(wǎng)絡(luò)）

（四）自然通風(fēng)技術(shù)

自然通風(fēng)技術(shù)是利用風(fēng)壓和熱壓為驅(qū)動(dòng)力來(lái)控制博物館建筑通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)類(lèi)型。當(dāng)室外條件容許自然通風(fēng)的情景下，可將通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉。當(dāng)室外溫度上升或是下降至某個(gè)界限值時(shí)，自然通風(fēng)系統(tǒng)可關(guān)閉并將機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)開(kāi)啟。在具體實(shí)施的過(guò)程中，是利用CFD軟件[9]把通風(fēng)策略注入到建筑智能系統(tǒng)中，根據(jù)感應(yīng)器接收到的外部環(huán)境狀況，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行作出相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整，以此達(dá)到改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的效果。

五、結(jié)語(yǔ)

在校園建設(shè)逐漸可持續(xù)化發(fā)展的趨勢(shì)下，高校博物館作為校園文脈的文化載體和傳播媒介，同時(shí)兼顧到資源、自然和人文等多個(gè)方面，因此其綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)該是整體的，統(tǒng)一的，全面的。且高校博物館的綠色設(shè)計(jì)作為傳播生態(tài)理念、實(shí)踐人文精神的可持續(xù)建筑模式，為大學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)功能全、品質(zhì)高的學(xué)習(xí)研修場(chǎng)所。

綜上所述，在高校博物館綠色建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)綠色設(shè)計(jì)理念及其相關(guān)技術(shù)要求，最大限度地發(fā)揮新興科技和綠色資源的優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)行合理的應(yīng)用，使建筑與環(huán)境融合發(fā)展。