高職院校實訓建筑可持續發展策略研究★

蘇雁楠 陸耀敏

(1.廣州鐵路職業技術學院，廣東 廣州 510430; 2.廣西建設職業技術學院，廣西 南寧 530007)

?

·綠色環保·建筑節能·

高職院校實訓建筑可持續發展策略研究★

蘇雁楠1陸耀敏2

(1.廣州鐵路職業技術學院，廣東 廣州 510430; 2.廣西建設職業技術學院，廣西 南寧 530007)

為進一步貫徹落實節能減排政策，提高高職院校實訓建筑室內熱舒適性，從建筑屋面節能改造、外圍護隔熱保溫、采光口布置、自然通風與熱能回收利用等方面，探討了能夠有效降低高職院校既有實訓建筑能耗的節能設計方案，以促進低碳校園的發展。

高職院校，實訓建筑，節能改造，自然采光，圍護結構

近幾年來，隨著我國經濟快速發展，國家越來越重視應用型專業技術人才的培養，高職院校招生規模不斷擴大，校園面積、學生人數、教職員工人數急劇增多，在公共經費支出方面各高職院校都比過去有了大幅度的提高，特別是能源消耗費用呈倍數增長，用電量巨大，現已成為能源消耗大戶。

2012年中國建筑能耗約6.09億t標準煤，占全國能源消費總量的比重為19.1%[1],作為建筑行業的組成部分，高職院校建筑的空間設計中，應充分考慮建筑的可持續發展性，減少建筑對自然的影響和破壞。實踐實訓教學是高職教育中職業崗位技術培養的重要組成部分,普遍占到學校教學計劃比例的一半以上。實踐實訓教學建筑的建設是整個高職校園建設的重中之重，如何營造一個科學、合理的實訓建筑空間，是建筑節能改造中的一個重要研究課題。

1 高職院校實訓教學建筑特點

與本科院校相比，高職院校更加注重技能實踐培訓，因此實訓教學建筑也是高職院校區別于普通高校校園建筑的獨特之處。高職院校內的實訓教學，將培養適應第一線生產、建設、管理和服務需求的高級技術應用型人才為目標，讓學生在實訓教師的指導下，在真實的工作環境中，通過模擬工作的方式，進行職業技能訓練。

實訓建筑是高職教育中承擔實訓教學的重要場所，與工業建筑類似，擁有超大尺度空間，在設計上與工藝流程上和企業管理緊密結合，但又區別于工業建筑，更加注重對學生實踐技能的培養。實訓室的空間尺度大小，一般由建筑功能決定：一種是規模和體積較大，設備種類較多，將教學小空間與實訓大空間組合起來，布置在一般建筑底層或獨立設置的大型實訓空間內，可實現教學、實訓和生產等多功能的一體化，其單體建筑跨度一般較大；另外一種是規模和尺寸較小，布置在實訓樓的中間層或底層，以整層劃分，建設標準與普通教室類似的，以專業教學為主的小型實訓室。

對于單體實訓建筑，一般為長方形或正方形，其內部空間布局，可以按照專業導向分類，也可以按照學科類別分類，合理布局教學與實訓空間，體現資源共享。實訓教學的設備儀器對環境要求較高，實訓建筑的空間設計，首先應滿足設備要求和空間使用感受，另外還要滿足實訓建筑的通風、遮陽、溫濕度調節、配電設置、荷載和運輸，以及實訓室內部裝飾材料的抗熱防腐等要求。現階段我國高職院校實訓建筑主要功能空間與輔助功能空間面積分配，常見比例為7∶3[2]。

2 高職院校既有實訓建筑的突出問題

2.1 關注力度不夠

教育部編發的《高職高專院校人才培養工作水平評估方案》中，對實踐教學明確規定：各專業都具有必需的實驗實訓條件，多數專業都建立了穩定的校外實訓基地；國務院最新印發《國家教育發展“十三五”規劃》中，特別強調了推行產教融合的職業教育模式。因此，高職院校實訓建筑設計的規范和變革，也應順應時代的發展，走向更加專業化的道路。

目前，相比本科院校，高職院校的教育教學需要更多的資源和資金投入，需要更多的硬件設備設施，才能適應職業崗位培訓的需求。雖然我國對高職教育的重視程度逐步加深，投資比例逐步加大，但仍不能滿足規模日益擴大的高職院校的建設，這就導致了我國高職教育的推動與發展較慢，多數仍處于初步的發展階段；資源利用率低、配置不平衡、資金少、技術薄弱，大多數高職院校尚未能建立起完善有效的實訓基地體系。另外，目前仍未有專門針對高職院校實訓建筑設計的規范化體系，并不能滿足現階段高職院校以及教育改革高速發展的需要。

2.2 電熱冷負荷大

空調系統能耗占建筑總能耗比重較大，其運行能耗直接影響了建筑總的能耗水平。實訓建筑內，大功率設備儀器的使用，會產生大量電熱冷負荷，形成巨大的空調能耗，不利于建筑的可持續發展。和辦公建筑相比，實訓建筑的內部人員熱擾較大，也會導致建筑內部溫度上升，增大空調冷負荷。

另外，我國大部分高職院校的實訓建筑內，仍未能將最新的照明節能燈具很好地應用。對照美國綠色建筑先鋒獎評比條例要求，90%以上的使用人應能單獨或分組調光以適應個人的需求與愛好[3]，相比之下，我國高職院校實訓建筑內絕大部分建筑照明還是使用手工開關控制。如何推廣智能照明控制技術及其系統，也是當前節能改造的重點之一。

2.3 可持續發展性不足

目前，我國大部分高職院校的既有實訓建筑，主要的不足之處在于實訓空間與現在教學模式不適應。一些修建較早的實訓建筑，在設計之初僅從滿足功能要求角度出發，但隨著時代的發展，現代實訓教學方法的進步，已不能適用于當前的教學模式和教學標準，其空間規劃和建筑設計布局，不能跟隨教育和設備的迅速更新而發展，不能與新建建筑成為有機的一體，可持續發展性不足。

3 既有實訓建筑的節能改造方案

國內大部分高校的實訓建筑，都沒有安裝空調；或雖然安裝了但很少開啟，仍以自然通風為主。因此在進行實訓建筑節能改造的時候，要著重解決其通風、遮陽、隔熱的問題。

3.1 自然采光設計改造

建筑的照度一般是通過人工照明或自然采光獲得，而人工照明作為室內熱源之一，會增加室內冷負荷，增加建筑對設備的依賴性和建筑能耗，不利于建筑的可持續發展。而合理設計的自然采光，不僅可以增加室內自然采光照度，節約能源，防止污染，還可以提供合適的視覺環境，塑造良好的建筑造型，提高學生的學習效率等。

建筑的采光口，通常按照布置的位置分為側窗和天窗，側窗構造簡單、布置方便，光線具有方向性，常被實訓建筑采用，而天窗則常出現在進深較大的廠房式實訓建筑中。在不同地域氣候環境下，應設計不同的建筑開窗，雖然天窗較側窗具有更好的采光均勻性，但南方炎熱地區夏季屋面得熱量巨大，從熱工學角度來看天窗更適合于北方地區，而不利于南方炎熱地區的建筑節能。

側窗的采光效果，影響因素主要是窗地比和采光均勻度。一般根據建筑的不同類型設計不同的窗地比，學校教室的窗地比一般在1/10～1/6之間，而生產車間的窗地比一般在1/6～1/2.5之間。另外，側窗采光房間的晝光照度隨離開窗的距離增大而降低，照度分布很不均勻。為了能夠有較好的采光均勻度，單側采光房間的進深一般不超過窗上沿高度的2倍～5倍為宜[2]。對于高職院校既有實訓建筑的節能改造，應綜合考慮建筑光、熱環境的影響因素，合理檢查窗地比、窗戶進深和建筑反光遮陽設計，在允許的范圍內進行適宜地域氣候環境的節能改造，營造良好的實訓教學環境。

3.2 自然通風設計改造

自然通風最明顯的優勢就是能耗極低，在空間利用效率和提高舒適度方面也有著巨大的優勢。自然通風主要通過建筑上有目的的開口產生空氣流動，形成被動的通風方式。這種空氣流動主要是在壓差的作用下進行的，建筑的朝向、建筑群的分布、房間的開口和門窗的設置，都會影響自然通風。

由于實訓建筑內大功率電熱設備眾多，合理設計自然通風，將會大大降低空調能耗。既有實訓建筑的朝向和建筑群分布已經確定，在節能改造過程中，應結合建筑的朝向和建筑群分布，建設貫穿于室內外的通風管道，隨季節的變化手動調節閥門開啟方向，保證室內熱壓通風效果處于最佳狀態；也可以根據建筑形態，增加自然通風口，如增設天窗或煙囪等，實現室內通風換氣，改善室內空氣品質，以最大程度利用自然環境資源，降低建筑能耗。內蒙古工業大學舊廠房改造工程中的自然通風設計，就充分利用了原有建筑構件，如煙囪、地道、排風管道等，結合金屬孔板、通風口、通風豎井、可開啟窗等，強化了室內的自然通風效果[4]。

3.3 屋面節能設計改造

屋面得熱引起的能耗約占建筑總能耗的8%～10%[5]，夏季屋面得熱是造成建筑室內冷負荷的主要原因之一。單體大空間實訓建筑，會存在大面積完整的建筑屋面，在建筑設計過程中，應充分考慮屋面隔熱。

比較常見的屋面節能改造措施，包括增設遮陽板，建立蓄水屋面、種植屋面、反射屋面、通風屋面、通水屋面等。增設遮陽板，可用偏角遮陽形式以降低屋面太陽輻射得熱量。對于實訓建筑，考慮到一旦既有屋面的防水措施不夠完備，將會造成屋面滲漏，影響實訓建筑內的設備設施，故不建議采用蓄水屋面，但可根據屋面荷載選擇采用種植屋面、反射屋面或通風屋面等，降低建筑能耗。另外，也可選擇通水屋面，或在屋面上配置太陽能集熱器，將屋面做主動式屋面，主動利用太陽能資源，供給教學和生活使用。

3.4 圍護結構的隔熱與保溫

提高建筑外圍護結構的保溫隔熱效果，可以降低室外熱環境對室內的影響，降低室內冷負荷，降低建筑能耗。一般來說，建筑長寬比越大，得熱量越多；從采光角度考慮，建筑的進深越大，光線越弱，因此應綜合考慮設計建筑長寬比。

在房間寬度保持一定的情況下，窗墻比越大，因熱橋引起的傳熱系數增加比例越大，因此，合理設計改造既有實訓建筑的窗墻比，將有利于降低建筑能耗。

與確定采光口面積大小同樣重要的是，門窗玻璃材料對節能的影響。因為門窗能耗占建筑總能耗約1/2，是節能的薄弱環節[6]。一般玻璃的傳熱系數較大，根據氣候的不同，宜選擇不同種類的玻璃。南方炎熱地區宜采用低輻射鍍膜玻璃，北方宜選用中空雙層玻璃，或利用新型采光方式(導光管采光技術、導光纖維技術等)減少既有實訓建筑熱量的滲透和傳遞，達到節能降耗。

另外，不同的外窗遮陽方式，如水平遮陽、垂直遮陽、偏角遮陽、百葉遮陽、綜合遮陽等，也能達到降低圍護結構夏季得熱。

3.5 熱能的回收與利用

大部分高職院校的實訓設備，在生產實訓期間，會產生大量熱量，這部分熱量的產生，會大大增加室內冷負荷，增加建筑能耗，若能對此部分能源進行利用，將其轉化為生活所用，將會使資源得到充分利用的同時，降低建筑能耗。

4 結語

高職院校作為為社會生產培養專業化技能人才的地方，為提高辦學水平，除國家應加大投資力度外，在自身建設的過程中，應充分發揮高校自身的優勢，緊密結合低碳技術與節能減排，通過對既有實訓建筑的采光、通風、圍護結構等部分的節能改造，改善室內環境的熱舒適性，建設一個低碳的校園，為社會各界起到一個示范帶頭作用。

[1] 江 億.中國建筑節能年度發展研究報告2014[M].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[2] 李 遠.高等職業技術學院校內實訓建筑設計研究[D].重慶：重慶大學碩士論文，2011.

[3] 趙建平,肖輝乾.建筑采光照明技術研究進展[J].建筑科學,2013(10):48-54.

[4] 唐汝寧,馬 卿.高校舊廠房改造工程中的自然通風設計[J].暖通空調,2010(4):42-45.

[5] 錢 鵬.建筑屋面節能技術[J].住宅科技,2006(10):31-35.

[6] 黃海靜,陳 綱.建筑采光節能設計的整體思維[J].重慶建筑大學學報，2007(4):6-7.

Research on sustainable development strategy of higher vocational college training building★

Su Yannan1Lu Yaomin2

(1.GuangzhouVocationalCollegeofRailway,Guangzhou510430,China; 2.GuangxiPolytechnicofConstruction,Nanning530007,China)

In order to further implementing energy-saving and emission reducing policies and improve vocational college training building indoor heat comfort, starting from aspects of building roof energy saving transformation, enclosure thermal isolation, lighting entrance allocation, natural ventilation and heat recycling, the paper explores energy saving design scheme of effectively reducing vocational college training building energy consumption, with a view to promote the development of low-carbon campus.

vocational college, training building, energy-saving transformation, natural lighting, enclosure structure

1009-6825(2017)09-0180-03

2017-01-16★：廣州鐵路職業技術學院2016年度院級教科研項目“高校既有建筑的節能改造策略研究”(GTXYY1613)

蘇雁楠(1989- )，女，碩士，助理工程師； 陸耀敏(1988- )，女，助理工程師

TU244

A