生態節能型實驗樓設計研究
——以長江大學農科大樓概念設計為例

□ 江 沖

過去的幾十年里，因為盲目追求經濟發展，人們對建筑的能源消耗問題缺乏足夠重視，在高校建設中亦是如此。據統計，建筑物消耗的能源大約占全國總能源消費的三分之一。近幾年，建筑能源消耗問題開始被建筑設計師們所關注，在規劃校園的同時，會更多地考慮生態、節能、可持續等問題，不僅僅把重點放在整體規劃和設計美觀上。只有盡可能地降低建筑物的資源和能力消耗，才能實現經濟發展和自然資源保護、生態環境保護有機結合。下面以長江大學農科大樓概念設計為例進行探討。

1 ??項目概況

項目地塊處于長江大學西校區，位于原農學院實驗田基地，與西校區緊密相連。長江大學農科大樓作為長江大學入選中西部“小211”工程的援建項目，具有整合西校區農科各專業的作用，能夠提高農科各專業的教學水平和提升長江大學的學校形象，因此對建筑功能和外觀形象有較高的要求。

結合場地的調研分析，建設用地地勢平坦，無不良地質現象，大致呈規則矩形，可建設用地面積33384m2，基地的東側為各學院教學樓、圖書館以及風雨操場，西側為農學院試驗田基地，北鄰荊秘路。

2 ??設計原則

在進行農科大樓設計之前需要充分了解大樓設計的相關規范?？偲矫嬖O計、交通組織流線、道路分級組織、各功能性用房的位置選擇及平面布局等，都應該在滿足安全、實用、美觀要求的同時，以生態、功能、節能可持續作為設計的指導思想，通過建筑設計與景觀設計結合創造出自然和諧的校園環境。

2.1 生態性原則

此農科大樓設計以庭院景觀設計為重點，需要遵循生態原則，達到凈化空氣、調節氣溫、增加濕度、吸收噪音、增強觀賞性的目的。

2.2 功能性原則

針對使用人群不同，空間尺度也會相應調整。高?？蒲袑嶒灲ㄖ儆诠δ苄洼^強的建筑[1]，因此本次設計要堅持做到建筑形式美的同時，重點考慮建筑的實用功能。本項目根據建筑周邊現狀，合理布局，功能分區明確，營造一個功能合理、流線自然的建筑空間。

2.3 可持續性原則

高校建筑運行的可持續性將對社會發展和生態環境的改善發揮積極作用[2]。實驗樓是一所高校綜合實力的象征，目前國內越來越多的高校新建實驗樓，如果能讓可持續發展的建設理念貫穿于實驗樓的設計和建設中，將會廣泛而長期影響我國生態節能建筑的建設理念。建筑節能和可持續發展原則也應該成為設計的重點。

3 ??設計方案

3.1 總平面圖分析

建筑的總平面由場地組織、建筑單體布置、交通組織、綠地劃分等組成，從總體上對建筑進行布局，是總平面設計中最關鍵的步驟。在設計之初，先梳理建筑與建筑之間的關系、建筑和周圍環境的相互聯系，再確定場地基本的形態，從而更好地為師生服務。

主體建筑大范圍朝向南北，充分利用天然采光。建筑與建筑之間滿足日照間距要求，開闊的庭院空間也是實驗室和其他空間日間采光的主要來源。這樣設計不僅能有效節約能源，還保證了光照的充分。

除保證合理的日照、通風、保溫條件外，還要考慮環境要求以及建筑的服務功能是否能滿足師生正常的學習、工作、娛樂。在總平面圖的布置上，根據人車分流的原則設置4個出入口，考慮到農科大樓停車需求，在建筑的東邊設置主要的機動車停車場，場內鋪設植草磚或者透水磚等新型材料。樓前主要出入口預留大面積廣場，為學生創造一個文化和社會活動空間，廣場內設噴泉、座凳、樹池、綠植等景觀元素，并設計建筑照明。大面積的庭院穿插在建筑之中，不僅提供更好的景觀視野，在某種意義上也是對“綠色建筑”的一種直觀體現，如圖1所示。

圖1 總平面圖

3.2 平面分析

隨著建筑技術的發展和進步，人們在繼承前人經驗的基礎上，創造出各種不同的建筑形式以適應不斷變化的社會生活，功能性對于建筑形式的影響得以更為充分的體現，正切合美國建筑師沙利文提出的“形式隨從功能”的觀點。

本次設計的農科大樓平面形式上結合功能，平面分為5個功能區：本科教學實驗區（包括本科生教學實驗室和準備室）、教授實驗區（包括教授實驗室和準備室）、教授辦公區（教授辦公室）、標本展覽區、院系辦公區和與會議單元。實驗房間進行模數化處理，盡量得到相對規則的房間尺寸，有利于實驗設備的擺放和布置。

5個區之間彼此由連廊或者大廳聯系，功能流線合理，滿足日常老師和學生使用要求。室外大平臺充當休閑娛樂場合。樓梯分布在建筑兩端，電梯緊靠樓梯，交通流線合理，師生活動便利。建筑之間圍合產生的庭院空間作為師生活動休閑場所以及自行車停車位，滿足功能需求。

3.3 立面熱源處理分析

農科大樓主體建筑大范圍朝向南北，建筑之間滿足日照間距要求。在立面處理上，設計需要依據模型體塊推敲后定稿。體塊交接在立面上表現為整個立面的分割與分隔，視覺上顯得輕巧與靈動。立面外窗面積占比較大，遵循節能可持續原則，統一使用節能門窗；為了降低室內電器制冷制暖負荷，實現有效遮擋夏季太陽直接輻射、冬季陽光照射不被遮擋的設計目標[3]，西向房間統一做遮陽處理，立面水平出挑，增加可調節外遮陽卷簾以遮擋太陽直接輻射，冬季升起外窗能獲得太陽的熱輻射，實現功能的同時也保證了立面的整體視覺效果不被破壞。

3.4 空間景觀分析

建筑最基礎、最核心的價值是建筑的空間性。本次設計的農科大樓，實驗室空間與庭院空間是設計的重點。庭院要結合建筑的空間布局來設計，起到輔助的功能，兩者相得益彰，互相補充，最終達到自然美與和諧美的效果，如圖2所示。

圖2 設計效果鳥瞰圖

綠色設施景觀和綠色建筑為校園帶來實在的生態效益的同時，也使校園成為一個綠色教育基地和可持續發展設計理念的“播種機”[2]。在農科大樓的設計上，景觀集中分布在廣場和庭院，運用院落式布局，營造出豐富多變的高品質空間[4]。在庭院中打造景觀節點，形成半開放空間，放置景觀小品、水景、綠植、燈具等，增強公共空間的層次感。綠色植物為農科大樓帶來生機與活力，學生在這里不僅可以看到滿園春色，也能聽到潺潺流水，形成良好的學習和休閑的氛圍。