綠色建筑技術在廣東省校園規劃設計中的運用

林潤慶

（廣東建科節能環保科技有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

教育是國家發展的重要基石，也是推動社會進步的關鍵因素。校園作為教育活動的載體，應該充分體現當代社會的發展和價值觀念。近年來，我國教育事業秉持著“創新、協調、綠色、開放、共享”的理念，提出了推進綠色發展的概念，并強調了實現可持續發展的迫切需要。為了實現校園資源利用高效循環、校區建筑環境健康舒適、節能措施綜合有效、廢物排放減量無害的目標，我們應該在控制增量成本的基礎上采用先進技術，形成亮點工程，并優先采用符合國家及廣東省政策導向的技術，達到國家對于“雙碳”的要求[1]。

1 研究背景

1.1 綠色校園發展現狀

根據教育部發布的2022 年全國教育事業發展統計公報，2022 年，全國共有各級各類學校51.85 萬所，各級各類學歷教育在校生2.93 億人，專任教師1880.36 萬人。目前各類校舍建筑面積超過30 億m2，校園能耗占社會總能耗的比例可達到10%，隨著學校數量和學生人數的增加以及人民美好生活需求的增長，學生將對校園提出更高的需求，社會將對校園提出更高的標準。教學信息化與智能化，校園配套設施與場地的完善，仍將持續產生新的剛性需求，建筑體量和能耗強度可能持續膨脹，其在綠色建筑中仍具有很大的潛力，因此校園綠色化勢在必行[2]。

1.2 綠色校園標準化進程現狀

近些年，各類校園標準及政策逐步將校園向綠色化推進，2013 年發布的由我國綠化委員會制定的標準——“綠色大學評估準則”，這是第一次提出對高校生態建設的評定系統；然而其實際運用并不廣泛。2019 年，“綠色大學”的概念被重新界定：它是一個旨在給教師員工創造出安全的、健康的且實用的學習場所的同時盡可能節省能源并保持生態環境平衡的環境友好型校區；2020 年時，國家發展改革委員部會同教科文組織共同發布了“綠色學院建立計劃實施策略”文件，該戰略不僅涵蓋新建校舍的設計規劃也包括其他諸如教學方式方法等涉及教育的各個方面都應體現出的可持續性和節能減排理念。這些標準和文件的發布，均能體現社會對于校園建設要求的提升，同時也可以看出未來綠色校園的建設應為綠色、雙碳、智慧、教育模式的綜合體現[3]。

2 研究方法

2.1 研究思路

通過30 余校園建設項目的全過程分析，總結廣東地區校園的規劃、建筑設計特點，分別選擇不同建筑屬性、不同建筑規模、以及不同地域、不同時期的綠色建筑評價的項目，針對嶺南氣候所需的建筑特色，從各特色氣候、特色建筑設計、特色需求的角度出發，研究綠色建筑技術在廣東地區綠色校園規劃設計的技術路線與策略。

2.2 分析總結

經過調查研究發現，廣東地區夏天的溫度較高且冬天較暖，全年氣候條件均表現出高溫、濕度的增加及降水量的豐富。因此，廣東地區的建筑風格呈現出了獨特的區域特性，例如其外形輕盈透明，并大量使用了開放的空間。此外，學校建筑也有一些顯著的特點：首先，它們的用地規模較大，但容積率卻較低；其次，由于內部人流量波動極大，對場地的安全需求非常高；再次，它們通常采用集群式的布置方式來安排具有相同性質的建筑物；最后，對于那些重要的功能室，他們有著較高的通風、照明和隔音的要求，并且必須確保室內裝飾不含甲醛。所以，為了解決這些問題，最關鍵的是要找到優化的途徑，能夠實現有效隔離空氣的熱度，阻擋夏日強烈的光線，防止暴雨侵襲，并在最大程度上提高建筑物的自然通風能力，這是廣東綠色校園的設計中應重點關注的問題與要素。

3 綠色校園規劃設計優化

3.1 綠色校園場地規劃優化

（1）選擇校舍地點時需遵循當地的城市規劃并滿足各種保護區域和歷史遺跡的建設限制條件。對于中小學校的位置選擇需要做適當評估，避免建在學校容易發生地震、地面下沉、山體滑坡、地下水流、暴雨等自然災害的地方和人為危險較高的地區，同時也要避開有嚴重污染的環境。職業高中和大學也不能設在地震斷裂帶、地質塌陷、地下水道、洪水等自然災害頻繁發生的地區和存在人造風險的高危地方。另外，學校周邊環境要保持清潔無污染，其離各類污染源的距離必須達到國家的現有規范規定的范圍。

（2）應該充分考慮使用公共交通網路，保證場地與人行道之間的緊密關聯。對學校的室內空間進行合理的規劃可以有效提升其可使用的容量，通過采取人車分離的方式來管理出入通道，構建一條完整的步道和自行車的路線，以便于連接各重要區域，并且需要保障步道和自行車的燈光供應充足。此外，還需注意到的是，各類建筑物、戶外空地、公共場所和街道都應當被整合成一體化的無障礙行走路徑。

（3）校園容積率與建筑密度均不低于對家現行相關標準對于校園建設規定。根據場地的自然環境和建筑的功能需求，我們應該對建筑的形狀、平面布局、空間規模以及圍護結構等進行節能設計，同時也要滿足國家關于節能設計的相關規定。

（4）配建的綠地需要與周邊環境和城市規劃相協調，綠化設計應該多元化，利用不同高度和種類的植物，創造出豐富的綠化層次和景觀。在場地設計時，也需考慮如何有效地利用和排放雨水，以提高水資源的利用效率[4]。

3.2 綠色校園室外物理環境營造

3.2.1 場地日照

日照環境在不同程度上對校內師生生活、工作和學習以及校園綠地系統的自然光照環境、遮陰環境都有一定的影響。在校園規劃布局時，應綜合考慮各建筑的位置、朝向設計，確保各建筑間應不發生日光遮擋的情況，使得各建筑均能夠獲得良好的日照環境；通過對場地布局進行日照模擬，在模擬時應該充分考慮模型項目對自身建筑和周邊建筑的日光遮擋情況，模擬計算大寒日當地真太陽時8：00—16：00 項目建筑和周邊建筑底層窗臺平面，也即距室內地坪900mm 高度平面上的日影和日照時數。根據模擬結果調整場地規劃布局，確保建筑物間無日光遮擋。在日照模擬后，可根據不同時間場地內的陰影區域，合理設置師生休閑活動場地，以通過利用良好的天然條件達到師生活動最佳舒適場地[5]。

3.2.2 場地風環境

校園建筑的室外空間常作為人員休憩活動的場所，應具有適宜的室外風環境，保證人們正常的室外行走、運動舒適和建筑內部自然通風。校園建筑應結合廣東省各季節主導風向、周邊建筑和地形特點，采用適度分散的布局形式[6]。主要技術點包括。

（1）建筑物的最大受風壓力位于與其方向垂直的表面，因此，理想的建筑朝向應該是主體立面平行于夏季主導風向，同時也要順著冬季主導風向。這樣可以在夏季和過渡階段利用風壓來推動自然通風，而在冬天減少冷風的影響。

（2）在冬季的常規風速和風向條件下，通過合理布局，建筑周圍人行區域距離地面1.5m 以上的平均風速應該不超過5m/s。主要人行區域的平均風速也需保持在0.5m/s 以內，同時室外風速放大系數必須小于2。

（3）在夏季和過渡期的常規速度和風向條件，運動范圍內應避免出現渦旋或無風狀態。建筑底層有條件時可通過合理設置架空層，疏導來風，避免形成渦旋區和無風區，在設置師生活動場地時，應考慮活動場地盡量設置在無風區，減少風速過大或漩渦區對活動的影響。

（4）在項目規劃設計過程中，應采用相關軟件，對夏季、冬季及過渡季各主導風向進行CFD 模擬分析，優化場地布局，減少不利影響。

3.2.3 場地聲環境

寧靜的校園聲音環境對提高教職員工及學生的教學、科研和日常生活的品質有著重要的作用。據調查顯示，如果噪音水平小于60dB，人們可以保持正常的溝通和思考；然而，一旦超過了90dB，人們的對話和思考能力會受到極大的干擾，可能導致睡眠障礙、疲倦感、記憶力下降等問題。所以，深入理解并掌握校園的聲音環境特點及其質量情況，無論是從綠色大學的規劃到建筑的設計，還是其運營管理方面，都是創建安靜且令人愉悅的學習和居住場所的關鍵因素。

（1）設計過程中宜采用室外噪聲模擬分析軟件對室外聲環境進行模擬分析驗證，判斷室外噪聲等級，對于場地內噪聲值過高的情況，采取相應的降噪措施。學校周邊的交通噪音對于各個校區的環境質量有著重要的影響。在外部交通部分，要把控制策略的主要焦點放在減少公路交通帶來的負面效應上。可以通過強化外部區域的交通安全管理，提倡行駛速度不超過60km/h，在學校建筑物近處設立減速帶以降低行車速度等方式來實現這一目標。此外，也應該對校園內的汽車設定限速標準，如車速。對于超過20km/h 的路段，禁止使用鳴笛等手段進行管理。

（2）校園內種植綠化帶，將易產生噪聲的場所或區域與其他區域間形成隔聲綠化帶。

3.3 綠色校園室內物理環境營造

在建筑設計時，遵循“被動優先，主動優化”的原則，應秉持“先被動后主動”的理念，以滿足廣東省特有的氣候特點與生態環境需求為基礎，結合一些積極性的節能方案，最大化地運用可持續能源，從而實現對資源的高效節約并且創造出宜人的居住空間。在確保建筑的整體結構優化的同時，應依據多元化設計方案，對建筑的形狀、空間分布以及建筑內部的組件和材料進行改良，以便在使用過程中實現優秀的舒適度和節能效果。營造良好的室內物理環境采用的措施主要如下[7]。

3.3.1 室內熱環境

通過校園建筑高性能圍護結構或構件的使用優化室內熱環境。包括：外墻隔熱、外窗隔熱、屋頂隔熱；增強建筑氣密性；采用合理建材。

（1）圍護結構采取隔熱措施，對建筑內熱環境具有重要影響。外墻隔熱設計主要包括外墻采用隔熱涂料、外墻添加隔熱層、外墻增加墻面綠化等；外窗隔熱設計主要包括外窗玻璃貼膜或涂膜、外窗采用隔熱窗框等。屋頂隔熱主要包括隔熱涂料、添加隔熱材料、添加屋頂綠化等。

（2）控制外墻的氣密性，對建筑內熱環境具有重要影響。主要的外墻氣密性控制手段包括對拉螺栓孔的氣密性處理和外填充墻抹灰的控制；門窗及洞口氣密性的管理措施主要涵蓋：強化框體本身的氣密性、提升玻璃的氣密性以及洞口的氣密封堵。

3.3.2 室內光環境

通過校園建筑本體設計或遮陽構件的使用優化室內光環境。包括遮陽措施、輔助采光措施等。

（1）在部分房間采光要求不高，且應避免采光過度的建筑，如多功能室，可通過建筑本體設計達到遮陽效果，凹窗式遮陽、窗與翼墻組合自遮陽、雙層立面遮陽、陽臺/走廊遮陽、挑檐遮陽等。

（2）在部分窗戶面積大，避免使用投影儀時產生過度光照的房間，可設置相應的遮陽構件，包括外遮陽、內遮陽、中間遮陽、活動遮陽、光伏板遮陽構件等。

（3）地下室空間可采用采光通風井、天窗、導光管系統等措施，改善地下車庫等地下空間的采光。

（4）在進行照明規劃的時候，需要關注的是應該盡量避開直接的太陽光線；校園的環境中不能有太多的窗戶作為視覺背景；合理的利用室內的和室外的遮蔽設備（外部遮陽板或窗簾）；對于窗戶的設計來說，內部表面的顏色或者是周邊的內側墻壁最好選擇淡色的裝飾材料，這樣可以降低窗戶帶來的不適感的光暈。建議使用眩光模擬工具（Evalglare、Radiance）來評估主導空間窗戶產生的眩目現象是否符合《建筑采光設計標準》的相關規定。

（5）應通過采光模擬（推薦軟件EcotectAnalysis）的方法對建筑主要功能房間的自然采光情況進行模擬分析，對現有方案進行評估。對于不能滿足現行《建筑采光設計標準》中對應房間的采光要求的，應通過需要擴大外部窗口的大小或增設新的外部窗口以改善其位置，并相應地對這些修改后的情況下的每個房間的光照強度重新設定，確保它們都能符合規定的需求。

4 結語

隨著教育的不斷發展與升級，校園建筑的建設數量又將邁上一個新的臺階。當前，綠色建筑正在逐步擴展到各個建筑類型中，包括住宅、辦公室及商業場所等等。這意味著我們需要在學校建設的每個環節都注重品質而非僅僅追求規模。我們要堅守可持續發展的原則，制定出適應本地氣候和人文經濟發展狀況的綠色規劃和設計策略。同時，我們也應大力推廣利用可再生的能量資源，持續研究并實踐碳積分制度，以強化學生的環保觀念，推動節能減排和生態環境保護，從而增加人民的滿足感和美好生活的實現。