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汪滋淞:绿色校园及同济大学绿色建筑概述

2018-04-13来源:永乐国际作者:董杰/整理发表评论(0)

  3月23日下午,第八届园冶高峰论坛暨亚洲园林大会分论坛“城市设计与绿色建筑国际论坛”在北京新疆大厦召开。同济大学设计创意学院副教授、绿色建筑协会理事汪滋淞作了题为《绿色校园及同济大学绿色建筑概述》的讲座。她讲述了我国绿色校园建设的背景,列举了金茂府小学、无锡古运河实验小学等多个绿色校园优秀案例,介绍了同济大学绿色可持续建筑的设计理念和生态技术等,阐述了如何通过可持续发展教育、健康生活和教育环境的创造,来建立改善能源效率、节约水源、保护资源、集约土地、提高环境质量的教育建筑或教学社区。以下为汪滋淞演讲内容实录:

汪滋淞:绿色校园及同济大学绿色建筑概述

同济大学设计创意学院副教授汪滋淞

  今天向大家分享一下绿色校园的规划建设和在中国的发展。

  一、背景

  1、校园是社会耗能大户

  大家对绿色校园不是特别了解,觉得绿色校园这个规划和我们相距甚远,我们做城市规划以及校园的建设时,环境景观是非常重要的内容,但是校园是社会的一个能耗大户,这是需要大家了解的。无论在国外还是国内,从能源数据统计中可以看到学校建筑总能耗仅次于各类办公建筑的能耗总和。
2、中国教育发展现状

汪滋淞:绿色校园及同济大学绿色建筑概述

表1 2016年教育部数据统计表

  这张表是2016年教育部数据统计表,中国的学校基数大,更多的学校需要进行建设。普通小学达到17.76万所,初中5.21万所,高中2.47万所,中等职业学校1.09万所,普通学校2596所。这么多学校,其中学生教师数量庞大,2016年底学生达到2.90亿人,面积达到32.6亿平方米。

  3、绿色建筑行动方案

  国家住建部对绿色校园非常重视,前副部长仇保兴说过绿色校园是中国绿色建筑的成熟转型,我们大家以后做设计包括做规划都需要中国绿建委评规划,是一等还是二等。他们认为,为什么做绿色建筑呢,希望学生更好的生活,绿色校园也成为生态文明的示范基地,学生积累可持续发展的概念。
大家如果出去做设计,你们做的设计根据中国的要求,符合绿色建筑行动方案要求,要达到绿色建筑评价标准等级的。政府投资的学校在很多的绿色方案细化中要求达到绿色建筑标准。

  4、建设绿色校园的使命

  什么是绿色校园?是通过可持续发展理念,创造健康的生活和教育环境,建立和改善能源利用效率,设计出节约水源保护资源,提高建筑环境质量的教育建筑或教学社区。
大家想一想城市设计和绿色校园有什么关系呢?在我的理解当中,绿色校园是非常好的小型生态母体,我们做了大量生态城市之后要评价它其实有困难,它的能耗、水耗采集有很多问题,有些生态城很少有人居住,这其中对能耗的采集不是特别准确。同学们生活在校园里面,整个就相当于一个小型的生态城,我们对它的水耗、能耗,包括校园的设计进行合理地把控,同时一些相关经验可以辐射到绿色社区、建筑,包括智能城市。

  中国绿色建筑与节能专业委员会是住建部下属的单位,现在做绿色建筑的内容必须由他们评审。绿色校园学组是他们负责绿色校园的编制和评价内容的单位。

  二、绿色校园案例

  绿色校园在中国如火如荼的发展,这是全国高校在绿色校园中具有开创性积极活动的表现。下面分享几个绿色校园的案例。

  1、金茂府小学

  金茂府小学,是由朝阳区的教委和方兴地产打造的,金茂府小学还是做得很好的,建设面积3400平方米,容积率0.6,地上建筑面积8000平方米,地下建筑面积2089.7平方米,建筑高度18米,绿色地35%,获得三星建筑设计运营标识(图1)。

汪滋淞:绿色校园及同济大学绿色建筑概述

图1金茂府小学

  在该设计当中,可以比较全面地看到废弃场地的再利用,原来的场地是工业用地,该项目针对工业用地进行了土方挖取,再进行回填,做到了100%的屋顶绿化,大家对这个东西不是特别敏感,以后进入设计院做一个学校景观配合,要达到三星,景观在里面需要达到什么样的要求、等级,这些内容都要掌握。

  除了屋顶绿化做到100%,还有室外透水地面45.7%,地下空间利用率达95.1%,对能源采用地源热泵,在项目中优先使用地源热泵冷热的供给。

  建筑通过南向的开窗进行自然采窗,包括可调整的外遮阳。

  利用中水绿化灌溉和冲厕,采用喷灌和滴灌的节水灌溉技术,该节水技术能达95%的节水量。

  还有可再循环材料的利用,采用了钢结构,是很好建筑材料的回用。

  空气质量监控系统,对于图书馆、食堂采用了二氧化碳监测点,能够非常准确地监测生活中存在的问题,包括可循环材料、节水器具、室内的光环境等等。

  导光筒,是通过一些方式对太阳光进行折射,通过导光筒系统,基本上77.19%的地上主要功能空间采光系数达到要求。

  做设计时还可以进行风环境模拟分析,感受一些强度、搭配和建筑之间的舒适度关系。风模拟的时候,风速小于5M/S还是比较好的。

  2、无锡古运河实验小学

  无锡古运河小学这个项目是我做的。东林小学创建于1902年,前身是历史上著名的东林书院,绿化率达到30%多(图2)。

汪滋淞:绿色校园及同济大学绿色建筑概述

图2 无锡古运河小学

  这个项目当中为什么采用这种形式呢?这个场地其实非常拥挤,小学要求达到非常高的日照系数,在我们申报的时候前面有一个住宅区,所有的日照要调整。我们采用了学院制的书院设计理念。中国整体上对儒文化的敬仰,同时是书院形式的严肃性,呈现的是书院制的文化体系。

  景观不仅要做得漂亮,更应该优化环境能耗以及达到理想的可持续发展目标。我们采用了降低能耗,采用透水砖;遮荫达到30%,降低场地的热效能;大面积自然采光;节约利用土地;利用建筑空间加强自然通风;利用各种措施降低热岛效应。此外,该项目当中还有两个屋顶立体绿化。屋顶绿化包含儿童的运动场,下课之后学生可以在其中进行交流。

  从该设计中可以看到屋顶绿化原汁原味体现了城市的需求,图2右下很有意思,和普通学校一样,这个学校希望开辟作为学生小耕种麦、植物种植学习的场地,该设计结合了植物、花卉的种植和已有空间的内容,让学生在寓教于乐当中学习到更多。

  图2左下角中庭的内容,体现了古文化的要求,包含古代园林的设计内容。通过中国木头的结构做成鸟类栖息的小型构架。这个设计当中同样采用了滴灌和喷灌节水技术,达到80%的节水量,可再循环的利用,声环境的优化,创建海绵校区。大家做设计时要注意可渗透率,整个场地应该把水涵养过后通过夏天蒸发形成微环境。

  3、杭州勇进中学

  杭州勇进中学是初中,2012年获得绿色建筑二星级设计标识。一开始投资658万元,建成之后每年节省55万元,单位面积成本增量98.3元,绿色建筑达到二星以上会返还设计单位建造费(图3)。

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图3 杭州勇进中学

  做景观规划一定要通过合理的景观设计达到节能效果、节约用地效果,通过连廊的连接,场地规划非常紧凑,也是非常好的节约用地。节约用地跟景观规划有关系,合理的节约用地能够让学生有更多的活动场地,提高土地利用效率。我们采用了风环境的模拟,用建筑空间加强通风,使场地达到很好的舒适性。包括遮阳设计整个场地下方和上方进行了部分抬高,雨水汇流到操场中,雨水会下渗,把雨水进行存期,可以用来冲厕所、景观灌溉。

汪滋淞:绿色校园及同济大学绿色建筑概述

图4 声环境模拟

  该设计循环建材,整个项目采用钢材,这些材料都可以循环的。还有物理环境优化,我们通过一系列物理的手段,包括太阳能,从设计上的优化达到效果,空气质量的监控系统,建筑能耗系统,声环境优化。这个项目采用声环境的模拟,整体上达到更好的效果。我做景观为什么做声环境控制?尤其是学校,声环境是有必要的,建筑设计要考虑到沿街布置连廊隔档噪声,起到一定的作用(图4)。

4、杭州丁兰中学

  我们投资比较低的时候采用什么样的手段来实现自己的想法呢?杭州丁兰中学项目工程投资4.9千万,单方造价1980元。其中绿色建筑成本增量12万,单方成本是5万一平米,为我们的校园运营提供助力。

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图5 杭州丁兰中学

  同样是节约场地,规划非常紧凑,采用连廊衔接场地,做到建筑的自然通风,用土方进行场地回填内容。图6它整体的效果,学校架空层、校园导风起坡,还有高反射隔热型涂料等等。

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图6杭州丁兰中学实景

  三、可持续校园在同济大学

  图7是我们做的同济大学绿色建筑地图,大家有空一定要走一走。我是中国绿建委的委员,我也很重视在同济大学进行一个绿色建筑的引导。该设计是三维的,这个项目中有非常多的绿色建筑,我们的导图免费给市民,希望让大家了解同济大学做了哪些绿色建筑,本身是科普方式,也带学生了解绿色建筑(图7)。

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图7 同济大学绿色建筑地图

  1、同济大学文远楼设计

  是以前建筑系的楼,始造于1953年,这是包豪斯风格飘荡到中国的第一粒种子,那个时代设计方式比较浮夸,做的如此简洁的在中国是第一个。这个项目获得了中国优秀建筑创作奖。

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图8 文远楼

  对于一个要保护的建筑怎么改造,这是2006年改造的,我们花了非常大的代价,当时是做世博会之前的项目,我们在同济大学里面做了很多实验,这栋楼也是我们用于世博会低碳设计的试验品。我们结合城规学的力量和国外参与做了地源热泵技术、太阳能、辐射吊顶技术、内遮阳节能系统、绿色材料及保温体系、屋顶花园、节能照明系统、雨水收集系统、太阳能系统等等(图9)。

  该项目一层非常灰暗,二三层采用无走廊式单侧采光。大面积采光的结构形式为钢筋混凝土框架结构,不对称错层式。这是文远楼的节能保护技术,虽然我们做景观但是希望大家一定懂一点建筑,否则景观和建筑永远无法契合,景观是建筑另外的表现方式,一个糟糕的景观建筑完全是展览式的。

  文远楼生态节能技术的特点有改善外围护结构的保温特性等等。

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图9 绿色建筑技术

  屋顶绿化,大家觉得好像其貌不扬,在1952年上的项目做屋顶绿化,在2006年是比较困难的内容,它的荷载无法达到,我们采用最小覆土无需维护的屋顶绿化系统,采用无土种植草皮技术绿化以及中水,设置屋顶喷淋系统,考虑了雨水收集利用系统。它实现了智能化测试控制,根据实时气象使用参数进行温度的建筑完善

  大家以后做一些文化保护建筑景观,建筑上面有一些文化元素,完全可以应用到环境里面来。我们有一个遮盖小型便利所,采用了一些文化元素内容。

  2、同济大学大礼堂建筑可持续设计

  同济大学大礼堂,也是比较有意思的建筑,改进了原来材料施工的不完善之处。它原来不是大礼堂,而是一个食堂,在2005年进行改造的时候,我们采用了一些比较有意思的设计方法。我们对于屋顶的形式采用了礼堂顶部结构单元的开窗形式,热空气上升,冷空气下降,利用保留下的礼堂屋顶侧窗形成了一个自然通风系统,在春季和秋季时期可使用自然通风(图10)。

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图10 同济大学大礼堂

  从该设计可以清楚看到,这个大礼堂达到音乐厅等级的音效效果,依据视线分析大幅度调整观众厅地面,座位下方设静压箱安置空调系统,采用地源新风技术等等。屋顶建成的项目,采用内保温和外保温的结合。我们采用地源新风送风系统,充分利用地热和热交换原理,降低空调能耗(图11)。

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图11 大礼堂设计图和内部结构

  (3)同济大学巴士一汽汽车库改造策略

  这是亚洲最大的停车场,后来这个项目进行了绿色建筑改造,也是住建部非常重要的项目。该项目绿色建筑改造成本高于重新把它拆了改造。

  我们保留了场地的车库,进行建筑垂直绿化、屋面绿化,利用自然通风、可循环材料、雨水回收等各种措施。节约了约25000平方米混凝土。改造过程中对顶部加建,车库加建。图12可以非常清晰看到项目当中采用的太阳能板和效果,太阳能在这里面进行了使用。图13是总体的效果。

汪滋淞:绿色校园及同济大学绿色建筑概述

图12 屋面鸟瞰

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图13 总体效果

  太阳能板的使用面积非常大,使用了单晶硅、多晶硅和薄膜非晶硅等多种材料。光伏的立面,采用了20%的透光薄膜,以及垂直遮阳方式。整个场地是建设设计院和停车场,会产生噪音、尾气散热等问题,包括设置花池等模块。同时设置屋顶绿化,这是比较好节能减排措施。内院设计了中庭,把自然采光引入当中,有自然通风效果,提高建筑的舒适性。

  (4)同济大学体育馆

  同济大学校区的体育馆,真的是太拥挤了,不能在里面做一些大的项目,我们在里面设置了生态节能体育场,总建筑面积39000多平方米,容纳车辆999辆。如果你现在去看它的垂直绿化还没有长出来,这是一个非常好的范例,节约场地,通过环境景观设计手法和建筑结合,达到把建筑隐于环境当中的效果。室外设置小型足球场2个,室外篮球场1个,地下露天内庭院和采光井,井抬高地面,扩大照明。

  绿色校园,我们有没有方式引导绿色校园怎样做,以前有行业标准,我们也非常重视绿色的规划。在规划生态环境健康当中景观已经占两个部分,规划与生态、环境与健康,预示着城市的发展,景观扮演着很重要的景色。

  山东建筑大学的一个场地是废弃场地再利用,原来是一个矿区,后面有一座雪山,它整体上是主广场,通过废弃场地的利用,采用了规划手段、景观手段把不利条件变成非常有利的条件,不同的高差可以得到环境整体上非常舒适的形式。主要技术比如雨水收集利用、地源热泵、自然通风技术等等。它的原貌是沟谷原貌,景观扮演了非常好的角色,通过景观的处理和场地不同的做法,让学校达到绿色可持续发展,这个项目也拿到了三星。

  非常感谢大家。

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编辑:liqing
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