林美鳳

(福建漳州城投集團有限公司 福建漳州 363000)

0 引言

當下，科學技術的發(fā)展推動了人民對高品質生活的向往，對于下一代教育的關注程度不斷提升。人們不再僅僅關注孩子學習成績的高低，兒童身心健康的協(xié)調發(fā)展、校園環(huán)境和設備設施的安全綠色環(huán)保、數字化精細化的校園管理和全方位的人文關懷等方面，越來越成為全社會關注的焦點。綠色建筑、綠色校園的發(fā)展思路和理念越來越深入人心，打造綠色建筑的實踐蓬勃興起。

1 綠色建筑概述

20世紀70年代，隨著各國經濟的復蘇及發(fā)展，城市建設和人口急劇增長，能源資源短缺問題凸顯，探索可持續(xù)的城市經濟發(fā)展之路，成為了擺在全世界面前的一項課題。在此背景下，英、美、德、日等國相繼開展了降低建筑能耗的相關研究，并陸續(xù)制定和實施了綠色建筑和住區(qū)、城區(qū)的相關評價標準。我國作為人口大國，同樣面臨資源能源短缺、能源結構單一、資源分布不均等嚴重問題，因此，21世紀初，我國便啟動了綠色建筑相關研究。2006年，住建部推出《綠色建筑評價標準》[1]，2013年，推出的《綠色建筑行動方案》，2014年修訂《綠色建筑評價標準》。經過數年實踐總結并借鑒國外的成功經驗，2019年修編完成新版《綠色建筑評價標準》，針對綠色建材、健康建筑、醫(yī)院建筑等制定了相應標準或規(guī)程。同年，《綠色校園評價標準》(GB/T51356-2019)編制完成并開始實施，全國各地紛紛展開綠色校園建設探索。

2017年，漳州市開啟西湖綠色生態(tài)城區(qū)的建設元年。為補齊教育短板、提升人民群眾幸福感，提升城市綜合實力，根據《漳州西湖生態(tài)園綠色建筑專項規(guī)劃》要求(圖1)，西湖生態(tài)園內所有中學、小學和幼兒園均按綠色建筑二星級和三星級標準建設[4-5]。

圖1 西湖生態(tài)園星級綠色建筑及中小學項目分布圖

2 漳州西湖生態(tài)園謝溪頭小學項目

2.1 項目概況

漳州西湖生態(tài)園位于漳州市薌城區(qū)芝山鎮(zhèn)，南起北江濱路，北至金峰水廠、迎賓西路、北環(huán)城路，東起惠民路，西至九龍江西溪，沿江長度約4 km，總用地面積約4.9 km2，與圓山隔江相望，生態(tài)資源豐富，地理位置優(yōu)越。漳州西湖生態(tài)園片區(qū)開發(fā)，充分考慮項目的整體性、互動性，秉持生態(tài)優(yōu)先及動態(tài)平衡、總量控制的原則進行保護性開發(fā)。該項目在2019年獲得國家三星級“綠色生態(tài)城區(qū)規(guī)劃設計標識”[2]。

謝溪頭小學(圖2～圖5)位于漳州市謝溪北路、迎賓西路、謝溪南路交匯處，坐落于西湖生態(tài)園片區(qū)內，東南向可遠眺九龍江，與西湖溪流公園僅一步之遙。項目總建筑面積為33 703.14 m2，綠地率35.80%，下凹式綠地達6144 m2。共設有1棟行政綜合樓，3棟綜合教學樓，1棟食堂及風雨操場，按照36班標準辦學規(guī)模建設，規(guī)劃可容納 1620 名學生，目前已開工建設。

圖2 校園總平面圖

圖3 校園建筑效果圖

圖4 校園鳥瞰圖

圖5 校園操場效果圖

2.2 綠色校園設計理念及亮點

校園設計立足基地所處西湖生態(tài)園核心地段的場所特征，充分利用和挖掘場地資源及土地價值，突出以人為本，突出鮮明的空間特色和生態(tài)、開放的特點，規(guī)劃結構清晰、功能區(qū)布局有序、指標控制合理，建筑物滿足朝向與功能要求，是一個布局合理、功能完備、充滿生機的教育園區(qū)。

景觀方面：校園由一條景觀主軸和4個中庭景觀空間組成。其中，景觀主軸為南北走向，串聯(lián)起主入口廣場、行政綜合樓和教學樓。4個中庭景觀空間位于教學區(qū)中庭，是戶外的第二課堂及休閑交往空間。景觀設計根據建筑物的布局，以“樹”為脈絡，串聯(lián)校園各個空間，以綠地、自然、陽光的環(huán)境為主題，使校園入口廣場、中心綠地和教學區(qū)中庭形成別具趣味、功能各異的空間，以達到充分整合環(huán)境資源，提升場地環(huán)境品質的目的，營造積極向上的校園氛圍。

功能布局方面：建筑群體主要集中在地塊的東南側，結合東側20 m縱深的城市綠化帶和西側公園綠地，創(chuàng)造幽靜的教學和學習環(huán)境。運動場布置在地塊的西北部，隔阻北面交通干道噪音。學校的主入口廣場以行政綜合樓和教學樓形成校園的中心軸線，通過垂直、水平交通空間的穿插，使各功能空間生動而有序。在教學樓和教學綜合樓設置底層架空，以創(chuàng)造出更多的灰空間。同時，教學樓之間用連廊圍合出庭院空間，為學生提供了親近自然的第二課堂空間。

交通方面：行政綜合樓位于主入口廣場北側，入口廣場面積達1400 m2，最大進深達50余米，既便于學生的疏散接送，又利于塑造校園的形象。校園實行人車分流，交通流線合理順暢，為各種功能區(qū)創(chuàng)造舒適的入口空間環(huán)境。地下車庫設置在運動場底下，社會停車及校園停車入口分別由用地東側及西側進入，滿足獨立進出安全管理，以及社會車輛錯時共享地下停車的需求。

建筑單體方面：建筑單體既展現綠色校園特征，又體現閩南文化特點。立面造型追求功能隨行，充分考慮校園建筑的特殊性，在細節(jié)中體現特色。利用本土特色材料，如閩南胭脂磚和磚石細部構造做法，運用閩南特色騎樓串聯(lián)風雨連廊和架空層等層次豐富的灰空間；以坡屋面與構件、花窗欞與實墻面等形成虛實對比，形成通透、輕盈、活潑向上的建筑風貌，體現富有地域特色的現代校園建筑風采。

2.3 綠色建筑設計分析

該項目在設計階段，依據相關綠色校園建筑設計規(guī)范、標準，如《綠色建筑評價標準》《民用建筑綠色設計規(guī)范》《福建省綠色建筑評價標準》《福建省綠色建筑設計標準》《福建省公共建筑節(jié)能設計標準》等，并運用相關綠色建筑設計軟件進行分析，以參評福建省綠色建筑設計二星級標準作為該項目設計目標。

2.3.1 日照分析

在國家現行規(guī)范要求中，校園建筑的生活活動用房應滿足冬至日底層滿窗日照不低于3 h，對于校園建筑的室外活動場地應滿足一半以上的活動場地面積冬至日日照不少于連續(xù)2 h，建設項目對于周邊建筑的日照標準不能存在影響。

設計階段中，根據《福建省城市規(guī)劃管理技術規(guī)定》設計人員結合實際進行總平面布置，考慮項目朝向方位，通過PKPM SUNLIGHT 6.8軟件進行建模分析，擬建項目的日照標準，在上午9時至下午3時有效時間帶區(qū)間，滿足中小學普通教室冬至日有效日照不低于2 h的要求，并且不會對周邊用地的開發(fā)產生日照影響。

2.3.2 采光分析

圖6 采光效果分析圖(1層)

圖7 采光效果分析圖(2層)

圖8 采光效果分析圖(3層)

圖9 采光效果分析圖(4層)

圖10 采光效果分析圖(5層)

天然光環(huán)境有利于工作、學習、生活，保護孩童視力，提高學習效率。為了創(chuàng)造良好學習環(huán)境及節(jié)約能源，應當合理及充分利用自然光環(huán)境。結合項目位置特點及項目開窗位置、大小、房間采光效果分析，分析結果如圖6～圖10所示。該項目房間共計95個，采光面積約為7118.92 m2，其中有90個房間滿足要求，共計約6668.41 m2。所有普通教室、專用教室均滿足日照要求，滿足要求的比例為93.67%，符合規(guī)范《建筑采光設計標準》中，建筑內區(qū)采光系數滿足采光要求的面積比例不應小于60%的要求。為確保本項目各房間采光良好，在項目門窗設計等節(jié)點，采用采光保障體系設計(詳見本文2.4.4)等綠建技術措施。

2.3.3 通風分析

本項目參照《福建省綠色建筑設計標準》規(guī)定，進行冬季、夏季、過渡季工況風場計算，利用相關計算機分析計算軟件，建立湍流模型進行計算，設定冬季、夏季、過渡季工況風速均為2.8 m/s，風向為SE135°[3]，經過風速達標分析、風速達標放大系數分析、任性區(qū)域工況風速、風速放大系數達標判定、建筑迎風面和背風面風壓分析、無風區(qū)計算分析、旋渦區(qū)分析后可得：人行區(qū)風速小于5 m/s，且人行區(qū)風速放大系數小于2，場地內活動區(qū)內有無風區(qū)等結論，均滿足規(guī)范設計要求。

2.3.4 噪聲分析

道路交通噪聲作為校園建筑噪聲來源之一，交通量大的道路對于項目會產生巨大影響。本項目周圍臨謝溪北路、迎賓西路、謝溪南路，可能存在道路交通噪聲，采用建筑聲環(huán)境分析軟件 SEDU 進行模擬計算分析。分析結果如圖11～圖14所示，所有樓棟均滿足晝間噪聲不高于55dB、夜間噪聲不高于45dB的限制要求，如表1所示。

表1 各樓棟噪聲模擬成果

圖11 聲壓級分布圖(晝間.1.5m處) 圖12 聲壓級分布圖(夜間.1.5m處)

圖13 場地噪聲分布俯瞰圖(晝間) 圖14 場地噪聲分布(俯瞰圖夜間)

2.4 綠建技術措施

2.4.1 暖通空調系統(tǒng)節(jié)能設計

項目采用分體式空調機，設計額定工況能效比符合國家標準?？照{室外機及風口位置設計充分考慮進風、排風和熱交換，避免多間教室相鄰室外機出氣流的互相交換，從而形成熱風(冷風)污染。

2.4.2 隔熱技術保障體系

項目建立隔熱技術保障體系。設計采用無機輕集料保溫砂漿、燒結煤矸石多孔磚、擠塑聚苯板等隔熱材料，控制各層結構的厚度，嚴格把控材料質量，符合項目設計要求，保證項目的隔熱技術保障體系。

2.4.3 隔聲保障體系

項目結合不同位置的隔聲要求，進行隔聲設計。教學用房外墻采用20 mm厚水泥砂漿+190 mm厚燒結煤矸石多孔磚+15 mm厚無機輕集料保溫砂漿+5 mm抗裂砂漿。普通教室間隔墻采用20 mm厚水泥砂漿+190 mm厚燒結煤矸石多孔磚+20 mm厚水泥砂漿。在教學用房的門窗上，充分考慮門窗材料厚度及性能指標。在特殊功能用房上，如合班教室、教師閱覽室等房間，針對特殊功能用房隔聲與吸聲的要求，樓板參照《建筑隔聲與吸聲構造》08J931做法，采用8 mm厚企口強化復合地板+3 mm厚泡沫塑料襯墊+44 mm厚C20細石混凝土+25 mm減震墊板+現澆混凝土樓板等，提升隔聲效果[4]。

2.4.4 通風采光保障體系

項目在設計階段結合通風要求，增加開窗面積。經綜合計算，使用建筑外窗可開啟面積比例達到30.12%，滿足《福建省綠色建筑設計標準》中的相關指標要求。結合采光設計要求，開窗位置、大小及形態(tài)對于室內采光帶來不同程度的影響，窗戶設計采用普通鋁合金窗框及5高透光單銀Low-E+12空氣+5透明玻璃的玻璃類型?？梢姽馔干浔?.71，玻璃反射比0.12。可開啟外窗采用鋁合金推拉窗、平開門窗、固定窗、幕墻開啟窗等形式進行設計，滿足功能和節(jié)能需求。

2.5 BIM技術應用

BIM技術作為當下建筑業(yè)發(fā)展的一大趨勢，主要涵蓋了設計、施工、運營等建筑全生命期的BIM模型搭建及BIM應用。在設計階段，通過可視化、多專業(yè)協(xié)同設計，降低溝通障礙，提升工作效率。提前對設計方案進行模擬分析，有效解決施工圖中可能存在的“錯、漏、碰、缺”等問題，控制成本，提升項目品質。在施工階段，對項目進行BIM5D過程管控，通過輕量化移動端軟件，在過程檢查及質量驗收過程中，與BIM模型進行對照。在運營階段，利用前期搭建BIM模型及信息化管控平臺，結合物聯(lián)網等技術進行運營管控。

在項目設計階段中，重點針對地下室(圖15)、體育館等較復雜區(qū)域，進行BIM三維建模及一系列BIM應用分析，提升施工圖紙質量：

針對重點、難點區(qū)域的各專業(yè)管線進行碰撞檢查(圖16)、管綜分析、凈高分析后，優(yōu)化管線排布，在滿足規(guī)范的前提下，提升項目室內凈高；

針對地下室的車位布置，進行合理化分析，在三維空間下結合VR等技術，模擬親臨現場，直觀優(yōu)化車位布局；

針對重點、難點區(qū)域進行渲染模擬，直觀展示項目建成的效果，凸顯BIM技術的可視化優(yōu)勢。

該項目BIM設計成果獲得2020第三屆“優(yōu)路杯”全國BIM技術大賽優(yōu)秀獎。

圖15 局部BIM模型

圖16 局部碰撞分析

2.6 海綿城市設計

近年來，城市洪澇災害不斷困擾著城市居民的日常生活。2013年12月12日，習近平總書記在《中央城鎮(zhèn)化工作會議》的講話中強調：“提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。隨著城市化進程的不斷加快，城市生態(tài)系統(tǒng)功能的建設及完善，減少城市洪澇災害發(fā)生，是當下的重要任務之一。

海綿城市建設應遵循生態(tài)優(yōu)先的原則，以自然途徑為主，采取適宜的人工措施，保障城市排水防澇安全，做好海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”六原則，促進雨水資源利用和生態(tài)環(huán)境保護。在本項目中，主要以屋頂綠化、雨水調蓄與收集利用、微地形等措施，合理提高校園雨水積存、蓄滯和回用能力，如圖17所示。

下凹式綠地：因地制宜采用“線”“面”結合方式，在步行道及園路邊設置植草溝，校園車行道邊設置下凹式綠地等，利用開放空間承接和貯存雨水，達到減少徑流外排的作用。植草溝和下凹式綠地以漳州特有的卵石和草本植物等為主，體現景觀層次感。

透水鋪裝：集散廣場、車行道、步行道及園路等，均采用透水混凝土或透水磚等透水鋪裝材料，高效控制地表徑流，提高校區(qū)內及校區(qū)向周邊排澇效率。

雨水花園： 保留周邊原始的地形，結合景觀微地形需要，打造淺凹綠地(面積約為6144 m2)，用于匯聚并吸收來自屋頂和地面的雨水，并通過植物、卵石、沙土的綜合作用凈化后，逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水。

圖17 校園景觀方案效果圖

屋頂綠化: 當雨洪來臨時，建筑屋頂產生的徑流是導致城市內澇的重要原因之一。為了有效緩解雨水徑流壓力，在多層建筑屋面合理進行屋面綠化，并埋設雨水收集管道排向集水設施，提高雨水收集利用率，營造優(yōu)美的師生交流休閑空間。

中水回用：建立低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，在建筑屋面和廣場等處，合理布設雨水收水設施和管線、埋地式PP模塊雨水回用池(75 m3)等蓄水設施，收集雨水并用于校園綠化澆灌、廣場道路清洗等，有效提高水資源利用率。

3 結語

漳州西湖生態(tài)園謝溪頭小學項目在《漳州西湖生態(tài)園綠色建筑專項規(guī)劃》的要求，融入綠色建筑理念進行設計，通過一系列綠色建筑性能模擬分析軟件，針對項目日照、采光、通風、噪聲等方面進行深入模擬分析。結合分析結果，在項目中采用隔熱、隔聲、節(jié)能等一系列綠建措施，滿足綠色建筑相關要求。與此同時，應用BIM技術針對項目重點、難點區(qū)域進行BIM建模、綜合應用分析及設計優(yōu)化。融入海綿城市設計理念，運用有效海綿城市措施確保防洪排澇。謝溪頭小學項目建設對創(chuàng)建綠色校園、綠色建筑有一定的示范作用。