孫明宇 河北建筑工程學(xué)院碩士在讀

基地內(nèi)場地土地平整，四周無高差。場地臨近學(xué)校西門，北側(cè)為校內(nèi)某專業(yè)教學(xué)樓，東側(cè)為校內(nèi)圖書館，四周交通主要為學(xué)校內(nèi)部道路。項(xiàng)目用地位于張家口市，張家口市位于我國華北地區(qū)，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，在我國的建筑熱工分區(qū)中被劃為寒冷地區(qū)。其年平均氣溫為15.8 ℃，1 月為全年最冷月，平均氣溫為4.4 ℃，7 月為全年最熱月，平均氣溫為26.5 ℃。該場地夏季輻射量較高并且在秋冬兩個(gè)季節(jié)有比較大的波動(dòng)，場地內(nèi)的全年風(fēng)速平均值為3.1 m/s，周圍建筑較為空曠，夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。由于其城市特殊存在的山谷地形，易形成狹管效應(yīng)加速空氣流動(dòng)，因此該地存在較高的風(fēng)速。

1 設(shè)計(jì)策略

1.1 總體布局策略

場地位于校區(qū)的西南角，臨近學(xué)校西門。學(xué)校各建筑如圖1 所示，功能分區(qū)中教學(xué)中心部分用于校內(nèi)室內(nèi)的教學(xué)以及學(xué)術(shù)交流，創(chuàng)意中心部分包含創(chuàng)作工作空間及其配套附屬的餐廳部分，同時(shí)具有對外開放的兒童樂園等功能性空間，研學(xué)宿舍部分是供給校外交流人員居住使用，體驗(yàn)單元部分可以用于學(xué)校文化（學(xué)校的不同階段的發(fā)展歷史、學(xué)校的校友事跡等）以及學(xué)院最新科研成果展示，不同的體驗(yàn)單元可以展示不同的內(nèi)容。場地的主入口設(shè)置在場地的北側(cè)偏東位置，考慮到建筑的性質(zhì)主要為校內(nèi)教學(xué)樓使用，因此入口應(yīng)更接近校內(nèi)，以方便校內(nèi)師生到達(dá)。綜合考慮到資源環(huán)境以及日照通風(fēng)等氣候要素，設(shè)計(jì)總體布局采用了“回”字型的庭院式布局的形式，其內(nèi)部圍合形成的庭院可以用作室外休憩，提升總體建筑的趣味性與游玩性。

圖1 場地區(qū)位分析圖

1.2 主體建筑設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目為高等院校的教學(xué)類建筑，建筑的使用主體為高校師生，主次入口均設(shè)置在北門以方便校內(nèi)外人流出入。而且建筑臨近學(xué)校的西出入口，為了方便校外人員使用，達(dá)到人流分流的效果，將半開放的功能區(qū)布置于建筑的西側(cè)，東側(cè)布置供校內(nèi)師生使用的教學(xué)區(qū)域，方便校內(nèi)學(xué)生到達(dá)。南部采光較充足，設(shè)宿舍區(qū)。

建筑的層數(shù)為局部地區(qū)兩層，具體平面布置如圖2 和圖3 所示，同時(shí)設(shè)有局部通高空間，以豐富使用者的使用感覺，促進(jìn)更多交流行為的發(fā)生。立面依據(jù)不同的朝向選擇不同的開窗方式，屋頂作為建筑的第五立面設(shè)置太陽能光伏電池組以收集陽光，從而節(jié)省能源的消耗。

圖2 建筑首層平面圖

圖3 建筑二層平面圖

1.3 景觀設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目采用多樣復(fù)合的景觀設(shè)計(jì)。庭院的場地景觀設(shè)計(jì)結(jié)合周邊建筑布局，以公共活動(dòng)區(qū)域?yàn)橹?，在建筑的四周設(shè)置草地以形成景觀，豐富建筑內(nèi)使用者的視覺感官。草地和植物的存在可以提升室內(nèi)的私密性。建筑整體所圍合形成的庭院以及建筑二層的室外平臺設(shè)置一些活動(dòng)設(shè)施，用以豐富建筑的室外活動(dòng)功能，進(jìn)而提升空間的趣味性。

1.4 開放式共享空間

當(dāng)前，教學(xué)類建筑的非教學(xué)類空間作用日益突出。在注重學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展的今天，教育的理念也從過去單一的學(xué)生被動(dòng)式的接受，轉(zhuǎn)變成為了多元化的主動(dòng)式的學(xué)習(xí)，因此教育對于高等學(xué)校學(xué)生有了更高的要求，體現(xiàn)在對于自主學(xué)習(xí)能力的要求。同時(shí)，人與環(huán)境之間存在著相互作用的關(guān)系，人的行為受到所處環(huán)境的影響，優(yōu)質(zhì)的空間環(huán)境對人的行為具有積極作用，促使好的行為發(fā)生?，F(xiàn)在高等學(xué)校建設(shè)的首要任務(wù)是建設(shè)高品質(zhì)、多樣化的學(xué)習(xí)空間供學(xué)生使用。建筑的西南部設(shè)置了一處開放式的共享學(xué)習(xí)空間，供學(xué)生學(xué)習(xí)、休憩、交流，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)[1]。

2 被動(dòng)式技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)

建筑的局部（樓梯間、入口門廳處）設(shè)置了通高的空間。考慮到張家口市的城市主導(dǎo)風(fēng)向，在建筑兩層之間設(shè)置了架空通風(fēng)系統(tǒng)，局部空間架空處理，并且建筑采用架空樓板的形式，形成通風(fēng)間層，以增加空氣流動(dòng)效率，在炎熱的夏季形成對流通風(fēng)，帶走多余的熱量，從而減少制冷產(chǎn)生的能耗。一層通風(fēng)空間示意如圖4 所示。

圖4 一層通風(fēng)空間示意

2.2 建筑采光設(shè)計(jì)

2.2.1 主動(dòng)式采光策略

對于陽光的需求，是建筑的一個(gè)重要的評價(jià)指標(biāo)。本項(xiàng)目采用可調(diào)節(jié)的“智能百葉系統(tǒng)”，在保證建筑基本采光需求的基礎(chǔ)上，可以產(chǎn)生豐富而有趣的光影效果，即可以根據(jù)使用者的不同狀態(tài)和當(dāng)前日光輻射量調(diào)節(jié)格珊的開閉狀態(tài)，其不同狀態(tài)可以控制不同的采光量。例如，當(dāng)格珊處于開啟狀態(tài)時(shí)，光線可以直接射入室內(nèi)；當(dāng)柵格處于閉合狀態(tài)時(shí)，光線被完全反射回去，不能進(jìn)入室內(nèi)；當(dāng)格珊處于垂直狀態(tài)時(shí)，光線被均勻地漫反射進(jìn)入室內(nèi)，使得室內(nèi)的光照不是特別強(qiáng)烈，減少人員視覺的不適感；當(dāng)格珊處于半開啟狀態(tài)時(shí)，光線部分被反射走，部分直射進(jìn)入室內(nèi)。長期以來，建筑的西側(cè)一直都是采光的薄弱部分，西曬會引起建筑室內(nèi)過熱的問題。為緩解西曬和室內(nèi)過熱問題，建筑的西側(cè)房間在外墻上開小開口的條形窗，在滿足基本的室內(nèi)采光的需要的基礎(chǔ)上，減少進(jìn)入室內(nèi)的光量，從而避免室內(nèi)過熱情況的發(fā)生。同時(shí)為減少電能資源的消耗，對采光薄弱的房間開啟天窗以彌補(bǔ)室內(nèi)光照的不足?！爸悄堋睎鸥袷疽鈭D如圖5 所示。

圖5 “智能”柵格示意

2.2.2 被動(dòng)式采光策略

張家口地區(qū)的太陽能年輻射總量約為6 000 MJ/m2，在建筑的屋頂部分設(shè)置一定傾角的單晶硅太陽能光伏電池板，可以有效地利用太陽輻射能，將之轉(zhuǎn)化為電能供建筑運(yùn)行使用，而產(chǎn)生的多余電量可以并入學(xué)校電網(wǎng)供給其他建筑使用，或者對外出售給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)收益[2]。同時(shí)，建筑的屋頂作為建筑的第五立面，可以豐富建筑的整體造型。

2.3 能源供應(yīng)設(shè)計(jì)

張家口地區(qū)海拔較高，具有充沛的太陽輻射資源，研學(xué)中心的屋頂部分采用太陽能光伏電池，吸收太陽輻射能并且轉(zhuǎn)化存儲為電能，為建筑的運(yùn)行提供電能。同時(shí)，建筑外墻可以采用集熱蓄熱墻體。除此之外，張家口地區(qū)由于城市地貌而形成的風(fēng)環(huán)境使該地區(qū)具備充足的風(fēng)力資源，在炎熱的夏季，通過調(diào)節(jié)外墻以及幕墻風(fēng)口，加強(qiáng)室內(nèi)自然通風(fēng)，以達(dá)到改善室內(nèi)風(fēng)環(huán)境的目的。

3 結(jié)語

隨著我國高等教育水平的不斷提高，師生對教學(xué)樓的使用需求也不斷提高，教學(xué)類建筑必將成為建設(shè)設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)。本設(shè)計(jì)項(xiàng)目在分析基地條件、結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境特點(diǎn)以及建筑使用主體（師生）的行為特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，充分利用自然資源，整合太陽能以及風(fēng)能，并結(jié)合主被動(dòng)技術(shù)，希望成為該地區(qū)教學(xué)類建筑設(shè)計(jì)的新思路。