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生态校园的综合设计理念与实践

2012-04-09 作者:俞孔坚 张慧勇 文航舰
   生态设计是个广泛的概念,建筑、景观、城市以及任何人工系统和物体都是生态设计的对 象。通过设计使人类活动、人工的系统及物体能够巧妙地结合.利用自然及其生命过程来实现设计的 目的,并对自然环境的破坏达到最小。
 
  对自然资产的节约以及对自然生态系统的服务(ecosystem services)的免费而可持续的利 用,是一切生态设计的核心。
 
  在这个意义上理解校园的生态设计就应该包括校园的整体规划对自然环境和景观格局及过 程的充分利用和最小破坏(生态规划);园区交通系统的规划以人的步行为先.减少汽车的使用(绿色 交通);建筑单体和群体设计过程中对自然包括光.风和水等的充分利用以减少其对能源和资源的消 耗(绿色建筑);整体景观和具体场地的环境设计应充分利用地形和乡土植被,以减少建设和维护成本 (景观的生态设计)。光和水资源的节约是校园生态设计的关键之一,包括雨水和太阳能的收集利用, 水和物质的循环使用。基于上述关于生态设计和校园生态设计的基本理念,本文探讨辽宁公安司法管 理干部学院新校区的生态设计及其建成效果。
 
  1 项目概况
 
  辽宁公安司法管理干部学院新校区位于沈阳市棋盘山风景区辖域内,沈棋路以南、沈抚公 路以北,西有世界遗产地清东陵,东有沈阳世界博览园,南临沈阳的母亲河——浑河。场 地总体态势是三山环抱.北高南低,其中最高点高程为92 2m,最低点为57.1m,南北落差35.1m。 场地中部地势最为平缓,呈现以缓坡和台地为主,逐渐向南部入口区下降的态势。场地景观特征为 “两山含一谷”。场地中央的谷地地势较为平缓,其东、北和西侧为山体所围,南眺浑河 ,背山面水,是典型的“风水宝地”。场地保存有曾任伪满时期总理大臣的郑孝胥墓、 “朱德楼”(朱德曾于1953年下榻于此)。此外还有多处低质量的旧建筑、一栋近期建成的 学生宿舍楼。
 
  场地和本项目要求给设计者提出了挑战,主要体现在以下几个方面:
 
  1) 场地诉求
 
  所在区域毗邻世界遗产地.著名的国家级风景区,物质上和视觉上对周围环境的消极影响 都是不能被接受的。主管部门规定场地内的建筑高度控制在18(现状学生宿舍高21m),绿地率60%。 如何使新校园成为风景中的建筑而又尽量不破坏风景,成为本设计的最大挑战。
 
  2) 功能诉求
 
  在不大的校园面积内,需要布置约9 2万m2的建筑,以解决学校的所有功能、包括教学楼、 图书馆,学生宿舍、食堂和活动中心、体育场和警官训练馆、警官培训中心。
 
  3) 绿色校园诉求
 
  如何建设个全方位的绿色校园,体现当代的环境与生态理念,并实现校园的个性与特色, 成为衡量校园成功与否的很重要标准。
 
  面对上述问题。设计师将校园与周边环境,功能与绿色诉求相结合,提出了生态校园设计 理念,并获得甲方的认同,使项目得以全面实施。
 
 
  2  规划与设计对策
 
  2.1 整体规划布局
 
  整体规划布局遵从自然地形、强调绿色体验的功能布局。避免新建校园对周边世界遗产地 和山林景观带来不良视觉和生态环境的;中击,同时使场地的空间利用节约集约。
 
  规划之初即明确场地中作为绿色校园永久保留和可以成为校园绿地和场所的景观。对场地 内的自然与文化遗产给以充分的尊重。保留场地原有地形和树木,包括场地中的土沟,保留“ 朱德楼”、郑孝胥墓地。利用场地中的35m落差,建筑因势布局,使建筑对环境带来的各方面影 响(包括施工过程)都达到最小。
 
  规划总体结构为“三带两区一中心”。“三带”为生态景观带、教 学办公带和生活带,完全结合地形而规划,“两区”为体育运动区和培训服务区,位于场 地西部,相对独立.“ 中心”指学院中心广场区。
 
  校园的最大特色是以中部的生态景观带为纽带,分割(也是连接)教学办公带和生活带。自 然景观带设计充分利用场地中部原有冲沟,作为雨水收集和中水过滤净化的设施,利用地形使其形成 逐渐跌落的水体景观.既可改善校区小气候,又可为广大师生提供亲近自然的景观体验,是学生每天 来回于教室、餐厅及宿舍间的必经之路。
 
  教学办公带位于校区主路以东.主要建筑物顺山势依次而下,分别是图书馆、教学楼和办 公楼。3栋主要建筑结台地形布置.建筑物基底或局部下挖,或部分悬挑,对学院中心广场形成通透 的围合关系,既达成环境、空间和师生活动场所的交融,又遵从场地整体格局.与周边环境和建筑共 同围合成中心广场。整体建筑高度控制在18m以内。
 
  教学楼和办公楼沿主路呈东西向布置,既顺应地势.又使各个房间都能享受到光照。图书 馆半藏于山间,仅面向校园部分完全展露。对外部分隐于山林之间,对内则展现富有现代气息的立面 .虽内敛却极富时代气息。由沈棋路南眺。教学办公带建筑群仅仅显露出最小立面,与景区风貌之和 谐由此取得。
 
  生活带呈带状布置在校区的东部边界,生活服务中心串起来南北两个学生公寓区,餐厅、 超市、银行等功能均布置于此,解决广大师生的日常生活需求,同时也拥有良好的景观界面。建筑物 依山而筑,部分屋顶覆以绿化,达到隐筑于山的目的。南北两个学生公寓区建筑结合地形.呈东西向 布置,既能使每个房间享受日照,又能达到仅以最小立面面向外部主要道路的效果。生活带通过若干 跨水景观桥联系校园中心广场区,使用方便又为校园景观增色。
 
 
  体育运动区位于校园的西北角.由运动场、训练场和警体馆组成。规划中利用校区西北部 的平缓场地布置运动场,结合山体布置训练场.警体馆则局部悬挑在山体上,利用悬挑部分布置地下 射击场,最大限度利用地形。
 
  培训服务区位于校区西部。本区环境是现状场地中绿化最好的一部分,警官培训中心近看 山间绿意盎然,远眺浑河奔流不息。规划在充分保护山体植被的同时,利用现状植被营造了幽静,深 远的氛围。
 
  学院中心广场位于校区中部谷地,利用现状场地中面积最大的平缓场地设计,是全校师生 最为主要的活动场所。
 
  中心广场东西两翼为山体及建筑所围合,整体呈现台地缓缓跌落态势。本区包含北校前区 广场、图书馆和教学楼之间的主广场、校史广场和南校前区广场,广场群由北至南布置在本区域内, 通过景观桥跨越东侧的自然景观带联系生活区。现代的设计语言抽象表达台地式的地形,使学院中心 广场宛若山峦的一部分。野花和高大的乔木呈带状布置在各个台地上,广场隐于绿化之间,由场地上 望去,建筑浮于一片野花和禾草之上.保留的历史建筑于郁郁葱葱的林木间与现代建筑对话,历史与 未来在环境中融为一体。各个开放空间节点都拥有极好的景观视点,变化连续的视景变换为师生带来 了属于学院自身的独特生态景观体验。
 
 
 
  2.2 绿色交通规划
 
  步行友好和步行优先是园区交通设计的核心思想。总体上.校园中部核心区域为步行区域 .车行和服务流线沿外围布置。规划中于校区南北各设置主要出入口1个,分别接八沈抚公路和沈棋 路,为师生、访客出入所用。同时,于校区东侧规划后勤出入口1个,接入校区东侧城市支路,主要 为生活服务中心的后勤补给提供支持。
 
  动态交通规划部分利用了原有的校区道路,采用环路加尽端的组织方式。环路顺地形展开 ,蜿蜒曲折,做到通而不畅,有效降低车速.保证学生安全。静态交通规划为校园提供了足够的车辆 停放空间,地面停车多处于道路两侧较为平缓区域,紧邻建筑主要出入口。集中停车场共有5处, 2000m2的车库结合办公楼地下空间设计。
 
 
  3 校园景观的生态设计
 
  校园景观的生态设计集中体现在对原场地的地形、植被和文化景观的保护和利用,雨水收 集和利用,中水的净化及循环利用.低维护植被的设计等各个方面。
 
  场地中原有一条;中沟的地形和自然植被得到了完整的保留,并作为整个校园的主要雨水 汇集区。沟的上下游之间有达35m的高差,通过生态化的堤堰,逐级跌落,形成多级湿地.调节雨洪 ,营造丰富多样的湿生栖息地。这个长达600m的多级湿地系统同时被用于中水的进一步净化,每天有 400t~500t的水量通过沿沟分布的系列温地。沟谷两侧设计游憩木栈道.座椅和读书台。与学生中心 相结合.设计了一直延至谷底水面的休憩廊桥和平台。昔日的黄土荒沟,而今成为校园最亮丽的风景 带。
 
  为减少建设和维护成本,校园的绿化设计大量使用乡土植被。大量的野花组台布满山坡和 林下.与当代风格的建筑相得益彰:乡土的灌木用于护坡、建筑边沿的基础种植和沿水沟的蔓延,形 成生机勃勃的拟自然植被景观。在保留原有树木的基础上.补种本地乔木,形成森林景观。
 
 
  4 建筑的生态考虑
 
  国际上从1960年代的“生态建筑(A rology)”到1993年《芝加哥宣言》所倡导 的“可持续建筑(SustaInableCotlstructlon)”.再经过其后多年的实践.研讨、总结发 展到现阶段的“绿色建筑(Green Builng)”,进而提出具有可操作性的设计原则、技术措 施和评估标准。具有代表性的是美国的《绿色建筑评估体系》(LEED)。我国的绿色建筑的原则可以总 结为节能、节地、节水、节材,即“四节”原则。
 
  生态校园建筑要旨主要包含两个方面一是“节流”,一是“开源” 。即一方面降低各种消耗,另一方面提高绿色能源在能耗中所占比例。
 
 
  4.1 减少土地占用及能源与资源消耗的环境影响
 
  1) 结合地形,归零为整的策略
 
  为在有限的场地面积内容纳较多的建筑面积,设计打破了通常校园规划和建筑布局的院落 组合模式(场地上旧校园即如此,结果建筑几乎占满了整个场地),而将建筑功能和场地功能分别进行 整合。例如,综合楼整合各系教学楼、实验楼和院系行政办公楼而成.长度超过300m,上部搭接山体 部分为教学楼,下部临谷底部分为办公楼.两楼上下叠合而成为一复合体。这样较之分散布局节约了 大量土地和外墙,并以主体建筑(教学和行政楼)把整个校园分成东西两个部分。归零为整后的建筑, 大大减少了建筑表皮面积,十分有利于寒地建筑的节能要求。
 
  2) 隐藏的策略,减少对周边环境的影响
 
  场地位于棋盘山风景区内.视觉敏感度比较高。建筑物结合地形,沿场地边沿布局,或占 林缘、或占路缘、或沿山坡,腾出平地和谷底谷地作为学生活动场地和生态绿地之用,更可作为农作 药圃(学院有重要研究所)和农作。同时.将中部主体建筑因地势而部分架空,留出有限的场地空间供 人活动,并使东西两园得以连通。考虑到场地的外围过境道路主要布置在南北两侧.为减少从过境路 感受到建筑物的体量.建筑形体呈条状,并与外围道路呈垂直布局,建筑困南北山脉顺势而筑.北端 部分契入山体,达到建筑隐于山林风景的整体效果。
 
  培训中心的用地位于新校区的西南突出部,南眺浑河,西望东陵公园,有良好的视觉环境 ,是周边景区的视觉敏感部位,所以将建筑的大部分体量布置在场地内的谷地里尽量不被看见,客房 部分成前后两条,前低后高.横跨于谷地两岸。而大堂、宴会厅、包间、厨房、贵宾室、会议室等都 位于其下的山谷中,而这些房间大部分都有天窗或利用高差的外窗。这样就在整体设计上保证了客房 有良好景观的同时,又减少建筑的外观体量和占地面积。教学楼行政综合楼的北段及图书馆也采用了 同样手法。需要特别说明的是在寒冷地区,下沉式设计对建筑的保温节能特别有利。
 
  3) 强化建筑的外墙保温性能
 
  寒冷地区的建筑采暖能耗占其全部能耗的35%左右,外围护结构的节能设计就显得很有意 义。最有效的手段是减少单位体积建筑物与室外寒冷空气接触的面积,即缩减建筑的体形系数。形体 上尽量简单。在满足使用功能的前提下.减少外墙开窗面积;外窗玻璃选用LOW-E中空玻璃.墙体外 保温材料选用高效的XPS保温板。
 
  4) 种植屋面
 
  大量的数据表明种植屋面能保留50%左右的降水.其热稳定性使得每平米种植屋面每年可 以节约1L~2L燃料油,使环境噪音减少3dB,隔音量减少可达到8dB,并能提高环境的生物多样性。图 书馆的屋顶、培训中心的大堂屋顶除了天窗以外部分采用种植屋顶,节能、蓄水同时,也为高处客房 提供良好视觉感受。
 
  5) 采用有自洁功能外墙材料
 
  校园大部分建筑的外墙材料为有自洁功能陶土板,能在减少日常维护的情况下保持整洁的 外观.节约人工、水,能源。
 
  6) 水资源减量与循环
 
  节水、中水回用系统的设置.卫生间采用节水卫生设备.尤其是免;中洗小便斗、室外景 观大量采用本土植物和野花组合.雨水收集系统等,所有这些考虑使得校园的用水量大大降低。
 
  7) 多功能设计
 
  最有效的绿色建筑途径之是赋予建筑更多的使用功能、提高建筑物的利用率。警体馆观众 看台分固定、活动两个部分,共可容纳1500人观看体育比赛,也可满足4000人集会或大型演出的功能 要求。活动看台完全收起时,运动场可变更为2块篮球训练场地或8块羽毛球训练场地。此外。开学典 礼.毕业典礼、联欢会、表彰会等都可以在此举行,节约了专门会议中心或礼堂的建造、维护、占地 费用。
 
 
  4.2 强调绿色能源和自然资源服务的免费利用
 
  1)自然通风
 
  绿色建筑非常注意室内空气质量,教学楼采用内走廊两侧布置教室方式,教室一侧自然采 光通风,另一侧可通过走廊间接采光。走廊中设计有采光中庭, 方面弥补了进深大采光较差的弊病 ,另一方面利用内部热气流上升形成的“烟囱”效应.形成自然通风系统。宽敞的内走廊 既能解决人流集中的问题,也是学生交流休息的场所,同时内廊式交通在使用和节能上也更适合东北 的寒冷气候,同样的设计理念也被应用于生活服务中心(食堂)、图书馆。
 
  2)自然采光
 
  培训中心的大堂顶棚设置天窗。可使整个大堂沐浴在阳光里,室外加电动遮阳百页.夏季 把大量多余太阳辐射挡在室外,减少空调的使用。客房布局的创新灵感来自传统民居合院布局。8间 客房为一个单元,分上下两层围绕通高的公共客厅,客厅顶部和临空一侧有大面积的节能玻璃幕墙和 自动遮光百页,更像是阳光房,这种布局有利于学员之间的交流。多功能厅位于地下1层.顶部设置 天窗,分布均匀,使学员在培训时,也可以享受阳光犹如置身大自然中。待建的图书馆中也有类似对 天然采光的考虑。
 
  3)太阳能和风能利用
 
  学生宿舍中生活热水的提供是传统的耗能大户,而本设计中生活热水由设在屋顶的太阳能 热水装置供给,燃油锅炉只是为极端天气备用。建筑室外照明采用风能结合太阳能方式,有效降低对 传统电力的需求。
 
  5 结语
 
  从2006年12月开始,从概念设计到基本建成,历经5年时间,甲方与设计方紧密合作.坚持 不懈地探索绿色校园的实现途径,提出并践行生态校园的综合设计理念.从自然景观的保护和利用, 到乡土植被和低维护绿化的广泛采用:从雨洪的生态利用,到污水的生物净化和中水回用;从楼顶的 太阳能热水。到室内免;中便池的使用;从建筑设计中自然光的利用和建筑节能考虑.到步行校园理 念的实现,生态校园的综合设计理念已得到了全面的实践。■
 
  建设单位:沈阳公安司法管理干部学院
  设计单位:北京土人景观与建筑规划设计研究院
  建筑师:俞孔坚 张慧勇 文航舰 姜秀娟 马特 顾涛 曹明宇 刘德华等
  景观师:俞孔坚 刘玉杰 肖敏 林绕 贺喜源 李明 杨远浪等
  建设地点:沈阳市棋盘山旅游开发区
  用地面积:约24hm2
  总建筑面积:约9 2万m2
  设计时间:2006~2010年
 
 
 
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读者评论

  • Adela2012-07-14 13:11
    Wow, this is in every respect what I nedeed to know.
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