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低碳经济下高校校园景观规划设计

2019-04-11 10:02 来源:低碳经济论文 人参与在线咨询

摘要:本文以“低碳经济”为背景,首先以高校校园为样本,解析当前国内高校校园中的诸多景观弊端;其次通过对国内外高校景观实例的解析、论证,归纳总结出一些高校校园景观低碳化的设计手法,以期为国内高校校园景观的建设行为提供一系列设计方法的参考,为全球低碳经济做出一份贡献。

关键词:低碳经济;高校校园;景观规划

1绪论

1.1研究问题

随着世界工业经济的快速发展,人类的生产和生活方式发生了巨大的变化,导致地质灾害和极端天气的频繁发生,已严重威胁着人们的生存环境。人们逐渐意识到避免生态灾难的重要性。自上世纪末以来,低碳经济已引起了全球史无前例的广泛关注。据统计,美国行政或专业办公类建筑(如学校建筑)的总能耗占54%,它已经超过其他五类办公建筑的总能耗。[1]英国学校建筑能耗在公共建筑能耗的排名中位列第三,仅次于零售和酒店餐饮。日本曾对东京的能耗及碳排放量进行统计,东京大学排名首位。中国高校校园的能耗主要集中在电耗和水耗上,其人均指标是全国居民人均指标的4倍。[2]据此,全球各国校园都存在着巨大的节能空间。结合分析,本文所提出的主要研究问题为:第一,阐述高校校园景观设计的弊端。第二,剖析高校校园景观的低碳设计手法。通过这些问题的研究,使高校师生意识到低碳的重要性并宣传普及到广大民众中去,掀起一场全球低碳总动员。

1.2研究意义和价值

这十来年,世界各大高校已逐步开始实行低碳校园的建设。在美国,各高校纷纷加入“环保高校联盟”、“气候变化应对协议校长联盟”等机构,或成立“环境改进委员会”、“高等教育可持续发展委员会”等机构,致力于降低碳排放。[3]哈佛大学制定了“绿色校园行动计划”,实施了校园节能计划、资源效率化计划、学生绿色生活计划和综合能源管理等计划。[4]在英国,碳基金会成立了高等教育碳管理项目,展示碳管理上的战略方向。英国诺丁汉大学分校新校园的建设中,于废旧的工业场地上改建,成为了独特的花园式校园。日本历来重视发展低碳经济,东京大学开展了“东京大学可持续校园项目”。[5]在中国,北京多所高校学生协调筹划可持续性的校园建设。上海同济大学搭建了“低碳经济与碳减排促进中心”,并率先在全国高校中提出“创建节约型校园”行动计划。[6]浙江大学成立了“学生节能减排协会”,并且在校园内实行能耗监管平台,初步建立起高校建筑能耗数据库。高校作为发展低碳经济的一支重要力量,应使师生也积极响应国家政策,真正肩负起环境保护的责任和义务,建设低碳的校园景观,走在低碳的前沿。当前,探讨创立校园景观的低碳化理论,是高校发展中重要的时代性课题。但我国低碳经济背景下的校园规划与建设仅处于初步阶段。本课题的研究,旨在寻求低碳化的校园景观设计技术,归纳有效的低碳设计手法,建构具有本土精神的景观设计体系,对更多的校园景观建设起到示范性作用。

1.3研究现状

随着低碳经济在全球的快速发展,国内外的研究中对低碳校园建设的相关领域在深度和广度上已逐渐有了进步。目前已有的几类相关研究如下:(1)从师生思想意识入手,探讨低碳校园基础设施和日常运营的建设思路及措施。(2)从植物景观元素入手,总结低碳校园植物的规划原则、思路及植物配置。[7](3)从环境心理学或生态规划的理论入手,探讨校园规划的设计对策。(4)利用碳足迹模型分析及测算[8]或碳核算分析,[9]探讨校园碳排放的削减方案。(5)基于低碳经济发展的内涵要求,研究高校低碳建设的经验、设施、管理、制度、文化等方面。[10](6)从设计理念、校园规划、功能结构、景观与建筑设计、交通组织、能源节约、扩大碳汇等方面,探索低碳校园的总体设计。[11]综上所述,通过剖析国内外优秀的高校校园景观案例的方法,从几大景观要素入手,全面系统地分析低碳经济背景下的高校校园景观详细设计手法较少。该研究将帮助学校树立正确的可持续发展的校园景观设计理念,并将为当前高校校园景观创作开拓新的发展思路。

2低碳经济背景下的高校校园景观设计的弊端

(1)基地现状的破坏。在建设时,或推平原有的地形,或开挖大型河道,或改自然林为人工林,极不尊重基地及周边环境的现状。(2)资金资源的浪费。校园景观空间尺度过大,未考虑人性化设计,造成土地资源的浪费;过多的构筑物建设,浪费学校资金和社会资源。(3)不恰当的植物配置。高校普遍存在着积极植草和消极植树的现状。草坪,无地势起伏,无遮荫效果,并存在灌溉和养护的问题。在树种选择上,较少利用速生树种在短期内形成林荫效果。(4)不合理的能源消耗。制冷、采暖、照明设备的长期使用,照明环境的过度亮化,都导致了大量的能源消耗。

3高校校园景观的低碳设计探析

3.1场地及景观建筑的低碳设计

3.1.1地形的结合

低碳的设计并不追求平整的地势、大型的水系、规则的树林,而是保持或利用原有的自然地形和生态足迹。基于校园的使用功能,尽量尊重校园基地及其周边环境的现状。浙江大学紫金港西区景观详细规划中的水系设计,结合了现状河道,呈现出较合理、科学、经济的景观规划设计方法(图1)。

3.1.2材料的选择

以就地取材之法,既节省运输成本,又使其融于当地环境之中,并形成具有历史和文化根源的本土设计。在建设中,不仅要采用节能环保的材料,还应注意材料的节约与循环利用。

3.1.3屋面技术的利用

在校园中除了利用地面的土地资源外,还应充分利用建筑屋顶来设计花园。不仅为师生员工提供更多的交流空间,又能提高绿地率和绿化率。同时,绿化能使室内具有更好的恒温效果,起到节能的作用。郑州大学新校区的屋面上设置了光电感应板储能,每年发电能节省约200万。

3.2水体的低碳设计

(1)采取节水措施。高校校园应建立一整套节水体系,如改造用水设施、选择耐旱草种、利用节水设备等,以期减少绿化的灌溉量。(2)利用中水[12]处理系统。该系统具有开源节流和减少污染的双重功效,真正实现了污水资源化。该系统先对污水进行分类,通过化学手段对学校的毒害污水进行专门处理;对生活污水进行过滤消毒后,用于校园绿化的灌溉、卫生间的冲洗和锅炉的供暖。若有多余的中水,还可用于中水补充,或用于水景中,如建成人工湖、喷泉等。(3)利用雨水收集系统。该系统利用建筑屋顶的排水孔和雨水管,将雨水引入地下的蓄水池。当植物需要水时,储存在蓄水池中的雨水将通过太阳能泵对湿地植物进行浇灌。当雨水与植被及土粒相互作用后,雨水中的污染物质被去除。或者雨水经过过滤器并用紫外线灯光进行处理,较后用于冲洗厕所。麻省理工学院的斯塔塔中心,采用了这种创新性的系统,可保证100%的降水被利用(图2)。通过这种非化学手段处理系统进行水资源再利用,来节约地球水资源。

3.3绿地系统

植物不仅能调节空气、净化水质,还具有吸碳和固碳的能力。它能使校园建筑在减少冷暖系统和水资源使用的同时,还增加了大气中碳的消耗,形成了有效的碳中和。研究表明,增强碳汇能力是成本较低的减少碳排放总量的途径。因此,在规划设计时应遵循“因地制宜”的原则和生态的规律。一方面应增加绿化的量,在建筑外墙种植垂直绿化,在建筑屋顶设置生态花园等;另一方面应加强绿化的质,充分考虑生物多样性,尽量选用本土品种、节水品种和高固碳能力品种。[13]这种方式极大地增加了校园中的生物“碳库”,得以提高生态系统的碳吸收和储存能力。

3.4铺装系统

在满足基本功能及规范要求的基础上,道路的硬质铺装面积应尽量减少。铺装应采用高渗透性的材料,蓄积地表径流雨水的同时,构成地表回灌系统,以提高渗水量,避免水资源的流失;也应选择坚固耐磨的材料,减少后期维护的成本。铺装色彩上应选择浅色系,可降低地表温度。

3.5照明系统

首先应调整和优化校园各配电室的电力功率配置,安装电力调度与监控智能管理系统,实施降低照明电压的措施。其次应加强校园景观灯的管理,采用新型的节能型灯具,使用智能路灯控制仪,分时分段控制灯具。再次应采用无污染的太阳能,可通过安装在建筑、构筑物的顶部或灯具上方的太阳能电池板,以支持校园的供电系统。或利用可再生能源——风能,在校园的高层建筑之间或顶楼有着较强气流的区域,装上风力发电装置,能起到较好的采集效果。较后在户外的景观雕塑中结合动能发电装置,不仅能形成互动性景观,同时还可采集部分电能。

3.6小结

校园景观的可持续发展基础在于对校园整体功能的系统整合。美国耶鲁大学有一整套较完整的可持续发展系统。除了定量的可持续发展战略计划目标外,目前在实施的措施还有:绿色采购准则,雨水管理计划,水管理计划,对校园规划框架的可持续发展的补充以及可持续的交通计划。其校园中绿色基础设施已超越了景观美化的娱乐和审美的目的,是真正为人类、野生动物的栖居地提供额外的用处。[14]虽然每一个校园在景观种类、元素和功能上有着相当大的差异,但它们都有助于整个校园景观对整体生态提供服务。

4结语

在全世界都倡导低碳经济的背景下,执行低碳校园景观规划和设计是一种必然的趋势,更是当前亟待解决的重要命题。在校园景观建设中,要积极主动引入低碳的理念,实现景观规划和设计与生态、地域、文化、经济、艺术完美的结合。这对设计师来说是一场严肃而充满困难的挑战。该研究从建筑及构筑物、水体、植物、铺地、照明等景观要素入手,全方位、系统化地分析高校校园景观详细低碳设计手法,让“低碳校园”不再是口号与宣传。该成果将为当前高校校园景观创作开拓新的发展思路,为低碳校园建设理论提供更完善的理论研究基础。

作者:高艳 孙科峰 章屹 单位:浙江大学人文学院 中国美术学院建筑学院

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