摘要:对于以深圳为代表的岭南地区的学校建设，提出了一种被动式绿色设计策略，并分别从深圳地区的气候特征、绿色建筑被动式设计的概念、研究意义以及具体的设计策略方面对被动式绿色设计策略进行了论述。
关键词:学校建筑，深圳，岭南地区，绿色建筑被动式设计
地球表面的温度近些年来上升得越来越快，随着全球平均气温的上涨，将会造成海拔低的一些城市如上海、纽约、新奥尔良、东京、孟买、阿姆斯特丹等被海水淹没。面对全世界的这种环境问题，建筑无疑脱不了直接关系。回顾人类的历史，有过三次的城镇化进程:第一次是经历两百多年才完成的以英国为代表的工业革命;第二次是以美国为代表的电气化革命，历时一百余年;第三次就是以我国为代表的城镇化进程，以全球信息化为主要特征。前两次的城镇化进程都带来了很严重很恶劣的环境破坏和能源的大量消耗，而我国的城镇化进程的规模十分庞大，其总量比前两次整个城镇化的全部过程还要多。近些年来，建筑运行的能耗已经随着建筑行业的迅速发展和人们生活水平的整体提高也在持续地增加，建筑能耗也已经成为了我国能源消耗主要来源。面对当今全球严峻的环境与能源问题，气候引导下的绿色与节能建筑设计成为了现当代建筑研究的一个重要课题。而学校建筑作为一种具有教育示范意义的公共建筑物，加上它对于学生环境意识的培养方面具有一定的示范教育意义，所以对于学校建筑的绿色、环保与节能变得尤为重要。建筑师在对其进行规划与设计时，不可避免地要对其进行绿色、生态与节能方面的考虑。对于目前现有的绿色建筑设计，很多都只是停留在堆砌一些节能技术的层面。相反，与自然环境相协调的绿色与节能建筑设计的潜力还可以有待充分挖掘。本文主要从以深圳为代表的岭南地区的气候特征入手，然后分别对适应自然条件的绿色建筑的被动式设计的概念、重要性、研究意义和学校建筑具体的绿色被动式设计策略详细论述。
1以深圳为代表的岭南地区的气候特征
深圳地区为亚热带海洋性湿润季风气候，其主要表现为冬季比较短暂，也比较温和，寒冷的时间很短，而夏季比较漫长并且湿热，气温的日较差和年较差都不大，昼夜温差的变化也很小。雨量充沛，太阳辐射比较强烈，空气当中的含湿量比较高，常年盛行东南风和西南风。
2绿色建筑被动式设计的概念
绿色建筑主动式设计主要是指使用那些依赖于不可再生能源(包括利用太阳能、风能等转换的电能)的空调和照明系统，和使用那些依赖于动力设备与辅助机械的太阳能利用设备的绿色建筑设计。而绿色建筑被动式设计主要是采用气候适应下的建筑合适的朝向、优化的布局、合理的建筑护结构的保温隔热形式以及一些合适的节能材料与遮阳设施的运用等手段，来达到建筑绿色与节能的要求。
3学校建筑被动式绿色设计策略的研究意义
绿色建筑被动式设计一定程度上依赖于传统建筑在适应自然条件方面的建造经验，同时也可以对传统的建造经验进行检验，对传统建筑资源的保护与继承方面有着重要的意义。绿色建筑被动式设计一定程度上可以减少主动式技术(如空调、照明系统等设备)的使用，从这种角度看，主动式技术运用就相当于是绿色建筑在短时间内，面对非常极端的条件下的被动式设计策略的一个补偿措施。因此，从绿色建筑设计的层面来看，针对不同地区的气候条件，可以先采用被动式的绿色与节能建筑设计措施，将被动式与主动式这两种设计策略结合在一起使用，从而使绿色建筑真正地发挥节能效益。
4绿色校园被动式设计的具体策略
基于前文对深圳地区气候特征的认识，以下分别从学校的规划设计和建筑单体设计两个方面对深圳学校建筑被动式的绿色设计策略具体展开论述。
4．1学校规划层面的被动式绿色设计策略。对于学校规划层面的被动式绿色设计策略，归纳如下:1)可以充分利用江风、海风等季候风的优越自然条件，以自然通风为主的原则进行学校的规划布局设计;2)在进行建筑朝向的选取上，可以使建筑的迎风面和主导风向成30°～60°范围内的角度布置，这样可以使建筑背风面所产生的漩涡区的范围减少，使得气流更为顺畅;3)学校南向的建筑可以采用局部敞开的形式，以及建筑的底层可以采取架空的形式，将夏季主导风引入学校的内部，形成穿过学校内部建筑的风道(见图1，图2);4)在进行建筑布局的时候，可以采取行列式与错列式的布局形式，这样可以增大学校建筑的通风面积，使得气流容易导入学校建筑内部;5)以乔灌木为主、草坪为辅的设计原则，设置多种形式的校园绿化，如种植屋面、垂直立体绿化以及有水体穿插的绿地系统等，营造大面积的水景和人工湿地，以及尽量采用一些渗水性的地面，减少学校热岛效应的产生。
4．2适应当地气候下的岭南民间传统建筑的建造理论与经验。在适应岭南地区特有的自然条件的情况下，岭南民间传统建筑在建造方面形成了自己的理论与经验，为了使得建筑能有良好的自然通风，他们利用热压和风压来进行空气的交换。热压，即指通过温度的差异，使得空气的密度变得不均匀，从而形成了冷热空气的交换。在建筑规划布局上，主要表现为通过不同的空间组合变化来形成热压。例如，岭南地区梳式布局的村落就是利用这种原理，村子前面与村子后面的农田、树木与池塘等属于低温空间，热空气经过这些区域，温度就会降低下来，而村落里面的村舍的墙体、屋顶等建筑围护结构与部件属于高温空间，整个村落里就形成了一定的温度差，自然而然地就造成了冷热空气的交换，从而有利于整个村落的自然通风。风压，则是指通过不同的空间尺度的变化，使得空气的密度变得不均匀，从而形成了空气的压力差，使得气流在相邻的空间里进行交换。一般情况下，廊道内的风压比较小，天井里的风压比较大，天井里的自然风就会通过建筑的室内流向廊道，岭南地区密集式的民居平面就是利用风压的这种原理，通过廊道、厅堂与天井的这些不同尺度的空间组合形成的。岭南地区的气候适应下的岭南民间传统建筑的一些建造经验，总结如下:1)利用热压的原理，在建筑中设计一些廊道、巷道，而且这些廊道、巷道必须是南北向的，以便于通风，只有这样才能形成阴影区，才能起到冷巷的作用。2)在炎炎的夏日，空气多以阵风的形式在流动，风吹过以后，便会出现时间很短的静风间隙。这时，如果要是能够形成回风，便会增加建筑室内空气更换的次数，建筑室内的降温与散热效果也会更为理想。多进院落式的民居的风场一般比较流畅，有利于回风的形成，即建筑室内的穿堂风经过厅堂后，如果碰上了障碍物的话，就会反向流动，便会形成回风(见图3)。图3岭南地区回风线路示意图[7]3)利用多天井的形式进行通风，如密集式民居的平面构成中，在中轴线上布置有好几个天井，同时起到进风的作用，在两侧会安排狭长的巷子，起到冷巷的作用。
4．3学校建筑单体的被动式绿色设计策略。对于学校建筑单体具体的被动式绿色设计策略，也归纳如下:1)在建筑单体的平面设计中，借鉴岭南民间传统建筑适应自然条件的一些经验，设置一些自然的进风口和出风口，以形成穿堂风，即对流的气流通道。其中，进风口的高度尽量接近学生和老师活动的区域;2)充分地利用太阳光照，给学校的建筑室内创造一种健康、舒适的自然光照环境。如可以设计一些共享中庭、下沉庭院，或者是在建筑的屋顶上设计一些高侧窗等解决学校建筑进深比较大的空间自然采光比较困难的问题;3)由于本地区夏季比较长，常年建筑室内外温差不大，极端的气温现象很少发生，所以不存在因为建筑室内外比较大的温差，从而通过一些热桥部位引起建筑室内结露返潮的现象。所以在本地区的学校建筑的外墙保温隔热的形式的选择上，应该优先采用外墙自保温系统，其次是外墙内保温系统，之后才考虑外墙外保温和外墙夹芯保温等保温构造形式;4)在学校建筑的围护结构的设计上，可以采取开敞式外循环的双层皮通风玻璃幕墙，其内层幕墙是封闭的(可以设计一些可开启的门窗以便于室内的换气与清洁、围护)，空气在建筑室外与热道之间进行流动，而且这种空气流动不需要依赖于一些专门的设备，完全可以凭借着自然通风来完成，运行的成本也比较低，是一种比较生态的节能幕墙;·151·5)本地区特别适合种植一些亚热带常绿植物，所以对于学校建筑的屋顶的设计，可以采用种植屋面的形式，对于减少城市热岛效应也有很大的意义;6)岭南民间传统建筑向来比较重视建筑的遮阳，比如竹筒屋、骑楼、冷巷、木花格窗、空斗墙等等。对于学校建筑的遮阳设计，可以针对不同的建筑部位，采取不同的遮阳形式。例如，水平活动翻板遮阳构件对于太阳高度角比较大，而且是从窗户的前上方斜射下来的，阳光的遮挡效果比较好，一般比较适合于校园建筑的南向、东南向以及西南向部位的遮阳，也可以用于大面积的玻璃屋顶或者是玻璃幕墙的遮阳，而垂直活动翻板遮阳构件，比较适合遮挡那些太阳高度角不大，从窗户的侧向斜射过来的阳光，一般可以用于校园建筑的北向、东北向以及西北向等部位的遮阳等等(见图4，图5)。
5结语
对于以深圳为代表的岭南地区学校建筑的被动式绿色设计，可以从当地的物理环境，尤其是当地的气候环境的分析着手，针对学校建筑具体所面临的一些气候问题，在学校规划与学校建筑单体设计中采取相应的设计策略;同时，可以借鉴岭南民间传统建筑在适应当地气候条件下的建造理论与经验。当前全球的环境与能源问题愈加的突出，减少建筑对于空调负荷及其他不可再生能源的依赖;在建筑设计中基于当地的气候条件，采用合适的建筑朝向、优化的布局形式、合理的建筑护结构保温隔热形式以及一些合适的节能材料与遮阳设施的运用等被动式绿色设计策略，来达到建筑绿色与节能的要求愈加的必要。
作者:唐海华 单位:吉林大学珠海学院
