幼儿园建筑的绿色节能设计

摘要： 幼儿园建筑由于其服务群体的特殊性,在建筑设计上也与常规建筑有很多不同的地方。将可持续发展观融入到幼儿园的建筑设计中,合理地对幼儿园建筑进行生态和节能设计,对于幼儿园建筑和幼儿的身心发展都具有极其重要的作用和意义。本文通过分析某某幼儿园建筑实例，对现有幼儿园建筑设计中所存在的问题,提出了一些构筑健康和生态的幼儿园的建议和方法，以供参考。

关键词: 绿色生态 幼儿园 季节变化 生态策略

中图分类号：G618文献标识码： A

前言

幼儿教育是随着现代教育发展而兴起的.《幼儿园建筑用地与幼教环境规范》中规定：幼儿园用地应按每一幼儿15m2批地和设计,但是当今“短斤缺两”已成为司空见惯的事情。结果,许多城市幼儿园被林立的高楼挤到了小小的一角,高楼的阴影吞噬着小小的园地,幼儿园所在地根本得不到充足的阳光,即便稍微好点的幼儿园在人际关系横行的今天,也是大大超员。在寒冷的冬季,门窗紧闭,虽然有室内暖气,但是孩子们的活动空间仅限于者狭小的室内;在炎热的夏季,孩子们躲在空调房里昏昏欲睡,完全被剥夺了在室外大树下的嬉戏玩耍的权利。幼儿园长期关闭门窗的做法使室内的空气质量大大下降,对孩子们的呼吸系统的发育不利。幼儿园的孩子像笼中的小鸟,活动单元早已成固定模式,卧室与活动室截然分开,家具陈设整齐统一,孩子的活动步调都一致,就像生活在小军营里,对培养儿童的个性很不利。

1、当前幼儿园设计存在的问题

1.1建筑选址存在的问题

对于城市的幼儿园而言,由于城市用地紧张,幼儿园的选址会受到很多限制,周围的环境对幼儿园的影响也较大.所有的幼儿园建筑都面临着选址这样一个设计初级阶段的问题,选址选得好,可以大大利用当地的日照、通风和周围良好的生态环境,若是选得不好,则会使幼儿园建筑在各方面都大打折扣。

1.2自然通风存在的问题

自然通风是指在不借助任何外力及机械的前提下,通过空气的热压和风压的作用,使室内空气流通的方法。自然通风是一种非常古老而用实用的传统通风方式,对于调解室内微循环,改善室内的湿度有很大的作用。

1.3日照和自然采光存在的问题

阳光对幼儿的成长发育非常重要。日光即太阳光,幼儿经常晒晒太阳,可促进骨骼的生长发育,有助于增高,因此晒太阳,又称为“日光浴”,因如同日光沐浴周身一般舒畅而得名。晒太阳之所以能促进骨骼生长,是因为人体皮肤生发层的无效维生素O前体,要经日光中的紫外线照射后,才可变成有效的维生素03,从而促进肠道对钙、磷的吸收,加强骨骼中的钙、磷代谢,提高血钙含量,改善和防止低钙血症、维生素O缺乏症以及由此引起的拘楼症、骨软化病、身体矮小症及骨质疏松症。此外,日光的光能转化为热能,可御寒、温煦皮肤、增加血液循环、排泄汗液、调节体温、代谢废物、促进新陈代谢,也有利于幼儿的生长发育和增高。

1.4室内热工环境存在的问题

室内热工环境主要依赖于建筑的围护结构。采用较好的围护结构可以使建筑达到冬暖夏凉的舒适效果。一方面提高建筑的热工性能,另一方面可以减少建筑设备的能源消耗

2、某某幼儿园建筑设计方案

在逐步注重环境设计的今天,幼儿园建筑的设计已引起我们多数人足够的重视。幼儿园建筑的设计应有明确的动静分区,不同功能分区之间应“闹、静”分开。相互之间既要有方便的联系又要避免干扰。并且各功能分区还应注意“大、小”有别和“内、外”有别,也就是说工作人员使用的房间与幼儿使用的房间在位置、尺度上应有区别;同样,幼儿园建筑中对内关系密切的房间和对外联系较多的房间在位置和设计方面也应该很好的考虑到(图1一1)

2. 1总体布局

某某幼儿园位于北亚热带湿润季风气候区.，气候温暖潮湿多雨，季风明显，四季分明，冬夏季长，春秋季短。在设计中，我们对整个小区的冬季日照、夏季通风矢量和场地可见度通过ECO-TECT软件进行了计算，计算结果显示:基地在工作时段内东北角日照最为充足;东北地段通风压力相对较小，西南部夏季风速较为明显;整个基地的西南向视觉穿透力最强(图2) 。

综合场地特征和上述计算结果，我们在建筑整体布局上将建筑布置于场地的北侧偏西方向，以获得最佳冬季日照和夏季通风效果。同时，基地南侧空出的场地作为幼儿室外活动用

地，具有最良好的光照环境;西南角为幼儿园主入口，结合南侧的小区街角广场形成入口前区.，在建筑的西端设计有建筑装饰构架遮阳，减轻西晒影响的同时形成入口提示;东侧为

后勤入口，将车行系统与人行系统分离，有利于幼儿活动的安全(图3)。

2. 2建筑设计

建筑平面为院落围合式布局。幼儿活动单元布置在南部，其中一层布置3个小班，活动室和寝室并列布置，一层和三层布置3个中班和3个人班，活动室和寝室采用跃层方式，利用

1层的部分屋面作为室外活动场地;办公及辅助用房布置在北部，在东西两端分别布置主次门厅和交通体;在幼儿生活区域和办公辅助区域之间，我们设计了中庭花园，顶部局部设置可调式屋顶遮阳板，以根据外部环境变化调节中庭通风，在改善建筑内景观环境的同时改善建筑内的热工环境。

3.生态节能策略

基于对当地江南气候特点和场地基本条件的分析，我们选择了主动式节能与被动式节能相结合的技术路线，提出可随季节气候变化调节节能方式的“随季应变”的生态节能策略，并在设计中采用了多种节能技术手段，以实现目的。

3.1主动式建筑节能技术

设计中我们采用了光电集电器和太阳能集热板两种主动式太阳能技术，分别使用与建筑的屋面和拔风井。

光电集电板是将太阳辐射转化为高级能源―电能的装置。要想最大限度地获取太阳辐射，必须使集电器与太阳辐射方向垂直，应用建筑一体式集电器同样要考虑朝向和倾角。某某幼儿园的南向屋面倾角根据苏州当地一年中建筑需求能力最大时获取最大辐射的角度确定，并根据幼儿园日常能耗确定屋面光电集电板的功率和数量。

与中庭相连接的拔风井则采用了利用方式相对简单的太阳能集热板。集热板将太阳辐射转化为热能，对拔风井顶部空气加热，造成拔风井上下压差，引发空气流动，调节中庭气候。

3. 2 被动节能技术

3. 2.1可调式遮阳

在夏季，遮阳是取得舒适温度的有效方法，作为避暑措施之一，遮阳是建筑降温设计三层面方法中的第一层面。在建筑南向窗户的上沿，设计有水平方向的可调式遮阳装置。春末，温度逐步上升，遮阳装置以手动方式伸展打开;秋末高温期结束时，遮阳装置被收回，使建筑完全暴露于阳光之下。

3. 2. 2双层动态通风式玻璃幕墙

双层动态通风式玻璃幕墙的主要特征是:具有内外两层玻璃幕墙结构，中间空腔有可以调节的遮阳装置，根据需要在内外立面不同位置可以开启通风。

冬天，双层玻璃幕墙中间的双层换气层由于阳光的照射温度升高而产生温室效应，有利于提高内侧幕墙的表面温度，减少建筑物冬季的采暖费用;夏天，双层玻璃幕墙中问的双层换气层温度很高，这时可打开双层换气层上下两端的排气、进气装置，在双层换气层内由于热烟囱效应产生自下而上的气流，从下进气口进入的气流在双层换气层内通过热量交换后从上出气口排出。这种自下而上的气流运动带走了通道内的热量，可以降低内侧幕墙的外表面温度，减少空调制冷的负荷，降低能耗。

3. 2. 3通风中庭

在我国的传统建筑文化里，中庭对于建筑物内部的整体舒适度，起着举足轻重的作用。古人认为，中庭可以采光通风，接天降甘霖之水，使福气进入建筑中，建筑和居住者也都承享了人自然的生机和灵气。

从调节建筑内环境的角度来看，中庭也起着举足轻重的作用。3层通高的中庭空间产生的文丘里效应和热烟囱效应可以有效地加快建筑内的空气流动，太阳能拔风井也同时加快了这一过程，中庭的绿化植物则可以对空气起到降温和净化的作用。

3. 2. 4屋面种植

通过实验证明建筑物的屋顶绿化对于降低建筑物周围环境的气温的作用十分明显，气温降低的幅度可达0. 4一0.50C,面建筑物周围环境的气温每降低1 0C，建筑物内部的空调容量可降低6% 。

综合建筑的承重结构，建筑屋顶采用轻型模块式生态屋面，并严格控制模块的总厚度和重量，所选用的植物是适应当地气候的景天属植物，具有耐干旱、耐疮薄的特性，可有效完善或修复城市生态链的某些环节。

结束语

幼儿园建筑由于其服务群体的特殊性,在建筑设计上也与常规建筑有很多不同的地方。将可持续发展观融入到幼儿园的建筑设计中,不但对当今幼儿园的建筑有很大的促进作用,而且对其他类型的建筑有较大的示范和借鉴作用。因此,`合理地对幼儿园建筑进行生态和节能设计,对于幼儿园建筑和幼儿的身心发展都具有极其重要的作用和意义。

参考文献

[1]清华人学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告 2007[M].北京:中国建筑工业出版社，2007

[2]诺伯特・莱希纳.建筑师技术设计指南[M] .张利、周玉鹏等人.第 一版.北京:中国建筑工业出版社，2004.