文化教育建筑
地点:山东省济南市
规模:占地面积6140平方米
建筑面积3978平方米
设计成员:袁镔、陆颖洁、崔普洲等
设计说明:
生态建筑并没有固定的技术模式和一成不变的设计策略,它需要根据建筑本身的功能要求,所处地区的气候资源条件、技术水平以及经济条件,因地制宜的进行研究和设计。
在山东省交通学院领导和基建处的支持下,我们承担了该校“艺术教育中心”的工程设计。校园北部有一处近3000M2的地块未能得到改造,曾经是一个堆满垃圾和乱石的废弃土坑,校方希望通过艺术教育中心的建设彻底改变这里的环境,使这一地段成为校园内最美丽最具有活力的新校区。该工程尽管建筑面积只有约4000 M2,但却是一个很有挑战性的设计项目,功能用房包括大中教室、展览、活动室、琴房、美术教室、形体室等, 其中:200人阶梯教室 3个;130-150人教室3个;中教 室、琴房、美术教室、创作室、活动室部分办公用房多间。一二层以大教室为主,三层以中教室为主,四五层以小房间为主,包括创作室和琴房等。功能用房安排尽量减少不同性质房间的相互干扰,同时人流疏散问题也能较好的解决
设计组在深入研究校方的设计要求和考察现场环境后,认识到这块建设用地实际上是“唯实园”的发展用地,因此如何充分利用宝贵的土地资源,在建设艺术教育中心工程的同时,又不减少花园的绿化和休憩用地,使校区自然景观得以保护和延续,为人提供景观资源和健康的学习环境是设计要首先解决的问题。
设计组提交的设计方案利用场地范围内南高北低的凹形自然地势,把艺术教育中心设计成一个由南向北逐步升起的斜坡和台阶。整个建筑物的屋顶由斜坡式花园绿地和台阶式小花园组成,人可以顺着台阶非常自然的漫步到屋顶花园上。为了使屋顶花园与南部已建成的非常自然状态的花园,有机地融为一体,设计组在屋顶花园的设计上作了很多努力,他们希望在屋顶花园上创造一个多样化的植物环境和优美的休憩场地。在屋顶花园绿化中改变了近年来校园大量种草的作法,在植物配置上增加小乔木和灌木的栽种数量,并且把乔木、耐阴灌木和花卉混种,尽量避免物种单一化,提高植物的净化空气能力,屋顶上的乔木、灌木与已栽种在花园里的树木相互呼应,使屋顶花园的绿化景色更为丰富优美,乔木、灌木的吸热遮阳及防晒能力,不仅减少了太阳对屋顶的热辐射,同时对改善艺术教育中心的微气候也起到积极的作用。在屋顶花园中又适当设置中国的石景、座椅及硬质铺地,从屋顶上可以俯瞰南侧自然景观,使屋顶花园成为可贮留、可观赏风景的休憩场所。屋顶花园的总面积1650 M2,它的设置把艺术教育中心建设占用的土地变成绿化和休憩用地后又偿还给花园,并且丰富了该区绿化景观系统,成为大花园中很有特色的组成部分。
如何使艺术教育中心成为一个低能耗、少污染、健康舒适型的绿色建筑,是设计中的另一个重点。冬季采暖成为艺教中心的主要能耗,提高建筑围护结构的热工性能、减少热量散失是降低冬季采暖能耗的最重要措施。艺教中心所有屋顶都铺设50公分厚的轻质种植土(局部种植乔木覆土更厚),而济南的最大冻土深度为44公分,覆土屋顶可以大大减少冬季大面积屋顶的热损失和夏季的热进入,改善了屋顶的热工性能。除了覆土屋顶之外,在艺教中心外围护结构设计中,选择热工性能好、价格又比较便宜的墙体材料是非常重要的。
由于投资的限制,艺教中心内不设置机械空调系统,因此通过加强自然通风,改善室内热舒适性和室内空气质量也就成为艺术教育中心的重要生态设计策略。济南市全年的静风频率为14%,在全国范围内属于低频区,具备利用风压进行自然通风的有利条件。艺教中心的南向阶梯状教室群,迎着夏季主导风向,在室外风速达到1.5米/秒以上的水平时,迎向主风向的房间都可以进行风压通风,具有良好的自然通风条件。为了增强自然通风,在艺教中心中庭上部设置了一个使用高度为5米的玻璃锥拔风口,利用中庭的温室效应和烟囱效应,加强自然通风,及时带走室内的热废空气。在艺教中心的设计中,从室外的窗洞系统到室内的高窗设置,也都为自然通风创造有利条件。而对于冬季的ENE(东北东)主导风,由于建筑北侧五层主体的遮挡,使南端的斜坡建筑和台阶建筑处于风屏之后,减轻了寒风对建筑的影响。
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