幼儿园建筑设计中绿色建筑技术的应用策略

幼儿园建筑设计中绿色建筑技术的应用策略

摘要： 太阳能技术是可再生能源利用的重要应用领域，地能利用技术是在我国日趋活

跃。在幼儿园建筑设计的过程，通过应用多种适宜性绿色建筑技术，达到了低成本、低能耗、高舒适度。本文对太阳能、地能技术在幼儿园设计中应用进行了有益的探索，并做出了系统的归纳和整合。

关键词：绿色建筑，幼儿园设计，地能利用技术，太阳能技术

1. 引言

面对目前我国建筑业高耗能、高污染的现状，发展绿色建筑已经是一种刻不容缓的事情，选择绿色建筑成为未来建筑业发展的必然趋势。幼儿园建筑作为公共建筑中基本且必须的建筑类型，与儿童的健康成长息息相关。所以，在从幼儿园建筑设计开始，加强我国绿色建筑设计覆盖范围，无论是对我国有限资源的保护，还是对我国建筑业的发展都是十分重要。

2. 绿色建筑设计原则

绿色建筑设计除了满足传统建筑的一半设计原则外，尚应遵循可持续发展理念，即在满足当代人需求的同时，应不危及后代人的需求及选择生活方式的可能性。结合现代建筑的要求，总结归纳出设计的三项原则

资源利用3R原则： 减量 重用 循环

环境友好原则：室内环境品质 室外环境品质 周围环境影响

地域性原则：尊重传统文化和乡土经验 注重与地域自然环境结合 当地材料的使用

3. 太阳墙采暖通风技术策略

有些公共建筑使用了大面积的玻璃幕墙，如果用太阳墙板来代替部分玻璃幕墙，既可以美化建筑外貌，在冬季为建筑输送热风，又能在炎热的夏季为建筑遮挡强烈的阳光，还可以节约玻璃幕墙的安装费用，可谓一举多得。

太阳墙技术目前已广泛使用于加拿大、美国、欧洲及日本的住宅、厂房、学校、办公楼等不同用途的建筑上。它已荣获多项国际大奖，并被美国能源部评为先进节能供暖技术发明。我校梅园一号公寓就采用此技术，与加拿大国际可持续发展中心合作的项目，在全国范围内产生了重大影响。 3.1基本原理

太阳墙全新风供暖系统(SolarWall Systems)是一项用于提供经济适用的采暖通风解

决方案的太阳能高科技新技术。 3.1.1突出优点

1.造价低廉，无需维护； 2.微能耗，降低运行费用；

3.提供新鲜空气，改善居民的室内环境，预防疾病。

经过测试，每平方米太阳墙板在冬季日照正常情况下可向建筑物内提供每小时

40立方米、高于室外空气17~35摄氏度的新鲜空气，每年可减少标准煤耗150kg，切实地为环保做出贡献。

太阳墙新风系统在夏季可以为建筑起到遮阴的作用，相比没有太阳墙覆盖的墙面低5摄氏度左右，间接地为空调节约了能源。

太阳墙系统增加了墙面的隔热系数，可使室内冬暖夏凉，是其他采暖设施无法比拟的。

3.1.2 科学原理

太阳墙系统是由集热和气流输送两部分系统组成，房间是蓄热器。集热系统包括垂直板墙、遮雨板和支撑框架。气流疏通系统郭阔风机和管道。太阳墙班材覆于建筑外墙外侧，上面开有大量密布

的小孔，与墙体的间距由计算去顶，一般200mm左右，形成的空腔与建筑内部通风系统的管道相连，管道中设置风机，用于抽取空腔内的空气。 3.2具体设计

幼儿园建筑设计作为建筑学二年级的最后一个作业，与绿色建筑概论课程相结合，在整体设计的同时，都考虑到绿色的具体细节设计。 3.2.1整体布局

幼儿园在基地确定的基础上整体布局，将儿童生活单元主要布置在南侧，保证了每个生活单元直接有正南的朝向，充分利用南侧的优良光照，保证了白天必要的采光，在冬日，南侧的阳光也能起

到相应的采暖作用，节约了一部分能源。

而将服务用房与行政办公用房主要分布在北侧，结合其对采光要求不是十分苛刻的特点，整体布局，内有中庭连接，在一定基础上保证了其必要的采光。 3.2.2太阳墙设计

此幼儿园设计里面颇具特点，将儿童生活单元一分为二，一部分为活动室，开大面积的落地窗，让儿童在日常活动游戏中接受充足的光照，感受阳光带来的温暖，另一部分为休息室，内布置儿童休息的床铺，对采光要求不是特别严格，所以开小窗，洞窗。这种房间

布置交错进行，在立面出现丰富的韵律感。

所以，可以在开洞窗的立面墙上，结合未开窗的大块墙体，安装整合太阳墙，充分利用整体空间，整合洞窗的位置与方式，布置相应的太阳墙。在南向的床间加设太阳板，墙面开洞与设在房间内部的太阳墙风管连接，风管的另一侧将热风送到需要供暖的北侧房间，整个过程施简单，成本较低。 3.3总结

“太阳墙”是太阳能在建筑技术上的完美应用，兼有被动冷却和加热的复合功能，具有节能降耗、改善空气品质、提高舒适性的优点，符合亲和自然的绿色生态建筑理念。 太阳能与幼儿园建筑的结合创造了低能耗、高舒适度的儿童健康环境，可以让儿童生活游戏的更自然、更环保，对实现可持续发展具有重大意义。

4. 太阳能光电技术策略

当前太阳能光电建筑技术应用主要为太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化。其中屋顶太阳能光电建筑应用较为广泛，其主要特点是：可以调节太阳能电池板与太阳光之间的朝向。 将太阳能利用设施与建筑有机结合，利用太阳能发电组件替代建筑物的某一部分，把建筑、技术和美学融为一体，相互间有机结合，取代了传统太阳能的结构所造成的对建筑的外观形象的影响。利用太阳能设施完全取代或部分取代传统的玻璃幕墙，可减少成本，提高效益。 4.1基本原理

太阳能光电利用系统由光电转换装置、连接装置、直交流转化器、电表和安装固定装置等组成。光电装换装置由若干个光电电池单元，整齐排不在模板上，按照设计要求安装到支架形成。

我国有着丰富的太阳能资源，每年获得的太阳能约为3.6×1022J，相当于1.2万吨标准煤的热值[1]。约占全国国土面积的2/3的地区年

平均辐射总量在3340～8400MJ/m2，年日照时数在超过2200h，相当于110～280kg标准煤的热值。在建筑的顶部采用建筑造型构件与太阳能热泵低温集热技术相结合的手法，在设计上一方面使建筑的正立面结构看上去富有建筑的艺术性和现代性，另一方面使安插在建筑构造构件中的集热装置模块可以很好的吸收太阳辐射能。然后把金属流道的太阳能热管模块化集热器做成合适的造型，并涂成与建筑顶面颜色相协调的颜色安插在建筑顶部预先留有空位和预埋好相应管道的构件中。采用太阳能热管模块化集热器可以较好的承受压力且密封性较好，既能直接吸收太阳辐射能又能间接吸收室外环境中的热能，即使冬季气温为-20℃的时候依然能够进行太阳能低温集热。 4.2总结

结合幼儿园的整理不布局，从鸟瞰图中可以看出此幼儿园的形体构成十分丰富且富有趣味，在能够看到的八个完整的屋顶中，包含建筑一到三层各个楼层，立面组合形式丰富。利用其中四个一到二层的屋顶作为上层儿童活动单元的室外活动空间，让9班幼儿园无乱是一层还是三层都有属于自己的室外活动场地，保证了儿童接触大自然，活动的天性。

但剩余的另外四面完整的屋顶并没有闲置，安装了了天阳能光电转换装置，采用了平顶式的装置布置方式。将太阳能采集板安在屋顶，以下安装直交流转化器、电表等组件，将太阳能转化为光电能，充分节约了能量，供后勤服务用房，儿童生活用房，以及办公用房的使用。 4.2具体设计

建筑的太阳能光电利用在充分利用太阳能的同时，改善了建筑室内环境和外部形象，节省了常规能源的消耗，同时还减少了二氧化碳等有害气体排放，对保护环境也有突出贡献。太阳能光电利用的经济效益评价决不能仅仅局限于眼见的经济效益，应该充分考虑这种改造对未来所产生的的社会、环境效益，后者甚至比前者更重要。

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