青岛市绿色低碳健康校园建设探索与实践

青岛市房地产事业发展中心

袁浩雁

1绿色低碳健康校园发展现状

国际上典型且应用广泛的绿色校园评价体系是美国LEEDforSchools和英国BREEAMEducation。相比于国际上成熟的校园评价体系，我国更多的是对绿色校园评价标准体系和指标的比较和探讨[1]，绿色校园建筑实践发展较为缓慢，多集中在项目前期规划、设计阶段的技术优化，存在缺乏技术的适宜性研究、集成性技术的试验数据支撑和效果评价，缺乏绿色规划、设计、施工全过程的技术体系研究和应用等问题。

学校建筑作为多个建筑物和多样化的场地使用相结合的特殊建筑，是教书育人的环境载体，探索如何提高校园建筑品质，获得良好运营实效、创造健康舒适校园环境建设已迫在眉睫，需要进一步探索和实践。

2实践案例

2.1青岛市小水清沟村改造配套学校

青岛市小水清沟村改造配套学校，占地面积27784.30m²，建筑面积约22752.57m²。该学校作为山东省首个被动式超低能耗绿色建筑示范性中小学项目，已获得三星级绿色建筑设计标识认证和被动式超低能耗绿色建筑双重认证。项目采用的被动式超低能耗关键技术主要包括：

（1）高性能的外围护结构：本项目采用岩棉板作为主要保温结构，厚度达到250mm以上，外墙（包括非透明幕墙）传热系数为0.23W/(m²·K),比参考建筑提高幅度为54%；门窗均采用被动式专业门窗，保温隔热性能良好。总体围护结构节能效果可达70%。

（2）良好的气密性：本项目设计阶段对气密性进行专项设计，在重点需要保证气密性的部位，如门窗洞口，外墙连接处等，进行了重点气密性设计，灵活运用防水隔气膜和透水隔气膜，满足被动式低能耗房屋的气密n50≤0.6的要求。

（3）全建筑无热桥设计：本项目设计阶段在容易产生热桥的部位进行专项设计，大量采用断热桥连接件，最大程度减少热桥对建筑保温性能的影响。断热桥连接件同样选用国内高标准的制造厂商，充分保证无热桥设计的效果。

（4）高效的新风热回收装置：本项目设置新风热回收系统，热回收率高达78%，充分回收建筑自身产生的热量，进一步降低建筑能耗。

图1青岛市小水清沟村改造配套学校鸟瞰图

青岛市小水清沟改造配套学校项目充分运用被动式超低能耗建筑设计的多种方法进行专项设计，极大程度地提高建筑在节能、舒适方面的性能。在低碳节能、绿色环保、舒适宜人各方面均有良好的示范作用，如图1。

2.2青岛市浮山后一小区配套中学

青岛市浮山后一小区配套中学总用地面积21317.4m²，总建筑面积37046.72m²，容积率为1.16，绿地率为15%。该项目已获得三星级绿色建筑设计标识认证。学校采用了海绵城市专项设计、降低热岛强度专项设计、BIM的全过程应用等一系列绿色建筑相关的关键技术，是绿色生态智慧校园建设的一个典型示范项目，如图2。

图2青岛市浮山后一小区配套学校鸟瞰图

（1）海绵城市专项设计：项目充分利用场地空间合理设置绿色雨水基础设施，采用了透水混凝土、下沉式绿地、雨水花园、雨水模块等海绵城市技术措施，有调蓄雨水功能的下凹式绿地面积占绿地面积的比例达到48.93%，透水铺装面积的比例达到44.53%，，满足年径流总量控制率75%的控制指标。

（2）采取措施降低热岛强度：项目绿化采用乔、灌、地被的复层绿化形式。教学楼西南侧及东北侧两面外墙均做垂直绿化，种植藤本植物、攀缘植物、垂吊植物等。学校户外活动场地内有乔木、构筑物遮阴和建筑日照投影遮阴措施的面积比例为13.53%。屋面全部采用太阳辐射反射系数大于0.4的建筑涂料面层。这些措施有效地降低了热岛强度，创造了清新怡人的校园环境。

（3）BIM的深度应用：经过BIM模型建立对设计进行验证，对多专业设计进行整合，共解决设计问题150余项，节省工期20余天。现场全部预留预埋洞口均经过BIM验证并出图，检验洞口290余个，改动标高不合理洞口34个，现场全部根据BIM出图进行施工。建立三维现场施工节点、施工样板20余项，方便现场技术交底，实现了在建设项目全生命周期内提高工作效率和质量以及减少错误和风险的目标。

2.3青岛市澳门路小学

青岛市澳门路小学用地面积12646m²，总建筑面积21303.8m²。容积率为0.79，绿地率为15%。目前，该项目已获得三星级绿色建筑设计标识和WELL国际健康建筑（金级）中期认证，如图3所示。

图3青岛市澳门路小学鸟瞰图

（1）EPC全过程建设管理模式：本项目通过国内外绿色建造管理模式的研究，结合学校工程项目实际建造过程跟踪，采用基于绿色建造的EPC工程总承包模式。通过校园建筑设计阶段优化，建设质量跟踪，采购品质管控，试运营检测等全过程集成一体化建设管理，将绿色建筑、海绵城市、装配式建筑、健康建筑等先进理念和技术融合在一起，满足校园建筑（群）、功能多样性要求的基础上，实现校园建筑品质的显著提升。

（2）钢结构装配式结构：本项目采用钢结构，结构体系满足抗震三级要求。本工程基础采用700mm厚防水板+独立基础的形式（含抗浮需求），梁柱及楼梯采用钢结构形式，钢结构的主次结构均采用Q345钢材，Q345及以上高强钢材用量的比例达到63.03%。围护结构采用装配式CF蒸压瓷粉加气混凝土墙板，在保证结构安全性的基础上减轻结构自重，从而减少混凝土梁截面及其钢筋用量。

（3）健康建筑相关的技术措施：创新性的在设计中融入了健康理念，打造兼顾建筑性能与人体舒适的高品质绿色健康低碳校园建筑。

室内空气质量改善措施：①独立新风系统配备中高效颗粒物集成过滤段，降低室内PM10和Pm².5等颗粒物浓度；②实施绿色建材管控，选用低VOC、获得国内外认证的绿色环保建材；③对室内主要污染物浓度实时监测，并与新风系统联动。

饮用水水质保障，校园内每层至少设置一个饮水机，教学楼饮水机设置“前置+RO反渗透过滤”过滤装置，以减少饮用水的金属、农药和有机物污染。结合定期的水质检测和饮水机清洁维护，保证水质达到WHO国际饮用水水质标准。

舒适性提升，室内桌椅充分考虑了人体工程学的舒适度要求，高度均可调节，以适应不同身高人群的需求；采取了独立热控制和湿度控制空调系统实现热环境分区，满足不同人群的热舒适个性化需求；对于噪声较大的空间，如多功能厅、音乐教室等采用针孔吸音铝板+岩棉垫吸音材料，避免噪音干扰外界。

光环境优化：①通过合理的建筑布局、开窗设计和玻璃选型，优化室内自然采光；②通过室外可调外遮阳、室内安装窗帘等措施，有效减少眩光影响；③本项目教室采用LED护眼灯，显色指数90，色温3000K。教室课桌面的照度达到308，均匀度为0.78，防眩光指数UGR设计值为14.2，满足标准的要求UGR低于19，提供高效视力环境。

营造生态艺术环境，在屋顶设置70m²屋顶菜园，既可以满足食品生产，又可以作为教学实践种植园基地。教学楼东侧立面上配置面积约为82平方米的模块式墙面绿化，以及教学楼大厅处的室内垂直生态景观系统，打造了亲近自然、亲近生命的建筑环境。

3绿色低碳健康校园关键技术

通过对以上青岛市典型学校案例的分析，结合我国绿色建筑、健康建筑评价体系，本文主要从建筑环境、被动式设计、安全健康、舒适度提升和资源节约五个方面因地制宜地提出适合青岛市中小学绿色健康低碳校园建筑的关键技术。

3.1建筑环境

（1）海绵城市专项设计：对学校进行雨水专项规划设计，利用场地空间合理设置绿色雨水基础设施。采用透水混凝土、下沉式绿地、雨水花园、雨水模块等海绵城市技术措施，有效控制学校场地的雨水年径流总量。

（2）采取措施降低热岛强度：建议校园采用乔、灌、地被的复层绿化形式，竖向布置上进行分层设计。教学楼外墙可做垂直绿化处理，或屋顶可采用屋顶绿化或屋顶菜园，美化环境的同时降低太阳辐射得热。通过户外活动场地设置构筑物、乔木等遮阴措施，在道路路面和屋面使用浅色系(反射率高)的涂料减少太阳得热，实现缓解热岛效应的目的。

3.2被动式设计

结合项目场地环境，对建筑的体形、朝向、楼距、窗墙比等进行优化设计，为降低建筑能耗、提高室内舒适度提供前提条件。通过建筑朝向、窗墙面积比、玻璃选型等设计保证室内良好的天然采光环境；通过开窗设计，创造良好的自然通风环境；通过建筑自遮阳、可调节外遮阳及室内窗帘的内装设计，改善建筑得热和室内眩光问题。采用防水隔气膜和透水隔气膜、密封材料来改善门窗和墙体衔接部分的气密性；选择高度隔热的断桥窗框，采用断热桥连接件，最大程度减少热桥对建筑保温性能的影响。

3.3安全健康

（1）空气质量：在空调房间的新风量满足卫生标准基础上，选用带有空气过滤、净化装置的新风系统，对室内空气进行处理；安装室内主要空气污染物监测装置，实时监测室内空气质量并与新风系统联动，保证室内空气环境安全、卫生和舒适。

（2）饮用水水质：采用纳滤或RO-反渗透过滤装置对校园饮用水进行过滤，在满足国家《生活饮用水卫生标准》和《饮用净水水质标准》对沉淀物、微生物、金属等基本水质指标要求的基础上，对有机污染物、消毒剂、除草剂和杀虫剂相关污染物做进一步要求，使饮用水水质达到世界卫生组织WHO的水质标准。

（3）餐饮安全：提供新鲜、有益于健康的食物，限制不健康的食物成分，并鼓励更好的饮食习惯和饮食文化。

3.4舒适度提升

（1）绿色健康照明。选用节能高效的照明灯具,灯具效率不低于75%；灯具布置采用吊杆安装方式，并按教室纵向均匀布设，满足国家标准中对功能空间照明照度和均匀度要求；兼顾不同时间段及功能区下人体的需求，减少对身体生物钟的干扰。

（2）提高隔声性能。采取措施增强教室房间的隔声性能，如地板增设隔音垫、木板、隔声性能门窗等隔音措施；产生噪音的空调设备尽量避免安装在教室内部，若条件有限，安装在室内的噪声设备必须配备消声器或消声静压箱装置，减少设备噪声，为学生提供一个安静的学习环境。

（3）人体工程学桌椅。采用符合人体工程学设计的可调节高度和角度的书桌和座椅，可以引导学生正确的坐姿，有效缓解疲劳、进而提高学习效率。

（4）亲自然设计。设置室内绿化、盆栽植物、水景等改善室内生态绿化环境，通过亲自然设计、技术、人性化管理和处理策略，提供优化认知和情感健康的环境。

3.5资源节约

（1）节能：设计时结合中小学校园建筑的特点和房间功能进行冷热源形式配置，建议采用宜操作、灵活度高的分体空调或多联机。配合可调新风比、排风热回收以及冷热量计量等节能措施。在报告厅、礼堂等场所可考虑设置集中式空调，并设置室内CO2监测装置与新风系统联动，以保证使用时的室内空气质量。

（2）节水：采用二级及以上的节水器具，进行节水节能标识宣传；定期收集用水数据进行分析；在校园进行节水节能宣传教育。

（3）可再生能源利用：因中小学类建筑多为低层或多层建筑，且青岛处于太阳能资源可利用区。因此，建议充分利用教学建筑屋顶的有效面积设置太阳能热水系统，来解决学校的热水供应需求。

4结论

本文从实践出发，探索绿色低碳健康校园建筑的适宜性关键技术，将绿色建筑、海绵城市、装配式建筑、健康建筑等先进理念和技术相融合。在EPC全过程建设管理模式下，将这些技术和理念贯穿于校园建筑建设的全过程，做到切实实施和技术落地。在满足校园建筑（群）、功能多样性要求的基础上，为学生提供健康、安全、绿色、低碳的校园环境，提高学校环境品质和教学质量，为青岛市乃至我国中小学绿色低碳健康校园建设提供参考。

参考文献

[1]王崇杰,刘薇薇.中小学绿色校园研究[J].中外建筑,2013,(08).