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与 建 材装 饰2014 年 9 月 与 建 材装 饰 幼儿园的绿色建筑设计与施工 作者院瑞里 窑 S 窑 K.潘 迪 黄连芳渊译冤（重庆明龙建筑工程 （集团） 有限公司重庆 铜梁402560） 摘要： 幼儿园教育在社会发展中起重要作用， 而节能教育也被视为孩子的基础课。在幼儿园的绿色建筑项目， 建筑 师、 建设者和幼儿园应通过整体进度， 包括设计、 建设和管理重视幼儿园节能教育的特点， 使学校将配合儿童的节能教育。 在幼儿园的绿色建筑项目中， 建筑师调查当地的气候和场地条件， 然后进行分析， 并制定了节能策略， 适应建筑功能和环 境。在儿童尺寸的空间和特殊的节能系统将儿童方便性、 节能课程及户外活动容纳研究中。 关键词： 绿色建筑； 幼儿教育； 节能教育 中图分类号： TU201.5文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2014） 38-0137-04 1 绿色建筑和幼教建筑 随着世界能源紧缺以及环境污染状况的日益严重， 体现可持 续发展和环境保护主题的绿色建筑概念逐渐成熟，并成为建筑 业的发展方向。现代化的住区以及其配套的幼教类建筑， 也应该 遵循绿色建筑的设计原则。 1.1 绿色建筑与幼教建筑的定义 所谓 “绿色建筑” 的 “绿色” ， 并不是指一般意义的立体绿化、 屋顶花园， 而是代表一种设计理念， 指建筑对环境无害， 能充分 利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建 造的一种建筑， 又可称为可持续发展建筑、 生态建筑、 节能环保 建筑等。从 20 世纪 90 年代开始， 绿色建筑概念开始引入我国。 根据 2006 年施行的 绿色建筑评价标准 ， 所谓绿色建筑就是指 在建筑的全寿命周期内， 最大限度地节约资源 （节能、 节地、 节 水、 节材） 、 保护环境和减少污染， 为人们提供健康、 适用和高效 的使用空间， 与自然和谐共生的建筑。绿色建筑评价指标体系由 节地与室外环境、 节能与能源利用、 节水与水资源利用、 节材与 材料资源利用、 室内环境质量和运营管理 （住宅建筑） 或全生命 周期综合性能 （公共建筑） 六类指标组成。每类指标包括控制项、 一般项与优选项。达到一定评价分数的建筑项目才可称之为绿 色建筑。 幼教建筑， 包括托儿所、 幼儿园等社区小型公共建筑等， 更可 扩展至少年活动中心、 少年科学馆等城市公共教育设施等范畴。 本文中主要探讨的是隶属于社区的幼儿园以及托儿所的设计。 这些建筑主要分布于各个居住小区， 拥有自身的独立性， 但同时 又与住宅建筑互相产生影响， 影响的范围涉及总平面布局、 功能 布置、 采光通风等各个方面。幼教建筑作为幼儿长时间使用的空 间， 本身应符合各项建筑设计规范和节能设计标准。随着绿色建 筑理论和技术的发展，幼教建筑更应该满足绿色建筑体系的各 项设计指标。除此之外， 幼教类绿色建筑还应为幼儿初步的节能 教育提供帮助， 在设计之初就应该完成相应的工作。 1.2 幼儿节能教育与幼儿建筑设计 幼儿期是接受启蒙教育的时期， 也是培养一个人社会情感的 关键时期。许多学校结合幼儿教育课程， 适当增加了节约能源、 保护环境等教学内容， 将节能、 节水、 节地、 节粮、 节材等教育内 容纳入幼儿课堂教学中去。但也有部分学校囿于管理方法和硬 件设施的限制， 较难开展幼儿节能教育工作， 这也为教育工作者 和幼儿园建设单位提出了新的研究任务。因此， 幼教类建筑应在 整个设计施工以及管理阶段体现幼儿节能教育的特点。从小区 规划、 幼儿园策划选址开始， 经过建筑设计、 结构与构造设计、 节 能措施设计等， 直到最后的施工验收、 运营管理， 都应在绿色建 筑的理念下进行， 同时考虑幼儿节能教育的特点， 从每一个细节 上控制最终的成果。 1.3 幼教类绿色建筑实例 （1） 奥运村低耗能幼儿园建筑 此幼儿园为充分体现现代科技发展的最新成果， 集成各种现 有技术，并对一些有发展前景而目前尚不成熟完善的技术和产 品进行深入研究开发，形成一套服务于微能耗建筑的设计技术 和方法。建筑利用独立新风系统和辐射地板或辐射顶板供冷与 供热， 保证了室内的温、 湿度适宜； 利用自然通风， 新风充足， 空 气新鲜， 室内空气品质优良； 自然采光充足， 配合人工照明， 保证 室内环境的光环境事宜。建筑物造型别致、 生动活泼， 屋顶绿化、 风车旋转， 加之大量采用先进的建筑技术， 是开发幼儿智慧、 哺 育幼儿成长的绿色生态建筑。 （2） 意大利 Barbapapo 幼儿园 该幼儿园位于城市开发区的边缘地带的山坡之上， 工程的目 标是达到可持续性的要求，并且建筑本身也将这种可持续性的 价值传递给孩子。绿色植被种植在幼儿园建筑的周围， 在起到保 护儿童的同时， 也减少了建筑所带来的视觉冲击。绿色的甲板覆 盖在木制的屋顶之上， 具有良好的热隔离效果。宽大的玻璃窗系 统对太阳光线进行过滤， 以保持住室内的热量。其他的热源通过 放置在防水壁装置中的地热探头和位于地面和热泵间的热交换 设备获得。 光电池办被安装在屋顶隔间中。 雨水被收集进特别的 水槽之中， 用于灌溉和冲洗浴室。特别的设计体现出了所有可持 续性的系统， 它们同时也体现出了整个建筑的现代感。 2 国内幼儿园建筑存在的主要问题 2.1 建筑选址存在的问题 幼儿园的选址对幼儿园建筑非常重要。 良好的建筑的外部环 境和建筑规划也是基于建筑选址的基础之上，因此进行幼儿园 管理与综述 137 与 建 材装 饰2014 年 9 月 与 建 材装 饰 建筑选址时应该注意选择建筑的地段，环境，安全和交通等问 题。具体说来： 淤幼儿园的选址环境要好， 选址的基地应该位于 通风良好， 排水通畅， 阳光充足的开敞地段。这些地段也要能很 好的避开各种城市的污染源、 噪声源等。但是幼儿园的选址还要 考虑到交通的便利性，也就是说要能方便家长能很容易的接送 自己的小孩。于幼儿园的选址还应该注意到本地区的气候特征 以及该基地周围的环境等因素。随着市场经济的不断发展， 幼儿 园教育逐步走向社会化和大众化。许多新型幼儿园随着一个个 住宅区的建成而相继出现，由于一个住宅小区占地小则几万平 方米， 大则几十万平方米， 这就使小区内配套幼儿园基地选择有 了更大的灵活性。如果小区幼儿园的选址选得好， 设计人员也将 幼儿园设计得活泼新颖富有特色，幼儿园也可以成为小区的重 要标志。因此幼儿园的基地选择不仅仅是为了幼儿园的自身环 境， 也能为改善周围建筑组团的总环境发挥重大的作用。 然而现实中的幼儿园建筑总是因为这样或那样的原因， 使幼 儿园在选址的时候难以考虑到多方面的问题。有的幼儿园所处 地段不够安全， 离主要的公路铁路干线太近。特别是有些民房改 制而成的幼儿园就位于停车场的附近， 来往车辆如同车水马龙， 幼儿园又没有专门的活动场地，孩子们每天得站在主干道边上 的人行道上做操， 存在着很大的安全隐患。有的时候， 由于位置 受限， 幼儿园不得不建于地区污染源的下游。每当起风时， 大量 的污浊气体便从污染源流向幼儿园建筑区域，造成幼儿园的空 气条件极其恶劣。特别是在一些污染严重的化工厂， 工厂挥发出 来的一些废气对幼儿的呼吸系统有着很大的影响。还有些幼儿 园地势较低， 地下的排水系统因年久失修早已破烂不堪， 所以一 到雨天， 幼儿园便成了小池塘， 并且潮湿的环境极易滋生蚊虫， 对幼儿和教师的健康都不利。 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。在对幼儿 园室内声环境满意率的调查中表明：有将近六成的人对室内声 环境不满意。 这就说明幼儿园建筑的声环境确实不容乐观。 通过 比较分析， 造成室内声环境不好的主要原因是环境的噪声 （如交 通引起的噪声） 。除此之外， 由车辆带来的烟尘对幼儿园的室外 环境的影响也较大。相对于城市幼儿园而言， 郊区幼儿园建筑的 选址就自由得多。由于地处郊区，小区幼儿园的选址灵活性较 大， 特别是郊区的室外环境是城市中的幼儿园所不能比拟的。所 以郊区幼儿园在建筑周围环境上有很大的优势， 但是， 也正是由 于地处郊区， 交通不便是郊区幼儿园的一大弱点。 2.2 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。 新鲜的空气对人的生长、 发育是非常重要的。儿童比成年人 更容易受到室内空气污染的危害，一方面因为儿童的身体正在 成长中， 呼吸量按体重计算比成年人高 50%， 另一方面， 儿童有 80%以上的时间是生活在室内。幼儿园作为幼儿生活、 学习的场 地，其室内换气次数和室内空气质量应该达到国家有关的规范 和标准。我国建筑设计规范里明确要求了幼儿园建筑中不同功 能房间每小时的换气次数，同时还指出幼儿园里的生活用房要 有良好的自然通风， 对于厨房和卫生间还要有独立的通风系统， 避免污染源的空气流经生活用房。 但是从现在的情况看来， 由于幼儿园建筑在规划和设计上的 局限性，绝大多数的幼儿园建筑凭着自身的围护结构很难达到 冬暖夏凉的室内舒适效果，所以幼儿园建筑的空调拥有率和使 用率都相当的高。有关学者做过对比调查研究， 在长沙、 衡阳、 北 京和青岛的多所幼儿园内， 空调的拥有率接近 90%。而在空调的 使用过程中， 需要关闭门窗， 基本上所有的空气都在室内封闭循 环， 根本达不到建筑规范上所规定的换气次数的标准， 这样直接 导致了室内空气质量大大下降。北京市疾病预防中心对北京市 的部分日托幼儿园做了空气质量的检测实验，在运行空调关门 关窗和不开空调关门开窗进行自然通风的情况下，空气中自然 菌群的范围。幼儿园在关门关窗运行空调时的细菌的数量比幼 儿园在开窗通风使得细菌数量要大得多。这也是许多幼儿园存 在的问题之一。 因此及时对幼儿园进行通风。 不但可以大大降低 幼儿园室内的致病菌数量， 而且还可以调节室内湿度， 达到节能 和健康的双重效果。 2.3 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 D 前体， 要经日光中的紫外线照射后， 才可变成有效的维生素 D， 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 D 缺乏症， 以及由此引起的 佝偻症、 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。 在我国现行的建筑设计规范中对幼儿园的日照也有规定： 幼 儿园的生活用房应布置在当地最好日照方位，并满足冬至日底 层满窗日照不少于 3h 的要求。然而， 在现代城市飞速发展的今 天，像幼儿园等小区配套建筑是由开发商无偿开发和提供给教 育部门的。由于受场地和现实各种因素的制约下， 要使幼儿园完 全满足依山傍水， 碧水蓝天的条件几乎是不可能的。许多城市幼 儿园就处在高楼林立的夹缝中， 四周都是高耸的大厦， 阳光偶尔 射到幼儿园的窗沿便是大自然给幼儿园建筑的最好恩赐。根据 调查数据表明， 有很多家长认为幼儿园的环境差， 除了空气不清 新外， 缺少日照也是一个重要的方面。 2.4 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。 现在在建筑的围护结构方面， 得到重视的是每年兴建的大面 积的住宅和公共建筑。因为相比而言， 这两类建筑的能耗在总体 能源消耗中占有较大比重。所以幼儿园的围护结构的热工性能， 目前来看不容乐观，“节能”这两个字还很难在幼儿园建筑上得 到体现。幼儿园的室内舒适效果， 冬季就是靠取暖器， 夏季就是 管理与综述 138 与 建 材装 饰2014 年 9 月 与 建 材装 饰 靠空调。这样的运作不但消耗了较多的能源， 而且关上窗户运行 这些设备的同时， 封闭在室内的空气质量也不断下降， 影响了室 内师生的健康。 3 幼教类绿色建筑的设计原则和方法 通过对绿色建筑的科学定义和对幼教建筑特点的充分理解， 以及若干幼教类绿色建筑实例的分析，总结出幼教类绿色建筑 的设计原则和设计方法。 3.1 规划布局及建筑单体设计原则 幼教类绿色建筑设计应结合小区规划总体考虑， 符合国家关 于生态环境建设的总体方针、 政策， 并符合地方总体规划与建设 要求。规划应充分考虑节地原则， 合理使用建筑用地， 从而提高 上地的使用效率。在对周边建筑的遮挡进行充分计算的基础上， 使用日照充足的地块建设幼儿园，保证冬季能够获得足够的阳 光。幼儿园单体设计充分体现节能的原则， 并且还应积极的根据 场地条件结合适宜的设计手法，使建筑形态本身达到利于节能 的效果。 3.2 节能技术应用策略 幼教类绿色建筑应有效地利用清洁绿色能源， 如： 太阳能、 风 能、 地热等， 并且使绿色能源的使用率达到一定的水平。在必须 使用常规能源的部分，通过节能技术尽量提高传统能源的利用 率。设计还充分体现节约资源的原则， 注意节水技术与水资源循 环利用技术， 尽量使用可重复利用材料， 可循环利用材料和再生 材料。推广使用优化集成的技术体系和部分体系， 尤其是采用高 效经济的节能、 节水的绿色环保技术和产品。 3.3 幼儿节能教育的体现 在幼教类绿色建筑的设计中， 应考虑幼儿的行为特点， 一方 面节约能源， 另一方面营造出一个绿色节能的环保环境， 从小就 对幼儿加强这方面的认识。以人为本， 以幼儿为中心， 将幼儿园 建设紧密地与基地的环境及幼儿园师生的生活融为一体，营造 和谐和具有童趣的居住环境和人文环境。在节能系统设置上应 易于互动， 易于观察。 3.4 幼教类绿色建筑的设计方法 根据以上设计原则和策略， 制定出幼教类绿色建筑的设计方 法。淤应对气候和场地条件进行充足的调研和分析， 在此基础上 形成初步的建筑功能布局和平面布置；于根据当地资源环境条 件提出合适的生态策略，然后进一步深化建筑的平立剖面及构 造设计， 并把节能措施运用到设计中去。尤其值得注意的是， 整 个过程都应考虑幼儿节能教育的特点，建筑设计应符合幼儿尺 度， 生态节能措施应满足幼儿使用和观察的要求， 建筑环境设计 也应考虑幼儿接近自然、 教学互动的需求。 4 纽卡斯尔某社区幼儿园绿色建筑设计 根据上述幼教类绿色建筑的设计原则和方法， 结合纽卡斯尔 特殊的气候和场地特点，以某社区幼儿园绿色建筑设计为例研 究绿色建筑设计方法。 4.1 气候及场地条件分析 纽卡斯尔离海洋较远， 属东亚季风区， 冬季受到东北季风控 制， 夏季受西南季风影响。纽卡斯尔市的主要气候特点可以概括 为： 夏热冬冷， 四季分明； 冬季偏暖， 日照少， 多云雾， 少霜雪； 夏 季炎热， 日照强， 降水丰富； 春秋时段长， 气候宜人； 全年湿度大； 风速小， 北风盛行； 全年降水丰富。使用生态建筑大师 Ecotect 分 析纽卡斯尔的主要气候特征如下： （1） 年平均主导风向分析： 经分析对比可知纽卡斯尔风速较 小， 且风向不稳定， 故不适合采取风力发电等技术。但因为夏季 炎热， 应该利用建筑空间组织自然通风。 （2） 日照分析： 红色区域代表过热的时间段， 蓝色代表过冷的 时间段。通过分析可知夏季日照过剩和冬季日照不足的情况同 时出现，故在建筑设计中应考虑夏季使用遮阳和冬季增强日光 采暖。 （3） 最佳朝向分析： 通过分析可以很明显的看出来建筑的南 偏东朝向适合利用太阳能， 是最佳朝向， 而其他方向不适合利用 太阳能。 4.2 功能布局及平面设计 幼儿园平面布局采用合院的形式，南北分设主要的功能单 元， 东侧布置辅助用房， 既达到隔绝停车噪音的目的， 也能为幼 儿园的安全管理提供保障。考虑到幼儿园建筑苛刻的采光要求， 前后两排功能单元之间留出充足的采光间距， 同时形成较大的内 院， 作为幼儿园集体活动场所。功能单元错落布置， 使得每个班 级都具有极强的可识别性。同时在错落形成的露台上使用屋顶 种植技术， 在种植地和楼梯出口处设置可活动的场地， 设置栏杆 保证幼儿的活动安全， 同时在活动场地和屋顶绿化的结合带设置 展示区。这样既提升幼儿园空间品质， 同时也为幼儿环保教育提 供硬件支持。建筑平面功能布置如图 1。 4.3 生态策略分析 对于夏热冬冷地区的幼教类建筑来说， 自然通风的处理比其 他地区更显重要而且更加复杂。在炎热的夏季， 幼儿园需要自然 通风来改善室内的湿度和热度； 而在寒冷的冬季， 幼儿园需要避 免寒冷的北风带来的室内热损失。因此， 在该幼儿园建筑的设计 中既要考虑到如何利用夏季的自然通风，又不能忽略冬季寒冷 的北风带来的不利影响。所以在建筑的布局设计上， 考虑到引风 和挡风的作用， 把辅助功能用房放在建筑内院的一侧， 与南北两 排主要的功能单元以及西侧的墙体形成相对完整的合院。活动 室和宿舍以南北向开窗为主， 能使建筑夏季在室内形成穿堂风， 冬季关闭窗户则能挡住寒冷的西北风。 在资源收集利用方面， 该幼儿园从建筑空间的角度进行了优 化组合， 形成了一系列有利于自然采光通风、 绿色植物种植以及 雨水收集等节能技术的建筑形式。并且通过屋顶和露台的巧妙 组合与转换， 达到了既提升幼儿园空间效果， 又做到节能减排， 绿化环境的目的， 为幼儿的学习生活提供良好的条件。 4.4 立面和剖面设计 幼儿园的立而设计具有自动调节功能， 随着外界的变化调节 室内的环境， 充分引入自然采光和通风， 让建筑立而具有一定的 图 1 功能布置分析图 管理与综述 139 与 建 材装 饰2014 年 9 月 与 建 材装 饰 “呼吸” 效果。设置适当遮阳深度、 开口大小及， 在最佳太阳光利 用方位设置遮阳导光板，将窗户区分为上部导光部及下部视窗 部，导光板材质以高反射率材料为佳，配合室内高反射内装涂 层， 使光线扩散进入室内。为了利于建筑的自然通风， 通过百叶 角度的调节来达到适宜的风量， 同时又可以丰富建筑立而效果。 本幼儿园建筑为二层。 在对幼儿园进行剖面设计时充分考虑 利用幼儿园平面与立而设计都比较灵活的特点，通过对建筑剖 面中建筑空间的组合和建筑构件的合理优化，起到调节室内空 气的作用。着重进行了如下几方面的设计： 淤建筑分为南北两个 主要部分， 在中间形成了合院。所以利用其拔风效果， 引导气流 的自然运动， 达到夏季降温的效果。于南北单元之间设置廊道与 架空大桥链接， 减小服务路径， 增加幼儿互动空间。盂北向通风 窗采用可调设计， 夏季打开以利通风， 冬季关闭以阻挡寒冷北风 的进入。 4.5 特殊的节能系统设计 充分考虑到幼儿节能教育的特点， 幼儿园中设计了直观互动 的节能设施， 不仅为建筑提供节能效力， 同时达到生动展示节能 技术的目的： （1） 直观的雨水回收系统 幼儿园设置雨水回收系统。屋顶的雨水通过雨漏管， 再通过 雨水收集管线汇流到贮存系统。地面的雨水则沿着边沟形成径 流通过地下管道进入贮存系统。隐藏在幼儿活动区下面的沉淀 池和蓄水池构成了贮存系统的主体。而地面的透水砖不仅可以 收集雨水， 而且可以在雨后为幼儿提供安全的室外活动场地。收 集到的雨水主要用于浇灌园区绿地、 公共卫生清洁、 水池水车景 观、 消防和夏季降温等。 结合幼儿喜欢小水车、 水池以及喷泉等事物的特点， 将这些 设备巧妙地安置在雨水回收系统内。在景观墙而上， 用木质的遮 阳搭起一片水幕， 并在上而设置小水车。这样幼儿就可靠近观察 水的流动以及四季的变化带来的影响， 从而培养他们关爱自然， 保护环境的理念。 （2） 生动完整的水循环系统 水循环系统是在雨水回收设施建设的基础上实现的。 雨水通 过管道进入沉淀池，经过沉淀、收集后的雨水经过滤器过滤处 理， 进入蓄水池， 再由蓄水池通过管道分配水资源。将回收的经 过过滤的水进行分流，利用水泵将一部分水运送到内院活动场 地中的假山石、 水车和水池中， 用于景观建设。 这些设备形成了一个集雨水收集、 水回收利用、 景观水体、 节 能宣传、 科技环保为一体的整体。更为重要的是， 水车、 水池等成 为孩子们夏季最好的嬉戏场所， 他们不仅可以生动地观察、 感知 水的特性，还可以在老师引导下举办航模比赛或者进行科学实 验， 使幼儿不仅丰富了动手实践经验， 而且了解了自然界生态循 环的特点和意义， 增强节能环保意识。 （3） 保水固土植物以及屋顶绿化设计 在园所绿化上， 因地制宜地选用适合本地的节水、 固上植物。 这些植物不仅适应能力强， 而且在节水方面很有功效， 后期养护 费用也低。绿色屋顶的设计同样为建筑本身的节能以及幼儿的 节能教育提供帮助。教师可引导幼儿观察植物， 了解植物习性， 学习栽培方法。幼儿不仅了解了植物的名称、 颜色和形态， 而且 可以在观察比较中发现植物的习性和生长规律，达到了让幼儿 在生活中学习、 在自然中学习、 在感知中学习的目的。 5 结 语 本文通过对纽卡斯尔某社区幼儿园绿色建筑的整个设计过 程进行分析和总结，探讨了幼教类绿色建筑的特点以及其设计 原则、 方法和细节。随着社会对绿色建筑的普及、 认知以及肯定， 绿色生态的幼儿园建筑将会得到充分的发展，也能为普及节能 生态知识以及培育下一代高素质人才做出贡献。 声明： 本文来源于 2011 年电气技术和土木工程国际会议