注重学校生态效益, 提高功能质量和环境质量, 是绿色校园建筑设计的基本理念。被动式绿色技术和方法应融入设计创作的全过程, 包括因地制宜的布局规划、适应气候的形式响应以及节能、节材的建造技术等环节, 其目的是从建筑本体上适应环境、降低能耗、提质增效, 同时将功能与美学统一起来。基于这一被动式绿色理念, 南京岱山初级中学设计从方案立意到技术选择, 以集约、交互、建构的设计方法, 表达了设计之初的绿色愿望, 从绿色建构的视角展示了校园建筑的设计创意与技术特点。

南京岱山初级中学位于南京雨花区岱山保障房片区南侧, 用地面积32 094m², 地块曲折形异、南低北高, 高差近3m。该项目按照12轨36班的规模进行设计, 以建设具有区域特色的现代绿色学校为目标。

不规则且高差起伏较大的地形是该项目规划设计的先天障碍。教育建筑的规则性形态与非规则性的校园边界相左, 增加了土地利用的难度, 而高容量的学校配置需求也提高了设计的复杂度, 需要设计方案在满足建筑体量刚性要求的基础上, 保证学校的生态和环境质量, 因而高密度下的建筑体量与基地环境的绿色化融合成为该设计的焦点和切入点。

以“生态融入”的被动式设计理念为导向, 在总体设计中将建筑体量化整为“零”并沿边界贴合布置, 建筑体块之间的“空隙”用外廊连接贯通, 以最大化室外学习空间。同时在地块的“边角”部分设置入口、坡道或景观等, 与边界柔性化结合, 将建筑体有机地“嵌入”地块中。

高密度的规模配置需求和有限的场地条件 (生均用地17.8m²) , 使部分功能房间无法实现理想的平行布局, 因此设计采用了将功能层立体成“叠”的集约组合方式, 使同类功能房间集合成层, 再将各功能层进行叠合形成单体建筑, 达到了减少单体数量、功能集约、动静分离的目的。总体布局依据主入口的分布主要设置为南北两个区域, 北区为教学楼、实验楼、食堂等, 南区为行政楼、报告厅、专用教室、体育馆等。南区地下设有机动车和非机动车库, 各建筑通过连廊串联成整体;西区为运动场区与景观学习园地, 与河道景观结合设计;东北侧设置后勤入口;南侧入口为机动车出入口, 方便车辆入库, 同时也作为体育馆、报告厅等服务社会功能的对外出入口。

因为场地南北高差较大, 在竖向高程处理上采用化显为“隐”的方法将学生主要教学区和运动场取平整, 以便学生日常使用并保证其活动安全。再使建筑的南北形成错层, 北侧设置平层入口, 南侧以景观踏步连接, 周边环道采用缓坡衔接, 将场地高差化解于无形, 保证学校各出入口与城市道路同高度对接。在西南侧篮球场下方, 设计团队利用高差设置了架空自行车库, 最大化保留了原始地形, 同时也利用地形实现了建筑的“自然融合”。

在空间布局上, 设计关注了南京夏热冬冷地区的气候特点和主导风向, 尽量保证建筑体量规则方正, 朝向正南, 让更多的功能空间日照充足, 增加其使用效率。结合当地通风特点, 采用顺“畅”的开放式布局, 以便通风隔潮。教学区采用正南北“梳子形”布局, 南短北长, 夏季顺势引入东南风, 冬季遮挡东北风, 连廊部分底层架空, 避免了建筑围合形成的气流涡旋, 有利于减少风影区, 提高学生室外活动时风环境和光环境的舒适性。

校园活动场地与建筑屋顶花园采用了透水铺装、雨水回收等海绵城市技术, 地下车库通过设置下沉庭院促进内部空气形成对流, 提高了空气质量, 也减少了学校后期运行的维护成本。

建筑形式采用了适合当地风貌的现代构成主义风格, 外立面由横向水平板与竖向三角体的组合构成, 寓意“书架”, 是造型逻辑的基本元素。建筑外墙围护结构采用自保温蒸压轻质混凝土板 (ALC板) 双墙系统, 其主要特点是采用自保温的ALC板材进行双层复合安装, 具有保温隔声、防水防火、经济耐久等优势, 可以快速安装, 应用广泛。双墙系统由外侧板 (125厚) 、封闭空腔、内侧板 (100厚) 三部分组成:外侧板设置在主体结构外侧, 可以结合造型一次安装成型到位, 并保持外保温系统的闭合性;内侧板平梁侧平整安装, 可按照室内装修要求进行凸凹变化, 具有保持性能不变的形式可变性。这些构造特点为建筑多变的立体造型创意提供了技术可行性。

建筑室内微气候的调节主要依赖自然通风, 良好的空气流动可以平衡室内湿热环境, 改善空气质量, 减少能源消耗, 提高人的舒适度。在设计中, 首先应考虑采用性能良好的门窗系统, 保证其自身的低耗围护性能;其次是合理设置窗的开启部位和打开方式, 利用风压原理使大空间 (如体育馆) 形成“烟囱效应”以达到通风换气的效果。

建筑周边的竖向三角形造型体起到导风板的作用。结合当地主导风向, 建筑南面和东面的三角斜面顺应夏季主导风设置, 北面和西面逆向冬季主导风向设置, 实现“夏季引风、冬季挡风”的目的, 同时在体育馆和报告厅采用空间下部进风、上部出风的气流贯通设计方式, 提高了使用舒适性, 达到了被动式节能的效果。在教学楼西侧房间窗外采用ALC竖向板作为固定遮阳的形式, 既作为造型体又遮挡西晒阳光, 改善了房间的光环境和热环境。

设计的初衷是建筑围护功能和构造形式的整体化。通过建筑造型与生态导风功能的有机结合, 实现了建筑“围护+造型+导风”外墙构造一体化的设计目标。

装配式建造是国家大力推广的绿色营建方式, 即采用标准化、模块化的设计方法和技术手段实现建造全过程的节能降耗, 提高建筑生命期的绿色性能。在设计前期, 先进行技术策划, 将平面柱网、立面构件、层高净高等进行模数化的整合, 统一楼梯规格尺寸, 提高标准化程度, 按照普通教室、实验室、卫生间、楼梯间、办公室、走道等功能模块进行分类设计, 再按照总体使用关系进行组合, 通过标准化、模块化的控制, 为装配式结构设计提供了较好的应用基础, 节约了成本。在结构选型上, 分析了各功能空间实现的技术要求, 因地制宜地选取主体结构类型。在标准化程度较高的教学楼和食堂部分采用柱、梁、楼板全预制的装配整体式框架结构, 行政楼中的报告厅和体育馆因相对空间尺度较大, 主体结构采用现浇框架结构。所有建筑内外围护结构全部采用成品ALC板材和陶粒混凝土板材, 安装快速方便。预制楼板采用叠合楼板, 楼梯采用预制楼梯, 花池、栏杆等部件全部预制安装, 预制率达到44.61%。采用装配式的设计、施工方案, 可实现施工现场无外模板、无砌筑、无抹灰及无外脚手架的要求, 达到增速高效、节材节水、降低污染、最大化体现技术集成和绿色建造的目的。

设计过程中采用BIM技术协同设计, 可以减少错漏碰缺, 提升各专业之间的交互效率, 实现建筑、装修、景观、智能化的一体化设计, 以“绿色化”的设计模式, 实现设计品质和经济性的提升。

以“绿色”理念为导向的学校建筑设计应从设计源头出发, 采用以被动式绿色技术为主导的设计方法, 进行全过程的融合, 以“生态融入”的集约设计实现“节地”, 以“适应气候”的构造形式实现“节能”, 以“低耗资源”的绿色技术实现“节水”, 以“绿色建造”的装配方式实现“节材”, 由此创造出“绿意”盎然的美好校园。

业主:南京万晖置业有限公司

建设地点:南京市雨花区岱山保障房片区南侧

项目负责人:张奕

设计团队:张奕、施杰、陈晨、贾静、马从祥、周海明、向彬、柴锐、翁晨、邱铄程

总建筑面积:32 325m², 其中地上26 674m², 地下5 651m²

设计时间:2018

建成时间:2019 (建设中)