趙乾銘

摘 要 我國(guó)的建筑能耗問(wèn)題一直以來(lái)是社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題，其中科研實(shí)驗(yàn)室建筑能耗問(wèn)題尤為突出。因此，如何科學(xué)有效的解決科研實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的能耗問(wèn)題意義重大。本文從建設(shè)科研實(shí)驗(yàn)室園區(qū)的地域化設(shè)計(jì)、模數(shù)化設(shè)計(jì)、共享式設(shè)計(jì)、被動(dòng)式設(shè)計(jì)四個(gè)角度分別展開(kāi)論述，探尋實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)實(shí)驗(yàn)園區(qū)的有效技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞 科研實(shí)驗(yàn)室;綠色建筑;設(shè)計(jì)策略

1綠色實(shí)驗(yàn)室概述

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，城市化進(jìn)程的加快推進(jìn)，城市的工程建設(shè)量每年攀升，隨之帶來(lái)的是大量的能源消耗與碳排放量顯著增加。資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破損這些問(wèn)題早已得到世界各國(guó)政府的高度重視。早在2003年英國(guó)就提出“低碳”概念，首次指出通過(guò)低碳技術(shù)手段，從根本上節(jié)約資源利用，減少能源浪費(fèi)以及降低碳排放量甚至達(dá)到零排放。“低碳”概念已得到全世界廣泛認(rèn)可，我國(guó)作為溫室氣體排放量大國(guó)，中國(guó)一直以來(lái)積極采取相應(yīng)措施，履行保護(hù)全球氣候的責(zé)任與義務(wù)。從國(guó)家戰(zhàn)略方針到具體工程綠色建筑的實(shí)施細(xì)節(jié)都有所要求，然而我國(guó)的綠色建筑還處在一個(gè)初級(jí)階段，仍有很多問(wèn)題需要解決[1]。

建筑工程對(duì)資源、能源的消耗量巨大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)建筑工程總能耗占比達(dá)到33%。而這其中實(shí)驗(yàn)室建筑的高能耗顯得尤為突出。實(shí)驗(yàn)室由于自身的科研性質(zhì)，屬于高能耗單位，用電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通辦公室及其他民用建筑。而且實(shí)驗(yàn)室建筑往往根據(jù)不同功能類型組合形成一個(gè)整體的科研實(shí)驗(yàn)園區(qū)，園區(qū)作為大規(guī)模建設(shè)量，是能源消耗大戶也是碳排放量大戶。推進(jìn)科研實(shí)驗(yàn)室園區(qū)綠色建筑改革對(duì)于減少能源消耗、碳排放量具有重大實(shí)際意義。

2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）地域化設(shè)計(jì)?？蒲袑?shí)驗(yàn)建筑園區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚺c地域性的特點(diǎn)，充分考慮地域環(huán)境特色，運(yùn)用生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)和科學(xué)技術(shù)，合理地安排組織建筑與其他領(lǐng)域相關(guān)因素之間的聯(lián)系，使建筑與環(huán)境形成一個(gè)有機(jī)整體。同時(shí)還需要順應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、采用?dāng)?shù)刈詈蠒r(shí)宜的技術(shù)手段，在創(chuàng)造高品質(zhì)園區(qū)的同時(shí)節(jié)約建筑成本、減少建筑能耗并充分尊重當(dāng)?shù)丨h(huán)境，實(shí)現(xiàn)整個(gè)園區(qū)的綠色可持續(xù)發(fā)展。例如，在中國(guó)疾病預(yù)防控制中心二期工程設(shè)計(jì)中，二期工程設(shè)計(jì)充分挖掘北京當(dāng)?shù)氐臍夂?、文化特征，以及基地?nèi)現(xiàn)有資源。二期工程充分利用場(chǎng)地自然環(huán)境，沿用一期主要道路和主要出入口。二期景觀連同遠(yuǎn)期預(yù)留用地統(tǒng)一設(shè)計(jì)，創(chuàng)造高品質(zhì)園區(qū)環(huán)境。并引入當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)合院式建筑布局形式，結(jié)合中國(guó)傳統(tǒng)“山水·疊院”的設(shè)計(jì)手法，建筑依山而建，設(shè)置園林般的圍合庭院。建筑形式通過(guò)對(duì)基地所處地域的呼應(yīng)，達(dá)到園區(qū)綠色生態(tài)可持續(xù)。再如甘肅蘭州中農(nóng)威特生物醫(yī)藥基地項(xiàng)目，建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格延續(xù)了蘭州代表建筑厚重、殷實(shí)的整體氛圍，呼應(yīng)了蘭州的地域特色。厚重的立面效果很好的適應(yīng)當(dāng)?shù)貝毫拥臍夂驐l件，達(dá)到節(jié)能保溫的效果。同時(shí)設(shè)計(jì)充分考慮蘭州氣候干燥，風(fēng)沙大，冬季寒冷漫長(zhǎng)，夏季短促，氣溫高的氣候特點(diǎn)，建筑結(jié)合場(chǎng)地高差，營(yíng)造出豐富的景觀層次與空間形式[2]。

（2）模數(shù)化設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)室空間按照標(biāo)準(zhǔn)單元模塊設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)單元是基本的空間模塊，可通過(guò)組合形成特定的實(shí)驗(yàn)室用房。實(shí)驗(yàn)室模數(shù)化設(shè)計(jì)提高了建筑經(jīng)濟(jì)性和使用效率，同時(shí)為后期實(shí)驗(yàn)室發(fā)展提供了功能可變性。實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)中可以采用靈活的模塊組合方式，通過(guò)合理設(shè)計(jì)輔助房間與實(shí)驗(yàn)?zāi)K房間的位置關(guān)系，做到實(shí)驗(yàn)功能模塊靈活多變。標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)室對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)布置、設(shè)備管線也是最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室操作臺(tái)及其他設(shè)備擺放需求，以及室內(nèi)通風(fēng)采光條件需求，設(shè)定特定柱網(wǎng)尺寸，有效提高建筑經(jīng)濟(jì)性和使用效率。實(shí)驗(yàn)單元模數(shù)化靈活化原則對(duì)實(shí)驗(yàn)建筑提出了一種理性組合的可能。這種模式可以提供可改造的能適應(yīng)各種功能需求的實(shí)驗(yàn)空間。并且還可以提供規(guī)整的、模塊化的機(jī)電、結(jié)構(gòu)布置方案，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)策略。

（3）共享式設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)室建筑園區(qū)往往功能復(fù)雜，涵蓋了實(shí)驗(yàn)區(qū)、辦公區(qū)以及生活配套區(qū)。通過(guò)合理的組織各個(gè)功能分區(qū)，整合各分區(qū)所需的功能空間，從而集中設(shè)置，做到資源共享。資源共享型園區(qū)設(shè)計(jì)可以最大化的集約資源，減少能耗提高空間使用效率。例如，在園區(qū)中央設(shè)置景觀公園，景觀帶內(nèi)設(shè)置公共空間——報(bào)告廳、圖書(shū)館、餐廳、休息區(qū)等公共功能空間，并引入高科技信息云共享服務(wù)，從而打造工作、娛樂(lè)、生活多種資源共享。不僅在園區(qū)室外設(shè)計(jì)共享空間，建筑室內(nèi)同樣設(shè)置多樣化的開(kāi)敞交流空間，提供促進(jìn)交流、激發(fā)創(chuàng)新的核心空間，創(chuàng)造全新開(kāi)放互動(dòng)的工作模式。打造可持續(xù)共享型實(shí)驗(yàn)室園區(qū)可以從實(shí)驗(yàn)室空間、公共空間、公共配套服務(wù)空間、綠化空間多維度整合，尋找各個(gè)功能分區(qū)彼此間的最佳契合點(diǎn)，在合理位置設(shè)置共享空間與共享服務(wù)配套，最大程度激活實(shí)驗(yàn)室園區(qū)活力。

（4）被動(dòng)式設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)室建筑能源消耗量巨大，通過(guò)低成本的被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)措施可以有效減少能源消耗。本項(xiàng)目將可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)節(jié)能環(huán)保理念貫穿到整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，在節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材、室內(nèi)環(huán)境等方面采取綜合技術(shù)措施達(dá)到可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)。例如，合理組織園區(qū)場(chǎng)地廣場(chǎng)與綠化空間，增大室外透水地面比例，有效降低園區(qū)熱島效應(yīng)改善園區(qū)環(huán)境舒適度。建筑布局設(shè)計(jì)有利于冬季日照并避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向，夏季利于自然通風(fēng)。針對(duì)具體實(shí)驗(yàn)室采光通風(fēng)需求合理設(shè)計(jì)外窗面積占比，并在需要位置設(shè)置外遮陽(yáng)裝置。建筑設(shè)計(jì)充分考慮利用自然環(huán)境，建筑引入自然光線、新鮮空氣。創(chuàng)造室內(nèi)外舒適的交流環(huán)境，為園區(qū)建筑綠建設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)條件。在室內(nèi)設(shè)計(jì)能源分區(qū)控制，利用室內(nèi)中庭共享空間將公共空間連成一體，可以貫通空間將南向陽(yáng)光引入室內(nèi)，通過(guò)引入自然光能和熱能節(jié)省能耗。

3結(jié)束語(yǔ)

科研實(shí)驗(yàn)室園區(qū)綠色建筑設(shè)計(jì)的前提，是根據(jù)具體項(xiàng)目的定位與功能需求出發(fā)，因地制宜，針對(duì)不同的需求給予合理的可持續(xù)的發(fā)展策略，從地域化設(shè)計(jì)、模數(shù)化設(shè)計(jì)、共享式設(shè)計(jì)、被動(dòng)式設(shè)計(jì)這幾個(gè)角度出發(fā)，并從設(shè)起初的策劃、規(guī)劃、設(shè)計(jì)，直到后期的施工、運(yùn)營(yíng)全方面地統(tǒng)籌考慮，才能真正做到科研實(shí)驗(yàn)室園區(qū)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬維娜，梅洪元，俞天琦.我國(guó)綠色建筑技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展策略[J].建筑技術(shù)，2010，4l（7）：641-642.

[2] 黃濤，王建廷，黃城志.“被動(dòng)優(yōu)先”策略在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用難點(diǎn)與對(duì)策研究[J].建筑科學(xué)，2016（6）：183-190.