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生态校园——英国诺丁汉大学朱比丽分校
ECO-CAMPUS: JU
BILEE CAMPUS, UNIVERSITY OF NOTTINGHAM, UK
< br>窦强
/ DOU Qiang
摘要
:
由英国迈克
?
霍普金斯建筑师事务所设计,
于1999年
建成的英国诺丁汉大学朱比丽分校新校园项目是近几年来在英
国比较具
有代表性的应用可持续发展和生态设计概念的建筑实
例。
本文通过对其相 关资料的收集整理,
并结合实地走访的体
会,
将主要的在 项目设计中采用的一些策略作以归纳总结,
并
阐述这些设计手段是如何与
最终的建筑形态有机地结合到一起
的,
从而增进对可持续性与生态设计实 践的认识。
Abstract:
The Jubilee Campu s designed by Michael
Hopkins and Partne
rs is completed in 1999 as the new
exten
sion of the Nottingham University. It is a typical
example of the recent architectural pra
ctice concerned
with sustainable and eco
logical design in UK. Through
the review
of the related literature and the site visit, thi
s
case study sums up a range of ecologic
al strategies
used in this project and s
hows how these strategies was
brought in
to innovative architectural design and the
< br>final form, and then provides a further underst anding of
the sustainable and ecological
design in practice.
关键词
:
朱比丽校园,
可持续性,
生态设计,
低能耗策略
< br>Key
words:
Jubilee campus, Sustai nability, Ecological
design, Low energy
strategies
项目概况
朱比丽新校园设计的确定是通过
1996年的一次竞
标,
诺丁汉大学的设计意图是将这一新校园塑造成为 英
国中部的一个可持续发展范例。
最终,
迈克
< p>?霍普金斯
[1]
建筑师事务所
的设
计以突出的生态设计特征胜出
(图1)
,
其最后的实施是
与结构工程公司阿勒普
(Ove Arup & Partners)
< p>、景观
建筑师B.麦卡锡
(Battle McCa rthy)
共同合作完成的。
项目于1997年年底动
工,
1999年12月由女王正式为其
揭幕开放使用,
其 总造价约5 000万英镑。
经过2年9个
月的时间,
霍 普金斯的设计将一废旧的工业用地最终转
变成了一个充满自然生机的公园式校园
(图2~4)
。
2001
年,
这一 项目成为了英国皇家建筑师协会杂志的年度可
持续性奖得主
(RIBA Journal Sustainability Award)
。
[2
]
项目设计
项目的基地距主校园约有1.6km,
通过自行车和公
交可以很方便地进入到诺丁汉城市中心。
约12hm< /p>
2
的月
牙形基地是在原有的自行车工厂用
地的基础上更新再利
用的
(图5)
,
这是 对英国总的可持续发展策略在实践中
的体现,
即鼓励对位于城市中的工业 废地的充分再利用
[3
]
。
基地 的环境条件很具有挑战性
:
东北面是巨大的工
业仓储设施
,
而在西南面则是典型的英国郊区住宅
;
如
何有机地衔接这两个完全不一致的城市肌理,
是面临的
首要问题。
p>
霍普金斯的设计是建造一沿基地自然弯曲的
水体,
从而起到软 化边界和缓冲的作用。
校园的主要建
筑体块也因此沿一线展开,
并由一架空廊道贯穿
;
建筑
群体的背面则由一林荫
道连接,
并与基地的两个出入口
连通
(图
6,
7)
。
整个新校园约4.1万m
2
的建筑面积,
可供2 500个
学生使用
。
位于基地中央,
“
漂浮”
在水面上的螺旋倒锥< /p>
形建筑物是校园的信息中心,
包括图书馆和计算机设施,
< br>是整个校园的视觉焦点
;
考虑到无障碍设计,
建筑内部 p>
不设楼梯,
完全由一螺旋上升的坡道和位于中央的电梯
贯通。
与信息中心相对的建筑体块是中心教学与服务设
施,
学生会和倒插在中庭中的、
300座的会议
演示厅等
(图8~10)
。
在这一中央建筑体的北侧,
带有
两个中庭的建筑体块为商业学院使用
;
南侧并 联的3个
带有中庭的体块为教育学院使用
;
位于中央的大 中庭是
开放式的学生餐厅及多功能厅
(图11)
。
在基地两端的建
筑体则为学生公寓,
提供给600个本科生和1 50个研究
生使用。
通过上面的简介,
在对于这 一建筑群体的形态组织
和功能使用有了一定了解的基础上,
下文将主要从 基地
策略、
采光策略、
通风策略和其他策略4个方面做近 一
作者简介
:
窦强,
英国伦敦学院大学巴 特雷特研究院博士研究生
收稿日期
:
2004-06-1 8
1
设计模型/Design model
2
原有基地鸟瞰/Aerial view of the old site
< br>3、
4
基地更新后鸟瞰/Aerial view of the ne w site
6
4
世界建筑 2004/08
[4
]
步的展开
。
这些策 略的一个重要环节就是如何通过建
控制。
为了避免日照直射形成室内眩光,
朱比丽校园主
要教学建筑的外立面窗口上部被安装了水平的木百叶,
而且每片百叶的上部被漆成白色以增强光线的反射
(图
16
,
17)
。
这些外百叶与窗内百叶共同起到光栅的作用,
将光线充分、
均匀地导入室内深处。
此外,
在朝向 西南
夏季主日照面的窗口上被装置了可拆卸的临时性遮阳帆
布,
用以防止夏季因过多获得直接日照所产生的室内过
热,
从 而避免不必要的制冷能耗
(图7)
。
通风策略
经过湖面得到自然的冷却
;
在冬季,
靠近住宅区的树 林
则成为有效的挡风屏障
(图14,
15)
。
采光策略
采光是影响人工环境质量的一项重要指标,
可以将
其分为人工照明和自然采光两种方式。
采光的低能耗策< /p>
略就是在人工照明与自然采光之间形成一种平衡,
即尽
量减少人工照明,
而充分利用自然光。
在这一策略的指
导下,
朱比丽校园主要教学建筑的内部被安置了被动式
红外线移动探测
器和日照传感器,
并由智能照明中央系
统统一控制
: p>
当教室有人使用时系统就会自动判断是否
使用人工照明,
从而 代替了人工开关
;
如果室内有足够
的自然光线,
人工照明就会自动关闭,
从而节约能源。
在充分利用天然日照的同
时,
也要对其进行有效的
对于自然风的利用是体现可持续性与生态设计的
另
一重要方面。
有效的自然通风可以创造一种清新自然的
人工环境,
同时减小依靠机械通风的能耗。
朱比丽校园
< br>设计所采用的通风策略可以称作
:
热回收低压机械式自
然通风,
它是一种混合系统,
即在充分利用自然通风的
基础上辅以有效的机械通风装置。
这一系统是在欧盟资
助的研究项目的
基础上试行的,
也可以说是阿勒普工程
[5
]
< p>公司多年实践经验的积累
。
筑与技术手段减少对能源的消耗
,
从而达到保护环境,
创
造具有生态可持续性的建筑系统
的目的,
所以这些策略
也可统称为建筑的低能耗策略(L
o
w
E
n
e
r< /p>
g
y
Strategies)
。
< p>基地策略
基地环境的整体组织与利用是这一项目的首要考虑,
因其决定着建筑小环境的质量及与其大环境的协调关系。
霍普金斯的设计重点
是1.3万m
2
的线性人工湖,
使其成
为有机的缓冲体,
将新建筑与郊区住宅连接起来,
对于
< p>整个城市则成为一处新的
“绿肺”
。
在这一水体的设 计上,
人工化被尽量避免,
而试图营造一种人工的自然平衡
:
通
过建筑边缘的水渠对雨水进行自然的回收利用
(图 12)
;
通过培养水生动植物去带动水体的生态循环
(图 13)
,
从
而减少人工保养费用等。
另外 ,
通过沿湖廊道的设置,
自
然的将人工环境与自然环境衔
接起来,
互相渗透。
在营造自然环境的同时,
另一方面就 是如何通过建
筑的空间组织,
有效地利用这一环境资源,
这是最基本
的生态设计手段,
也是最有效、
最简单易行的 。
在考虑
优化朝向与视野的基础上,
主要的教学建筑朝向 西南主
导风方向,
以获得最大的对风源与日照的利用
;< /p>
同时,
通
过中庭的设置,
在建筑内形成 p>
“风道”
。
夏季时,
主导风
“
集热片”
与
“风塔”
这一通风系统的使用在建筑上表现为
两个明显的特
征
:
把太阳能集热片集成在中庭屋顶的6m m厚的吸热强
化玻璃中,
用于提供驱动机械通风扇的能源,
同时它们
起到一定的遮阳作用
(图18)
;
< p>另一个是“风塔”
(
图19)
,
5
基地肌理
/Site context
6
项目总平面/Site plan
英国可持续建筑
/ SUSTAINABLE ARCHITECTURE IN THE UK
6
5
其主体为楼梯间,
在顶部是集成的机械抽风和热回收装
< br>置
,
在建筑外部呈一造型独特的金属
“风 斗”
:
通过其
[6]
排出
(图
22,
23)
。
其他策略<
/p>
除了上述的3个主要的与建筑形态密切相关的策略,
朱比丽校园设
计中还采用了以下几个相关策略。
首先,
在
保温隔热的处
理上,
使用了暴露的强化混凝土柱和梁腹,
以充分利用其良好的蓄热性<
/p>
(图24)
;
同时在建筑屋顶处
使用了人工
覆土,
以减小屋顶的热损失
(图25)
。
另外,< /p>
建筑的外墙被覆以红杉木板条,
除了具有良好的蓄热性
外,
在中庭内部还起到吸声作用
;
也许更为重要的是,
通
过对这一材料的使用,
创造了一种充满自然特性的环境
感受
(随着气候的变化,
木材的色彩会发生变化)
。
还有,
校园提供了600个可以锁铐的自行车位,
以 鼓励学生使
用更为环保的自行车系统。
结语
基于校园使用后的监测,
建筑的能耗被估算为每年
85KWh/m<
/p>
2
,
这一数字低于英国建筑能耗指标
ECON19
[7]
的自然通风办公建筑的良好标准:
每年112KWh/m
2
。
旋转以确保排出气流总是朝下风向,
从而形成最大的正
负压差,
加强抽风效果。
据观测,
通过使用这一装置所
节省
的能耗不到风扇耗能的1/100,
但它们被认为在树
立生态建筑标识性
上有着更高的价值。
系统运作
这一系统的运作或气流的组织可以
被理解为
“穿越
式”
和
“机械低压式”< /p>
两种的混合。
所谓
“穿越式”
就
是通过建筑窗口的设置形成穿堂风,
这一点充分体现在
中庭的设计上
:
在室外温和气候状态下,
气流在凹进的
中厅入口的引导下,
经过大门上部开启的玻璃百叶进入
到中厅内,
再经过中庭另一端屋顶上部的玻璃百叶排出,
从而利用开口的高差形成有效的穿
越
(图20,
21)
。
所
谓
“机械低压式”
,
就是在机械的辅助下,
充分 利用
“烟
囱效应”
在建筑内部形成自然风循环,
这尤其适用于酷
热或寒冬气候条件下,
当建筑窗口关闭时。
其循环路径
为
:
新鲜的空气通 过处于风塔上部的机械抽风和热回收
装置被引入到风道中,
然后进入到各 层楼板的夹层空间,
进而在楼板低压发散装置的辅助下进入到室内
; p>
而废气
的排出是通过走道和楼梯间的低压抽风作用,
最终又回
到风塔上部,
再经过热回收或蒸发冷却装置,
通过风斗< /p>
7
主体透视/Main perspective
8
从信息中心看中央中庭/View from Information Centre to the central atrium
9
中央教学建筑轴测/ Axonometric drawing of the central buildings
10
中央教学建筑剖面/Section through the centra l buildings
并且校方认为,
与主校园相比这一新校园达到了 60%的
节能效果。
不过在校园的使用过程中也出现了一些问题,
如人工湖曾因水体过溢而涌进教学建筑
;
还有,
朝向湖
面的窗体的帆布遮阳和冬季保温效果不佳等。
如果撇开
< p>这些问题,
应该说由霍普金斯建筑师事务所设计的这一
6<
/p>
6
世界建筑 2004/08