双碳目标下中小学校园被动式节能技术集成与空间优化设计

引言：随着全球气候变化的加剧，“双碳”目标已成为我国应对气候变化、推动绿色发展的重要战略举措，中小学校园作为人员密集、能源消耗较大的场所其节能减排工作对于实现“双碳”目标具有重要意义，被动式节能技术作为一种不依赖外部能源，通过优化建筑设计与自然条件利用实现节能的技术手段，具有能耗低、舒适度高、维护成本少等优点，在中小学校园中集成被动式节能技术并进行空间优化设计能够降低校园能源消耗与碳排放，还能为学生提供更加健康、舒适的学习环境，培养学生的绿色环保意识，所以研究双碳目标下中小学校园被动式节能技术集成与空间优化设计具有重要的现实意义。

一、双碳目标下中小学校园被动式节能技术集成

（一）建筑围护结构节能技术

建筑围护结构是影响建筑能耗的关键因素之一，在中小学校园中采用高保温性能的围护结构材料能够有效降低建筑冬季热量散失与夏季热量传入，比如将保温层设置在外墙结构层的外面可有效避免热桥效应，提高墙体的保温隔热性能；合理控制窗墙比，选择具有良好隔热性能与气密性的窗户能够减少建筑室内外热量交换，比如一些校园建筑采用节能双玻中空外窗，其隔热性能优于普通窗户，能够有效降低空调与采暖能耗， 对建筑屋顶进行绿化处理能够增加绿化面积，起到隔热保温的作用，降低屋顶温度波动，减少室内空调负荷。

（二）自然通风与采光技术

自然通风与采光是被动式节能技术的重要组成部分，在中小学校园建筑设计中应根据当地气候条件与建筑朝向合理设置建筑开口，优化建筑空间布局，实现良好的自然通风效果，比如采用穿堂风设计使建筑内部形成空气对流，带走室内热量与污染物，改善室内空气质量，并且充分利用自然采光减少人工照明能耗，在建筑设计中可通过设置采光天窗、大面积玻璃窗等方式将自然光引入室内，比如一些校园教学综合体在门厅屋面安装采光天窗，在光照条件不充分时再进行 LED 光源补光，尽可能在不消耗能源资源的前提下使室内环境接近人的健康和舒适要求，还可以采用反光板、导光管等采光辅助设施进一步提高自然采光效率，扩大采光范围。

（三）遮阳与隔热技术

遮阳与隔热技术能够有效降低建筑夏季室内温度，减少空调能耗，在中小学校园中可根据建筑朝向与当地太阳辐射情况合理设置遮阳设施，比如在建筑南向设置水平遮阳板或垂直遮阳板，阻挡夏季太阳直射光线进入室内；在建筑西向设置可调节遮阳装置，根据不同时间段的太阳高度角调整遮阳角度，减少西晒对室内的影响；采用具有良好隔热性能的建筑材料，比如隔热涂料、隔热砖等，对建筑外墙与屋顶进行隔热处理，降低建筑外表面温度，减少热量传入室内。

二、双碳目标下中小学校园空间优化设计

（一）总体布局优化

中小学校园总体布局应因地制宜，结合场地自然条件与学校建筑功能形成科学合理的布局策略，在规划过程中应充分考虑当地气候条件、地形地貌、周边环境等因素，优化建筑的空间布局、朝向、体形等，比如在寒冷地区应争取更多的南向房间布置，使建筑在冬季能够获得充足的日照，提高室内温度；在炎热地区应合理利用建筑阴影，避免夏季太阳直射，降低室内温度，采用紧凑型布局，比如合院式布局、围合庭院等节约土地资源，减少建筑之间的间距，提高土地利用率；合理规划校园道路与交通流线，减少车辆行驶距离与碳排放。

（二）功能分区优化

中小学校园功能分区应明确、合理，根据不同功能区域的使用需求与特点进行有针对性的空间设计，比如将教学区、生活区、运动区等功能区域进行合理划分，避免相互干扰，在教学区应注重教室的采光、通风与隔音设计，为学生提供良好的学习环境；在生活区应优化宿舍的布局与朝向，提高居住舒适度；在运动区应合理设置运动场地与设施，满足学生的运动需求；加强各功能区域之间的联系与过渡，设置便捷的交通通道与公共空间，方便师生在不同区域之间的活动。

（三）绿地空间优化

校园绿地空间是校园生态系统的重要组成部分，具有吸收二氧化碳、释放氧气、调节微气候、美化环境等多种功能，在双碳目标下应优化校园绿地空间布局，增加绿化面积，提高绿化质量，比如合理规划绿地空间，划分功能区域，如休闲区、运动区和生态教学区等为学生提供多样化的活动空间；增加垂直绿化，充分利用校园建筑墙面和屋顶提高绿化覆盖率，研究表明垂直绿化可额外吸收 10% 左右的二氧化碳；打造雨水花园实现雨水的自然渗透与储存，减少水资源消耗，据测算雨水花园每年能节约约 30% 的灌溉用水；规划生态廊道，连接校园内各个绿地板块促进生态流通，调查发现生态廊道能增加 20% 以上的生物多样性。

（四）公共空间优化

校园公共空间是师生交流、活动的重要场所，其优化设计能够提高校园的空间品质与使用效率，在双碳目标下应注重公共空间的自然采光与通风设计，减少人工照明与空调能耗，比如设置中庭空间、连廊等公共空间引入自然光与自然风改善室内环境质量；优化公共空间的设施配置，采用环保、节能的材料提高公共空间的舒适度与实用性，在公共空间设置绿色植物与景观小品，营造舒适、宜人的环境氛围，缓解师生的学习与工作压力。

在双碳目标下中小学校园被动式节能技术集成与空间优化设计是实现校园节能减排、提高环境质量、培养学生绿色环保意识的重要途径，通过集成建筑围护结构节能技术、自然通风与采光技术、遮阳与隔热技术、可再生能源利用技术等被动式节能技术以及优化校园总体布局、功能分区、绿地空间、公共空间等，能够实现能源节约、环境舒适度提升与教育意义协同的多重目标，一些校园在实践过程中取得了显著的节能减排效果与环境改善成效，随着技术的不断发展与创新，中小学校园被动式节能技术集成与空间优化设计将面临更多的机遇与挑战，应进一步加强技术研发与应用，提高被动式节能技术的性能与可靠性，通过不断努力推动中小学校园绿色低碳发展，为实现“双碳”目标做出积极贡献。

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