[文章]：残疾儿童绿色康复中心

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残疾儿童绿色康复中心

摘　要　如何为残疾儿童创造可持续发展的康复类建筑的生态环境，是国内外建筑领域的一个重要课题。经设计实践与研究指出：充分利用太阳能、输入输出物质流的良性循环与能量形式的良性转换、建筑绿化、以及自然空调等措施是实现上述目标的必由之路。
关键词　绿色康复中心　可持续生态环境　建筑绿化　自然空调
ABSTRACT　How to create a sustainable ecological environment of rehabilitation center for disabled children is still an important subject in architecture. According to the design and study， this paper suggests full using solar energy， putting material flow in good circulation， keeping energy forms in good conversion， greening and natural air conditioning are the necessary way to get health environment.
KEY WORDS　green rehabilitation center，　sustainable ecological environment，　building greening，　natural air conditioning
中图分类号　TU246.1+84　　　文献标识码 B　　　　文 章 编 号　1000-3959（2002）03-0077-03

通过陕西汉中残疾儿童康复中心的设计实践及后续研究，我们认为：要使残疾儿童康复类建筑达到可持续发展的生态环境，首先必须抓好四个环节——充分利用太阳能与沼气、输入输出物质流的良性循环及能量形式的良性转换、建筑绿化和自然空调[1]。
一　充分利用太阳能
当前仍被广泛使用的传统能源，如煤、石油、天然气、煤气、液化天然气、液化石油气、液化煤气以及柴草等，其共同特点是污染性、不安全性以及有限性（2020年以后，石油、天然气等可供量均将锐减；煤尚可供200～300年，但其散发的SO2等污染性甚大）。这些都是非可持续能源，康复中心不应采用。
太阳能是干净、安全、永久性的人类可用的最丰富的可持续能源，在康复类建筑中应积极开发使用。在该中心的设计中对此做了下列探索：
1　毗连太阳能温室
从该康复中心的总平面中可看出（图1a），在东、南、西三面均设有毗连温室，其内周边设种植槽，中间设宽走廊，供儿童日光浴及活动。温室东、南、西三垂直受阳面采用中悬单扇玻璃窗，房顶采用中空无滴透明塑料板。上述透明构件均有宽波段透明性能，可透入一定量的紫外线，有助于儿童的骨骼生长，减少佝偻病的发生（儿童冬季不到室外也可摄取一定量的紫外线）。此外，该紫外线还具有消毒杀菌作用。
毗连温室的房间外墙采用与温室垂直面同样的玻璃。为充分利用太阳能，增加直接得热，开窗面积按直接得热太阳房取玻地面积比为1:3。
实验证明，有绿化种植的温室比无绿化种植的温室效应更好：两间小温室，当室外空气温度为1℃～6℃时，无绿化的温室气温为7.5℃～17.5℃，有绿化的温室气温为6℃～21℃。有绿化温室比无绿化温室的平均气温高2℃，最高差为4℃。在西安，我们还对绿化衰败、无阳光时的温室效应进行实验：1999年4月2日，多云转阴天，室外气温为1℃～8℃，毗连温室仍维持9.5℃～14℃，室内为21℃～23℃，若无毗连温室，室内将直接取与室外的温差失热（即室内21℃～23℃与室外1℃～8℃之间的温差失热）。相比之下，有毗连温室时平均节能约40%。另外，挑檐、外侧绿化以及自然空调，也保证了室内微气候的舒适度。该康复中心的毗连温室无论春夏秋冬均可成为残疾儿童的温馨活动廊。
2　太阳能北廊
太阳能北廊剖面如图1b所示，在北廊屋面上设置可调节的反射镜面反射太阳光、热，不仅使北廊有光、有热，同时，由于水平透光屋面采用了宽波段透光安全玻璃，还可进入一定量紫外线。在多云或阴天时，该反射镜也可反射扩散光进入北廊，增加天然照度。夏季通过调节反射板坡面角以及利用屋面绿化等，可达到隔绝直射热的效果。
3　太阳能热水器
采用现已广泛使用的玻璃真空管热水器，与屋面板结合成双功能构件（维护与供热水）。该真空管热水器坡面角为0°～75°，水温差别小于1℃，故屋面坡度不受限制。太阳能热水器与现仍广泛使用的燃气热水器、电热水器等相比，在安全、卫生等方面占有绝对优势。
4　太阳能灶
目前国内尚无商品化太阳能灶，我们可设计委托加工。太阳能灶有透过聚焦式和反射聚焦式两种，在该康复中心规划设置满足10～15人使用的太阳能灶1台（图1a），可根据不同民族残疾儿童的饮食习惯供食。儿童也可亲自参与烧水、做饭等，训练其生活自理能力，这是康复中心的一项重要内容[2]。采用太阳能灶比传统燃气灶更安全、节能且无污染。
5　太阳能电池
规划出一定的屋面，将屋面板与太阳能电池板结合成围护—供电的双功能屋面。太阳能电池除供夜间照明外，还可用作家电动力，供照明、电视、洗衣、冰箱等使用[3]。太阳能经光电池转换器后所得电力是“绿色电能”之一。
以上太阳能设备还可兼作对儿童进行太阳能科普教育的设施。
二　物质流的良性循环及能量形式的良性转换
物质流的良性循环关键点是抓住输入物质与输出物质的良性循环，该康复中心输入与输出物质分三个方面：
1　供能物质
除充分利用太阳能外，还应积极开发、利用沼气。沼气是变有机输出物质（有机垃圾、植物叶茎、人畜粪便等）为甲烷及农肥、养殖原料等最有利的方式，是输入输出物质流良性循环及能量形式良性转换的有力工具[4]。
2　有机物质
该中心有机输出物质主要是工作人员及家禽、家畜的排泄物及蔬菜等的选弃物质，这些均可通过管道输入沼气池用作发酵生产沼气的原料。
在输入输出物质中，水是重要物质流之一。做好雨水与中水的收集、重复利用是建立可持续生态环境的重要环节。人、畜、禽饮用水的引入与排出已纳入前述有机物质输入输出的良性循环圈。非饮用水为冲刷厕所用水、淋浴、洗衣物用水以及炊事用水等，非饮用水用量比饮用水量大得多，至少在15∶1之上。因此做好非饮用水的中水循环利用是处理建筑内部生态环境不可忽视的一环。
该康复中心雨水及中水的收集与利用如图2所示。由图中可看出：
①雨水经汇水槽过滤后进入蓄水池，经卫生处理后供人、畜饮用。生活杂用水（非饮用水）则直接由蓄水池取用。
②生活杂用水（洗米、菜、衣等）及人洗漱、洗浴等用水进入中水回用系统，经分质储存[5]，再分质用于浇灌植物或冲洗厕所，最后进入沼气池（粪便等也同时进入）。另一路为畜、禽饮用水，用后随其粪便也由管（沟）输入沼气池。沼气池在灭菌过程中产生沼气（CH4），供照明、供热、炊事等用。沼气渣可作农肥及养殖饲料。
③植物的茎、叶及其他有机垃圾（瓜皮、菜叶等）亦可经管沟输入沼气池作为原料。
④未经收集的雨水则渗入地下[6]，成为地下水源之一，必要时亦可取为补充用水，条件成熟后，可取作夏季降温用冷源、冬季供暖用热源，用后回灌入土，以保持地下水位。
3　无机物质
清扫的无机垃圾、罐头瓶、塑料制品等经分格垃圾道收入垃圾箱，由拖运车定时运至垃圾处理中心。
三　建筑绿化
绿化具有调温、调湿、防风、防尘、减噪、供氧、净化空气、美化环境等诸多生态效益，绿化光合作用与动物（含人类）的呼吸系统之间可形成CO2与O2的良性循环。建筑绿化对残疾儿童恢复健康具有特殊意义，是为康复类建筑创造良好生态环境的重要手段[7]。在该设计中，我们遵循了以下原则：
1　总体布局尽可能减少建筑占地，扩大绿化用地
总体布局中，注意了“三小”原则，即建筑体形系数[8]F/V要小；建筑容积系数F/Vs要小；周面比（建筑外围周长与所围面积之比）G/A要小，这“三小”做得好，将大大有利于节能、节地、环保及围护结构的先进性，同时能够留下较多的外部空间作为绿化面积。
2　单体建筑充分发挥建筑绿化的优势
①建成种植花草的屋顶花园，既可供儿童活动，又可美化环境、调节生态微气候。
②利用阳台、窗户小温室进行植栽，形成富氧、美观小空间。
③利用散水、墙面、挑檐种植槽及毗连温室等进行绿化。
四　自然空调
现在广泛使用的机电空调实质上是热、湿搬家设备，只是将室内的热、湿移到室外。自然空调（图1b）与机电空调相比，前者节能、经济，更重要的是不污染环境，有利于残疾儿童身心健康，创造无害化生态环境。因此该设计对儿童活动室、护士公寓设置地道通风的自然空调系统。陕西汉中地区露点深度为4 m左右。冬季（夏季）该系统的捕风器可将来风捕捉并转入地道，由上至下被埋在地下的土层加热升温（降温），经水平风道进风口进入各层房间（水平风道卵石层为增加热湿交换面而设）。实验证明，设置该地道通风的自然空调系统，冬季可将进气温度升高6℃～12℃，夏季最大可降温20℃左右。夏季空气含湿量高，经该系统露点深度水平风道可在降温的同时降低湿度。
我国残疾儿童近1 000万人，是世界残疾儿童最多的国家之一。重视残疾儿童的康复、教育，是社会主义精神文明和社会进步的体现。要为残疾儿童创造安全、方便、舒适的建筑空间，使之成为适宜残疾儿童身体康复、培养生活自理能力、增长知识、提高素质的可持续发展的生态建筑环境。