浅析斯沃斯莫尔学院的生态设计

Landscape Planning Design风景园林规划设计浅析斯沃斯莫尔学院的生态设计The E cological D esign of Swarthmore College张新鑫张洁王沛永Zhang Xin-xin Zhang Jie Wang Pei-yong（北京林业大学，北京100083）(B ei ji n g Fo restry U n i versi ty,B ei ji n g100083)摘要：斯沃斯莫尔学院位于美国宾夕法尼亚州费城，它同时又是一座美丽的树木园。

校园的设计充分体现了生态设计的原则，主要采取的措施有衬草溪流、LEED建筑设计和屋顶绿化等。

校园的生态设计的实践不仅涵盖校园环境从整体到细节的每一处设计，更体现在日常校园生活和在不断追求可持续的生活方式的探索与实践，值得我们学习。

关键词：风景园林；斯沃斯莫尔学院；生态设计；雨水利用Abstract：Swarthmore College is in Philadelphia,Pennsylvania,it's a beautiful arboretum.Ecological designprinciples are implemented in various locations throughout campus,mainly in Bio-stream,LEED ScienceCenter,Alice Paul Residence H all Green roof and Law n Alternatives.The intent is to provide acomprehensive program of environmental education to building o ccupants and visitors to heighten aw arenessof resource use,conservation measures,and the effects of the built environment on the naturalenvironment.K eywords：Landscape Architecture;Swarthmore College;Ecological Design;Rainwater Utilization1概况斯沃斯莫尔学院（Swarthmore College）位于美国宾夕法尼亚州费城市西南部的斯沃斯莫尔镇，离费城市区17公里。

该学院建于1864年，占地约121公顷，是一所具有近150年历史的私立大学。

值得一提的是，斯沃斯莫尔学院的校园同时又是一所美丽的树木园—斯科特树木园。

斯科特树木园建于1929年，是为了纪念亚瑟霍伊特斯科特而建造的。

树木园收集了逾3000种树木，该树木园不仅收集和展示了众多极具观赏性的乔灌木，而且还有开阔的草坪、精美的花境、不同主题的植物专类园和学院独特的建筑和文化气息，因而被称之为全美国最漂亮的校园。

2斯沃斯摩尔学院的生态设计为了创造一个舒适环保的校园环境同时加强师生及到访者环境保护和节约能源的意识，1997年，在斯科特树木园和斯沃斯莫尔学院的共同努力下使得生态设计理念得以实施于校园建设，而且遍布校园的每个角落。

其生态设计的主要原则有：第一，在雨洪管理方面引入低影响土地开发LID的多项措施。

低影响土地开发LID是指基于模拟自然水文条件原理,采用源头控制理念实现雨水控制与利用的一种雨水管理方法，它对场地的改造和对原有场地的破坏能够降到最低。

学院的毗邻克拉姆河流域，且地势要高于该河，城市产生的生活废水和自然降雨将不可避免的流入克拉姆河流域中。

携带城市污染物的雨水流入克拉姆河流域后会对河水造成不同程度的污染，严重影响河流的生态平衡。

基于学院生态设计的理念和保护河流生态平衡的理想，设计者采用了多项LID的措施，包括雨水花园、衬草溪流与缓冲带、绿色屋顶、透水铺装等。

第二，尊重自然，合理利用并保护周边的自然环境与资源。

校园南部有占地2140亩的克拉姆树林,并且紧邻克拉姆河流域。

这为校园与树木园提供了良好的自然生态环境和种植研究资源，同时校园中的人工活动与建设势必会对周边自然环境产生影响。

第三，低碳环保，有效利用能源。

LEED建筑科学中心对其中的各项能耗与排放都进行量化的监控；建设绿色屋顶减少建筑温度调节的能耗，延长屋顶覆盖材料和建筑排水管道寿命；加强生态雨水收集系统减少水土流失涵养地下水源；选用低养护成本的造景植物、可渗透铺地材料、环保材料种植容器等等。

这都是斯沃斯莫尔学院生态设计对低碳环保理念的实践。

3斯沃斯莫尔的生态设计实践3.1衬草溪流BioStream随着城市化进程的加速，城市的不透水面积在逐渐加大，輧輰2011（09）遇到暴雨时，雨水短时间大量集中且不能得到及时排放，产生了许多负面的影响。

为了减少对自然水文过程的破坏，节约与水资源保护克拉姆河流域的生态平衡，1997年，斯沃斯莫尔学院实施建设了衬草溪流，这也是其生态设计最先实施的措施。

衬草溪流是指植草的景观性地表沟渠排水系统，是低影响土地开发LID的一种工程性措施,一般通过重力流收集处理径流雨水。

地表径流以较低流速经衬草溪流时,在沉淀、过滤、渗透、吸收及生物降解等共同作用下,径流中的污染物被去除,达到雨水径流的收集利用和径流污染控制的目的。

它一般适用于城市园区道路的两侧、不透水地面的周边、大面积绿地内等,可以同雨水管网联合运行,也可代替雨水管网,在完成输送排放功能的同时满足雨水的收集及净化处理的要求。

衬草溪流主要应用在源头、污染物传输途径中。

当遇到道路时，为了保证雨水的顺畅通行在道路下方设置管道。

当径流通过管道集中汇入衬草溪流时，衬草溪流入口处侵蚀和淤塞风险增加，可用卵石等进行消能分流处理。

衬草溪流应在出口处设置溢流结构或防侵蚀溢流沟渠，保证超出衬草溪流径流量的雨水安全流至下游排水系统。

3.2LEED认证建筑—科学中心大楼Science C enter斯沃斯莫尔学院的科学大楼于2005年获得了LEED的认证。

LEED能源与环境设计先锋奖是美国绿色建筑协会于1995年提出的，它是评定绿色建筑的设计、建造和运行高性能的重要标准。

水资源的利用效率是评价绿色建筑的一项重要内容，这一点在科学大楼的设计中得到了充分的体现。

设计者从控制雨水径流的排放、减轻暴雨径流对地表的侵蚀、去除径流冲刷所携带的污染物、维持良性水循环角度出发,采取了多项有效的措施，同时将这些措施同园林造景相结合，创造了独特的水景效果。

场地收集的雨水主要来自建筑屋顶和场地地表的雨水。

科学大楼是斯沃斯莫尔学院的主要建筑物之一，汇水面积较大，为了最大限度的提高雨水收集量，大部分的屋顶呈V字形，像一只张开翅膀的蝴蝶，使得落入屋顶的雨水由两侧流向中间。

屋顶收集的雨水一部分流向位于科学大楼东南侧的建筑侧墙的墙顶，通过导流槽的引导雨水从屋顶垂直地落入与导流槽相接的长方形水池中，水池下面紧接一块过滤床，经过过滤和渗透后最终流入河流中。

另一部分来自屋顶收集的雨水和建筑中庭花园的雨水则流入了位于中庭花园西南侧的室外楼梯。

楼梯高四米，中间开凿水槽，每逢雨季，雨水沿着台阶顺势跌落而下，形成了美丽的“水景楼梯”。

当然这部分雨水还是会经过过滤床的过滤渗透后，汇入到储水罐中，与校园的灌溉系统相联系。

场地中的铺装几乎都为透水铺装材料铺设，不仅减小了雨水的径流量，而且能够过滤雨水中的污染物，补充地下水。

此外，在科学大楼中运用的其他的可持续发展的措施有：运用当地的石材和木材或再生材料作为建筑的主要用材；在办公室和教室的合理的开窗设计，能够最大限度的利用日光，减少能源消耗；还有非氟氯烃制冷剂、变速驱动器、热回收系统和高效率机组的应用等,不愧为LEED认证的绿色建筑。

该建筑的设计还特别重视与自然环境的结合，这也是斯沃斯莫尔学院生态设计的原则之一。

其建造的目的之一就是将学校的科研教育工作和校园的环境同自然的克拉姆树林的有机的联合起来，这一目标反映了斯沃斯莫尔学院和斯科特树木园长期以来在园艺和园林工作和教学方面所坚持的原则相统一。

大楼的南部就是自然林地，为了充分利用这个得天独厚的地理优势，设计者从视线的连续性和交通的可达性两个方面突出和强调与林地之间的密切联系，同时大自然的美景也在时刻提醒着科研工作者一个重要的事实：大自然是科学研究的重要组成部分，要给与相当的重视与保护。

3.3屋顶绿化Alice Paul Residence Hall Green roof斯沃斯莫尔学院近期的关于生态设计的实践之一便是在爱丽丝保罗学生宿舍建造超过5100平方英尺的绿色屋顶。

绿色屋顶是通过在屋顶种植绿色植物实现滞留雨水,降低室温等功能，以节约能源的做法,是LID管理策略中主要措施之一。

一些研究表明，绿色屋顶能够有效吸收一些重金属和营养物质。

如钙，铜，铅，锌，氮等[5]。

绿色屋顶的结构由下至上依次是，不透水层，排水层，覆土和植被。

不透水层用来保护建筑屋顶不受雨水侵蚀，通常使用高质量的防水膜。

排水层收集没有被覆土层吸收的多余雨水，可以通过自身结构排出屋顶。

覆土层用来过滤雨水同时给植被提供生长的介质。

这些植被层的植物应以浅根系植物为主，以防止植物根系刺穿绿色屋顶结构。

这些植物应有良好的再生能力，能够抵抗直接的太阳辐射，耐干旱，霜冻和大风。

绿色屋顶的建设具有很大的环境效益，它改善了室内温度，与传统的水泥屋面相比，它可以节省10%的空调能耗。

每次降水，屋顶都能滞留50%-90%的雨水，不仅对校园的雨水资源管理与利用产生非常显著的效果，保护了克拉姆河流的生态平衡，而且避免了屋顶表面卷材长期被紫外线直射和高温的暴晒，增加了材料的使用寿命。

由于建筑屋顶承载力等对屋顶绿化基础深度等条件的限制，既能抗干旱又能耐水湿的肉质类植物，如景天科的植物就是很好的选择。

4小结斯沃斯莫尔学院的生态设计的实践不仅涵盖校园环境从整体到细节的每一处设计，更体现在日常校园生活和在不断追求可持续的生活方式的探索与实践。

其中提到不少新的生态设计手段和细节处理的措施，更提供了新的视角。

其实生态设计不一定要很高端的技术或很高的成本，更多的是用更省力更节约的方法解决问题，是对细节的重视和点点滴滴的进步，更重要的是有在设计中重视环保的意识和敢于运用新方法解决问题的态度。

参考文献[1]Green Design of Swarthmore College[M].www.scottar-,2005[2]Swarthmore College Guide Book[M].www.scottarboreum.org,2005[3]周曦，李湛东，生态设计新论———对生态设计的反思和再认识[M]．南京：东南大学出版社，2003．[4]李俊奇，车伍.城市雨水问题与可持续发展对策[A];西部经济发展与环境保护—百千万人才工程学术技术专题论坛[C],2004[5]Green Roofs Benefits[EB/OL].[2010-6-8].http://www.lid-stormw /greenroofs_benefits.htm[6]/作者简介张新鑫，1986年09月生，女，汉族，北京林业大学硕士研究生。