形變與連接——高密度校園空間試驗：深圳外國語學校國際部設計

劉爾明，李智捷/LIU Erming, LI Zhijie

作為一種反映人類空間使用訴求的物質形態，建筑的設計過程至少包含兩個方面的內容：一為建筑形態的生成，二為功能空間的組織。本文試圖從設計方法論的角度，以近期完成的深圳外國語學校國際部項目為案例，初步探求“作用力”下的“形變”作為建筑形態的生成方式，“連接”空間作為功能空間組織的著力點，在高密度校園空間設計中的理解與運用。

1．空間作用力、形變、連接的概念

1.1. 作用力

格式塔心理學認為，人對物象的認識不僅在于其形，更在于由形之間作用力關系構成的整體感受。即物象相互之間的作用力很大程度上影響著人對空間的感知，我們把這種空間要素之間的作用力稱為“空間的作用力”。猶如牛頓物理學體系中的萬有引力，空間中只要有物象存在，便有作用力存在。

建筑、場地、綠化、景觀、交通、陽光、空氣、聲音、人的活動和意識等共同構成了城市的空間要素，即空間的物象存在。這些要素之間作用力形成了空間力場，并形成了我們對空間環境的認知。順著這個邏輯，一個建筑介入一個建成的空間環境中，同樣受到來自周遭的空間環境要素的作用力，這些外力可區分為引力與斥力。而對于一個新項目，相對于外力，由于項目本身內在的諸如建筑的使用性質、相關規范、任務書的客觀要求、甲方的主觀意識等因素又構成了驅動建筑發生與發展的內力。

1.2. 形變

在力作用下，物體必然發生形變，從而產生反作用力，這是物理學范疇的常識，也是人們日常生活的經驗反應。形變包括自身發生位移和自身形態改變兩個方面。在建筑設計中，位移主要表現為建筑實體在空間上的退讓或虛化處理；形態改變則是一種類似于拓撲學中形的拓撲變換。

在拓撲學概念里，只要圖形在變化過程中不產生新點，即原圖形中的點與變換之后的圖形中的點之間存在著一一對應的關系，就可以認為新的圖形與原圖形拓撲等價。拓撲學主要依托點在于形態變換下的不變性質或不變量（圖1）。應用于建筑設計中，建筑的功能關系、面積、體量等都可以是上述的不變量。形變的結果便是新建筑在周圍環境作用力下生成的實體空間形態。

1.3. 連接

建筑是由若干使用空間組成的復合體，而建筑的功能屬性，決定了各個空間之間并非彼此孤立，它們之間須進行整合與連接。類似于城市空間研究中的圖與底，圖空間由底空間連接而彼此聯系、共同作用，圖空間反映了城市空間的功能與規模，而底空間決定了城市空間的效率與品質。不同的城市空間形成不同的圖底關系，引導、容納不同的使用者活動行為，營造不同的空間感受。

回到我們的建筑空間設計中，建筑的各功能空間如果是圖，圖以外的空間則為底，底連接了圖，我們把這種建筑中的底空間稱為連接空間。連接空間與功能空間構成了一對內與外的關系，其表現在建筑中，則可能是功能空間以外的廊道、門廳、平臺、架空層、庭院等公共空間。通常連接空間在建筑整體空間中的比例占到了一半以上，因此，連接空間的安排與設計，很大程度上影響了建筑整體空間的效率與品質，亦反映了建筑師對建筑中人的使用模式的理解及在建筑空間設計層面上的進一步回應（圖2）。

1.4. 小結

按上述理解，就方法論角度而言，建筑的設計可以歸結為一個循序漸進、具有邏輯的過程：預設建筑原型－發現作用力－原型形變－連接空間介入，整合功能空間。

這個過程體現了建筑設計4個層面的含義：

a. 預設建筑原型是在遵循建筑基本功能，對建筑的規模、使用性質在基地范圍內進行初步實體化，反映了項目類型層面的共性。

b. 發現作用力則是在特定場所中尋找設計發展的驅動力，表達了項目自身層面的個性。

c. 形變則是綜合考慮不同的作用力，建筑的實體與空間形態構成的過程，突出了建筑設計起因與結果之間的邏輯性。

d. 連接空間的經營與設計，整合了建筑內外空間，進一步落實了建筑師對建筑的理解與設計思路，體現了項目設計空間層面的整體性。

我們嘗試把這種設計方法運用于深圳外國語學校國際部項目的形態與空間設計當中，以期在該項目特殊的背景條件中，用建筑師特有的角度，尋求一個不同于常規而又有說服力的解答。

2．深圳外國語學校國際部項目設計實踐

2.1. 基地與項目

1 形的拓撲變換2a 城市的圖與底2b 建筑的圖與底

深圳外國語學校國際部項目位于南山區深圳灣地區，西臨沙河東路，北接白石三路，南北側均為高層住宅區，東側為濱海實驗小學。地塊長約160m，寬約150m，形狀規則，場地大致平整；紅線范圍內用地總面積約2.4萬m2（圖3）。

按任務書要求，學校辦學規模為54個班、1 080個學生、教職工142人。由學前教育部、小學部、初中部、辦公區、劇場、體育館、高層教師公寓、食堂及地下車庫與人防空間等功能區塊構成，學生年齡跨度大，功能區塊繁多，校園空間建筑密度較大，總建筑面積約4.2萬m2（圖4）。

2.2. 發現項目中的作用力

2.2.1. 周邊環境

建筑從屬于城市，在一個建成的城市空間環境中，現存的空間要素必然對新介入的建筑施以作用力，直接影響其總體布局；而新建筑亦會對現存的物質空間施以反力，與現存空間要素之間形成空間力場，在這兩種力的制衡中，新的城市空間形成。因此，在建筑總體設計階段，必須充分考慮來自城市周邊環境要素的作用力：

a.南北兩側為單體高度近100m的高層住宅區，容積率大于4，并在基地南面形成環抱之勢；

b. 濱海實驗小學教學樓緊鄰本項目東面邊界，在基地東側形成空間斥力；

c. 沙河東路的噪音，自西向東對本項目產生擾力。

2.2.2. 項目構成

a. 高密度的限制

項目總規模約為4.2萬m2（含地下室），地上建筑容積率為1.36，遠高于常規中小學校0.8左右的容積率。一方面，受限于現行建筑設計規范對學校教學用房的層數限制（5層）與間距要求（≥25m），建筑總體布局必然有一個平面伸展的驅動力；另一方面，學校對于活動場地的需求又對建筑密度有一個反向壓力。如何在兩種力之間的平衡中，盡可能為不同年齡段的學生提供足夠的活動場地，使不同的校園活動各得其所，并通過經營校園軟硬質場地及景觀，塑造良好的校園環境，將是本項目設計的一大挑戰。

b. 國際學校的教學模式

深圳外國語學校國際部采用美國課程體系，以小班為基本教學單元，采取靈活教學的方式，每班學生20－25人。涵蓋學前教育部、小學部、初中部；學生年齡跨度大，從3歲的幼兒到14、15歲的青少年，每個年齡段的學生有其自身的心理、生理特點，適應于相異的教學模式。不同的教學模式推動功能單元的革新。

不同教學單元群組的相對完整獨立則呼喚傳統空間連接形式的改進，促進非功能性的連接空間的多樣性。

常規的矩形平面教室只能提供較為單一的使用模式，難以較好地適應上述因素對建筑空間的多義性需求，于是，新的教學模式形成了對教學單元空間革新設計的推動力。

2.2.3. 甲方的慣性思維

深圳外國語學校國際部是為了改善深圳市的營商環境，緩解在深外籍家庭子女就學問題，由發改委立項，市財政全資建設的一所國際學校。由于項目與生俱來的公共屬性，學校管理方、工程管理方、教育主管方等機構在項目設計及實施工程中，基于自身的經驗與需求，對建筑形象、建筑布局、建造細節、以至材料選擇、設備選型等方面提出較多的建議與要求，直接影響了設計概念的完整性及工程實施的條理性，對項目產生較大的干涉力。由于當中牽涉的因素復雜，本文不在此環節展開論述。

2.3. 建筑實體與空間的原型與形變

2.3.1. 學校建筑原型

本項目的用地大致呈規則方形，場地平整，場地個性特征不強。基于中小學校類型建筑規范約束、學校功能使用關系及與之對應的學校常規布局形式，我們可以初步歸納出一個建筑整體布局原型與教學單元常規模型（圖4）。在原型中，包含了面積、層數、教學單元個數等不變量；并根據項目任務書要求及習慣性做法，在特定的場地內，初步確定教學功能區塊與教學輔助功能區塊的平面關系。

我們嘗試通過對上述來自城市層面、項目自身構成層面及甲方層面作用力的發掘，在建筑原型的基礎上，對應各項作用力，對建筑實體與空間形態進行一系列的變形與發展，最終形成項目設計方案。

在建筑原型中，根據項目的使用功能，將建筑主體歸納為4部分：

a. 小學部教學樓（共30個班教室及若干專門教室）；

b. 初中部教學樓（含15個班教室、若干專門教室、管理辦公室及東側8班的學前教育部）；

c. 學前教育部（含8個活動單元及相應的管理、服務用房）；

d. 附樓（含食堂、教師公寓、小劇場、體育館）建筑總體采用常規的北高南低布局，由北往南分別是附樓、初中部及小學部教學樓，學前教育部融入教學樓底層，三樓自然形成兩進院落式布局，各項功能區塊之間既相對獨立又聯系方便，空間方正而不乏層次。

附樓緊鄰白石三路，有利于小劇場、體育館等設施在學校假期間向社區開放，提高學校的公共設施的使用效率，突出公共建筑的社會屬性。教學樓則采用南方常見的外廊式布局，淺進深，有利于教室單元的通風采光。

2.3.2. 形變一

校方從未來學校的城市形象出發，提出應把白石三路作為學校主要展示面，且不考慮學校的公共設施向社區開放，故要求將教學樓沿白石三路展開，而將附樓放在基地遠離城市道路的最南面。方案的總體布局因此有了第一次大調整（圖5）：將建筑原型的功能關系南北對調。形變后的建筑整體布局，雖然附樓喪失了社區服務的功能，但教學功能區塊部分靠近了學校的主要出入口，直接面對主要城市空間，形成良好的形象展示面，同時，學生通勤流線與出入口的關系更加直接，有利于人流疏散。

2.3.3. 形變二

由于源自城市層面的作用力，方案的建筑布局有了第二次形變。作為對沙河東路噪音干擾的回應，教學樓部分整體東移，教學樓盡可能遠離城市主干道。為與紅樹西岸與高層住宅的環抱之勢相契合，高層教師公寓亦東移至基地南面高層板樓圍合形成的中心位置。而對緊鄰基地東側濱海實驗小學的回應，在保持面積不變的前提下，教學樓東端向西收縮，長度減小，進深增加，從而在基地東側與濱海實驗小學之間退讓出一個城市小廣場。既滿足學校人流集散的需求，同時也在白石三路的城市界面上打開了一個“透氣空間”（圖6）。

2.3.4. 形變三

項目容積率過高，同時受限于規范對教學用房層數規定（中學不超過5層），兩個因素的共同限定，造成了項目無法避免的高密度，學校活動場地緊張成了該項目天生的不足。我們在設計中放棄深圳地區常見的單側走道，采用中間走廊的大進深平面形式，通過活動場地立體化的策略（圖7）增加垂直方向的活動場地，同時也為教學單元空間多義化設計提供了更多的余地。

2.3.5. 形變四

關于中小學校學習環境的發展趨勢，美國建筑設計理論家邁克爾·J·克羅斯比（Michael J.Crosbie）認為：未來專門的學習空間將提供更加靈活的用途，并總結了以下4種基本規模的學習環境：

a. 大班教學（50－125名學生）

即班群教室空間，為教師或學生們的團體交流提供空間。

b. 全裝備組教學（25－30名學生）

這種空間支持各種投影機、電視、靜態圖像和各種形式的計算機展示技術。

c. 小組教學（6－8名學生）

與全裝備組教學相似，區別主要在于組群規模的大小。

d. 個人學習

學生進行獨立學習、閱讀、研究的行為[1]。而在我們目前的學校設計，受限于慣性思維及國內現狀灌輸式的教學模式，教室單元只需要一個簡單實用的矩形空間，一張講臺、面對臺下一群學生，背對一方黑板，便可以完成所有的教學的活動，而采用美國教學課程的外國語學校國際部設計，給我們教學單元設計的革新以全新的動力。

我們根據項目設計任務書的要求，結合外國語學校國際教學的實際情況，在教學單元設計中，打破常規學校矩形單一空間的教室、陣列排布的教學單元設計，采用靈活的空間形式，引入多義空間，適應新的教育模式。在小學教室中增設了一個閱讀角，適應個人學習與小組教學活動；初中教室中加入了一個“舞臺”空間，既方便安排多類型的教學活動，又為滿足學生的表現欲望提供更多建筑空間上的適應性（圖8）。

2.4. 連接空間設計

建筑設計中的連接問題關系到空間場所的整體性及活動的連續性，一般涉及兩個層面：一是建筑與城市的連接關系；二是建筑內部各功能空間的連接關系。

2.4.1. 建筑與城市的連接

建筑與城市之間構成一對內與外的關系，建筑師在處理兩者間的空間關系時，須立足于建筑的性質，塑造建筑面對城市應有的姿態。基于深圳外國語學校國際部的公共屬性，決定了建筑空間與城市空間的融合性與開放性。

在設計中，我們從兩個方面來處理建筑空間與城市空間的連接問題：

a.通過安排一系列的空間序列，在人流動線層面，由外而內地整合城市空間與建筑空間。

b.通過處理建筑空間與界面，在視覺的整體性與空間的連續性層面，處理建筑空間與外部空間的分隔與交融的關系。

2.4.1.1. 空間序列

空間序列即空間以不同的尺度和樣式連續排列的空間整體形態，其與人流活動的關系緊密。從北面的建筑入口處開始，我們引入了一個空間序列：城市空間－校前廣場－教學樓庭院－門廳/架空層－教學樓廊道－教學單元。通過循序漸進的空間分級配置，讓城市空間與建筑空間自然連接，并豐富了建筑空間體驗。

a.校前廣場

校前廣場是建筑直接面對外部的第一道空間，30m×50m的尺度賦予了其一定的禮儀特性；凌空跨越的建筑，通透的柱廊、空中走廊、虛實有度的建筑界面（學前教育部北面）共同限定了校前廣場的空間領域，展現了其開放的性格；而噴泉、涂鴉墻、鳳凰木等景觀要素的引入則為其注入了活力，體現了學校空間的特質（圖9）。

b.教學樓庭院

教學樓庭院連接了校前廣場與教學功能區塊，是一承上啟下的過渡空間。樹陣、空中廊道、南北教學樓界定了其領域；多種材料在場地中靈活配置，增進校園空間細節；桂花、雞蛋花、白玉蘭、大王椰、小葉欖仁等植物的配置，則在從色、香、味層面豐富校園空間感受，并體現深圳的亞熱帶氣候特征（圖10）。

c.門廳/架空層

架空層空間形成教學樓的入口，為學校提供更多遮蔭蔽雨活動場地的同時，連接庭院與教學樓（圖11）。

2.4.1.2. 建筑界面

建筑界面限定了建筑空間范圍，區分了內外領域，而建筑界面的處理反映內外空間的交接關系。我們在設計中，試圖通過柱廊、空中廊道、窗洞、平臺、綠化種植等元素的處理，力求凸顯建筑對城市的開放性，增進建筑空間與城市空間之間互為因借的良性互動。

a.在建筑界面上引入通透的柱廊、有趣的空中廊道，限定建筑范圍的同時，向城市展示校內學生的活動，體現建筑的學校特質，突出建筑開放屬性（圖12）。

b.在建筑立面上精心布置一些窗洞，讓學生們在不同高度、不同角度與外圍空間取得有趣的視覺互動，增強建筑空間的趣味性（圖13）。

c.在外部空間開敞、景觀較好的方向，結合建筑功能空間的使用性質，通過設置活動平臺，形態的虛實處理，引導視線朝向有利的景觀方向，使建筑空間與城市空間互為因借，緩解高密度帶來的空間局促與壓抑。

2.4.2. 建筑內部各功能空間的連接

“教育與建筑在一種共生的形勢下相互結合，從而創造出一種復雜的、以孩子為中心的環境，這種環境有利于孩子們自身的學習以及整個學校社團的繁榮發展”[2]。學校的辦學理念的具體落實、教與學活動的高效運作，依賴于內部各功能空間的合理整合與連接。設計過程中我們與學校管理方進行了充分的互動，在回應復雜的功能體塊與基地緊湊的矛盾方面，創造性地利用整合功能區塊與獨特的連接空間，形成多層次、內外對應的復合場所，同時創造與國際學校教育理念相融合的空間形式，適應在玩耍中成長和學習。

a. 教師辦公位于整個學校的場所中心，連接各功能區塊，體現行政服務教學的辦學理念，同時方便教務與學生家長的交流與互動。

b.架空層連接教學樓與庭院，成為風雨無阻的過渡空間（圖14）。

c.圖書室外平臺連接小學部與初中部，使用效率與空間并重（圖15）。

d.空間收放變化的廊道及班組活動空間連接教學單元，賦予交通空間以多重功能意義（圖16）。

e.綜合運用空中平臺、通高的側廳等手段，塑造立體的活動空間，將學生活動由教學單元空間內拓展到外部，亦是連接各功能區塊的緩沖空間（圖17）。

3．結語

在經濟效益的驅動下，當今建筑設計界趨于浮躁。建筑形態與空間的組織本是建筑設計的基本問題，卻時常被忽視或流于表面化。一方面，隨著經濟的發展、土地價值的提升，高密度前提下的建筑設計項目日漸增多；另一方面，隨著教育體制的改革、教學模式的發展，需要新的建筑空間與形態與之相配合。這些都是學校建筑設計面臨的挑戰與機遇。每個項目在自身構成及所處城市環境等方面均具有不同的特點，如何敏銳地抓住影響建筑的內外因素，并在建筑形態及空間設計上給與回應，是每一個建筑師永遠的課題（圖18）□。

注釋：

[1] 邁克爾·J·克羅斯比. 北美中小學建筑，盧昀偉等譯. 大連理工大學出版社.

[2] 馬克·杜德克. 學校與幼兒園建筑設計手冊. 賈秀海、時秀梅譯. 華中科技大學出版社.