高密度城市背景下小學(xué)校園建筑設(shè)計策略探析
——以廣州花都石崗小學(xué)為例

何遠達

廣州珠江外資建筑設(shè)計院有限公司 廣東 廣州 510060

我國城市建設(shè)用地日趨緊張，土地集約化利用帶來較高發(fā)展效率和綜合效益，它逐漸以成為城市發(fā)展的主流。但是，大量建筑在有限空間范圍內(nèi)的高密度集聚，會對該類地段內(nèi)的城市空間環(huán)境品質(zhì)造成負面影響。在這類高密度環(huán)境中的小學(xué)校園，其使用者主要為未成年人，這一群體在整個使用群體中最為脆弱。因此，高密度城市的環(huán)境問題在小學(xué)校園建設(shè)中更為突出。面對緊張校園建設(shè)用地，建筑師不僅考慮要城市環(huán)境對校園帶來的不利影響；同時要在有限空間環(huán)境里,布局多樣復(fù)雜的教學(xué)活動空間，這些空間設(shè)計需要比以往時期建筑更為高標準。本文希望通過廣州花都石崗小學(xué)項目的設(shè)計實踐，分析高密度城市時代的新型學(xué)校新的建構(gòu)與空間創(chuàng)新，探索理性適應(yīng)新的教育模式改革的校園布局，展望適應(yīng)于廣州亞熱帶氣候的高密度城市環(huán)境校園建筑未來發(fā)展。

1 工程概況

廣州花都石崗小學(xué)位于廣州市花都區(qū)天貴路，該地段是花都區(qū)新中軸線的重要地段，學(xué)校原有24班的面積接近8000m2單體教學(xué)樓與非標準跑道球場。適逢花都中軸線片區(qū)的大規(guī)模高強度開發(fā)的時期到來，石崗小學(xué)原校無法滿足周邊人口的學(xué)位要求。作為一個擴建工程，本項目設(shè)計師需要在原校址場地上，將通過擴建設(shè)計手段實現(xiàn)學(xué)位規(guī)模從1080向近2200人的擴充，同時也借此機遇增加體育館、禮堂、200m跑道的教學(xué)設(shè)施，升級成為一所48個班的小學(xué)。由于受到規(guī)劃與各種歷史原因的制約，擴建總用地面積只能增加到17000m2，而校內(nèi)建筑面積需要將由8500m2增至23099m2。超大的目標總建筑面積，使得除去翻新運動場外的建筑用地上的容積率達到1.9，遠超以往普通新建小學(xué)的指標。場地除本身的超高的建設(shè)強度要求之外，基地北、東、南、三面高層建筑緊貼環(huán)繞，整個學(xué)校處于一個非常復(fù)雜且高密度的城市環(huán)境。如何在如此高密度的地段內(nèi)營造一個親切宜人充滿想象力的校園空間，對設(shè)計方而言是一個巨大的挑戰(zhàn)。

2 項目設(shè)計策略的初始生成與制定

在項目開展初始，設(shè)計團隊就已著手開始解決“房多”“地小”這主要矛盾。高密度環(huán)境下的校園建筑規(guī)劃設(shè)計，是一場空間的游戲，也是一道數(shù)學(xué)題通，過規(guī)劃的布局最終滿足一個容積率的等式[1]。經(jīng)過反復(fù)的推敲，決定兩個層面入手：

（1）空間層面上——將校園建筑空間“立體集約化”使用，形成空間聚集的形態(tài)，以集中空間結(jié)構(gòu)形成集約化的建筑布局，從水平和垂直兩個維度立體化地提升容積率，突破以往過分苛求的分區(qū)要求，將不同功能區(qū)垂直疊加，優(yōu)化校園空間布局。

（2）功能層面上——“功能復(fù)合化”設(shè)計提高建筑空間的使用效率。不但要空間集中而且要功能復(fù)合，更要提高使用和建造的效率和環(huán)境的空間質(zhì)量——例如，原來學(xué)校中的連廊、過道不再單一看作交通空間，通過內(nèi)凹、挑臺等設(shè)計手法使廊道空間功能多樣化，彌補高密度校園環(huán)境中游玩、休憩空間不足的問題。

可見，“立體集約化、功能復(fù)合化”成為了本次高密度城市背景下校園設(shè)計的主題。然而，以簡單、粗暴的疊加、混合的手段拼湊空間，只會衍生出對空間產(chǎn)生壓抑、混亂、低品質(zhì)等不利影響。設(shè)計團隊因此繼續(xù)探索集約化校園的布局與空間特性，研究應(yīng)如何對應(yīng)的嶺南當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境與兒童身心的健康成長，通過多種途徑的建筑優(yōu)化設(shè)計策略，在密集都市空間中為師生創(chuàng)造宜人的教學(xué)與學(xué)習(xí)空間，從而優(yōu)化多功能空間發(fā)展和促進師生之間交流。

3 立體集約化的總體規(guī)劃策略

在城市高密度環(huán)境中，建筑必須接受以空中作為主要拓展空間的途徑，三維立體模式勢必將替代二維平面模式，成為建筑尋求空間，并解決自身功能和空間的復(fù)雜關(guān)系、協(xié)調(diào)共生的主要方式[2]。建筑的立體集約化，直觀體現(xiàn)為功能空間的“共生”。石崗小學(xué)的建設(shè)用地極其緊張，這導(dǎo)致校園空間層次結(jié)構(gòu)的壓縮，校園空間的規(guī)模相對不足，提供給學(xué)生的活動場地和綠化空間不足。對土地進行立體開發(fā)的設(shè)計策略可以最大限度的擴充校園容量，增減空間的功能，從而在本質(zhì)上實現(xiàn)土地的高利用率。立體開發(fā)的設(shè)計策略在其他高密度環(huán)境的城市公共建筑中已得到充分實踐，而這理念在日后教育建筑中體驗也會是必然要求。在本次設(shè)計中，設(shè)計團隊突破原有慣常的思維，在規(guī)范允許的前提下，設(shè)想通過拓展地下空間和利用對屋面平臺，以此來緩解建設(shè)土地不足的壓力：首先，逐步加大對地下空間的綜合利用與開發(fā)的強度，由原來校園建筑地下局部開發(fā)到大面積開發(fā)甚至將校園建設(shè)用地全面開發(fā)，地下空間鋪滿整個新建校園建筑，這樣設(shè)備用房、儲藏用房、停車空間將全部轉(zhuǎn)移到地下，地面室外空間可以最大限度的歸還予師生用于教學(xué)休憩活動。為了改善地下室空間以往給人封閉且黑暗的形象感覺，還采取了下沉綠化廣場與挖空采光天井的設(shè)計手法，做到地下空間的通風(fēng)采光與空間之間相互呼應(yīng)。在本案的地上室外空間布局上，拋棄了以往為追求氣派的校園形象而空泛的儀式性廣場空間，因為這些過大尺度空間在嶺南氣候影響下學(xué)生們不愿停留，而在緊湊布局需求下就顯得浪費。本案設(shè)計追求校園空間是——大小和比例應(yīng)與其特定的使用目的相適應(yīng)，規(guī)劃適應(yīng)的空間尺度；例如，主入口廣場是利用教學(xué)樓之間25m間隔空間進行布局，聯(lián)動周邊樓棟架空高層空間，形成多層次的集散廣場。在“活化屋面”這一策略不僅可以更好的優(yōu)化建筑的第五立面，還可以使以往乏味空間成為師生們更喜歡尺度親切、有適當(dāng)圍合活動場所，合理的尺度使這類空間形成較強場所感和向心性，有利于空間氛圍的營造，促進師生之間的交往行為。

以往 “架空交通層+教學(xué)樓層”的建筑層次，在本次設(shè)計中開始演變?yōu)椤暗叵鹿δ芸臻g層+架空多功能層+教學(xué)、休憩、景觀復(fù)合功能樓層+屋面活動、景觀樓層”的全新層級（圖1）。應(yīng)該充分發(fā)揮其功能整合疊加高效的優(yōu)點，塑造出層次豐富多樣的教學(xué)空間，做到校園空間緊湊度與多樣性的統(tǒng)一以適應(yīng)素質(zhì)教育發(fā)展的需求[3]。

圖1 花都石崗小學(xué)總體鳥瞰圖

4 功能復(fù)合化的建筑設(shè)計策略

建筑的功能復(fù)合化，直觀體現(xiàn)為空間功能的“雜交”。它一方面強調(diào)不同功能的多樣組合，另一方面強調(diào)不同功能的有機協(xié)調(diào)，其價值已在高密度環(huán)境建筑實踐中得到證明。通過多樣、復(fù)合的空間組合，可以很好的解決在有限的用地內(nèi)空間規(guī)模相對不足與教育建筑日益復(fù)雜的功能之間的矛盾[4]。現(xiàn)代教學(xué)模式注重多樣化以及開放式、體驗式教學(xué)的發(fā)展，需要教學(xué)空間的多樣化以及多種教學(xué)功能的綜合化。教學(xué)空間需要突破先前單一功能獨立分區(qū)的模式，形成適應(yīng)分組教學(xué)、協(xié)同教學(xué)等教學(xué)組織形式，它要求具有開放、靈活、多功能性的“學(xué)區(qū)”模式。通過建筑的手法，創(chuàng)造某些無明確用途的“非功能空間，它能一定程度上緩解用地的限制，同時也必然會帶來學(xué)校校園空間和活動場地的不足。在本設(shè)計中，設(shè)計團隊將校園內(nèi)通過錯落連廊與空中庭院布局相結(jié)合，形成小尺度的庭院空間——它可以提供給師生們進行小班教學(xué)、討論學(xué)業(yè)，交談聊天，也可以讓學(xué)生在這靜讀、觀景。在體育館入口設(shè)計中進行了局部放大，形成立體微地形景觀草坪。整個交通系統(tǒng)串聯(lián)各個樓棟的基礎(chǔ)上，將校園的室外空間劃分為若干尺度宜人、景觀院落。在垂直方向上，交通系統(tǒng)同時也是地面景觀的延長線，提供了立體式的景觀空間。師生在行進過程中可以穿梭于首層。也可以輕松地走到二層，到達校園內(nèi)的各個空間。在走道和連廊的行走中所獲得的不再是一成不變的沉悶感受，而是步移景異的互動玩耍、學(xué)習(xí)與交流。

空間功能的模糊化，跟隨帶來了建筑邊界的模糊，這緩解了高密度布局引起的壓迫不利影響，從而在形態(tài)上消解了本來尺度較大建筑之間的孤立感。連廊、挑臺、屋面花園這個灰空間，在室內(nèi)來看，這里承擔(dān)有各種復(fù)合的功能，成為了建筑功能空間的一部分，在室外看，這里充滿了綠植，與室外環(huán)境無異，模糊、曖昧的建筑邊界，有效的削弱了建筑的體量，沒有明確了室內(nèi)外的界定，對室內(nèi)外空間起到融合的作用，使其成為一個有機的整體[5]。本案中的體育館與教學(xué)樓夾縫再也不是毫無生氣的沉悶孤立的空間，而是根據(jù)不同的建筑高差組成了一系列有趣蜿蜒的綠色庭院；結(jié)合建筑的鐘樓制高點與校園景觀軸線，形成了豐富了校園空間層次。這一系列的具有彈性、靈活可變、模糊化的開放空間形態(tài)，提高了空間應(yīng)對多種教學(xué)活動需求的能力，有效的最大程度的發(fā)揮有限的建的潛能。

5 應(yīng)對復(fù)雜建筑環(huán)境的建筑建造設(shè)計策略

5.1 以建筑形體設(shè)計優(yōu)化場地內(nèi)風(fēng)場

高密度城市環(huán)境通常會導(dǎo)致校園環(huán)境風(fēng)熱條件欠佳。因此，場地里風(fēng)的氣流場優(yōu)化是校園建筑布局與形體設(shè)計中不可缺少的考慮因素。石崗小學(xué)建設(shè)用地緊張且的規(guī)劃束縛因素較多，建筑師很難以采用像以往項目中以建筑形體群體切合當(dāng)?shù)爻Ｄ昙撅L(fēng)風(fēng)向的設(shè)計手段（圖2）。設(shè)計團隊在建筑廊道中進行了局部的掏空進行場內(nèi)的氣流導(dǎo)引，以通過設(shè)計階段的數(shù)字模擬，在教學(xué)樓的南側(cè)入口位置留出進風(fēng)口，與校園運動場或周邊開敞空間形成風(fēng)壓通風(fēng)關(guān)系織實現(xiàn)了良好的風(fēng)熱環(huán)境舒適性。同時，利用南側(cè)方向大面積的架空層，形成建筑底部良好的通風(fēng)條件；在南側(cè)立面上，設(shè)計團隊酌量設(shè)置打開的活動平臺及寬大的活動走廊，形成場地中風(fēng)組織的豁口，而這些位置，也可以削弱大體量建筑立面上的封閉感。除了從整體設(shè)計出發(fā)優(yōu)化通風(fēng)環(huán)境以外，設(shè)計師還通過立面具有韻律的墻體開洞,實現(xiàn)了墻體的遮陽與導(dǎo)風(fēng)功能、從細節(jié)設(shè)計上加強局部空間的通風(fēng)效果。

圖2 花都石崗小學(xué)高層體育綜合樓與教學(xué)樓群的立面設(shè)計

5.2 以立面形態(tài)與構(gòu)件優(yōu)化場地內(nèi)聲環(huán)境

本案的西側(cè)為高密度城市環(huán)境中的主干道，校園緊鄰城市干道的情況無可避免，建筑師需要考慮如何應(yīng)對環(huán)境噪聲問題。夏天，建筑在空調(diào)制冷工況下。可通過關(guān)閉外窗達到隔噪降噪要求。但在開窗自然通風(fēng)的情況下，建筑師需通過立面構(gòu)造技術(shù)實現(xiàn)降噪目的，提升教室內(nèi)室內(nèi)的聲環(huán)境品質(zhì)。在本案中，設(shè)計師通過立面上的形體優(yōu)化設(shè)計——鋸齒狀布置沿路立面隔墻；或設(shè)置可反射下部道路噪聲的斜向懸挑板降噪構(gòu)造。鋸齒狀立面形體和懸挑板可以使聲傳播產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，實現(xiàn)噪聲聲能和分貝衰減，為教學(xué)提供了優(yōu)良的物理環(huán)境。

5.3 以立體綠化系統(tǒng)優(yōu)化場地生態(tài)環(huán)境

為了弱化高樓層教室中兒童與自然環(huán)境的疏離感，設(shè)計團隊通過在外立面設(shè)置綠化，使小朋友在教室中可以看到窗外綠植，忽略下部街道的干擾。在構(gòu)造上，花池內(nèi)預(yù)留導(dǎo)水槽滿足養(yǎng)護需求，供水管、排水豎管與墻柱相整合，花池內(nèi)設(shè)成品種植槽，選種易于維護的小型花木。結(jié)合各層走廊、活動平臺設(shè)置立體綠化、垂直綠化、屋頂農(nóng)園等設(shè)施，進一步營造豐富的自然氣息，柔化高密度都市中人與自然的隔閡。

6 結(jié)語

如何通過緊湊集約化設(shè)計，提高空間的利用率和多樣性是中小學(xué)校園規(guī)劃設(shè)計的關(guān)鍵[6]。針對位處于城市高密度城市環(huán)境下的小學(xué)校園設(shè)計，建筑師應(yīng)尋求既滿足當(dāng)前社會教育需求，又能適應(yīng)未來校園發(fā)展需要的設(shè)計模式和策略，使校園建筑在建設(shè)用地有限的前提下，通過優(yōu)化學(xué)校的各種功能和復(fù)合空間的設(shè)計，減少高密度城市環(huán)境帶來的負面影響，最終設(shè)計形成緊湊高效且?guī)熒w驗良好的集約化校園布局空間，以實現(xiàn)高教學(xué)品質(zhì)的小學(xué)校園，滿足現(xiàn)代教育發(fā)展需要。