潍坊市大观小学建筑设计

辛晶，郑斐

（1．山东建大建筑规划设计研究院，山东济南250013；2．山东建筑大学建筑城规学院，山东济南250101）

0 引言

随着社会经济的蓬勃发展，人民生活水平显著提高，对建筑环境的要求也越来越高。近年来，国内建筑界大力推广和发展绿色建筑，使得绿色建筑设计的理念已深入到日常生活的各个领域，绿色校园正是响应这种形势出现的。绿色校园指在其全寿命周期内最大限度地节约资源（节能、节水、节材、节地）、保护环境和减少污染，为师生提供健康、适用、高效的教学生活环境和与自然环境和谐共生的校园，对学生具有环境教育功能［1］。良好的小学校园建筑设计有助于引导学生形成良好的性格、行为习惯和综合素质能力。万澧等对上海高校校园建筑热环境性能分析和建筑设计策略进行了研究，从设计策略、设计程序、设计观念等多个层面对上海高校校园建筑热环境设计的一般规律进行了微观、中观和宏观3个方面的总结［2］；曹燕华对绿色校园建筑的节能发展策略进行了理论研究，提出绿色校园建筑应从节地与室外环境、节水与水资源利用、节能与能源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量以及运营管理6个方面进行充分考量，绿色校园建筑应具有健康、舒适、节能及环保特性［3］；郭瑞芳从景观系统、屋顶及垂直绿化、双层玻璃幕墙和利用窗户大小控制太阳辐射及热量损失等几个方面对改善建筑热环境的措施进行了探讨［4］；郭臻从校园建筑的地域性、整体复合化、绿色生态等3个方面对绿色校园的建筑设计策略进行研究［5］。在绿色校园建筑设计研究逐步推进的背景下，国内专家共同编制了CSUS／GBC 04—2013《绿色校园评价标准》［6］，为绿色校园建筑的设计提供可靠可行的依据，使绿色校园建筑不断向着更加规范化的方向良性发展。在大观小学建筑设计过程中，设计者始终贯彻绿色建筑设计的理念，把绿色建筑设计价值观落实到各个环节，在将绿色建筑设计理念与方法应用于教育建筑方面做了有益的探索。

1 潍坊市大观小学区域及项目概况

1．1 区域概况

1．1．1 区域位置

大观小学地处潍坊市高新区东方路以东、宝通街以北的大观小区内。基地东侧、南侧为空地，西侧为山后王小区，北侧通过小区道路与住宅分隔。基地地块呈较为规则的长方形，东北侧部分略有凸出，基地内地势平坦，南高北低，最大高差约1 m。建造前基地内有两处无需保留的土堆，没有需要保留的既有建筑，如图1所示。

1．1．2 自然条件

大观小学所在城市潍坊属于暖温带季风型半湿润大陆性气候，背陆面海。受欧亚大陆和太平洋的共同影响，大陆度在50%以上。其气候特点为冬冷夏热、四季分明，年平均气温12．3℃，最冷月和最热月平均气温分别为－3．3和26．0℃。春季升温迅速，秋季降温幅度大。

图1 基地区位图

1．1．3 人文条件

潍坊以“风筝之都”闻名，是一座文化底蕴深厚的古城，有大量历史文化遗存，如十笏园、奎文门和以木板年画闻名的杨家埠等，具有尊重自然、保护历史文化、传承地域特色的城市精神［7］。

1．2 项目概况

大观小学规划总用地面积为25282 m2，总建筑面积18555．2 m2，其中地上和建筑面积分别为13056．9和 5498．2 m2，主要为 36班小学用地，计划容纳1620个学位。其中包括图书馆用房、传达室、教工休息室和食堂、体育活动室、实验室用房、教师用房等，同时还配备有一定的市政配套设施和室外运动场地，如图2所示。

2 设计原则与设计依据

2．1 设计原则

大观小学作为小学教育建筑，秉承教育栖息地、创意分享、绿色建筑设计价值观等设计理念，遵循以下3大原则：（1）充分考虑小学生的心理特点和需求，提供尺度适宜、色彩材质得当的空间；（2）尊重校园整体规划，充分考虑校园整体环境与场地资源，强调校园生态环境结构的整合，达到自然生态与人造景观的和谐统一，构建可持续发展的景观环境；（3）在绿色建筑设计价值观指导下进行适应性改造，在保持传统建筑形式特色的前提下实现其功能转化，同时从更大空间尺度上考虑建筑的全寿命周期的生态与节能，以最低的资源消耗来满足使用者对建筑舒适度的需求。

2．2 设计依据

除了方案调整阶段从甲方得到的沟通意见、业主的要求以及建筑工种提供的图纸以外，方案在充分考虑自然环境、空间尺度等设计依据的同时，遵守现行的国家和地区建筑规范和标准如下：

（1）《建筑给排水设计规范》（GB 50015—2009）

（2）《室外给水设计规范》（GB 50013—2006）

（3）《室外排水设计规范》（GB 50014—2006）

（4）《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014）

（5）《民用建筑节水设计标准》（GB 50555—2010）

（6）《中小学设计规范》（GB 50099—2011）

（7）《公共建筑节能设计标准》（GB 50189—2015）

（8）《绿色建筑评价标准》（GB／T 50378—2014）

（9）《绿色校园评价标准》（CSUS／GBC 04—2013）

（10）其它规范、标准等。

图2 大观小学方案鸟瞰效果图

3 潍坊市大观小学建筑设计方案构思

3．1 设计理念

小学教育的核心任务是让孩子认识生活、认识自然，通过实践教育让孩子掌握各种基本生存生活技能，包括探索、运动以及合作等等［8］。小学校园建筑应当像丛林中的生态栖息地一样能够为小学生提供各种各样的认识世界和探索知识的工具，如图3所示。将生态栖息地中的枯木、栈桥、丛林、绿地、苔藓等转化为建筑语言符号，表现在建筑形体上，激发学生的想象力，培养动手创造力，营造出鼓励实践探索的氛围［9］。同时，设计秉承绿色建筑设计的理念，绿色小学校园是绿色社会环境系统中的一部分，由于其服务对象的特殊性，使其具有较强的示范性。大观小学的方案设计以绿色建筑设计价值观为指导，从更大空间尺度上考虑了建筑的全寿命周期的生态与节能，从而营造出具有人文价值的绿色小学新校园。

3．2 场地设计

校园所处区域的整体地势呈现出南高北低、东高西低的特点。道路和场地的竖向设计在充分结合现状地形基础的情况下，重点解决校园内部的排水需求，并以此为指导完成竖向设计。在实际的建筑布局设计方面充分利用场地现有高差设置架空层。建筑室内外高差控制在0．45～1 m，校园环路的纵坡控制在0．30%～1．00%，从而最大限度的减少土方开挖量。通过将建筑体量合理的摆放在基地中，形成一定的建筑与外环境的关系，从而创造出适宜的室外物理环境，使使用者在室外和建筑内部都能获得适量的光照，感受到舒适的风环境［10］。由于基地的南北向比较狭长，且用地面积较为紧张，所以沿南北向布置主要建筑和活动场地。其中西侧和南侧主要为体育活动区，东侧和北侧主要为教学、办公、实验等区域。此外，方案充分利用操场地下空间设置地下车库，既节约用地，也能有效防止运动场沉降现象的出现。场地的主出入口设置在北侧，以满足主要人流的进入。同时，基地北侧紧邻次要道路，车流量较小，此处步行安全系数更高。场地的次入口沿东侧主干道设置，供车行进入场地，同时满足消防和疏散的要求，保证建筑在实际使用运行中的安全性。

图3 教育栖息地概念图

3．3 功能布局

大观小学总体规划布局为“两轴、三心、五区、一廊”，分别为

（1）两轴 入口广场和教学组团连接形成的功能活动轴线和西侧风雨操场和室外体育场形成的体育活动轴线。其中，功能活动轴线由北侧校园主入口开始，穿过教学办公综合楼及教学组团间的连廊，向四周辐射，通过一系列绿色共享院落组团为学生们提供了一个交流、读书、休闲的连续空间［11］。

（2）三心 以教学、办公组团为主形成的3个院落核心区：入口院落核心、北侧教学区院落核心和南侧教学区院落核心。入口院落核心区位于校园主入口区域，通过具有主题性设计的入口大门和雕塑设计奠定入口区的风格基调，通向教学实验办公综合楼的道路围绕一块不规则的绿化草坪设置，草坪及在草坪上种植的树木都有效削弱了主入口处的空旷感，丰富了空间的层次。北侧教学区院落核心区位于教学组团的中部，通过道路设计、直跑楼梯以及灵动多变的建筑形体，塑造了一个气氛更加开放的院落核心区域。南侧教学区院落核心区位于教学组团的南侧，通常作为低年级学生下课后的室外活动场地使用。灵活多变的道路布局配合多样的建筑室外空间和形式丰富的楼梯，为学生提供积极向上的生活氛围。将院落作为空间序列组织中反复出现的结构，强化绿色建筑设计的理念，提升室外环境的质量，减少人工调节设备的投入。

（3）五区 大观小学总平面分为5个区域：教学区、办公区、实验区、集会及室内活动区和室外体育活动区，如图4所示。其中，教学区位于校园的东侧，两栋教学综合楼从北向南布置，层高均为四层；办公区和实验区均设置在教学实验办公综合楼内部；集会及室内活动区的职能由风雨操场承担；室外体育活动区由大操场和球类活动场组成。地下停车库分布于校园的西侧，地下车库的2个入口分别设在基地西北角和东北角两处。生活区位于校园的西北侧；主入口位于基地北侧边界、东西方向的中心线上，场地共有2个次入口，分别在基地东北角和西南角。因地制宜的利用高差按3个梯度组织教学楼建筑群，不仅可以减少土方量，还使工程造价进一步降低。在运动场的下方结合地形设置地下室，既可以有效防止出现运动场沉降，还可以有效减少土方量。3个主要建筑单体通过廊道和平台串联成一个具有连贯性和整体性的建筑群。校园的北出入口担当着形象门户的作用，在其附近设置开阔的广场缓冲区有助于更好的疏通上学和放学2个高峰期的人流。

图4 “五区”示意图

（4）一廊 由教学区连廊和绿化休闲长廊共同组成的“活力廊”，不仅是分隔教学区与室外活动区的绿色屏障，也是供小学生追逐嬉闹的开放活动空间。一廊同时也承担着节点作用，统领衔接各核心功能区。

3．4 专项设计

3．4．1 流线组织

交通组织以“人车分流、内外有序”的理念为指导，严格依据学生年级互不交叉、校园内日常不进入车辆、人车分流等原则进行交通组织。车行道路基本沿基地边界设置，确保不对基地内人流产生干扰。场地上总共设置两个主要出入口。考虑到主要人流来自北面，且北侧紧邻次要道路，车流量较小，适宜人行，所以将主入口设置在北侧。同时，在基地西南角，从满足消防规范、保证学生安全疏散的考虑出发，设置次要出入口作为对外服务、家长接送以及后勤的出入口，并且设有停车位。学校的室内运动馆设独立出入口，以便在假期时段正常对外运营，既保证了学校运动设施的利用率，也为学校周边居民提供了锻炼场地。教学组团采用环形路网骨架，各功能建筑之间通过连廊以及建筑内部庭院联通，保障步行交通和公共开敞空间与绿化空间紧密结合，形成方便高效的校园道路系统［12］，如图5所示。人行道路兼顾了便利性和趣味性：（1）主要道路环绕各建筑单体，方便学生、教师及其他工作人员往返其间；（2）建筑间空地上设置了富有趣味性的景观步道，提供了放松休闲的场所。

车行系统根据地下车库及其出入口的位置协调设计，将地下车库布置在综合楼下方，在靠近综合楼东西两侧设置2个地下车库出入口，使车行流线尽可能缩短，从而更好保证了校园内部人行交通的便捷、安全。另外，沿用地边界设置车行环路，满足消防和疏散要求。

3．4．2 单体设计

图5 校园交通系统图

大观小学校园建筑单体主要包括主教学楼、教学实验办公综合楼以及风雨操场。

教学楼 建筑全部按南北方向布置以获得最佳的自然采光，有利于在冬季得热并避开冬季主导风向，同时利于夏季自然通风。此外，连廊和庭院的植入设计也优化了通风的效果，且教学楼建筑外窗可开启面积满足不小于外窗总面积的50%、其他类型建筑的外窗可开启面积不小于30%的规范要求［13］，并且在教学楼外立面不采用玻璃幕墙。在建筑外立面局部外窗四周设置凸出的外框，打破立面的单调性的同时，可作为遮阳构件，如图6所示。建筑造型简约且无大量装饰性构件，仅以适当的颜色呼应小学建筑使用者的年龄特点［14］。综合考虑建筑总高度、抗震设防烈度、建筑的教育职能以及结构建材本身对环境的影响，建筑采用现浇钢筋混凝土框架结构，资源消耗和对环境影响均较小。以安全性和环保性为前提，尽量选用可再利用建筑材料和可再循环建筑材料，比如钢筋、钢材以及可再生的玻璃等。

教学实验办公综合楼和风雨操场在朝向、开窗面积、造型、用材等方面同样符合 CSUS／GBC 04—2013中的相关规范要求，因此，大观小学校园建筑单体的设计与绿色校园的总体目标是一致的。

图6 教学楼外立面造型设计图

3．4．3 室内环境

CSUS／GBC 04—2013中关于建筑室内环境的条目主要包括室内空气质量、建筑材料中有害物质的含量、教学用房的天然采光系数、照度、环境噪声以及室内热环境等方面［15］。大观小学的方案设计严格以CSUS／GBC 04—2013中关于室内环境的规范为准，本着对学生负责的态度，营造出适宜学习、生活的舒适的室内环境。

3．4．4 绿化系统

在设计中，规划形成院落式景观空间和层次丰富的校园交往活动空间。广场景观、庭院景观及连廊景观彼此交融，集中展现校园生态、绿色和人文的空间特色，塑造多元生动的交流场所，营造现代校园场所氛围，如图7所示。

绿化设计中强调系统性和生态性。结合建筑布局和空间轴线的同时，将校园庭院绿化和周边环境融为一体。在植物配置方面，结合潍坊当地的气候特点，增加乔木的多样性。同时，结合小学生的心理特点，增加彩色树种的比重。此外，组合布置高大乔木和低矮的灌木，丰富绿化的层次，打造更优美的校园环境［16］，如图8所示。架空教学楼的架空层和入口广场等空间共同形成了校园内的主要景观视轴线，并利用外部空间中多层次园林化处理方式形成一种具有核心组织的空间景观，成为校园景观系统的视觉中心。校园内各主要功能区之间既有联系又相对独立，使最终形成的绿化景观系统呈现多层次、立体化的特点。绿化用水应采用节水高效的浇灌方式，在美化环境的同时秉承绿色节约的理念。

图7 景观系统设计分析图

3．5 绿色建筑技术

大观小学方案设计中采用了多方面、多形式的绿色技术手段，如图9所示。

（1）适宜的室外物理环境 通过将建筑体量合理的摆放在基地中，形成一定的建筑与外环境的关系，从而创造出适宜的室外物理环境，包括使用者在室外和建筑内部都能感受到适宜的光照和舒适的风环境［17］。

（2）太阳能光伏发电 太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响、不用开沟埋线、不消耗常规电能以及只需阳光充足就可以就地安装等特点，受到建筑界的广泛关注［3］。又因其不污染环境，而被成为绿色坏保产品。校园内的太阳能路灯在白天吸收自然光，夜幕初降时便可为校内师生提供照明。

（3）屋顶绿化 屋顶绿化对屋顶的承重性和防渗透性均有较高要求，后期养护成本也远高于无绿化屋顶。而以种植植物的方式做屋顶绿化，既能减轻屋顶承重防止水、泥土渗漏，后期养护方便。生态袋装有植物生长所需的土壤、肥料等必要元素，使用寿命长，十几个生态袋铺设在一起，便可在生态袋上面种上花草树木。在生态袋上种植各类适合当地生长的喜阳植物。

（4）景观生态中庭 景观生态中庭不仅能为建筑创造良好的视觉体验和多元化使用空间，更人性化的打造整体办公环境。而且能改善气候调节建筑环境，节约能源，减少碳排放。

（5）生态停车 地面停车场为生态停车，为基地提供更多停车空间的同时降低车行速度，创造更安全舒适的步行环境。停车场铺设渗水路面，增加雨水渗透量，降低地表径流［18］。部分景观树阵池和基地内景观水系设置成小型暴雨排水池，就内部种植水生植物，在暴雨季节缓解基始的排涝压力净化雨水。

图8 绿化系统植物组合分析图

图9 方案中的绿色节能技术图

4 结语

作为一个育人的环境，小学校园建筑设计营造出的空间氛围必须要具备知识性、积极性等特点，学校的建筑设计除了要考虑美观、实用、经济等因素之外，更重要的是要做到寓教于乐，将良好的自然环境和人文环境创造出来。潍坊市大观小学设计在充分满足了学校设计的基本功能要求以外，也为学生提供了一个舒适、和谐的学习生活环境。