高校“消极空间”教学楼屋顶公共空间设计探究

张 慧

（安徽信息工程学院，安徽 芜湖 241199）

伴随着我国高等院校事业的迅猛发展，不断涌现出校园用地面积减少、教育资源不足等现象，因此充分利用教学楼屋顶这一“消极空间”资源显得十分必要。高校教学楼屋顶公共空间的设计不仅可以改善校园日益紧张的活动空间问题，有助于生态节能技术的实践，而且能够营造富有文化内涵、使人流连忘返的校园特色空间。同时，改善校园环境中的消极空间，对高校校园建设乃至城市建设都有着锦上添花的作用。

通常，我们将整个大的空间环境中，那些没有被利用到的，或者不能给使用者带来愉悦心理感受的空间，称之为“消极空间”[1]2。近年来，由于高校的急剧扩张，校园空间环境建设愈发缺乏独特的校园文化与个性化设计，尤其是新校区的建设差异性越来越小；部分校园建设中，设计师过度追求校园公共空间面积率或单纯追求视觉上的设计美感，设置过多的大面积草坪及过于空旷的下沉广场等空间。但事实证明，师生对这些场所的使用率并不高，有时甚至成为师生抄近道的路径选择，这样的空间设计毫无指向性作用，成为装饰校园的布景板，而非真正意义上的师生交流空间[2]。长此以往，校园内这样的一部分空间则可称为“消极空间”。

在大学校园中，建筑构筑物是高校空间环境中的主要组成部分，其中教学楼可以算是高校建筑构筑物中重要的分支，在校生大多数的学习时间都是在课堂上进行的，而教学楼则是教学课堂的重要载体，但教学楼的使用面积是有限的。从大数据显示得知，大多数高校建筑屋顶空间因没有得到有效的设计改造再利用，这一部分就成为校园的“消极空间”。

屋顶作为建筑的“第五大立面”[1]4，要利用好屋顶空间，设计者需要在改造或建筑体构建之初就考虑其中，将校园建筑空间设计及校园公共景观设计相互关联，进行全方位的设计考量，极致提升空间使用率。若能积极地改建或构建好教学楼屋顶空间，则可以将该部分校园“消极空间”转变为“积极空间”，为校园环境增添一抹亮色，让学生产生更多的认同感和归属感，乐在其中。

一、高校教学楼屋顶空间目前存在的问题

随着高校规模的日益扩大，校园建筑物日益增多，屋顶公共空间场地也日趋增多，但由于各高校未能对其进行有效的改造再利用，导致校园中有效的公共空间使用率日趋低下，“消极空间”的扩大在一定程度上影响了师生的校园学习生活质量。因此，无论是从校园教学楼屋顶空间营造的角度出发，还是从校园整体环境或是从校园所处地域的城市环境着手去探讨，不难发现，依然存在着诸多问题。

1. 屋顶空间目前闲置较多，缺乏利用改造且具有安全隐患

随着高校规模的不断扩大和快速发展，教学和公共活动空间紧缺，多数学校选择扩大地块、新增建筑物来解决问题，忽略了现有教学空间的再利用与改造，从前期的调研数据来看，大多数校园的教学楼屋顶空间处于闲置状态或者堆放杂物，空间利用率极低，甚至产生了一定程度的安全隐患，导致有学生在屋顶发生意外摔伤及坠楼等安全事故。

2. 缺乏对校园文化特色和城市地域特色的双重考量

随着城市空间的不断发展，目前已有大量城市公共建筑的屋顶空间已被合理利用，商业建筑空间、住宅屋顶花园的营造极具代表性，在提高城市公共环境空间使用率的同时，也改善了城市高空景观，打造俯瞰城市美景的别样视角。反观高校近年来的发展现状，作为城市环境中重要的组成部分，在大力建设新校区的同时却忽略了自身个性化的校园营造，以及特色化的校园文化展示，校园历史文化的延续性在一次次建设中未能得到应有的延展，在屋顶空间营造上的校园文化展现更是凤毛麟角。首先，大学校园是体现场所精神的重要载体，如果能够在教学楼屋顶空间传达出校园文化特色，让其具有一定的场所精神体现，不仅可以较好地利用其空间，还可以让校园师生达到一种强烈的归属感和认同感；其次，在空间设计中除了应体现具有本校的特色文化外，还应体现所属当地城市的地域文化，从而塑造出兼具地域和校园双重文化属性的屋顶空间。

3. 缺乏校园整体建设规划

目前有部分高校已经开始注重教学楼屋顶的空间营造，但基本都属于相对独立的空间设计，与该教学楼的属性以及校园环境氛围、文化等内容关联度不大，缺乏设计的统一性和连续性。大多数屋顶空间只是在场地中放置一些盆栽植物等，或仅仅追求视觉上所谓的设计感，缺乏实用性的设计考量。从大多数的校园鸟瞰来说，更多出现的则是“千顶一面”的局面，缺乏对建筑“第五立面”的设计营造。目前，多数院校均没有将屋顶空间纳入教学楼设计以及整体校园的规划建设之中，任其成为校园的“消极空间”。

二、高校教学楼屋顶公共空间的安全考量

教学楼的使用人群大部分都是在校师生，安全性显得尤为重要，它直接关系到学生能否安全成长，关系到千万学生家庭的幸福安宁和社会稳定，校园安全问题已成为社会各界关注的热点问题。由于校园屋顶空间场所的特殊性，在设计中如何最大限度地避免意外事件的发生则显得极其必要。

校园屋顶空间安全隐患主要为高空意外坠落、意外摔伤、不规则物件擦撞、高空坠物和紧急情况下人流疏散等问题，因此在设计中应极力避免此类问题的发生。设计前应先征询专业建筑人员，对房屋结构、屋顶楼面承载压力情况进行评估，避免设计中过多运用厚植土壤、钢构铁艺等对屋顶结构安全产生影响。设计时应运用动线设计原理规范空间中师生活动人员的流动范围，使其远离楼顶四周的压檐墙，可以在压檐墙附近布置绿植等作为隔断，隐形阻拦活动人员靠近屋顶边缘，避免发生高空意外坠落事故；路面设计尽量平整，不设过多高差，通过设计细节将不平整的突出物遮蔽或修补平整，或明确相应台阶等标识，路面铺装选择防滑材质的材料，在人员动线上不设计阻挡视线的景观装饰，防止人员行进过程中意外摔伤；设计中可运用灯光、小品、色彩涂装等不同手段装饰空间，起到安全提示的作用，防止师生在空间活动中意外擦撞到坚硬物体；设计中所有材料摆设均应牢固固定，压檐墙边不应设置过高易落物品，避免因楼顶风力较大吹落造成高空坠物伤人事故；设计中应有消防安全考量，进出口数、走道宽度、电梯楼梯设置应符合教学楼屋顶空间人流量需求，设置消防器材，避免发生紧急情况时出现师生疏散不及造成踩踏事故等。

总而言之，安全性是基础性问题，安全考量应体现在教学楼屋顶公共空间设计中的各个方面，一切设计皆要考虑是否对安全有利，一切对安全有害的设计皆不可用，把牢安全底线，构造安闲平和的校园屋顶空间，使校园屋顶空间成为一个安心闲适的积极空间活动场所。

三、高校教学楼屋顶公共空间设计策略

为了有效利用校园教学楼的屋顶空间，减少校园“消极空间”，提高绿化覆盖率，完善校园中的绿色景观，美化校园环境，实现人与自然的和谐，高校屋顶空间设计需要充分考量高校的外在空间格局和内在场所精神，在规划设计中体现出一定的统一性和连续性，使营造出的屋顶空间能够与校园的整体公共空间存在一定的呼应，将屋顶空间建设成为校园特色文化的一项重要组成部分，实现设计在协调人与自然和谐共处方面的意义，创造出最大化的“积极空间”环境效益。

1. 教学楼屋顶公共空间的设计思路

教学楼屋顶公共空间可用作师生休闲、交流和学习的空间，可以让师生们体验站在高处时不同的景致，放松身心，从而为师生创造一个区别于传统模式的绿色学习环境。试想能在校园中拥有一个兼具绿色生态学习功能的屋顶空间是多么惬意的事情。在教学楼屋顶空间设计营造中，首先，在宏观层面，设计者需从学校的整体环境架构出发，了解学校的环境规划和校园文化等内容，将教学楼屋顶空间营造纳入教学楼建筑设计、校园环境整体规划之中，做到与校园整体布局相融，凸显校园特色文化；其次，充分考虑教学楼的教学属性，以教学楼受众群体的使用需求为出发点，对该场所进行空间序列的组合、场地设施的安排等；再次，在微观层面，以教学楼屋顶实地现状为依据，考量该教学楼实际的承重力情况，做到相对减少对屋顶承重的压力，最大限度地发挥屋顶积极空间的作用，使其界面空间具有一定的安全性、连续性和整体性，满足师生日常学习、休闲交流等需求，展现其场所精神，发挥其生态景观作用，做到功能性和艺术性的有机统一，探求屋顶空间的最大潜能，最终实现屋顶消极空间转化为积极空间的目的。

如内蒙古农业大学新校区主教学楼屋顶空间的“云上”空间设计，其设计理念主要从楼顶现状出发，以内蒙古地区极具民族特色的“哈达”为主要设计元素，利用哈达的颜色、造型等特征营造出多个大小各异的校园屋顶空间，并结合智慧云端等智慧工具，打造出智慧校园领域下的智慧“云端”屋顶空间[3]57。

2. 教学楼屋顶公共空间的设计原则与方法

（1）凸显整体思维，构建协调统一的校园空间

系统哲学论认为，整体大于它的各个部分的总和。所谓整体思维，是要将研究对象作为一个有机的整体对待[4]43。因此，在设计之时就需要从整体结构脉络出发，将教学楼屋顶空间与整个校园环境空间内的建筑主体、交通道路、景观水系、文化内涵等内容元素相关联，通过统一的规划将其与校园环境紧密融合，将个性融于共性，部分匹配整体，进而使屋顶空间设计与校园其他界面空间设计具有连续性和整体性，从而塑造出全新的校园环境空间。典型案例当属全球15大最美校园之一的新加坡南洋理工大学，屋顶花园随处可见，屋顶空间的设计贯穿整个校园规划设计之中，两大地标之一的艺术与设计学院教学楼，三栋相连的建筑围成一颗心型，俯瞰又似一只眼睛，无需爬楼沿着屋顶特制的绿色斜坡就可以走进神奇的屋顶世界，整栋建筑又被屋顶设计融入校园空间中。而且屋顶设计将节能环保理念贯穿其中，通过草坪屋顶降低室温、收集雨水灌溉植被等手段达到节能减排的设计理念。

（2）满足使用需求，打造多功能的教学楼屋顶空间

教学楼屋顶活动空间设计主要是形成供师生室外学习、休闲、娱乐的功能空间，以此延续校园公共空间功能、丰富校园公共活动。如香港城市大学的教学楼屋顶空间，其设计主要以景观为主，以增加校园绿化率、给建筑使用者提供更多的室外活动空间为主要目的。香港理工大学红磡湾校园的屋顶空间则是设置了露天咖啡吧和一些功能性的休闲活动场所来营造屋顶空间[5]。

基于屋顶空间和校园环境的独特性，在校园建筑屋顶空间的设计准则和高校师生行为活动需求的共同推动下，以艺术设计学院教学楼的屋顶空间营造为例，可设计以下相关功能空间：依据教学内容、形式等行为活动组成的教学展示空间；依据园艺观赏、户外写生等行为活动组成的园艺景观空间；依据休憩阅读、学术交流等行为活动构成的休闲学习空间；依据放松休闲、舒缓身心等行为活动组成的运动舒缓空间。如浙江理工大学21号楼的屋顶空间，作为艺术与设计学院生态营造与参数化设计实验室基地，耗时两年打造了多重能量循环系统，设计出集教学科研与休憩娱乐于一体的活动场所，既营造便于学生学习交流与科研教学等活动的场所空间，也将其作为一个典型示范点，用作宣传生态环保、科技展示等用途[6]。

优化空间功能，在设计中可采用对景、障景、框景等设计手法合理有序地组织各个空间序列，为师生们提供一个舒缓身心、休闲娱乐、学习交流的活动场地。针对艺术设计学院教学楼这一特殊属性，可依据艺术创作为本的设计理念打造寓教于乐的学习园、趣玩园，营造浓郁的艺术气息，让师生不仅能从教学楼外观上分辨出艺术设计学院，还可从屋顶顶层空间设计中一目了然。可通过前导、高潮、演进、后续四个空间形态的收放突出主体空间，使空旷的屋顶空间生动、活泼，增强空间的节奏感，同时也可以让艺术设计专业的学生在屋顶空间进行室外写生创作等活动。华南理工大学建筑学院的屋顶空间就是以此为目的进行设计。教学楼的屋顶花园理应给师生创造一种功能明确、生态美丽、舒适安全的学习交流环境。

（3）注重以人为本，营造宜人尺度的教学楼屋顶空间

空间设计的意义在于提升人的满意度和获得感，出于人性化的考虑，设计者在设计教学楼屋顶空间时，需要从使用人群尤其是师生的行为需求、心理层面出发，充分考量师生的活动方式和行为习惯，注重其空间感和节奏感的营造，不过多追求设计的形式感，避免产生不合时宜的空旷消极空间。要从学生的学习、休闲、运动等功能性出发，设计中体现适宜的人性化设计及准确亲和的尺度关系，形成宜人的屋顶积极空间。

在流线设计层面上，可采用网格式的设计手法，将每个功能区域巧妙地串联起来，可形成一条环状的主要路线，丰富使用者的步行空间体验，注重舒适感与亲切感，让师生们可以愉快的学习和休憩。主要路线可糅合在各功能区域之间，次要路线可为静态空间的漫步道路，在设计中可没有所谓明显的道路，将流线融合在各个节点中，让人们感知空间、感知校园。如湖南农业大学图书馆的屋顶，则是利用屋顶本身的高低落差进行区域划分和流线设计，在丰富空间层次的同时，还能让师生享受到趣味多变的多样化空间感受。

（4）彰显文化底蕴，塑造延伸交流的教学楼屋顶空间

在屋顶公共空间设计塑造之中，文化性的设计更多的是体现校园文化和地域文化特色，赋予景观以文化内涵，以此塑造校园的标记与象征，适应周边的校园环境肌理[7]。譬如构建与校训、学院特色相关的文化内容景观载体，显性文化与隐性文化表达并存，不要过于突兀的呈现，让学生在潜移默化之中感知校园文化氛围，引发联想，产生共鸣。在屋顶空间中，人们既可以看到学校的整体环境，也可以在其中感受到屋顶空间的宜人场所性。如艺术设计学院教学楼在屋顶公共空间设计中，可选择部分墙体空间让学生自行绘制具有艺术特色的墙绘，或者保留部分空间以备学生举办户外艺术展览等，使人不仅能从建筑体外观形态、建筑内部看出它是艺术楼，还能从屋顶公共空间中感知它的独特性。如此，既可以适度展现校园文化及地域文化，也可以塑造出富有文化底蕴、地域特色的校园屋顶空间。

例如，位于呼和浩特市的内蒙古农业大学教学楼营造的屋顶空间加入“嘉禾依田”元素，设计结合学校自身优势学科——草业科学，在主教学楼屋顶空间中设置草业文化种植试验区，不仅将屋顶这一空间完美地利用起来，同时也在一定程度上表现出农业院校这一特殊的文化属性，不仅增添屋顶空间的寓教意义，也让屋顶空间具备一定的校园展示作用，使校园文化得到良好的延续，以此达到让“校园文化走出去”的美好愿景[3]58。

（5）遵循可持续发展原则，创造绿色生态的教学楼屋顶空间

屋顶公共空间设计中可利用生态原理，不单单是增添几抹绿色，更应该注重的是生态科学技术的加入，使建筑与外环境建立可持续发展的融合交流。设计者在屋顶空间设计时，可根据高校各教学楼的属性及实际现状进行对应的屋顶绿化、雨水收集与利用，以及太阳能、风能等要素考量设计。对于高校而言，节能减排、降低电力负荷是校园建设的发展趋势，绿色建筑的校园理念日趋明确，因此，在高校教学楼屋顶空间设计中，低碳环保的理念和光伏绿电、雨水回收灌溉等技术的应用已逐渐成为未来主流设计理念，在设计中注重高新技术的引入，以求达到高效节能、智慧控能、减排降耗、低碳环保等设计目标。

如澳大利亚墨尔本伯恩利大学，该校一直在可持续发展、建筑绿化等方面有着创造性的研究，其屋顶设计秉持生态理念，分成三个不同却又相互融合、层次分明的植物群空间，在体现生态性的同时，每一个区间的屋顶还有着其独特的科研试验功能。又如同济大学的JOY GARDEN屋顶花园则是利用场地的风环境以及对日照等因素进行模拟分析，从空间的安全性、人性化、环境效益等多维角度去评价并进行设计，辅以参数化曲线流线式设计，从而营造出半围合式的屋顶空间，实现了节能供电、雨水收集净化、屋顶绿化灌溉等功能。在提升屋顶绿化环境的同时，使消极的屋顶空间转变为“积极空间”，发挥生态效益和社会效益。

3. 教学楼屋顶公共空间的设计要素

（1）植物设计

教学楼屋顶空间最主要的构成部分可以说是植物。在设计时可以选择高校当地特有的乡土树种、花卉等园林植物，尤其是能改善空气质量、吸收污染的植物，通过层次分明的设计摆放，使屋顶空间环境展现出层出不穷的景观，让植物在一年四季变换中产生生动的表情。充分利用教学楼的屋顶空间，最大限度地增大绿化面积，合理优化地进行植物空间布局。设计时需要考虑到户外空间的日照等天气因素，选择喜光的浅根性植物。另外，在做屋顶空间设计时，需要考虑植物种类、形状的多样性，可营造立体式绿植，保持四季常青，这将给屋顶空间带来强烈的视觉效果，同时也可利用植被形成柔软的边界，给使用者带来舒适的环境，植物千变万化的色彩更增添了屋顶空间的迷人魅力。如华南农业大学农学院屋顶是通过对植被统一的盆栽以及箱栽的方式进行屋顶空间设计管理。位于芝加哥大隧道附近的芝加哥盖瑞康莫尔青年中心屋顶花园[4]33，是景观园林设计师与建筑师进行紧密合作的产物，该设计运用超出传统观念的创意理念、丰富鲜明的色彩进行分区域的植被有土栽培，将有机农产品耕作地营造成一块可供人小憩的场所，达到视觉和功能的双重设计需求，该项屋顶花园设计也因此获得美国风景园林师协会（ASLA）综合类设计荣誉奖。

（2）材料选择与铺装设计

在材料选择方面，首先，屋顶空间地面部分应以满足功能需要的绿色环保材料为主，地面材料可选择防腐木、鹅卵石等，要注重防滑、耐磨等，立面材料可选择防水砖等，务必要体现出生态环保可持续发展的原则。其次，因屋顶空间的场地独特性，可根据师生公共空间活动中的行为特征，适当利用指向性的材料和铺装设计引导师生们的流动路线方向，同时呼应整个环境区域间的设计，使其空间中的公共服务设施、廊架、绿化和景观墙等融入整体和谐的空间之中，同时兼顾不同的区域，力求在每个功能空间都给人带来不同的视觉感观，又能使得每个建筑的屋顶空间形成一个整体，以求达到融入校园环境肌理的作用。例如，暨南大学惠楼的教学楼屋顶，地面大面积是仿真草坪以及木质的矩形栈道相结合，在节点转角处设置了一定数量的遮阳伞帐篷、石桌、坐凳等，以此方便师生的学习交流等。

（3）灯光设计与小品设计

在教学楼屋顶空间设计中，可以投射灯和线性灯为主，选择符合空间氛围的灯光，打亮景观物件，营造温馨舒适的气氛，增强空间的舒适性，还可以注重声光电影现代化智慧设施的设计。屋顶花园空间的景观小品设计需要符合其建筑风格以及校园文化特色，譬如符合场所精神的景墙、秋千、廊架、座椅等，使其具有一定的参与性和趣味性，同时也成为整个空间环境的一大亮点。基于屋顶空间这一特殊场所，在公共艺术小品、公共设施设计中也应充分考量其安全性和人性化设计，如依据人们的需求适当利用小品进行动静空间区域划分，注重使用者的私密性和开放性，让人们可以舒适地停留在此空间环境中。如中山大学的教学楼屋顶设计则是以艺术灯具、木质坐凳等小品设施来让整个空间中处于不同位置的人产生置身不同空间的感受。

四、结语

校园空间俨然一个小型的城市社会空间，随着经济社会的飞速发展，师生在校园学习生活中的压力也迫切需要得到更好的释放和更多的重视。教学楼空间作为师生学习的重要场所，其屋顶公共空间如何能从“消极空间”改善成为校园极具特色的“积极空间”是值得不断探究的课题。屋顶空间设计作为校园整体空间环境设计一个长期被忽略的部分，随着时代的发展正逐步凸显其重要的设计意义，优秀的屋顶空间设计不仅可以满足师生们学习工作、调节身心状态的环境需求，也是建设和谐美丽、绿色低碳校园的重要补充。