高等学校建筑设计技术策略研究——以大连三寰能源学院项目施工图设计为例

池永军

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海）

1 项目概况

大连三寰能源学院建设项目位于大连市高新区英歌石村高差42.00m的山地，占地面积约30.0万m2，总建筑面积14.2万m2。使用方为中国科学院大学及中科院大连化学及物理实验室。所以校区设计既考虑学生培养也有实验研究机构，学校由教学区和生活区共18栋多层建筑构成，教学区由图书馆、阶梯教室、教学楼、实验楼、行政中心、会议楼、餐厅等构成；生活区由宿舍、食堂、博士公寓、游泳馆、体育馆、操场、接待楼、实验室仓库、垃圾处理站构成。2019年开始施工图设计，于2021年竣工并运营（见图1）。

图1 项目实景鸟瞰（图片来源：大连易合嘉地产有限公司）

2 高校开发建设特点

2.1 高校开发建设模式形式多样

目前高校开发建设主要有两种：一是传统高校由于规模扩大，在原校区基础上扩建新校区；二是融资投资主体作为承担建设开发主体（或与具有开发主体资质的单位合作），引进高水平高等学校作为使用方落地，通常为中外名校。建设地点通常在城市新区建设，土地成本较低，便于控制总体投资。每种模式逻辑下的建设开发和设计模式区别明显。

2.2 专项设计众多

1）厨房 高校建筑要求功能齐全，涉及二次专项设计及深化设计众多，如集中餐饮的食堂，面积较大、就餐人员较多。厨房区域内需考虑主食、副食库及厨房设备，如加工区燃气灶数量及排布、料理台、储物柜、消毒机，洗菜、洗碗排水点位和管位走向及明沟构成的排水系统等；同时需要排油烟、事故排风、补风、空调系统等机电系统及相应的机房和管路等二次专项设计。

2）幕墙 高校建筑中的标志性公共建筑如图书馆、体育馆、文化会议中心采用造型新颖、表皮变化丰富、多立面材料等一系列公共建筑幕墙体系彰显文化性质。按照《住房城乡建设部 国家安全监管总局关于进一步加强玻璃幕墙安全防护工作的通知》（建标〔2015〕38号），临近道路、广场及下部为出入口、人员通道的建筑，严禁采用全隐框玻璃幕墙。以上建筑在2层及以上安装玻璃幕墙的，应在幕墙下方周边区域合理设置绿化带或裙房等缓冲区域，也可采用挑檐、防冲击雨篷等防护设施。

3）智能化 高校除了通常的安防监控、广播、网络、电话、一卡通系统、电子会议系统、无线覆盖系统、无线对讲系统及大屏显示系统外，还需要舞台音响扩声系统，教学视音频及多媒体教学系统，以及实验室的智能化控制系统，包括对通风柜实验室负压补风系统的智能化控制系统。

4）实验室技术工艺需求 理工科大学及研究型高校对实验室的配置和要求比较高，如物理化学室的试验台，以及需要通风柜设计，如物理化学实验室的废料废液的火灾危险性为甲级，需要特殊设计。

2.3 功能多，涉及众多规范

建筑单体设计包括公共教学楼、公共实验楼、院系学院楼、综合型教学建筑、图书馆、活动中心、学生宿舍和食堂，以及学生宿舍、教师公寓、学校行政楼、体育馆和会堂等，涉及办公、宿舍、饮食、体育建筑、科研、教育等多种规范。

2.4 新建校区周边配套不成熟

大部分新建校区建筑用地条件尚不成熟，需要综合控规及交通、水利、绿化等专项规划进行设计，其中规划标高及道理管线规划作为重要的外部资料。此外特殊地貌如山地需要统筹考虑工程造价、建筑功能分区及竖向设计进行合理设计。

3 建筑设计技术难点及解决策略

3.1 挡土墙设计

该项目采用不同标高的台地设计顺应场地，其中大量应用不同类型的挡土墙。与建筑相关联或建筑功能影响而产生的挡土墙，采用悬臂式、锚杆式。高度小于2.5m且基于原土质层以上的采用重力式挡土墙。

挡土墙与主体建筑紧邻时有2种做法，其中一种是挡土墙与主体建筑外墙兼顾，做法同地下室外墙做法。主体建筑内部墙体采用普通砌体墙，外部墙体采用钢筋混凝土，且为挡土墙受力不影响建筑结构设置变形缝（见图 2）。

图2 挡土墙与主体建筑外墙节点

另外一种挡土墙与主体建筑形成空腔，采用悬臂式、锚索挡土墙，其主体建筑内的墙体按地下室外墙做法进行防水卷材设置。由于悬臂式、锚索挡土墙需要设置排水孔，空腔内设计排水沟进行有组织排水。挡土墙与建筑搭接时均应设置变形缝，变形缝无防水保温要求，用麻丝填缝（见图3）。

图3 挡土墙与主体建筑外墙及空腔

3.2 建筑净高控制

本项目分为教学区和生活区，各楼建筑消防高度均小于24m，属于多层公共建筑。耐火等级为地下一级，地上二级。优化土建及机电管综保证了主要功能区的净高要求。

3.3 教室平面布置特点

教室设计规范依据JGJ 91—2019《科研建筑设计标准》、建标191—2018《普通高等学校建筑面积指标》、建标197—2019《高等职业学校建设标准》，部分参照GB 50099—2011《中小学校设计规范》。其中在教室平面布置方式上，规范对大学、高等学校无相应规定。大学和中学的教室平面布置原理上是相通的，尽可能按规范《中小学校设计规范》要求布置。满足以下条文：各教室前端侧窗窗端墙的长度不应小于1.00m，窗间墙宽度不应大于1.20m；普通教室、科学教室、实验室、史地、计算机、语言、美术、书法等专用教室及合班教室，以及图书室均应以自学生座位左侧射入的光为主。

3.4 厨房专项设计

3.4.1 设计内容

1）暖通系统 包含消防系统（排烟、排风、消防补风）和排油烟系统（排油烟、厨房事故排风、厨房补风）。

2）厨房排水系统 厨房设备点位、厨房排水系统、消防喷淋系统。餐饮厨房排水需经室内隔油器（带电热除油功能，由小业主二次装修时自理）、室外埋地隔油池两道隔油后排至室外污水管网，排水出水水质需满足当地污水排放标准。建筑面积大于1 000m2餐厅的烹饪操作间的排油烟罩及烹饪部位应设置自动灭火设施，并应在燃气或燃油管道上设置与自动灭火装置联动的自动切断装置。

3.4.2 设计要点

1）屋面设备布置 排风井与空调井位置布置组合时需考虑屋面设备机组排布。排烟井、事故井预留井道接管方向多方向有效合理布置排烟管，其应远离室外空调机位。

2）厨房给排水设计 厨具的给水点、排水点位布置→排水点接入排水沟→排水沟串联排出，厨房隔间排水沟设置在居中区域，全部排水沟用暗管连接并统一排走（整体降板有利于后期深化更改布置）

3）消防 厨房、就餐区可为一个防火分区，有明火区域厨房与其他区域采用耐火极限≥2h的防火分隔；厨房与餐厅做防火分隔时避免售卖窗口设置成乙级防火窗。

3.5 游泳馆

体育建筑应根据所在地区、使用性质、服务对象、管理方式等合理确定建筑的等级和规模。比赛建筑主要由比赛场地、练习场地、看台、各种辅助用房和设施等组成。本校的游泳馆主要以训练为主兼顾比赛的需要。依据JGJ 31—2003《体育建筑设计规范》，本校区的游泳馆按丙级标准设计。池尺寸50m×21m×2m。日常使用时用沉箱设置浅水区，训练比赛时满水池为2m深。

游泳馆疏散人数按照人均4m2水面面积计算，防火分区计算面积时扣掉水面面积。室内游泳池净高结合室内管线综合和天花装饰，水面吊顶高，池岸空间天花吊顶稍低，形成有序的室内空间体验。

游泳池设备机房应设置检修孔并通过管廊与水池连通。其中泄水孔安全设计尤为重要，需跟踪厂家深化设计。泳池屋顶设置的空气源热泵需考虑把空气热源泵供回水管从屋面接至游泳池设备间，屋面设备机组需考虑结构预留基础，从机组连接至设备间路由考虑对屋面的影响。

3.6 篮球馆

依据《体育建筑设计规范》，本校区的体育馆按小型（小于3 000座位）标准设计。场地大于38m×20m，训练场地安全距离大于2m，四周临近墙体等坚固障碍物时，边线和端线外安全距离应大于2m。学校篮球馆中除固定看台外还会设置活动看台，活动看台人数也考虑了疏散。

3.7 消防设计措施

防火规范规定，防火分区内转角两侧墙上的门、窗、洞口之间最近边缘的水平距离不应小于4.0m。尤其关注门厅挑空区属于首层的防火分区，其与上层外窗间按照防火分区之间的门窗洞口考虑。

建筑外墙上下层开口之间应设置高度不小于1.2m的实体墙或挑出宽度不小于1.0m、长度不小于开口宽度的防火挑檐；当室内设置自动喷水灭火系统时，上下层开口之间的实体墙高度不应小于0.8m；幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙应采用防火封墙材料封墙。

3.8 优化外立面构造

教学建筑主要由教学楼、实验楼、图书馆、宿舍、食堂等部分组成，建筑外立面采用深红色面砖。根据多地出台条文政策及技术规定的相关要求，确定外墙面砖及保温材料在实际工程中的应用。通过限制建筑高度、加强机械锚固措施，使之能承受风荷载、自重的作用，经与节能专家了解，结合当地气候条件，本项目贴面砖外墙如下做法：300mm厚蒸压砂加气混凝土砌块外挂钢丝网抹灰后贴面砖，同时在外墙梁、柱等冷桥部位的内侧增设20mm厚玻化微珠保温浆料石膏基；外侧梁挑耳处留出30mm厚凹口用玻化微珠保温浆料水泥基抹平，但要求蒸压砂加气混凝土砌块的施工灰缝宽度必须严格控制在不大于3mm的范围内。

4 后期现场配合重点

4.1 总体

1）景观地形等高线标高与建筑单体标高、室外出户管线标高的复核。

2）单体周边挡土墙外饰面与建筑立面材质协调统一。

3）结合景观布置无障碍坡道。

4）景观挡土墙基础对设备出户管线的影响。

4.2 材料样板比选

1）教学区采用红色面砖，彰显建筑性格。生活区多种外装饰材料搭配，建成后外观效果丰富多样，与周边山地景观相呼应，风格显著。其中总包要根据样板提供多种相近材料供设计比选，需要作小型视觉样板，设计和业主认为效果满意后再封样。

2）宿舍首层石材颜色、分隔样式。

3）空调室外机防雨百叶样式。

4）防火门样式比选。

4.3 巡场发现问题

1）地上与地下楼梯间耐火极限≥2h的防火隔墙未完全分隔开。

2）VRV空调室外机的高度比方案设计的立面装饰格栅要高，室外机未完全遮挡。

3）首层空调室外机位置未做结构板，存在不均匀沉降。

4）宿舍剪力墙结构体系中暗梁下机电管线净高影响装饰吊顶完成面高度。

5）A13号食堂室外开敞阳台未设置地漏。

5 结语

在城市建设扩张和科教兴国战略全面落实的大背景下，随着教育理念的更新，当代高等学校校园建筑呈现多元复合的发展趋势。高等学校建筑设计工作是一个多功能建筑群的系统工程，其建筑技术策略涉及建筑工程主体、专项及二次深化设计，决定了高校建筑的功能性和品质。本文基于高等学校建筑设计技术策略的视角，对高校建筑设计进行总结，以为校园建筑设计提供参考。