兼顾城市应急功能的校园设计
——以日本为例
2023-09-17辛方正马源鸿付本臣
辛方正,马源鸿,付本臣
0 引言
我国的新型城镇化进程已进入高品质提升、高质量发展阶段,增强城市安全韧性能力是“十四五”期间的重点任务之一,完善应急避难场所规划布局,依托现有设施建设集多功能于一体的综合性应急避难场所成为重要课题[1]。学校作为政府投资的公共设施,覆盖面广、辨识度高、室外场地面积大,是城市重要的应急资源,如深圳市应急管理局发布的室内外应急避难场所名录近半数为学校,然而目前将城市应急功能纳入校园建设体系,仍缺少相应的保障措施和规范标准。
日本作为灾害大国,学校(尤其是公立学校)是其各级行政区划下重要的避难场所。2011 年日本文部科学省1)明确提出,“在今后的学校设施建设中,不仅要具备教育功能,还需要实现具备作为避难所所需的各种功能[2]”。根据日本政府统计,2017 年,日本公立学校的避难场所征用率已达92.1%(图1),2021 年,学校设施在各类避难场所中占比最高达58%(图2),“兼顾城市应急功能的校园”成为日本城市应急系统与学校跨机构合作、资源共享的重要应急处置模式。作为城市综合防灾体系下的重要一环,平时,校园除开展正常教学工作外,还可组织社区防灾教育、演练活动,储备应急设施和物资;灾时,校园转换为避难场所收容灾民,用于紧急、临时避难和恢复期长期安置,并作为地方灾害对策本部,统筹上下级灾情信息,决策和协调抗灾指令,组织其他社会机构共同开展应急工作。因此,日本校园的城市应急功能建设经验及空间设计经验,对探索适合我国国情的校园避难场所发展途径、提升城市应急性能具有重要的借鉴意义。
1 日本政府指定设施为避难场所的征用率(2017年)
2 日本各类避难场所总量占比(2021年)
1 日本校园城市应急功能的演进历程
为应对频发灾害,日本早在1947 年就制定了《灾害救助法》[3]确保防灾工作落实,如今,日本政府从体制组织、法律制定、社会联合防治多维度建立了综合防灾体系[4],校园在其中占据重要地位。文部科学省自1992 年起颁布的一系列“学校设施建设指南”2),也奠定了校园从灾前预防到灾时应对再到灾后恢复的关键作用。以《初中学校建设指南》[5]为例,截至2022 年共修订了8 次,确立了初中学校作为城市防灾设施的基本方针。
20 世纪末以来,日本校园的城市应急体系伴随着重大灾害事件不断改革完善,总体发展表现为从单一化的防灾征用管理,走向精细化评估和设计,并逐步确立了分阶段的应急管理机制。统计总务省消防厅、国土交通省历年发布的避难场所建设数据和灾害监测数据,并梳理文部科学省的校园避难场所调查报告以及校园防灾体制的相关发展、灾害防治政策文件,以阁府防灾情报科发布的标志性灾害事件[6]为节点(表1),可以将日本校园的城市应急体系发展历程大致分为3 个阶段(图3)。
表1 标志性灾害事件及学校型避难场所使用数据统计
3 影响校园应急功能演进的重要历史事件
(1)阪神大地震后:明确校园作为避难场所的基本应急机制
1995 年的阪神大地震超过180,000 人被疏散到学校避难,约占总避难人数的60%,避难学校中包括383 所公立学校、12 所私立学校[7]。日本政府以阪神大地震为契机,在灾后发布了“关于强化学校等防灾体制”报告,明确了“校园兼顾城市应急功能”的概念,并以灾前预防为目标,建立了以幼儿园、小学、初中、高中、特殊教育学校、社会教育设施为中心的防灾避难体制,从防灾规划、防灾功能配备、校园避难场所的管理与运营、抗震性、防灾教育等方面建立了实施细则[8-9]。
(2)新潟县中越地震后:建立校园作为避难场所的普查评价机制
2004 年,因新潟县中越地震以及超高频的台风、暴风雪等极端天气侵袭,暴露了仅作为教育设施设计的校园在避难使用上存在诸多问题缺项,普查和后评估成为了第2 阶段的重要工作。为此,2006 年日本政府成立了“学校设施作为避难场所的防灾功能调查研究”的研究小组,首次在全国范围内对公立小学、初中、高中、中等教育学校进行了统计调查,重点关注校园的防灾避难功能现状,空间和设施的平急转换能力,以及在规划和设计中对区域应急的综合考虑[10]。
(3)3·11 大地震后:修正和细化校园避难场所的综合防灾避难功能及应急管理机制
2011 年,3·11 大地震引发了巨大海啸及福岛核电站核泄漏,日本政府意识到,仅一味提升校园避难场所的数目不足以应对复合灾种所带来的破坏,灾变耦联与综合防灾成为政府面临的重要任务。为此,日本政府在灾后成立了“以东日本大地震受灾为背景的学校设施发展研究会”,制定了针对海啸的应急指南以及应对其他灾害的综合防灾对策,同时结合综合防灾体系的“预防—应急—恢复”逻辑,提出了校园从灾害发生到恢复的4 个应急避难阶段,分别为救命避难期、生命确保期、生活确保期和教育活动恢复期[2]。
此外,文部科学省还制定了《学校防灾教育参考资料》[11]《学校防灾手册(地震海啸灾害)制作指南》[12]《学校危机管理手册的编制指南》[13]等政策文件规范,为落实部门和个人应急职责、细化防灾预案、多单位协同应急(教育委员会、防灾负责部门、社区组织)提供了指引。
为兼顾城市应急功能,日本校园发展始终根据地域灾害特点、地理环境、人口变化、学校设施类型不断进行调整和完善。纵观校园避难场所的发展建设数据(图4),自2006 年的首次统计调查[14]至2019 年,日本公立学校作为应急避难场所的占比从89.0%上升至92.1%。除去低生育率、人口老龄化导致学校的合并与拆除所带来的数据波动,校园避难场所的数量始终维持在高水平,覆盖了全国大部分学校。对比我国校园避难场所建设状况,以深圳市为例,截至2022 年,已建成1059 处应急避难场所,其中校园类型的避难场所占比可达56%,全市中小学征用率为74%。校园避难场所建设数量虽然初具规模,但暂未进行明确的指引和定义,也缺乏针对其特殊性的使用与运维的评估考察,校园空间设施的平急转换和使用恢复、人员的转移安置以及防灾教育等方面均存在问题缺项,亟待在日后相关规范标准的修编和制定过程中完善[15]。
4 近年日本校园避难场所建设数据
2 日本校园的城市应急功能实现机制
得益于政府主导,社会多部门以及校园建设者、管理者的协同配合,日本校园从规划建设到空间应急使用都具备了前瞻性的应急手段和精细化的管控机制,保障了日本校园城市应急功能的实现。
2.1 校园规划和建设贯彻平急转换理念
从校园顶层规划看来,中小学在日本行政区划分布均衡,保障了居民就近快速疏散的紧急避难需求。以小学为例,日本政府规定每所小学的适中规模为12 班和18 班,班额人数40 人,若超过规定人数需择址新建学校[16],因此学生数量和校舍规模与社区人口配比均衡,即使日本独立住宅密集、用地紧张,校园避难场所也可以做到覆盖率高、可达性强,满足紧急疏散和精准救援。同时,校园分布与社区人口信息的高度挂钩,便于灾时快速了解人员安全信息,统计避难人数,确定避难场所规模[17]。
聚焦到校园建设层面,几乎所有校园都备有低成本的平急转换预案,日常使用空间可在灾时快速切换为应急区域。例如,针对校园开敞空间多、功能复合度高的特点,日本大部分校园能将停车场、操场快速改建成应急避难场地,而日常储备的水电暖系统以及校园医疗卫生和通讯设备等可快速投入灾时应急使用,因此无需增加额外的建设成本[18]。
2.2 应急管理和空间征用细化操作流程
日本校园建立了精细化的应急管理和空间征用流程,可确保校园在突发灾情时的应急转换,以及后续恢复期的稳定高效运营。日本政府根据避难的4 个阶段,从灾害时间、社会面情况、校园“平—急”功能的转换机制、必要的设备储存等4 个主要方面,规范了校园的灾时应急管理细则(表2)。
表2 校园灾时应急管理细则,引自参考文献 [2],马源鸿 译制
2.3 城市防灾体系发挥校园应急优势
相比其他类型避难场所,日本政府着重发挥校园在综合防灾体系中的应急性能优势,常将其设置为基层避难场所体系的首要基地,承担紧急避灾和长期避难的双重职能,同时校园也可以统筹其他各类避难场所资源,达到最大化区域应急性能的目的。
具体来说,一方面校园因其功能复合度高、空间可操作性强,在日本防灾体系中常被指定为“通用型”避难场所。校园既有符合紧急避难的大规模空旷空间,同时也具备满足宿住条件的建筑组团,可以作为居民第一时间紧急或临时避难、救灾人员应急指挥的“指定紧急避难场所”,也可以作为满足避难人员长期生活的“指定避难场所”[4];另一方面,校园也是高机动性的“应急中转场所”。校园在最小行政区划下的可达性和衔接性最优,并且能够衔接不同层级区划(如县、市、町、村)的公共服务设施,常被设置为辅助避难区,转运灾民、整合与调配资源[19],与周边医疗、消防救援等设施协作开展应急工作,满足复杂灾情下的多阶段应急需求。
3 日本校园的城市应急空间设计策略及实践
除了规划和管控外,日本校园在设计和建设方面同样兼顾了城市的应急需求,其合理的空间设计保障了校园面对城市应急避难的有效性。梳理多个日本中小学校园的实践案例发现,其面向城市应急的设计策略主要关注了避难功能分区、建筑空间布局以及设施设备配置3 方面内容。
下文以日本新潟县长冈市立东中学为例,详解日本校园的城市应急空间设计策略。立东中学自2003 年起,便开展了以防灾功能为重点的校园重建计划(图5、6),旧校舍全部拆除,用地面积34,000m2,新建校舍总建筑面积10,000m2。目前,该校区户数约7800 户,最大避难容量约2400 人[20]。
5 立东中学改造前后对比
6a 新校舍南立面外观,引自参考文献[20]
6b 凹字型内院,引自参考文献[20]
3.1 总平面设计适配避难功能分区
面向城市应急避难,校园空间需要确保在灾时能够快速转换出住宿、管理、运营转中转3 个应急避难分区,校园在规划设计时应充分考虑分区间相互独立、局部渗透的组团关系,才能保障应急转换的有效性和便利性。
立东中学的总平面规划在保证了校园日常使用的同时,较好地适配了灾时的避难功能分区。学校体育场、武道场以及运动场组成的宿住区与教学楼和办公楼组成的管理区相互独立,并通过大屋顶下的灰空间作为运营中转区连接,实现了分区间的应急协同运作(图7)。具体来说:(1)宿住区可实现室外开场用地和室内建筑空间之间的快速切换。体育馆和武道场作为灾时的避难生活中心,运动场可搭建帐篷避难、车居以及作为直升机起降坪,二者可以快速切换使用或协同运作,应对不同灾情、复合灾情下的宿住的要求,减少次生灾害带来的损失;(2)管理区紧邻城市干道独立运作。管理区利用教学楼独立于东侧,便于指挥通讯和管理办公,为灾后恢复时期教学与避难功能的同时运行提供必要条件;(3)运营中转区作为交通核心整体调度。救灾队伍、应急车辆可从基地东侧主入口快速抵达校园中心,运动场为宿住区与运营中转区的共用范围,作为辅助场地转运人员、派发物资、装卸救灾设备。
7 立东中学空间平急转换设计(改造后)
3.2 建筑空间布局便于应急避难使用
校园的建筑与场地空间布局、流线及出入口设计也宜充分考虑平急转换性能,便于面向各类人群、多阶段避难需求的弹性改造和无障碍使用。
立东中学在建筑与场地空间设计上主要采用了以下4 个方面措施,实现了空间应急使用(图8):(1)体育馆、武道场通过室外体育场和室内交通核串联后勤空间,灾时以2~3m2/人(人躺下和存放行李的空间)转换为大规模灾民安置地,保障了应急餐饮的供应和人群的紧急室外疏散;(2)办公区、医务保健室设置在一层主入口处,在受灾初期可快速转换为指挥管理用房。同时,办公区也分隔了北侧的教学空间和西侧的体育场与武道场,便于灾后恢复期教育活动和避难生活的同步运行;(3)教学空间内的各个区域设有隔断门,可封闭成为多种尺度的独立空间,满足传染病隔离间或特殊人群使用[20];(4)屋顶灰空间衔接了体育馆与办公区,为雨季、冬季时的物资派发调度以及人员疏散转运预留了必要空间。
8 立东中学平面布置(首层)
在流线和出入口方面,区分各类人员流线,预留专用通道,并采用以下措施:(1)单独设置了后勤和医疗通道。食品物资从校园北侧道路进行输送;医务保健室出口设置在灰空间下,可在第一时间开展伤员急救工作,确保急救车辆从校园主要通道快速转运(图9);(2)体育场南侧设置成可以完全打开的采光幕墙,突发次生灾害时,师生、灾民可快速疏散到室外[21](图10)。此外,校园还划定了日常向周边居民开放的区域,便于当地居民熟悉设施,以达到灾时有序高效避难。
9 大屋檐下灰空间,来源:长建设计事务所,https://chokensekkei.co.jp/projects/395/
10 体育馆幕墙,来源:长建设计事务所,https://chokensekkei.co.jp/projects/395/
3.3 设施设备配置符合避难生活要求
为应对极端情况导致的城市基础设施服务中断,除了基本的水、电、暖设施之外,校园还应储备简易的应急设施和设备满足避难生活要求。
立东中学在控制建设成本的前提下,预先储备平急两用的设施设备,保证了避灾环境品质和人性化需求:(1)体育馆预留有应急水电接口,满足供水车进入以及烹饪设备的使用;(2)舞台后方设有防灾仓库,储备了基本防灾应急设施用具,同时设有电视接收、电话线、无线设备等通讯设备;(3)而日常纸板、移动黑白板等教具可以在室内的集体避难生活中制作成简易隔板,确保了必要的隐私(图11)。此外,校园安装有雨水储存过滤装置,可连接卫生间洁具管道,器械室下方设有水箱(图12),灾时断水情况下能保证3 天的应急使用。
11 部分应急设备
12 水箱11.12引自参考文献[22]
除立东中学以外,研究对比分析了多个案例,梳理了日本校园在前期规划设计时对于空间的应急考虑,以及既有校园对空间的平急转化措施,归纳了日本校园的城市应急空间设计策略(表3),只有事前兼顾应急功能的校园空间规划设计,结合事后合理的平急转换预案,才能有效应对城市应急避难需求。
表3 日本校园的城市应急空间设计策略
4 我国校园兼顾城市应急功能的相关建议
当下,日本校园的城市应急体系在规划、设计、管理以及运营方面都较为完善,对比我国,2008 年之后国家愈加重视应急避难场所建设,诸多城市均将校园纳入避难场所的建设体系中,且占比较高。然而,目前尚未系统、科学地将城市应急功能纳入校园建设体系,在预警与运维机制、建设标准、空间预案等方面仍存在不足。具体体现在以下2 个方面:(1)相较日本校园,我国尚未健全有关校园应急管理的法律法规体系,校园面向城市应急需求,缺乏明确的职能权责划分及职责边界;(2)校园避难场所未实现标准化建设,现有规范系统性、针对性不足,校园空间和设施在平急转换和使用恢复等方面,缺乏科学的设计指引以及后评估体系。为此,本研究提出以下3 点建议:
4.1 梳理职责边界细化校园应急工作机制
吸取日本经验,我国应首先建立落实到部门的应急责任制,梳理职责边界,强化顶层应急决策,同时部署多部门协同的运营管理计划,编制校园作为避难场所的管理手册,加强防灾部门、教育部门、学校、防灾志愿团体、社区等组织的相互协作效率;其次应完善从预防到教育功能恢复的全阶段防灾应急工作机制,包括加强校园风险预警,做好风险情报收集和防灾应急宣传教育,制定以及预演防灾应急活动,并在应急计划中纳入避难生活和教育活动同步运行的应对措施,例如避难与教学空间的分配和过渡、教职工救灾管理与教学工作时间协调等[21]。
4.2 制定兼顾平急转换性能的校园设计标准
日本校园建设相关标准指南兼顾平急转换性能,而制定适合我国国情的校园避难场所建设标准,应结合城市基本规划特征以及现有学校设施建设标准,从场地和建筑空间、人员避难起居、基础设施、交通与疏散、周边公共资源等5 个方面进行综合考量:
(1)设置提升校园场地和建筑空间的平急转换性能的规范化指引。可根据校园空间和人群特征植入住宿、管理、运营中转避难分区及相对应的避难功能,备注适配优先级和使用事项,例如老弱病群体的避难休憩空间应优先选择连接出入口、具备卫生间的室内空间,而管理者的指挥地点则首选带有通讯设备的教室(表4)。(2)人员的避难起居应满足生理和心理的双重要求。避难生活上,校园日常应设立防灾仓库,储备3 天的饮用水、食品、临时卫浴间以及生活必需品,如储备困难,可事先与相关企业签订采购协议;避难心理上,设置心理辅导咨询室,可通过教具为每个家庭设置隔板,确保必要的生活隐私。(3)制定完善基础设施配置要求。首先确保校园建筑主体和细部设计的抗震强度,例如天花板等内外饰面材料、设备、教具等非结构构件等;其次,日常配备发电装置、采暖和制冷设备、通信设备、避难场所等标识。(4)提前制定应急交通与疏散方案,分别规划救援车辆进出通道、灾民通道以及特殊人群专用通道。(5)整合周边公共资源。学校在日常应与所在社区内的卫生所、医院、服务中心签订灾时合作关系,确定合作机制。
表4 校园避难场所空间应急转换建设指引
4.3 建立校园应急功能的调查评估体系
建立适用于我国的校园城市应急性能评价体系,将校园的防灾功能量化。应根据校园作为避难场所运营使用时的各阶段特点以及实际使用情况建立调查评估体系,根据评估结果及时梳理问题,提出针对性整改策略。校园设施的防灾功能调查内容可重点关注指定为避难场所的学校数目、防灾设施和设备的配备情况(图13)。
13 校园避难场所调查框架示例
5 结语
我国在韧性城市建设实践中已经将校园作为避难场所纳入应急管理体系。日本校园兼顾城市应急功能的成熟先例,从顶层设计到地区合作再到工程实践,值得我国借鉴。探索适合我国兼顾城市应急功能的校园设计方法需要多部门合作,一方面需细化校园的应急职责和功能需求,另一方面要制定校园应急功能的设计标准并建立评估体系。希望本文能够助力面向城市应急的校园体系建设,为我国校园的应急能力建设、改造和评估提供一定的参考,并为校园避难场所的实践带来一定启示。
注释
1)文部科学省是日本中央政府行政机关之一,负责统筹日本国内的教育、科学技术、学术、文化和体育等事务,职能大约相当于中国的教育部、科技部和文化和旅游部的总和。
2)学校设施建设指南是针对各类学校规划和设计时的规范建设指引,具体内容包括校园用地布局、建筑空间、设施设备、构造细部等,以确保学校教育所需的设施功能不断发展。