高密度中小学校园中田径场的空间补偿效应研究

2022-05-20 09:24华东建筑设计研究院有限公司
城市建筑空间 2022年4期
关键词:田径场用房用地

文/华东建筑设计研究院有限公司 丁 顺

1 研究背景

随着社会、经济与文化的快速发展,人们对教育越发重视。当前,学校不仅要满足基础的教学功能,而且需满足兴趣培养类甚至户外活动空间等诉求。

校园建设离不开城市用地,因城市化进程加速,城市中心的用地越发紧张,教育科研用地无法无限扩张,故在对空间的急切诉求和用地紧张两方面共同作用下,城市中心的学校走向高密度发展。

在高度城市化背景下,各大城市相继出台政策,提倡中小学校园的土地集约利用。2018年,广州市政府发布《广州市独立用地社区公共服务设施控制性详细规划管理规定》,其中提到在编制控制性详细规划时,幼儿园、中小学、文化站、社区卫生服务中心、福利院一般只确定用地面积、容积率下限(幼儿园、中小学中心城区不低于0.7)和绿地率。容积率上限、建筑密度、建筑限高等指标未作要求。

2 中小学校园建筑规划发展历程

2.1 从“明确分区”到“教育综合体”的转变

在中小学设计中,通常将建筑要素划分为2个部分:①以小单元重复性为特征的教学用房,如普通教室、专业教室、各类实验室及其配套的教研组办公室、洗手间,针对该类用房通常有较严格的规范规定,如尺寸、个数、层数及其间距等;②面积需求较大但不具有重复性质的公共功能用房,如报告厅、食堂、体育活动室(包括体育馆和田径场)、图书馆等。

在传统的中小学设计中,教学用房与公共功能用房分区明确,在总图关系上可划分出明确的教学区,而公共功能部分呈离散状。建筑布局为简单松散的行列式关系,土地利用率低。

当前中小学设计中的教学用房和公共功能用房在水平分区上模糊,在垂直方向进行叠置,是针对土地高效利用的设计手段,通过不同功能之间紧密配合,形成“板上教学单元+板下公共活动”的“综合体”模式,如北京四中房山校区,通过垂直交通代替原本需横跨校区的水平室外交通,提升了校园空间日常使用效率,节约校园实体建筑的占地面积,基于“综合体”本身的多意性,大量位于底层的公共功能用房因其自身层高和大面积屋顶,为校园建筑带来不可或缺的活动空间,给正处于重要成长阶段的中小学生提供交流共享的场所。

2.2 校园建筑规划中田径场的现状

“教育综合体”的出现让中小学校园规划更加适应高密度地区,但在大部分设计中,“田径场”仍是设计中较少触碰的“金线”。

GB 50099—2011《中小学设计规范》将校园总用地中减除环形跑道占地后的用地界定为“学校可比总用地”,学校可比总用地随办学规模及学生总人数成比例增减。此界定很好地呼应了在大部分中小学校园设计流程中对占地巨大的环形田径场进行排布后,再将建筑功能体量在剩余的“负”地中操作的现状。在面临用地极度紧张时,只能通过增加建筑层数提高学校可比总用地的建筑容积率,从而满足使用功能。

中小学生的身体状态不宜在4~5层以上布置常用教室,而电梯受运载力限制也不适合作为垂直交通的主要方式,且多层建筑高度不可超过24m,故在校园规划设计中复合考虑田径场十分必要。

3 田径场补偿效应在设计中的实践及策略

对容积率大于2.0的中小学校园而言,仅利用教学功能与公共功能用房的“综合体”模式难以有效组织。占地巨大的环形田径场不再空置于平面上,故加入“综合体”的功能尤为必要,研究通过多个中小学案例,探析基于田径场补偿效应的中小学设计策略(见图1)。

1 田径场的3种设计策略

3.1 田径场位于地面,综合利用地下空间

此种设计手法中,田径场仍在地面标高,与传统校园的田径场相比在使用感受上高度一致,仅通过建筑设计手法对环形田径场地下空间进行高效利用。

3.1.1 深圳前海三小(荔湾小学)

深圳前海三小(荔湾小学)占地面积1.3万m2,建筑面积约3.3万m2,容积率高达2.5。方案中将200m环形田径场(占地面积约5000m2)的地下空间设为交通疏导中心,在校园用地紧张的情况下为家长提供接送孩子的空间。

3.1.2 静教院附校

静教院附校占地面积1.4万m2,需容纳4.4万m2的建筑,若全部在地面解决,容积率则高达2.9。方案利用250m环形田径场(占地面积约8000m2)的地下空间,布置停车库、设备用房及公共功能用房等,以及对采光要求较低的室内篮球场、训练馆及报告厅(见图2)。

2 下沉庭院“交叠”田径场地

3.1.3 设计策略

在田径场地下空间利用中,一方面可设为地下停车库,另一方面可置入其他公共功能空间。

作为地下停车库使用时,划分独立的接送区域,通过流线的处理,有效分离家长接送流线及日常教职人员停车流线,缓解拥堵,避免地面车辆给学生带来安全隐患。

作为其他公共功能使用时,需严格控制使用方式及集中人数,以确保师生安全。通常情况下,可作为学校的训练场地,如演出排练、游泳及其他体育类项目。该类型项目可通过人工采光获得良好的光环境。

在必须置入需人流集中的功能(如田径场馆、多功能厅)时,可结合下沉庭院,组织集中人流疏散,保障师生安全。

3.2 田径场位于裙房上,与功能性功能复合建设

3.2.1 福田中学竞赛方案

福田中学是拥有60个行政班的全寄宿制学校,包括400m标准田径场地,建筑面积9.5万m2,容积率高达2.29。在极度紧张的用地中,将田径场抬升至1层(5.000m标高),并与教学楼有机衔接,其地下1层(-4.000m标高)利用田径场的地下空间布置了体育馆、游泳馆及剧场。相较“田径场位于地面,综合利用地下空间”的方式,下挖深度较浅,一层即可满足大量的功能需求,并可设置更多的公共功能。

3.2.2 深圳红岭实验小学

深圳红岭实验小学的容积率高达3.0,按照《中小学校设计规范》规定,36个班级所需的教学建筑几乎可以占满整个场地。

为有效处理田径场地和建筑的关系,将田径场设置于更高的3层标高(距离地面11m)上方,作为裙楼的屋顶,在田径场下方是社团活动、小剧场的等功能空间,以及被该功能空间围合的风雨球场(见图3)。

3红岭实验小学2层平面

该设计有效地解决了用地紧张问题,同时,通过抬升田径场地,使普通教室的使用者可便捷地从各层到达社团活动、风雨球场及田径场等公共功能区,优化了教学流线,提升了公共功能区的使用频率(见图4)。

4抬升田径场剖面

3.2.3 设计策略

田径场地以裙房屋顶的形式设置在2层及以上标高,在同样田径场下方功能布局的条件下,可减少基础埋深,降低造价,并优化田径场下方功能空间的采光通风,有利于提升使用者的体验感及安全性。

在场地容积率不变的情况下,该设计策略可优化建筑和田径场的关系,在垂直方向上,田径场上下层的使用者到达该场地的距离更均衡,可提升上层使用者课间到达田径场活动的便捷度。在此种设计策略下,田径场地不再仅服务于体育课,还可成为学生课间活动的场所。

对于多层中小学教学建筑而言,田径场抬高至裙房屋顶位置,可优化田径场的使用体验,田径场与周边建筑的高差明显减小,极大缓解了田径场周边建筑带来的压抑感。

3.3 田径场作为整个校区的遮蔽物,统领整个校园的形象

3.3.1 福田中学竞赛方案

上海高目建筑设计咨询有限公司在福田中学竞赛方案中,大胆地将田径场场抬升至建筑最高处(22.000m标高),以“穹顶”的姿态将其他建筑,如教学楼、图书馆、体育馆、礼堂报告厅及行政办公区囊括其下。通过田径场与建筑底部间隔的空间设计,满足“穹顶”下的通风及采光要求(见图5)。

5“穹顶”下的采光与通风

教学楼位于田径场下方空间的最西侧,贴边布置,满足各教室的采光时长要求,对采光要求相对较低的大空间,如礼堂和报告厅,则设置在田径场下方空间的中央,并利用其屋面形成“穹顶”下的公共半室外活动空间。

3.3.2 浙江省天台赤城小学

天台赤城小学占地面积7200m2,是拥有36个班级的标准小学,按照规范要求,其所需的200m标准田径场占地面积高达41%,故将田径场的跑道及篮球场设置在4层建筑的屋顶,并用3层围栏保证学生的使用安全(见图6)。

6台州天台赤城第二小学(图片来源:网络)

通过此种设计手法,可有效缓解用地紧张,并规避规范中运动场地与教学用房需间距≥25m的要求,田径场跑道内部及球场则设置地面层,针对小学生这一使用人群弱化其功能,将其改为地面上的活动场地。

3.3.3 设计策略

将田径场设置在整个建筑上方是较极端的设计策略,此类策略的使用多因场地限制并会产生相应的“副作用”。

若将田径场整体作为1个“大板”置于场地的最高标高处,需较复杂的结构支持,且“大板”下方若需布置其他使用功能时,需合理控制“大板”与建筑屋顶之间的垂直距离,以保证板下的采光通风,该策略在南方较易实现,在北方因气候和日照等因素,板下需留较大的垂直距离,造价高,易产生结构问题。基于人的使用心理,处于高位的田径场缺乏围合感,虽可通过足够高的围合设施保证其使用的安全性,但居高临下且孤立的田径场在使用时,通常会给学生造成不适感。

若仅将田径场的跑道部分设置于屋顶上方,建筑布局则受到田径场跑道本身形式的约束,该形式仅适用于场地本身是长方形,且长宽比与相应长度的跑道相契合的情况。

将田径场设置在整个建筑上方的策略会损失部分田径场作为逃生避险场地的功能,针对不同地区需根据其安全进行相应的评估。

4 结语

随着高密度中小学校园越来越多,如何处理中小学建筑与田径场的关系成为解决校园“拥挤”感的关键因素之一,若设计合理,可使客观角度具有“高容积率”的学校转变为主观角度具有“低拥挤感”的学校,甚至还能激发“高密度”自带的“高效率”属性,让学校的使用更加人性化。

通过梳理总结目前应对高密度校园的主流设计方式,即“田径场位于地面”“田径场位于裙房之上”及“田径场作为整个校区的遮蔽物”3种设计方式,探讨了其相对应的项目情况,以期对未来解决高密度中小学设计中的运动场地和建筑的关系提供参考。

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