基于SLP方法的高校校園總平面布置優(yōu)化

文/中國聯(lián)合工程有限公司 韓 霞 郝 琦 高 偉 曾友林

萬科物流發(fā)展有限公司 董 建

0 引言

隨著我國城市化進程加快及高等教育體系不斷完善，在城市范圍不斷擴張的同時，高校紛紛置地新建校區(qū)，以滿足生源擴張的需求。這些新校區(qū)面積與老校區(qū)相比，范圍往往擴大數(shù)倍，為其規(guī)劃布置帶來新的挑戰(zhàn)。教師、學(xué)生的日常生活與學(xué)習(xí)都是在學(xué)校的一些主體建筑中進行，所涉及的交通方式基本以步行為主，合理布置各建筑的平面位置，對方便師生出行起到至關(guān)重要的作用。

目前學(xué)校的平面布置設(shè)計大都依靠城市規(guī)劃師及建筑設(shè)計師的經(jīng)驗，由于其不像工廠具有較強的物流及工藝特性，也缺乏相關(guān)文獻對其進行系統(tǒng)分析。一般面積較大的校園擁有很多屬性功能不一樣的建筑，如何縮短師生出行距離，節(jié)省出行時間，是校園布置是否合理的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。應(yīng)用總圖優(yōu)化理論中的系統(tǒng)布置設(shè)計（SLP）方法進行高校校園平面布置優(yōu)化研究，對更好地服務(wù)師生、提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。

1 SLP方法闡述

SLP方法即系統(tǒng)布置設(shè)計，主要是將系統(tǒng)工程概念和系統(tǒng)分析方法應(yīng)用于總圖布置，從而在形成一套嚴(yán)格設(shè)計程序時，應(yīng)用設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計方法有效解決總平面布置過程中所存在的問題[1]。對于系統(tǒng)布置設(shè)計而言，系統(tǒng)設(shè)計布置具有很強的條理性，且通過將物流分析與作業(yè)單位關(guān)系密切程度分析相結(jié)合，能夠得出合理布置的技術(shù)，因此在布置設(shè)計領(lǐng)域獲得極其廣泛的應(yīng)用。進行系統(tǒng)布置設(shè)計需建立一個相關(guān)圖表示各部門或設(shè)施的密切程度，并且相關(guān)圖要用試算法調(diào)整至得到滿意方案。因而需根據(jù)建筑容積合理安排各個部門或設(shè)施，需要量化系統(tǒng)布置設(shè)計方案以便于對布置方案進行評價，并根據(jù)密切程度的不同賦予權(quán)重試驗不同的布置方案，直至選擇得分最高的布置方案進行總平面布置。

隨著社會進步與技術(shù)發(fā)展，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計早已超越了機械制造廠的工廠設(shè)計范疇，形成一門不僅適用于各類工廠設(shè)計，而且適用于各種服務(wù)設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的新學(xué)科。自系統(tǒng)布置設(shè)計法誕生以來，設(shè)施規(guī)劃設(shè)計人員便將其應(yīng)用于各種機械制造廠設(shè)計，并且探索其在其他領(lǐng)域的應(yīng)用前景。因而進行系統(tǒng)布置設(shè)計在學(xué)校總平面布置中的應(yīng)用呈現(xiàn)出必要性。

2 高校校園平面布置特點及目前存在的問題

2.1 功能分區(qū)

高校屬于科研教育用地范疇，一般有行政辦公樓、教學(xué)樓、科研樓、實驗樓、圖書館、宿舍樓、教職工家屬樓、校醫(yī)院、食堂、體育運動場地、后勤樓、水房、配電室等建筑。根據(jù)各類建筑屬性功能，將其進行簡單的功能分區(qū)。

1）辦公區(qū) 行政辦公樓、各院系辦公樓等。

2）教學(xué)區(qū) 教學(xué)樓、科研樓、實驗樓等。

3）宿舍區(qū) 學(xué)生宿舍樓。

4）家屬區(qū) 教職工家屬樓、教職工青年公寓等。

5）餐飲區(qū) 食堂、水房等。

6）輔助區(qū) 圖書館、體育運動場地、后勤樓、配電室等。

2.2 布置特點

在工業(yè)廠區(qū)布置中，需分析各功能分區(qū)之間的工藝流程，以便進行平面布置。對于高校校園則需分析各分區(qū)之間的聯(lián)系，主要通過學(xué)生和教師的出行頻率進行衡量。對于出行關(guān)系密切的需就近布置，出行聯(lián)系較少的可考慮分開布置，同時要考慮與出入口的聯(lián)系?；静贾迷瓌t是師生出行距離最短、時間最省。

根據(jù)以上分析，家屬區(qū)可盡量靠近辦公區(qū)和教學(xué)區(qū)，宿舍區(qū)要與教學(xué)區(qū)和餐飲區(qū)靠近，輔助區(qū)的部分建筑如圖書館、運動場地應(yīng)該能使大部分師生感覺到便利。

2.3 存在的問題

老校區(qū)大多面積小，一般從學(xué)校的一頭到另一頭也不過十來分鐘的距離，所以在校園布置中對于出行方便雖有考慮，但并未進行科學(xué)的系統(tǒng)分析，多數(shù)校區(qū)都存在宿舍區(qū)距離教學(xué)區(qū)較遠、家屬區(qū)距離辦公區(qū)較遠等問題，也有很多是教學(xué)區(qū)距離食堂較遠，學(xué)生放學(xué)直接吃飯稍有不便。針對目前存在的問題，將應(yīng)用SLP方法對高校校園平面布置進行優(yōu)化研究。

3 SLP方法在高校校園平面布置中的應(yīng)用

3.1 出行聯(lián)系分析

校園各功能分區(qū)之間的相互聯(lián)系主要根據(jù)師生在正常工作日的出行情況確定。本文以某高校校園為例，假定需容納學(xué)生20000余人，教職工約2000人，在出行聯(lián)系分析前先進行如下假設(shè)。

1）假設(shè)正常工作日學(xué)生的上課率達90%，且學(xué)生上下午都有課。

2）假設(shè)學(xué)生早上都是從食堂吃完早飯去上課，上完課后直接去學(xué)校食堂吃飯，下午上課從宿舍直接過去；晚上吃完飯后先回宿舍休息，50%的學(xué)生再去上自習(xí)。

3）假設(shè)教職工都在家吃飯，老師出勤率為95%，老師每天都去辦公室，上課從辦公室出發(fā)，下課直接回家，并且每天有50%的老師要上課，且只上半天。

4）假設(shè)每位同學(xué)每天平均去一次圖書館或體育場（輔助區(qū)），從宿舍和教學(xué)區(qū)出發(fā)的概率相等，且是逆向運動。

5）假設(shè)同學(xué)都是吃飯時順帶去水房打水（樓棟內(nèi)或宿舍內(nèi)供應(yīng)熱水可不考慮此項）。

根據(jù)對學(xué)生和老師正常工作日出行進行調(diào)查，結(jié)合以上假設(shè)，得到學(xué)校各不同功能建筑之間的出行聯(lián)系如表1所示，得到對應(yīng)的從至表如表2所示。

表1 各功能分區(qū)間出行聯(lián)系統(tǒng)計

表2 出行從至關(guān)系（單位：人·次)

3.2 聯(lián)系強度等級劃分

出行聯(lián)系強度等級劃分如表3所示。

根據(jù)表3中的聯(lián)系強度劃分，將表2中的從和至累加得到出行聯(lián)系強度結(jié)果如表4所示。

表3 出行聯(lián)系強度等級劃分

表4 各功能分區(qū)聯(lián)系強度等級

3.3 各功能區(qū)平面布置位置關(guān)系

根據(jù)表4可繪制出各功能區(qū)之間的線性關(guān)系，畫出一個大致的方案布置圖（見圖1），其中各區(qū)大小僅為示意，目的是為表達相互之間的靠近關(guān)系，輔助區(qū)主要代表運動場、圖書館，其余輔助建筑可根據(jù)節(jié)約用地原則和使用方便原則“插空布置”（見圖2）。

圖1 各功能區(qū)線性關(guān)系

圖2 平面布置

4 結(jié)語

通過利用總圖優(yōu)化理論思想和方法，借用SLP方法將定性問題量化，從而為研究和實踐提供具體數(shù)據(jù)。本文通過將高校校園的平面布置進行簡單的功能分區(qū)，參考工業(yè)中物流運輸思想，將學(xué)生和教師的日常出行頻數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楹饬恐笜?biāo)，進而通過SLP方法得到校園內(nèi)各分區(qū)的聯(lián)系強度，對其進行合理平面布置。結(jié)果表明，該方法具有較強的可操作性，得到的最終結(jié)果也與實際構(gòu)想一致。

該方法使一些定性的問題可被定量化研究，但也存在一定不足，在進行功能區(qū)聯(lián)系強度分析時，做的很多假設(shè)與實際情況會有一定差異，所以本文的研究可為以后的校園平面設(shè)計提供參考，但在一些細節(jié)上還需根據(jù)實際運行情況進行改善。