生態(tài)位視角下的校園規(guī)劃設(shè)計(jì)——解讀清華大學(xué)附屬中學(xué)鄭州學(xué)校

焦?jié)赏?，陸詩亮，付本臣（通訊作者?/p>

1 生態(tài)位的理論與應(yīng)用

1.1 從生態(tài)學(xué)概念到建筑研究新視角

生態(tài)位（ecological niche）是生態(tài)學(xué)中有關(guān)生物種群棲息生存時(shí)空界定的概念，由美國學(xué)者約翰遜（R. H. Johnson）于1910 年提出，是指生物在特定的生態(tài)系統(tǒng)中，長期與環(huán)境及其生物相互影響形成的相對(duì)地位及影響能力[1]。生態(tài)位理論主要包括生態(tài)位的重疊與分離、生態(tài)位的擴(kuò)充與壓縮、生態(tài)適宜性等原理[2-3]。根據(jù)生態(tài)位理論，所有的生態(tài)元1）均具有相應(yīng)的生態(tài)位，在生態(tài)因子2）變化范圍內(nèi)，能夠被生態(tài)元實(shí)際或占據(jù)利用或適應(yīng)的部分就是其現(xiàn)實(shí)生態(tài)位，被潛在占據(jù)利用的部分則是其潛在生態(tài)位。實(shí)際上，該理論揭示了每個(gè)物種在長期的生存競(jìng)爭中擁有一個(gè)最合適自身生存的時(shí)空位置。經(jīng)歷百余年的研究和實(shí)踐，生態(tài)位理論的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸從生態(tài)學(xué)拓展到政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等，其內(nèi)涵也越來越豐富。近年來，運(yùn)用生態(tài)位理論解決規(guī)劃及建筑設(shè)計(jì)問題成為一個(gè)新視角[4]。

若將城市看作一個(gè)整體有機(jī)的生態(tài)元，那么城市生態(tài)位實(shí)質(zhì)是城市滿足居民生存條件、生活舒適性的程度[5]，反映城市在區(qū)域范圍內(nèi)的自然資源、社會(huì)資源、經(jīng)濟(jì)資源等城市生態(tài)因子所形成的梯度上的位置。當(dāng)生態(tài)元的尺度縮小到建筑單體或建筑生命體時(shí)，城市建筑生態(tài)位反映了建筑生命體在環(huán)境中的性質(zhì)、功能、地位和作用[6]。根據(jù)生態(tài)適宜性原理，每個(gè)建筑生命體都有其合適的生態(tài)位。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)匹配相應(yīng)的生態(tài)位條件，如氣候、地形地貌、土壤條件等。生態(tài)位的不匹配或錯(cuò)位，將導(dǎo)致使用不便、生命周期縮短，甚至存在安全隱患。應(yīng)用生態(tài)位理論，充分挖掘建筑設(shè)計(jì)的積極因素，合理利用其現(xiàn)實(shí)生態(tài)位，并避開或減少消極因素，拓展?jié)撛谏鷳B(tài)位[7]，有利于提升建筑生命體的環(huán)境適應(yīng)性，充分體現(xiàn)地域性，打造更舒適健康的人居環(huán)境。

1.2 校園規(guī)劃中的生態(tài)位原理

為研究校園規(guī)劃中的生態(tài)位關(guān)系及規(guī)律，筆者梳理了國內(nèi)外8 個(gè)典型校園案例（表1）。其中，案例1-4 位于北緯45°附近，所在地具有寒地城市[8]特征（1 月平均氣溫-18℃或0℃以下）。案例5-8位于熱帶或亞熱帶地區(qū)，全年氣溫較高。通過整體空間形態(tài)及布局特征對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)位于相同緯度或氣候帶的校園規(guī)劃具有相似特征，同時(shí)體現(xiàn)相應(yīng)地域文化。在用地布局上，位于寒冷地區(qū)的校園趨于集中緊湊、規(guī)整方正的布局模式，而炎熱地區(qū)的校園則更加自由靈活、開放[9]。在建筑設(shè)計(jì)上，前者盡量減少開窗、降低窗墻比，更多使用暖色系；而后者強(qiáng)調(diào)遮陽避雨，更多運(yùn)用騎樓，增加空間通透性。例如，哈爾濱工業(yè)大學(xué)采用方格網(wǎng)式的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，各功能區(qū)聯(lián)系緊密，縮短師生在冬季通勤距離，整體建筑形象厚重質(zhì)樸。而新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)根據(jù)日照及風(fēng)環(huán)境分析，形成自由的回廊式校園布局，充分利用自然通風(fēng)，以降低當(dāng)?shù)責(zé)釒夂蛩斐傻挠绊?，整體建筑空間自由靈動(dòng)。從地域文化及歷史傳承上看，哈爾濱工業(yè)大學(xué)建成年代較早，校園規(guī)劃融合了中俄兩國建筑文化，在建筑風(fēng)格上體現(xiàn)了折中主義與新藝術(shù)運(yùn)動(dòng)風(fēng)格，主體建筑莊嚴(yán)對(duì)稱，形成強(qiáng)烈中軸線關(guān)系。而新近建成的新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)體現(xiàn)了形式與功能結(jié)合的現(xiàn)代主義風(fēng)格，強(qiáng)調(diào)氣候適應(yīng)性，同時(shí)也凸顯了新加坡作為國際都市的多元化、包容性特質(zhì)。從生態(tài)位的角度分析，校園規(guī)劃往往從總體定位、形象及布局結(jié)構(gòu)體現(xiàn)順應(yīng)地域環(huán)境特征，讓建筑“從當(dāng)?shù)乩锷L出來”。

表1 世界范圍內(nèi)不同緯度地區(qū)校園規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)比

2 清華大學(xué)附屬中學(xué)鄭東學(xué)校工程實(shí)踐

2.1 工程概況及設(shè)計(jì)理念

學(xué)校坐落于鄭州市鄭東新區(qū)，毗鄰龍湖公園，南至龍湖內(nèi)環(huán)北路，西至龍津路，北至龍湖中環(huán)路，東至龍?jiān)次魅?，總用地面積20.49hm2。其中，建成部分用地面積約7.2hm2（圖1），建筑功能包括教學(xué)樓（72 個(gè)教學(xué)班）、實(shí)驗(yàn)樓、圖書館、體育館、報(bào)告廳等。

圖1 規(guī)劃范圍

項(xiàng)目在設(shè)計(jì)上充分融合生態(tài)位理念，打造融合清華大學(xué)厚重典雅學(xué)府氣質(zhì)兼具活潑多樣校園活力，從幼兒教育到高中教育的全齡化綜合學(xué)校。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首先確定校園規(guī)劃的關(guān)鍵生態(tài)因子，包括自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)3 個(gè)維度，分為氣候、地質(zhì)條件、水文條件、綠化植被、地域文化、歷史傳承、建筑技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件和成本預(yù)算等9 個(gè)方面。根據(jù)匹配生態(tài)位的基本思路，提出優(yōu)化校園總體布局、交通系統(tǒng)、建筑設(shè)計(jì)、公共空間與景觀設(shè)計(jì)的相應(yīng)策略，梳理各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，形成生態(tài)位視角下的校園規(guī)劃設(shè)計(jì)模式框架（圖2）。

圖2 生態(tài)位視角下的校園規(guī)劃設(shè)計(jì)模式

基于對(duì)校園規(guī)劃的生態(tài)因子進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析（圖3），在下一步規(guī)劃設(shè)計(jì)中找準(zhǔn)生態(tài)位，充分順應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚣拔拿}特征，傳承延續(xù)多元的中原文化、黃河文化及鄭州精神，遵循氣候適應(yīng)性、地域性、開放性、歷史傳承性與經(jīng)濟(jì)性等5 大設(shè)計(jì)原則。

圖3 環(huán)境特征及生態(tài)因子分析

2.2 總體布局結(jié)構(gòu)

依據(jù)生態(tài)因子綜合分析，規(guī)劃采用古典形式的空間序列，通過一系列嵌套庭院形成古典莊重的核心軸線景觀。建筑形式上基本秉持了清華附中一貫的穩(wěn)重大方風(fēng)格，并融入了現(xiàn)代的鋼與玻璃結(jié)合的干凈輕盈利落的形式手法，與古典軸線空間序列有機(jī)結(jié)合，試圖營造一個(gè)與清華大學(xué)同本同源，又與時(shí)俱進(jìn)的新時(shí)代學(xué)?？臻g?？傮w規(guī)劃方案在吸收概念規(guī)劃先進(jìn)理念的基礎(chǔ)上，具體分析學(xué)校建設(shè)所處的城市地段，通過廊道體系合理組織學(xué)校交通流線，各功能分區(qū)之間及各樓棟內(nèi)部的交流便捷順暢，滿足清華大學(xué)附屬中學(xué)特有的教學(xué)要求。

建成部分在整體布局依循城市設(shè)計(jì)，將體育區(qū)放置在龍?jiān)次魉慕謨蓚?cè)，將龍湖景觀由開口引入。教學(xué)區(qū)對(duì)稱分列在中心體育區(qū)兩側(cè)。每個(gè)教學(xué)區(qū)內(nèi)部中心由圖書館、行政樓等形成中心南北向開敞軸線。通過該軸線將校園南邊的龍湖自然景觀引入校園，形成內(nèi)外互動(dòng)的空間關(guān)系（圖4）。

圖4 首期工程總平面

2.3 交通系統(tǒng)規(guī)劃

建成部分充分考慮了與城市交通之間的關(guān)系。本次規(guī)劃充分將校園交通系統(tǒng)與城市交通系統(tǒng)相銜接，通過清晰的分層停車設(shè)計(jì)，系統(tǒng)疏解城市交通。在詳細(xì)分析城市車流、人流的基礎(chǔ)上，充分利用地下空間，合理分散學(xué)校和龍湖公園等人、車流。通過入口區(qū)域設(shè)置的輔道、停車港灣以及地下的學(xué)生接送區(qū)及專用接送通道，有效緩解上下學(xué)的交通擁堵問題。地下空間和龍湖公園采用地下通道連接，最大限度緩解龍湖公園龍湖內(nèi)環(huán)路車輛交通和停車問題。教學(xué)區(qū)分南北兩個(gè)主入口，南側(cè)入口為人行及自行車出入口，承擔(dān)面向龍湖的儀式入口功能。北側(cè)入口兼具車行與人行功能，考慮接送時(shí)以“地上送，地下接”的形式進(jìn)行分流。利用在北側(cè)入口的雙車道輔路，將送學(xué)生時(shí)車流導(dǎo)引到場(chǎng)地內(nèi)部，有效疏解城市道路交通。接學(xué)生時(shí)車輛直接下到地庫等待，學(xué)生則由下沉廣場(chǎng)或下沉庭院直接到達(dá)接送區(qū)域上車。沿教學(xué)區(qū)外圍設(shè)置單向校園車行環(huán)路，環(huán)路寬4m，兩側(cè)設(shè)綠化和1m 寬人行道，可達(dá)校園各個(gè)建筑。同時(shí)，串聯(lián)次要道路和硬質(zhì)場(chǎng)地，滿足消防車通行，內(nèi)院長度大于24m 時(shí)，均在連廊下設(shè)有通道供消防車穿越庭院（圖5）。

圖5 交通分析

2.4 建筑單體設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)上，尊重清華傳統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)歷史傳承和發(fā)揚(yáng)作為龍湖片區(qū)教育發(fā)展重要特征。建筑總體布局上符合城市設(shè)計(jì)的總體發(fā)展趨向，從風(fēng)格上反映清華大學(xué)紅區(qū)3）特征并反映時(shí)代特征。設(shè)計(jì)方案在先進(jìn)的布局理念與傳統(tǒng)風(fēng)格中找到契合點(diǎn)，運(yùn)用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手法及材料、技術(shù)體現(xiàn)文化內(nèi)涵，使學(xué)校的建筑形象與內(nèi)部空間既表現(xiàn)出現(xiàn)代化的個(gè)性，又充實(shí)了城市文化，從而形成城市大規(guī)劃建設(shè)中的具有代表性的學(xué)校特色（圖6、7）。

圖6 教學(xué)樓剖面

圖7 教學(xué)樓東立面

建成部分在建筑材料上，方案以傳統(tǒng)紅磚的砌筑為主，通過研究不同的紅磚砌筑方式以及同現(xiàn)代建筑材料玻璃、鋼、鋁板、陶板與石材的交接與組合，創(chuàng)造出新的充滿時(shí)代感且經(jīng)久雋永的校園建筑。設(shè)計(jì)中注意環(huán)保材料的使用，以豐富的光影、強(qiáng)烈的虛實(shí)對(duì)比、細(xì)膩的空間層次、縱橫的體量穿插，形成了穩(wěn)重但充滿活力與識(shí)別性的建筑形象。在建筑中局部設(shè)置了金屬遮陽，豐富了建筑的層次，同時(shí)也可減少能源消耗，賦予建筑時(shí)代感。此外，由于學(xué)校地處寒冷地區(qū)，方案注重氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)及綠色建筑設(shè)計(jì)，校園建筑按照河南省《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50378-2014）的要求進(jìn)行了綠色建筑設(shè)計(jì)，師生宿舍按照《河南省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ41/ 062-2017）進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)（圖8）。

圖8 建成立面

2.5 公共空間與生態(tài)景觀

設(shè)計(jì)方案強(qiáng)調(diào)自然與人文景觀相結(jié)合，借鑒古典庭院與軸線的組合手法，創(chuàng)造通透靈活的室內(nèi)外空間。校園公共空間形式采用“古典廣場(chǎng)-街道-院落”的空間組織嵌套形式，從沿龍湖公園展開的廣場(chǎng)建筑軸線，到內(nèi)部結(jié)合下沉庭院，下沉劇場(chǎng)與柱廊結(jié)合的街道建筑節(jié)奏，再到每一個(gè)教學(xué)區(qū)結(jié)合下沉庭院與銀杏景觀的半圍合式庭院空間，形成一個(gè)由外而內(nèi)、由大及小，既滿足形式的展示也滿足當(dāng)代與未來教學(xué)功能的綜合空間序列。結(jié)合不同的學(xué)生活動(dòng)模式，各個(gè)交通通道與各組合空間序列清晰，便于學(xué)生識(shí)別感受。結(jié)合上下樓梯與出入口適當(dāng)穿插各類特色的明亮休息轉(zhuǎn)換空間，營造親切、宜人的學(xué)習(xí)生活環(huán)境。全校建筑實(shí)現(xiàn)無障礙措施。處處體現(xiàn)以學(xué)生為本的人文設(shè)計(jì)思想。

建成部分學(xué)校整體采用通透式圍墻，校區(qū)呈開放的形態(tài)，中心廣場(chǎng)具有良好的景觀，提供了極其吸引人的城市元素和用地邊緣，整體精致整齊，疏密得當(dāng)，充分體現(xiàn)了清華大學(xué)紅區(qū)風(fēng)格的特色，也傳承了傳統(tǒng)文化的神韻。結(jié)合數(shù)量大小適中的下沉庭院、半下沉庭院以及架空連廊、架空平臺(tái)，在不同高度提供陽光充足、視野開放的感受，園內(nèi)花園與庭院，廣場(chǎng)與景觀融為一體，相互滲透，避免內(nèi)部的封閉感，同時(shí)通達(dá)的視野和延伸的綠化將校園的范圍擴(kuò)大，減少建筑“墻”的感覺，盡量與城市景觀相融合，形成連續(xù)性的生態(tài)校園環(huán)境（圖9）。

圖9 建成實(shí)景

3 結(jié)語

本文結(jié)合清華大學(xué)附屬中學(xué)鄭東學(xué)校的工程實(shí)踐，探討了如何將生態(tài)位理論應(yīng)用于校園規(guī)劃設(shè)計(jì)。根據(jù)生態(tài)位理論，每個(gè)建筑生命體都有其適宜的生態(tài)位。在校園規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)深入分析生態(tài)因子，充分根據(jù)氣候、地質(zhì)條件、水文條件、綠化植被、地域文化、歷史傳承、建筑技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件等，挖掘積極因素，避免消極因素，使校園設(shè)計(jì)方案與其生態(tài)位相匹配。從校園總體布局、交通系統(tǒng)、建筑設(shè)計(jì)、公共空間與景觀設(shè)計(jì)等方面優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，合理利用其現(xiàn)實(shí)生態(tài)位，并避開或減少消極因素，拓展?jié)撛谏鷳B(tài)位，充分順應(yīng)自然和社會(huì)環(huán)境，體現(xiàn)地域性并傳承歷史文脈，打造“從當(dāng)?shù)厣L出來”的校園?！?/p>

項(xiàng)目信息

業(yè)主：鄭東新區(qū)教育文化體育局

建筑設(shè)計(jì)：清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)：

建筑：莊惟敏，廉毅銳，杜爽，任飛，焦?jié)赏?，宋燕燕，許笑梅，屈小羽，李鳳嬌，李會(huì)娟，竇晶晶，周宇，郭玉夏，劉霄，韓孝棟，石穎，韓旭，周爽宇，程瑜，李丹

結(jié)構(gòu)：王嵐，李征宇，陳宏，房輕舟

給排水：邵強(qiáng)，吳蔚，張曉偉，孫偉曉

暖通：張菁華，李暉，龔鵬宇，丁明琦

電氣：黃景峰，張華，李玉明，王澈

總建筑面積：81,000 m2（首期）

設(shè)計(jì)時(shí)間：2018.07

建成時(shí)間：2020.08

攝影：周宇

注釋

1）生態(tài)元：生態(tài)空間中的任何一種具有生命力或生態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的生命主體，可以是個(gè)體、種群、群落或生態(tài)系統(tǒng)中的其他對(duì)象。

2）生態(tài)因子：即生態(tài)元所處生態(tài)環(huán)境的各構(gòu)成要素，如氣候、水文、地質(zhì)等。

3）清華大學(xué)紅區(qū)：主要指清華大學(xué)二校門以北的區(qū)域，包括大禮堂、圖書館、科學(xué)館等，該區(qū)域內(nèi)的建筑一般采用紅磚外墻建造。