中小學(xué)建筑優(yōu)化設(shè)計研究

達(dá)選錫

近年來，城市發(fā)展建設(shè)出現(xiàn)了嚴(yán)重的土地資源緊張情況，不可避免地會產(chǎn)生學(xué)位需求和學(xué)校資源矛盾的情況。優(yōu)化中小學(xué)建筑布局設(shè)計，既能滿足中小學(xué)生的就學(xué)需求，又能優(yōu)化學(xué)校內(nèi)部環(huán)境，更加符合中小學(xué)生的活動和成長需求[1-2]。

1 當(dāng)前中小學(xué)建筑設(shè)計的矛盾

1.1 安全性與開放性的沖突

建筑師和設(shè)計師經(jīng)常面臨如何在確保學(xué)生與教職工安全的前提下，創(chuàng)造開放和包容的學(xué)習(xí)環(huán)境的挑戰(zhàn)[3]。安全性考慮有防火防護(hù)、緊急疏散通道、預(yù)防不明人員出入等，這些需求可能使中小學(xué)建筑結(jié)構(gòu)封閉起來，制約學(xué)生和教職工在校園中流動與溝通。開放性設(shè)計理念重在創(chuàng)設(shè)互動性教學(xué)環(huán)境，提升學(xué)生創(chuàng)造力，包括開放式教室布置、共享空間設(shè)計、多功能區(qū)域設(shè)置等，使學(xué)生可以更加自由地進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。但這種開放性設(shè)計通常以犧牲部分安全性為代價，這可能加大監(jiān)管與管理難度并帶來隱患。

1.2 傳統(tǒng)功能需求與現(xiàn)代教育理念的融合問題

傳統(tǒng)中小學(xué)建筑通常以功能性為中心，強調(diào)教室、走廊、辦公室等功能區(qū)域劃分與布置及教學(xué)設(shè)施與器材的配置。但在教育理念不斷更新與轉(zhuǎn)變的今天，現(xiàn)代教育更注重學(xué)生的參與、互動、協(xié)作能力的培養(yǎng)及創(chuàng)造性思維的發(fā)展，對建筑設(shè)計也提出了全新要求。當(dāng)代的教育觀念強調(diào)提供多種形式的學(xué)習(xí)環(huán)境，如開放型教室、共享式學(xué)習(xí)區(qū)等，旨在加強學(xué)生獨立學(xué)習(xí)和團隊協(xié)作技能的培訓(xùn)[4]。

1.3 綠色環(huán)保與建設(shè)成本的平衡

在環(huán)境保護(hù)意識不斷增強的背景下，更多中小學(xué)將注意力集中在建筑環(huán)保性能上，主要體現(xiàn)在能源利用效率、選材和水資源管理上。但綠色環(huán)保設(shè)計元素的引進(jìn)可能加大建設(shè)成本，也給學(xué)校預(yù)算帶來較多要求。綠色環(huán)保建筑設(shè)計一般要求使用較昂貴的環(huán)保材料、工藝及設(shè)備，如太陽能板、雨水收集系統(tǒng)。這類設(shè)施與技術(shù)引進(jìn)雖有助于降低建筑能源消耗與環(huán)境影響，但會提高施工與維護(hù)成本，并對學(xué)校經(jīng)濟承受能力提出了挑戰(zhàn)。

1.4 靈活性與多功能性的沖突

傳統(tǒng)中小學(xué)建筑通常被分割成教室、辦公室及走廊等固定功能區(qū)域，靈活性與多功能性不足，難以滿足不同教學(xué)方式與學(xué)習(xí)活動的需求。而現(xiàn)代教育理念注重學(xué)生的參與、互動與協(xié)作，這就要求教育空間能靈活地滿足不同教學(xué)需要。此外，中小學(xué)建筑設(shè)計在追求靈活性和多功能性的同時，也要思考如何打造各種不同的學(xué)習(xí)環(huán)境，例如，開放的教室、共享的學(xué)習(xí)區(qū)等，以滿足各種教育活動以及學(xué)生的多樣化需求。

2 中小學(xué)建筑設(shè)計的原則

2.1 整體性原則

在中小學(xué)校建筑設(shè)計中，應(yīng)遵循整體性原則，結(jié)合實際情況，精準(zhǔn)把握當(dāng)下的使用功能，并根據(jù)學(xué)校的特點，制訂符合實際的建筑風(fēng)格，以滿足學(xué)生和教師的需求。需要注意，在設(shè)計中要保持中小學(xué)建筑風(fēng)格設(shè)定符合當(dāng)?shù)匚幕瘋鹘y(tǒng)。在明確建筑設(shè)計主題之后，設(shè)計人員可根據(jù)該設(shè)計風(fēng)格添加不同的景觀小品和校園標(biāo)志物，確保整體建筑風(fēng)格和諧統(tǒng)一[5]。

2.2 動態(tài)性原則

在現(xiàn)代化中小學(xué)建筑設(shè)計工作中，需要高度重視校園結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計，確保建筑設(shè)計具有動態(tài)性特點，以有效滿足校園空間未來發(fā)展需求。為實現(xiàn)中小學(xué)建筑的動態(tài)化設(shè)計，需要了解校園建筑本身具有的特殊性能，為學(xué)生預(yù)留出足夠的活動空間和交流空間，讓建筑內(nèi)部的整個空間結(jié)構(gòu)變得更有彈性，滿足校園建設(shè)未來發(fā)展中使用需求的調(diào)整。

2.3 節(jié)能性原則

隨著全球氣候變暖的加劇，建筑設(shè)計必須重視低碳環(huán)保。為更好地推行這一理念，應(yīng)該將節(jié)能性設(shè)計納入中小學(xué)建筑的設(shè)計中，且堅持綠色可持續(xù)發(fā)展的原則，努力減少資源與能源的浪費，避免給周邊的環(huán)境造成污染[6]。在貫徹落實節(jié)能性設(shè)計原則時，需要提前了解中小學(xué)建筑周邊的情況，如自然資源、能源、地形地貌等。在中小學(xué)建筑節(jié)能性設(shè)計工作開展過程中，還要重視控制污染物的排放，盡可能為學(xué)生提供更加綠色環(huán)保的校園環(huán)境。要注意通風(fēng)設(shè)計和采光設(shè)計的節(jié)能性，多采用風(fēng)能、太陽能等可再生資源[7]。

3 中小學(xué)建筑設(shè)計策略

3.1 采用新型環(huán)保材料與節(jié)能技術(shù)

新型的環(huán)保材料，如可再生材料、低碳材料和環(huán)保建材，可減少建筑對自然資源的依賴，從而減輕對環(huán)境的負(fù)面影響。這類材料環(huán)保性能好，能有效減少建筑能耗與碳排放。與此同時，節(jié)能技術(shù)在中小學(xué)建筑中的運用也成為重點。將節(jié)能燈具、智能照明系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于中小學(xué)校建筑設(shè)計，可減少建筑能耗并提高能源利用效率。通過對建筑物隔熱、采光及通風(fēng)系統(tǒng)合理設(shè)計，可在提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的前提下減少能源浪費。

3.2 設(shè)計靈活的空間布局

傳統(tǒng)固定式教室布置方式制約著教學(xué)活動的多樣性與靈活性，不能滿足現(xiàn)代教育對教室的要求。因此，在中小學(xué)建筑設(shè)計中，應(yīng)該考慮使用活動隔斷墻、折疊式家具及其他要素達(dá)到靈活劃分空間的目的[8]。為適應(yīng)各種教學(xué)活動，可設(shè)計多功能活動室、開放式學(xué)習(xí)區(qū)域并提供靈活多樣的學(xué)習(xí)空間來滿足各種教學(xué)方式和學(xué)生的需要。要兼顧教室間的聯(lián)系與溝通、開放式走廊與共享空間的設(shè)計、師生互動與協(xié)作、共享學(xué)習(xí)氛圍的創(chuàng)設(shè)。

3.3 強化校園文化特色以及審美教育功能

校園文化既是一所學(xué)校精神的標(biāo)志，又是學(xué)生學(xué)習(xí)生活中的一個重要部分。通過建筑設(shè)計，能夠?qū)W(xué)校文化特色與歷史傳承融合在一起，創(chuàng)造出一個有獨特味道的校園環(huán)境。設(shè)計師可從建筑風(fēng)格、材料選擇、景觀布置上反映學(xué)校文化底蘊與特點，創(chuàng)造出人文氛圍濃郁的校園環(huán)境。與此同時，還要重視中小學(xué)建筑審美教育功能，如增設(shè)藝術(shù)展示區(qū)、文化走廊、戶外雕塑等，這都能培養(yǎng)學(xué)生的審美能力，增進(jìn)其對于藝術(shù)與文化的了解。

3.4 提高建筑智能化水平

提高建筑智能化水平既能保證學(xué)生的安全，又能提高學(xué)校管理效率與教學(xué)品質(zhì)[9]。監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)都對促進(jìn)校園安全管理工作的有效開展和防止校園安全事故的發(fā)生有重要作用。通過智能化技術(shù)可實現(xiàn)校園各區(qū)域?qū)崟r監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理，如智能門禁系統(tǒng)能控制人的出入，避免外來人員進(jìn)入校園；火災(zāi)報警系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患并減少損失；監(jiān)控系統(tǒng)能對校園環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)不法行為。

4 中小學(xué)建筑布局設(shè)計

4.1 教師辦公空間

在中小學(xué)建筑設(shè)計中，教師辦公空間區(qū)域的設(shè)計工作尤為重要。在教師辦公空間中，既要完成行政辦公工作，也要展示教育成果。教師辦公室不只是教師進(jìn)行工作和交流的場所，也是教師個人進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考的場所。因此，教師辦公空間設(shè)計應(yīng)以舒適性、私密性及功能性為主。教師辦公室布置要兼顧教師工作需求與個人習(xí)慣，會議區(qū)域及其他功能區(qū)域要設(shè)置得當(dāng)。同時，合理使用空間，保證充足的工作臺面及儲物空間，為教師提供舒適工作環(huán)境及體驗。教師辦公空間設(shè)計還應(yīng)兼顧教師和學(xué)生間的溝通，對此可建立共享工作區(qū)域或開放式辦公區(qū)域以促進(jìn)教師和學(xué)生間的交流與溝通。

4.2 教學(xué)活動空間

教學(xué)活動的空間設(shè)計應(yīng)具有高度的靈活性和多樣性，以適應(yīng)各種不同類型的教學(xué)活動，包括但不限于課堂教學(xué)、小組討論和實驗活動，能更好地滿足學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)需求。教學(xué)活動空間設(shè)計應(yīng)重視空間布置的靈活性與多功能性，可使用活動家具、分隔可調(diào)等設(shè)計要素，以適應(yīng)不同教學(xué)活動需要，劃分空間，調(diào)整布局。還要充分考慮采光和通風(fēng)，營造舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。為保證教學(xué)效果，在教學(xué)活動空間設(shè)計中應(yīng)重視現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備與技術(shù)的引進(jìn)。還需提供開放式學(xué)習(xí)區(qū)域、自習(xí)室及其他輔助學(xué)習(xí)空間，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)。

4.3 教學(xué)樓

教學(xué)樓作為中小學(xué)建筑的核心，在設(shè)計時一定要充分考慮到教、學(xué)等多方面的需要。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，教學(xué)樓需要精心地分區(qū)規(guī)劃，細(xì)分為多個不同的功能模塊，包括用于教學(xué)的區(qū)域、用于實驗的區(qū)域及用于活動的區(qū)域。該分區(qū)設(shè)計有利于提升教學(xué)樓空間使用效率，保證教學(xué)、實驗及課外活動順利進(jìn)行。就教學(xué)樓平面設(shè)計而言，要結(jié)合教學(xué)需求與空間規(guī)劃原則精心安排。選擇適當(dāng)?shù)钠矫嬖O(shè)計方式，如集中式、分散式或混合式布局，以有效滿足各種教學(xué)活動的需求，提高教學(xué)效率和學(xué)習(xí)體驗。同時，在進(jìn)行平面設(shè)計的過程中，要充分考慮教學(xué)樓功能分區(qū)、流線布局和采光通風(fēng)，以保證教學(xué)樓能為學(xué)生提供舒適、安全和功能完善的學(xué)習(xí)環(huán)境。

4.4 操場

操場設(shè)計時需要注意以下幾點：第1，在規(guī)劃設(shè)計中小學(xué)操場時，要合理規(guī)劃操場的整體面積，滿足體育課堂教學(xué)需求，滿足全校師生共同聚會的要求。第2，操場的建筑功能性要充分展示出來，合理選擇操場的結(jié)構(gòu)形式，控制好操場與教學(xué)樓中間的大小空間。第3，操場的設(shè)計要進(jìn)行準(zhǔn)確的尺度定位。在操場設(shè)計中，要科學(xué)規(guī)劃各種流線，確保運動項目順利進(jìn)行。第4，操場要具備完善的體育設(shè)施，并在其中添加浴室、衛(wèi)生間、更衣室和體育器材等。第5，當(dāng)需要額外擴大操場的空間時，應(yīng)根據(jù)實際的活動項目來確定最佳安排。第6，為了確保安全，操場應(yīng)具備優(yōu)質(zhì)的空氣流動性和有效的防水、防蠅等設(shè)備。

4.5 休閑娛樂活動空間

目前，中小學(xué)生除了參加必要的日常學(xué)習(xí)生活，還需要進(jìn)行一定的娛樂活動。因此，在中小學(xué)建筑空間布局設(shè)計中，要規(guī)劃好休閑娛樂活動空間，讓學(xué)生可進(jìn)行日常的娛樂和交流。當(dāng)前，中小學(xué)休閑娛樂建筑空間的類型繁多，包括足球場、籃球場、乒乓球場、游泳池等。在設(shè)計這類公共休閑娛樂區(qū)域時，設(shè)計者應(yīng)充分考慮圍合設(shè)計和交互設(shè)計，以便吸引更多的學(xué)生參與，減輕他們的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，且不會影響其他活動的進(jìn)行，從而滿足中小學(xué)校建筑空間布局設(shè)計的要求。

在中小學(xué)建筑空間中，非正式學(xué)習(xí)空間指的是交流空間和活動空間，如校園中的風(fēng)雨廊道、公共庭院等，這些區(qū)域能為學(xué)生和教師的交流活動開展提供場地。設(shè)計人員在設(shè)計公共教室、庭院、風(fēng)雨廊道等非正式學(xué)習(xí)空間時，可以設(shè)計出不同主題形態(tài)的空間布局，拓寬局部空間，讓教師和學(xué)生能夠在此處駐足。

5 面向未來的中小學(xué)建筑前瞻性設(shè)計

5.1 智能化與信息化技術(shù)的整合

展望未來，中小學(xué)建筑設(shè)計必須將智能化及信息化技術(shù)全面融合，從而提升教學(xué)效果，提高學(xué)校管理效率。智能化系統(tǒng)如智能照明、智能空調(diào)能提高建筑能效性，降低能源消耗，信息化技術(shù)如增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)能提供更豐富多彩的教學(xué)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與參與度。將智能化及信息化技術(shù)進(jìn)行融合，也能實現(xiàn)校園各個部門信息共享及資源整合，實現(xiàn)學(xué)校高效便捷管理。通過智能化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與反饋，學(xué)校管理者能對教學(xué)與管理情況有更深入的認(rèn)識，并對教學(xué)計劃與管理策略進(jìn)行適時調(diào)整與優(yōu)化，促進(jìn)教育質(zhì)量的全面提高。未來中小學(xué)建筑智能化、信息化技術(shù)融合會給教育教學(xué)帶來革命性變革，給學(xué)生帶來更個性化、更高質(zhì)量學(xué)習(xí)體驗，為教師提供更有效、更方便的教學(xué)工具與資源，也為學(xué)校管理者提供更科學(xué)、更準(zhǔn)確的決策支持，促進(jìn)教育事業(yè)的持續(xù)進(jìn)步。

5.2 靈活多變的空間設(shè)計

靈活多樣的空間設(shè)計能通過可調(diào)隔斷、活動家具、多功能性空間布局實現(xiàn)，從而對不同種類的教學(xué)活動和學(xué)生的需要提供靈活多樣的空間支撐。在靈活多樣的空間設(shè)計上，可考慮創(chuàng)建多功能教室、開放式學(xué)習(xí)區(qū)域、自主學(xué)習(xí)空間等來適應(yīng)不同教學(xué)活動與學(xué)習(xí)方式。教室可根據(jù)課程需求靈活安排，配套開展小組討論、實驗活動等不同形式教學(xué)活動，增強教學(xué)趣味性與成效。靈活多樣的空間設(shè)計還要兼顧學(xué)生個性化需求與學(xué)習(xí)習(xí)慣，為學(xué)生提供舒適安逸的環(huán)境[10]。

5.3 使用可持續(xù)的建筑材料與技術(shù)

選用再生可持續(xù)材料和低碳材料，有助于降低對自然資源的過度消耗和對環(huán)境造成的損害。另外，利用綠色屋頂、太陽能及其他節(jié)能環(huán)保建筑技術(shù)，也可減少建筑能耗和減輕環(huán)境污染。在進(jìn)行建筑設(shè)計時，應(yīng)充分考慮建筑材料可再生性與可回收性等特點，以達(dá)到建筑使用壽命終結(jié)時建筑材料高效再利用的目的，減輕給環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)。

5.4 增強學(xué)生體驗感

可通過創(chuàng)新性的空間設(shè)計與功能布局創(chuàng)造更開放、更多元的學(xué)習(xí)環(huán)境，以調(diào)動學(xué)生興趣與積極性。例如，創(chuàng)建富有趣味性和交互性的學(xué)習(xí)環(huán)境，如戶外課堂、休閑區(qū)和交流區(qū)域等，能極大豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。此外，在現(xiàn)代科技手段的幫助下，如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實技術(shù)等，能給學(xué)生帶來更沉浸式的學(xué)習(xí)體驗。將這些技術(shù)引入教學(xué)，能讓學(xué)生更積極地投入到學(xué)習(xí)中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及自主學(xué)習(xí)能力。同時，設(shè)計師也要結(jié)合學(xué)生的心理特點與行為習(xí)慣創(chuàng)造出滿足學(xué)生需要的學(xué)習(xí)空間，以增強其體驗感。

6 結(jié)語

中小學(xué)建筑設(shè)計作為教育環(huán)境構(gòu)建的一項重要內(nèi)容，與學(xué)生身心健康及學(xué)習(xí)效率有直接聯(lián)系。本文所提出的中小學(xué)建筑優(yōu)化設(shè)計策略是在綜合考慮環(huán)保與成本效益的前提下，解決目前設(shè)計存在的沖突，以適應(yīng)現(xiàn)代教育需求。未來，中小學(xué)的建筑設(shè)計要持續(xù)創(chuàng)新，以適應(yīng)教育模式的轉(zhuǎn)變和技術(shù)的進(jìn)步，為學(xué)生創(chuàng)造安全、舒適、智能、環(huán)保的學(xué)習(xí)環(huán)境。經(jīng)不斷研究與實踐，可建造出更理想的中小學(xué)建筑，從而為新一代的成長與發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。