西安市航天城第一中学位于西安市航天基地,是一所公办完全中学,基地北接城市绿地,具有较好的空间与视野条件,南临主干道航拓路,交通便利,东侧为规划路并毗邻航天城第一小学,西侧为储备住宅用地.项目占地约53 067 m²,业主要求需设1个标准400 m操场、66个标准班、实验楼、图书阅览、行政办公、1 000人餐厅、600人报告厅、室内标准篮球馆以及其他配套用房等,用地与多元功能需求间的矛盾可见一斑.在有限的用地规模下,如何满足所在学区的学位容量供给,并适应未来教育发展的多元化需求,是本项目的主要难点(图1).

图1 项目前期策划
Fig.1 Preliminary project planning

项目前期通过多方案比较,寻求最适宜的校园布局模式(图2).方案一采用分散式校园布局,教学区位于基地北侧,行政区位于基地中部,操场位于基地南侧,各功能之间相互独立,分区明确.方案二同样采用分散式布局,教学区位于西北角,行政区位于基地东北角,操场位于基地南侧.上述两个方案的教学单元均通过连廊相互联系,在满足日照采光、自然通风同时,获得了较好的空间秩序,但分散式布局占地与交通空间面积较大,空间效率低下.

图2 多方案比较
Fig.2 Comparison of multiple schemes

方案三采用集中式校园布局,教学区与行政区集中布置于基地南侧,在满足各功能部室要求的同时,为师生争取了更多的室外活动空间.教学主楼设计采用厅、堂、庭等空间要素,由外而内、由中心向组团展开序列组织.四个教学组团通过中庭空间将普通教室、办公管理以及北向丰富多变的多用途空间组织联系起来,创造出多元化学习、活动、交流的场所.较好地解决了校园多种功能与用地有限之间的矛盾,因此项目最终采纳方案三建造实施^[13].

(1)集约化模式

在相同用地条件下,相较于分散式校园布局,采用集约化模式有利于校园资源的共享,以及公共空间的整体化和复合化^[14].校舍由南侧教学主楼和北侧综合楼构成.以行政办公、图书馆、报告厅等为核心,环绕四个教学组团,通过庭院空间解决交通联系以及通风采光的需求,打造集中央厅堂、普通教室、图书阅览、活动交流、行政办公、合班教室于一体的教学主楼,在各功能相互组织的同时,嵌套了共享空间,既满足了多元功能的使用需求,又提高了土地使用效率.设计将师生餐厅、实验室、报告厅、篮球馆、艺体用房以及操场看台等功能利用其空间结构的相似性进行整合并集中布置,形成综合楼,其中学生食堂采用半地下式,既满足面积需求,又便于看台的设置.集约化的功能布局,在有限的土地上,创造了更多的室外活动空间,校园共布置1个标准四百米操场、3个篮球场和5个羽毛球场,充分满足全校师生的使用需求(图3).

图3 集约化设计理念
Fig.3 Intensive design concept

(2)厅、堂、庭交互式空间

弗兰姆普敦(Kenneth Frampton)认为建筑不只是满足生产施工和功能消费的合理化需求,而是创造一种“场所感”,通过强调某些与场地相关的特殊因素,对抗支配的、模式化的普遍建筑秩序^[15].学校也不应该只是一个封闭的教学空间,应该具有更多的开放性.本项目强调用“场所性”对抗模式化的普遍建筑秩序,通过厅、堂、庭、架空底层等空间要素在有限的建筑内部营造出具有多样性、开放性、流动性的公共交往空间,从而创造出一个使学生不会感到孤独与陌生的学校.通过与场所的融合,汇聚该特定场所的各种意义,建筑也得以超越物质和功能的需要,使校园空间更具活力和吸引力,增加环境的亲和力,为学生之间的交流创造更多的机遇.同时开放、自由、灵活的室内空间也为开放式教学形式提供了支持^[16].

教学主楼通过不同高度的架空与中庭联系室内外空间,产生丰富的空间体验.中庭作为主要的公共空间,结合景观植物和天窗采光,创造宜人的交互场所.四个教学组团通过底层架空形成大厅,室内通高形成中庭,室外庭院形成景观,利用灰空间和庭院将室内外空间有机地结合起来,打破传统教学空间封闭单调的组织形式,创造多样的交往空间.使学生的教育与学习走出课堂,融入校园内的每处空间,既便于大规模学校中的人员疏散,也有利于形成良好的教学和交流氛围,并充分满足“走班制”教学模式的开展(图4).

图4 校园公共空间
Fig.4 Campus public space

(3)前广场分时段使用

随着基础教育设施与理念发生了巨大转变,中小学校在城市交通系统中特定时间的瓶颈问题已十分突出^[17].项目东侧紧邻航天一小,南侧主干道上下学时间的交通压力尤为突出.设计采用集约化的设计理念,最大限度地节约用地,因此有条件创造宽阔的入口广场,在场地南侧后退红线60 m,将校园入口设计为特定时段开闭空间,即上下学时段(7:00～7:30AM,6:00～6:30PM)的引入式交通空间,缓解城市道路的压力,在其他时段(7:30AM～6:00PM)则恢复为学生活动空间.正是校舍空间集约化的布置模式,为整个用地提供了较大的校前广场,并为城市街道提供了交通缓冲空间(图5).

图5 分时段空间模式图
Fig.5 Timesharing spatial pattern diagram

后评估通常是以建筑性能标准和建筑使用者及其需求作为评价依据,对建筑进行严格的评估以期从中获取反馈信息^[18].本研究主要采用实地调研以及语义分析法,对航天一中的使用后评估情况进行调研,得出使用者的满意度评价.SD法(Semantic Differential)是语义学的解析方法,即“用语义学中‘言语'为尺度进行心理实验,通过对各种既定尺度的分析,定量地描述研究对象的概念和构造”.作为典型的建筑计划学,SD法已广泛运用于建筑、规划、景观的使用后评估与分析^[19].

研究对象包括外部活动空间和内部活动空间.其中外部活动空间包括屋顶室外空间、室外活动场地(图6); 内部活动空间包括中央大厅、教室中庭空间、室内北向活动长廊(图7).由于疫情影响无法开展现场问卷调研,故采用网络问卷的形式,最终回收有效问卷120份,涉及初、高中两个年级共计100名学生和20名教师.

图6 建筑外部活动空间
Fig.6 External activity space

图7 建筑内部活动空间
Fig.7 Interior activity space

针对校园活动空间利用率和使用者感受,将使用后评估研究指标分别落位于建筑外部和内部活动空间.其中,有关外部活动空间的评价包括外部空间体验、空间利用率和交通可达性; 有关内部活动空间的评价包括内部空间体验和空间利用率.在评价标准建立时,重点关注本项目在前期策划提出的集约化模式,厅、堂、庭交互式空间,前广场分时段使用等设计策略,并通过调研结果对其合理性进行验证.受访者根据自己的使用感受,对每个评价对象进行等级判断.评价尺度分为7级,以0为中心对称,3为最高分,-3为最低分,以此为界限得出评价结果(表1).

表1 评价指标结果
Tab.1 Evaluation index and evaluation results

(1)室外活动空间评估

通过数据分析,师生对于室外活动空间的使用意愿达到了88.75%,这主要得益于项目在前策划阶段对操场等室外空间和教学楼部分合理规划,通过集约化的设计策略减小建筑占地面积,在紧张的用地中完整保留了400 m操场和其他活动场地.并通过合理布置室外景观绿化、铺装、小品等,与校园环境和谐结合,尽量减小场地对周边环境的干预,充分满足师生对于室外活动的需求.由于课间休息时间较短,因此学生大多在体育课上课前后才会去操场活动,导致室外活动空间虽然使用频率较低但停留时间较长.屋顶花园的空间利用率与前策划阶段的设想存在较大差异.调研后发现,虽然其舒适度受到使用者的普遍认可,但停留时间和使用频率最低.进一步了解后得知,学校管理者从学生安全角度考虑,对课间学生出行有较为严格地要求,学生较少有机会使用屋顶花园,导致了较低的利用率.

(2)室内活动空间评估

通过数据分析,除课间活动范围一项指标外,其他研究对象都有85%以上的满意度,内部空间的流线组织与布置都较为顺利,学生对室内活动长廊利用率较高,通过实地调研也能看到学生在此区域可以开展交流学习、社团活动、作品展示等课余活动.同时也发现了一些问题,例如教室中庭空间和中央大厅的利用率较低.由调研可知,二者利用率较低的原因是距离教室比较远,学生课间活动范围有限,只有上下学时间在此进行停留或休息.其中大厅主要用于学校集体活动,但由于底层架空,冬季物理舒适度较低.后期学校通过将部分架空区域进行改造,利用空余的底层架空空间建造未来课堂,提高了空间利用率.

(3)多义性空间评估

在学校建筑中,使用面积系数(K值)用来反映教学楼中主要功能性房间和总建筑面积的比值.K值越大,说明教学楼中各类教室、办公室所占面积越大,公共交通和结构面积越小.教学楼空间组织方式不同,K值也不一样,不能单纯依据K值大小判断建筑是否经济合理.近年来,伴随开放式教学和“走班制”的普及,多义性空间等非功能性空间已经成为当下学校设计中的重要组成部分,同样也成为影响K值的重要因素.航天一中将原本单纯用作交通联系的走廊通过拓宽并植入休闲、交流、运动、阅读等功能转化为多义性活动空间,虽然K值仅为0.55^[20],但是空间功能复合多样,提高了空间使用效率.