装配式建筑工程知识分享：校园建筑的环境适应性设计探索

1 适应性设计原理

1.1 设计原则

建筑作为一个复杂的人工物质系统,具有系统的各种特性,经过20世纪末期社会经济和科学技术的迅速发展,已经由过去的环境决定论、可能论发展到协调论,在生态学和环境科学的影响下,人与环境的关系被深刻感知。建筑设计的适应性就是从整体观念出发,通过不断调整建筑自身构成要素来适应客观外部条件,即以一定目的、方式实现与客观条件和内部关系相适应,创造出符合可持续发展观念的建筑,简言之,就是要求在适应性设计的指导下,建筑要适应其所处的环境及其发展。

1.1.1 整体性原则

校园适应性设计的根本目的就是利用各种设计手段形成有机和谐的校园整体,并对已经建成的环境进行维护和整治,从而保持环境的整体性。

1.1.2 多样性原则

由于大学各个单元功能上的特殊性,就要求校园建筑设计的多样性,应该说具有有机整体和谐感的校园必然是一个多样化的校园,同时,校园环境的多样性也是校园活力的表现,此外,多元文化之间的矛盾也是校园发展不可缺少的动力。

1.1.3 可生长性原则

适应性设计的内涵要求校园建筑与整体的环境一致协调,同时也要求建筑要随着周围环境的变化表现出积极的反馈和适应性,这就决定了高校校园中的各个单元作为个体要与所生长的系统(环境)之间处于相对合理的地位,既在满足功能聚集,多样性发展方面保持其独立性,又在维持校园建筑整体协调上与环境保持一定的连续性。

1.2 设计内容

采用环境适应性设计理念对校园建筑和空间进行规划的主要内容应当从两方面进行探索:一方面是从整体的角度,对包括空间形态秩序、校园景观体系、外部空间等进行整体组织和配置;另一方面,还要考虑建筑群体的形态设计,校园交流空间以及交通系统设计等内容。要根据校园所在的自然地理环境及历史形成的布局特征,结合校园规划要求,构造整个校园的空间系统发展形态,建立起易于识别且有序联系的整体空间形态系统。校园的外部空间主要包括道路、广场、公共绿地、水体以及建筑之间的公共外部空间,在进行校园外部空间设计时,还需要涉及到功能布局、形态设计、景观组织、尺度控制、界面处理等多个环节。而在进行建筑群体形态设计时,一定要把握住统一感和连续性,对包括平面形态、高度、外观、材料等进行建筑形式和体量上的设计,以确定建筑和建筑相互之间的功能布局和群体形态关系。校园的交流空间设计则包含了广场、绿地、步行街道以及庭院等内容。对校园交通系统的设计既要考虑到校园内各个功能分区之间的连接,还要考虑到校园与城市之间的连接,重点对道路的形式、构成要素、交通方式以及对人的活动的影响等进行设计,协调好交通系统和与之相联系的建筑群体和公共空间的关系。

2 校园建筑的整体适应性设计

2.1 整体规划

在对校园进行建筑整体规划时,一个关键的思想就是动态的规划思想。由于传统的校园建筑强调的都是基于目标的设计,即要求所设计的校园建筑在设计之后便成为静止的、固定不变的“产品”,与高校学科交叉重组及学科发展的不确定性相悖;而动态规划的思想,加快了校园组织结构、学科设置、空间设施的更新速度,使建筑单体或建筑群设计上可以随未来的需要而灵活变动。

另一方面,要重视多个中心的构建和相互之间的聚合,虽然传统的校园功能分区原则将教学、生活、交流等活动场所规划成完整的相对独立的区域,保证了各分区间功能明确、相互无扰,但是,这样的规划方式显然无法满足当前日益频繁的校内物质交流活动。统计数据表明,人类适宜的步行距离是300m以内[2],由于校园规模的不断扩大,各个分区之间的距离也随之加大,必须加强各个分区之间的聚合,促进多个中心之间的交流。而当前高校学科群的出现(以各学院的出现为代表)又为多中心的聚合提供了应用的现实背景。通过在教学区设置其他生活服务设施,打破绝对功能分区的模式,适度综合多个中心的职能,创造出在尺度上、环境上以及社交管理上都易于人居住的区域。

2.2 交通系统

交通系统是学生活动、感知校园的纽带,布置良好、与环境元素联系紧密的交通系统对于人们形成一个有个性的校园形象具有重要作用。一般地,校园交通系统的设计主要体现在内部交通组织和外部交通组织两个方面。根据环境适应性的要求,我国校园交通的规划应当体现以人为主、适度穿越的原则。由于机动车处于相对强势的地位,因此,在校园交通设计中,应当强化步行者优先的思想,将广场、绿地、水岸、学生活动中心等环境元素沿道路展开布局,并布置适度的穿越,将各种场所功能相混合,为学生提供感受场所的基本条件。同时,随着校园有车族人数的不断壮大,校园用地日趋紧张,上、下学高峰期,国内大学的自行车交通流量甚至达到200辆/分。为此,可以效仿国外高校,设置专门的自行车道,将大量人流送至校园中心区[3]。对于机动车交通的规划,可以在校园外围布置车行环线,联结不同的教学单元和功能区,从而提高环境的质量。而对于校外来车,可以考虑在校门附近和机动车道的适当节点处设置停车场,并设置用于访客服务的临时停车场。

2.3 空间系统

基于环境适应性的校园建筑空间系统设计,强调建筑实体空间和校园外部公共空间的规划两方面内容。在通用化、模块化的原则下,将校园建筑的空间系统设计成为更具时代性和创造性的环境系统。随着高校教育专业学科变化的日新月异,教学建筑的空间构成方式也发生了很大的变化。据统计[4],日本高校实验室建成后不经过改造而一直使用的仅仅占总数的32%,造成了资源的极度浪费。为此,日本公立函馆未来大学将工作室建设成为训练、工作、演示、报告通用的场所,大大提升了使用空间的密度和容量,成为学生和教师的活动中心。而空间形态与多种使用目的相适应的另一个典型的例子是也门的塔伊兹大学工程学院楼[5],该楼在空间单元体发展模式的基础上,将内院式空间布局作为单元体的基本形式,空间形态上具有可持续形成生长和稳定统一的特点,在单元体的两侧分别设置两个服务体,从而为灵活的改变内部使用空间创造可能。

同时,将同一种类型的空间以模块的形式构造出来并进行空间累加集成,实现建筑单元到整体的构建,并满足统一柱网、层高、荷载能力的要求,实现了图书馆、教学楼和实验楼等主要建筑的灵活布局。对于校园外部空间的设计规划,当前一定要避免低密度、大尺度的空间形态,而取之于适度发展的思想,保持校园预留用地的数量,为今后的发展提供相对完整,与原有空间格局互相独立的用地,康奈尔大学的校园规划就体现了这一思想。

装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法，其很多优点都是传统建筑无法比拟的。以上内容就是“装配式建筑工程知识分享：校园建筑的环境适应性设计探索”，更多精彩内容可继续关注环球网校!点击下方免费下载，可领取装配式精华考点/课程讲义。