超大規(guī)模高中校園用地適應(yīng)性指標(biāo)優(yōu)化策略研究

羅 琳,李志民,羅厚安

(1.西安科技大學(xué) 建筑與土木工程學(xué)院，陜西 西安 710054；2.西安建筑科技大學(xué) 建筑學(xué)院，陜西 西安 710055)

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，優(yōu)質(zhì)教育資源不斷集中，普通高中辦學(xué)規(guī)模日益擴(kuò)大,使得“超大規(guī)模學(xué)校(3 000人以上)”[1]已成為我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域備受關(guān)注的社會現(xiàn)象.而傳統(tǒng)校園用地不足、現(xiàn)行建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不能支撐辦學(xué)規(guī)模、校園空間環(huán)境承載力和人們的教育需求之間的矛盾也日益突出.因此，制定超大規(guī)模辦學(xué)后新的校舍建設(shè)指標(biāo)參考，提升校園空間環(huán)境品質(zhì)以適應(yīng)教育教學(xué)的需求意義重大.研究通過剖析校園用地現(xiàn)狀，梳理影響因子和變量，進(jìn)行用地類型劃分，建立科學(xué)的計算公式進(jìn)行體系優(yōu)化，為新建、改擴(kuò)建提供參考依據(jù)，最終指導(dǎo)各項工程實踐.

1 超大規(guī)模高中用地現(xiàn)狀及問題

《城市普通中小學(xué)校校舍建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》、《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》中分別對校園用地、校舍建筑面積、生均指標(biāo)、安全疏散、室內(nèi)物理環(huán)境、設(shè)備等設(shè)置了詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求[2].但因?qū)W校與地區(qū)之間差異較大，且辦學(xué)規(guī)模持續(xù)增加，現(xiàn)行國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)最大只支撐到48班，校園空間環(huán)境要么因尺度過大而資源浪費，建筑組團(tuán)、社區(qū)、城市之間聯(lián)系不夠密切，公共設(shè)施可達(dá)性較差；要么因用地不足而不斷加建改建，主要功能用房采光、通風(fēng)、隔音等舒適度差，校外餐飲、商業(yè)等空間混雜，人流密集、安全隱患多[3].

1.1 新建超大規(guī)模高中缺乏建設(shè)規(guī)范指導(dǎo)、土地集約化程度不高

本研究相關(guān)調(diào)研表明，目前在西部地區(qū)超大規(guī)模高中的一系列建設(shè)活動中，主要通過征地建新校區(qū)或在原有校園內(nèi)加建擴(kuò)建兩種方式以實現(xiàn)空間環(huán)境擴(kuò)容，來滿足日益增長的就學(xué)需求[4].但無論哪種方式，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)仍參照2002年通過的《城市普通中小學(xué)校校舍建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》，對超過48班辦學(xué)規(guī)模的超大規(guī)模學(xué)校，因沒有相應(yīng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)，校園建設(shè)陷入盲目混亂狀態(tài)，建設(shè)用地和校舍空間資源過剩，資源利用率不高[5].

1.2 既有校園用地嚴(yán)重不足、資源分配不均

還有一部分既有超大規(guī)模高中校舍空間環(huán)境嚴(yán)重不足，人流密集，存在一定的安全隱患.而那些不斷擴(kuò)大規(guī)模、加建、擴(kuò)建的學(xué)校，因財政投入不足，生均校舍使用面積及用地面積分配不均，極大地影響了在校師生的學(xué)習(xí)和生活[6].地區(qū)辦學(xué)和校際差距的存在，更需要合理建立校園用地的適應(yīng)性指標(biāo)，有效指導(dǎo)建設(shè)，確立相應(yīng)的校舍建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計參考和依據(jù)[7].

2 用地影響變量分析

2.1 布局選址

校園布局選址的不同影響規(guī)模擴(kuò)張后校舍空間的變化.超大規(guī)模高中的選址主要有以下兩種：一是位于縣城中心即舊區(qū)，交通便利，多采用半寄宿制或走讀制管理.所以規(guī)模擴(kuò)張對食堂和宿舍用地的影響不大.另一種位于縣城遠(yuǎn)郊即新區(qū)，多為新校區(qū)或是老校區(qū)遷址而來，交通不便，采用寄宿制封閉式管理.所以伴隨著規(guī)模的擴(kuò)張，教職工、學(xué)生住宿和生活用地成為擴(kuò)張最明顯、最緊缺的空間環(huán)境.表1列出不同布局選址和管理模式下用地與規(guī)模擴(kuò)張的關(guān)系：

表1 布局選址類型與規(guī)模擴(kuò)張關(guān)系

注：★隨規(guī)模擴(kuò)張嚴(yán)重不足的校園用地；☆隨規(guī)模擴(kuò)張變化不大的校園用地

2.2 辦學(xué)模式

2.2.1 走讀制為主

隨著校園規(guī)模的擴(kuò)張，以走讀制為主的超大規(guī)模高中對教學(xué)用地和體育活動用地的要求更高.當(dāng)用地較為緊張時，為滿足正常的教學(xué)、運動需求，可通過和校外共享體育運動設(shè)施、將小型活動場地置于地下、利用建筑架空層和屋頂?shù)葋韺崿F(xiàn)規(guī)模擴(kuò)張下土地復(fù)合化集約利用.在節(jié)地目標(biāo)下，可大大節(jié)約教工、學(xué)生的食宿空間用地或?qū)⒔處熒钣梅吭O(shè)于校外.課間操場地、綠化用地也可以和道路、建筑底層、頂層相結(jié)合使用.

2.2.2 寄宿制為主

隨著校園規(guī)模的擴(kuò)張，在以寄宿制為主的超大規(guī)模高中，住校生人數(shù)逐漸增加，隨之宿舍和食堂用地的訴求更強(qiáng)烈.對于校園用地嚴(yán)重不足或較難擴(kuò)張的超大規(guī)模高中，為滿足辦學(xué)需要，只得將部分教師宿舍、教工食堂改為學(xué)生宿舍和學(xué)生食堂；還有一些借用校園周邊的餐飲、居住等生活設(shè)施，但是方便了學(xué)生使用的同時，給學(xué)校的安全、衛(wèi)生管理造成一定的隱患.

2.2.3 辦學(xué)模式影響下的用地擴(kuò)張?zhí)卣?/p>

在辦學(xué)模式影響下，用地擴(kuò)張和使用需求呈現(xiàn)不同特征.例如，以走讀制為主的超大規(guī)模高中，對食宿空間的訴求沒有教學(xué)空間和運動場所明顯，需增加教學(xué)用地和運動場地.以寄宿制為主的超大規(guī)模高中，食堂和宿舍用地成為需求量最大的空間(表2).

2.3 公共設(shè)施共享

一些超大規(guī)模高中因用地有限，在規(guī)模擴(kuò)張過程中，結(jié)合其選址特征，采取和其他學(xué)校、社區(qū)、縣城或城市共享文體服務(wù)設(shè)施的方式，既節(jié)約了校園用地和建設(shè)成本，又滿足了正常的教學(xué)要求[8].表3體現(xiàn)了校外共享服務(wù)設(shè)施的要求及校內(nèi)用地變化特征.

2.4 立體空間模式

不但可以借助共享服務(wù)設(shè)施來節(jié)約校園用地面積，還可通過營造立體校園，充分利用建筑入口、架空空間、地下空間、建筑屋頂或平臺、建筑連廊等空間，增加多處校園存儲、后勤、運動、交流、展示等功能區(qū).表4列出了立體空間的多種利用方式和校園用地變化之間的關(guān)系.

2.5 辦學(xué)空間外移

因規(guī)模擴(kuò)張導(dǎo)致學(xué)生住宿空間緊缺，很多學(xué)校只得將教師宿舍改為學(xué)生宿舍或?qū)⒔處?家屬)生活區(qū)外移于校外，校內(nèi)僅設(shè)單身教師宿舍，或和行政辦公用房結(jié)合，建綜合宿辦樓，在不影響辦公的同時方便教師休息，節(jié)約校園用地，實現(xiàn)集約化.(表5)

表2 校園管理模式與規(guī)模擴(kuò)張關(guān)系

表3 共享設(shè)施利用和校園用地關(guān)系

表4 立體空間利用和校園用地關(guān)系

表5 外移建設(shè)模式和校園用地關(guān)系

3 超大規(guī)模高中用地組成及特征

3.1 傳統(tǒng)辦學(xué)規(guī)模下用地組成

《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中提出“根據(jù)學(xué)校的使用功能，中小學(xué)校用地由建筑用地、體育活動用地、綠化用地、勤工儉學(xué)用地組成.”2012年起實施的《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》對2002版的規(guī)范進(jìn)行了修編制定.其中明確指出“中小學(xué)校建筑用地應(yīng)包括以下內(nèi)容：(1)教學(xué)及教學(xué)輔助用房、行政辦公和生活服務(wù)用房等全部建筑的用地；有住宿生學(xué)校的建筑用地應(yīng)包括宿舍的建筑用地；(2)自行車庫及機(jī)動車停車庫用地；(3)設(shè)備與設(shè)施用房的用地.”[9]在不同辦學(xué)模式下，校園用地涵義應(yīng)有所區(qū)分.如以寄宿制為主的學(xué)校，應(yīng)納入食宿建設(shè)用地；而以走讀制為主的學(xué)校則可以忽略或者減少這部分建設(shè)用地.具體如下表6所示.

表6 規(guī)范考量下校園用地組成與辦學(xué)模式關(guān)系

3.2 超大規(guī)模辦學(xué)下校園用地組成

超大規(guī)模辦學(xué)模式下用地涵義有了新的變化.按照規(guī)范給出的傳統(tǒng)辦學(xué)規(guī)模用地組成為線性疊加關(guān)系.在超大規(guī)模辦學(xué)背景下，建筑采取“綜合體”模式，采用空間高效集約、立體化土地利用、空間活用或置換等思路，用地組成為網(wǎng)狀復(fù)合關(guān)系(圖1).

隨著辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)張，不同類型的校園用地也在增加.但有些用地擴(kuò)張明顯，有些則變化不大，甚至維持現(xiàn)狀.例如，以寄宿制為主的學(xué)校，隨著規(guī)模擴(kuò)張，學(xué)生宿舍需要更多的建設(shè)用地，而食堂由于標(biāo)準(zhǔn)層面積較大，一定時間內(nèi)擴(kuò)張不是很明顯；以走讀制為主的高中，規(guī)模擴(kuò)張后教室數(shù)量隨之成比例增加，而教師生活用房由于有些不設(shè)在校內(nèi)，則變化不大.體育運動場和校外共享，建設(shè)用地也不會成比例擴(kuò)張.

圖1 不同辦學(xué)背景下校園用地組成及特征Fig.1 The Composition and Characteristics of Land in Different Background

綜上，每一部分用地與校園規(guī)模擴(kuò)張的關(guān)系不同.在不同建設(shè)類型、辦學(xué)模式、土地利用方面，各學(xué)校建設(shè)用地不是單一地隨著辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)張而成比例地增加[10].

4 用地適應(yīng)性指標(biāo)概念內(nèi)涵

4.1 重要指標(biāo)概念及計算方法

4.1.1 校園有效用地

為更有效地制定校園用地面積指標(biāo)，在判斷學(xué)校建設(shè)的土地利用率時，應(yīng)將用地分為隨學(xué)生人數(shù)成比例增減及與學(xué)生人數(shù)無比例關(guān)系兩部分進(jìn)行比較：即隨學(xué)生人數(shù)成比例增減的用地包括建筑用地、綠化用地及部分體育用地；不成比例的用地包括環(huán)形跑道等.在衡量校園有效用地概念的內(nèi)涵應(yīng)區(qū)別學(xué)校類型.走讀制學(xué)校和寄宿制封閉式學(xué)校在生活管理方式上有一定區(qū)別.有住宿生學(xué)校的用地應(yīng)包括宿舍用地，無住宿生學(xué)校的用地應(yīng)不包括宿舍用地.

4.1.2 校園可比用地

“學(xué)校可比總用地”，即總用地減除環(huán)形跑道的占地.為科學(xué)判斷學(xué)校土地利用的水平，有效判斷土地的集約利用程度，提出“學(xué)?？杀热莘e率”來衡量[11].即：學(xué)?？杀热莘e率=學(xué)校地上建筑面積總和/學(xué)?？杀瓤傆玫?與此對應(yīng)的重要指標(biāo)概念及計算方法為：學(xué)?？杀瓤傆玫孛娣e=學(xué)?？傆玫孛娣e-環(huán)形跑道的占地面積；生均可比用地面積=學(xué)?？杀瓤傆玫孛娣e/在校生人數(shù).

4.1.3 校園節(jié)地可比用地

通過衡量和比對影響超大規(guī)模高中校園用地面積在規(guī)模擴(kuò)張下的變化因素及應(yīng)對措施可以發(fā)現(xiàn)，節(jié)地目標(biāo)下扣除環(huán)形跑道用地、教師生活用地、共享公共服務(wù)設(shè)施用地、立體化空間用地等部分，可以實現(xiàn)校園的集約化，最終達(dá)到節(jié)地指標(biāo).所以，我們提出“節(jié)地可比總用地”指標(biāo)，進(jìn)而為節(jié)地目標(biāo)下用地指標(biāo)的制定提供依據(jù)和參考.其計算方法為：校園節(jié)地用地面積=學(xué)校總用地面積-環(huán)形跑道的占地面積-教師生活占地面積-共享公共設(shè)施占地面積-地下運動存儲占地面積；校園生均節(jié)地用地面積=學(xué)?？傆玫孛娣e-環(huán)形跑道的占地面積-教師生活占地面積-共享公共設(shè)施占地面積—地下運動存儲占地面積/在校生人數(shù).

4.2 不同涵義用地指標(biāo)與校園空間環(huán)境關(guān)系

與傳統(tǒng)意義“校園用地面積”相比，“校園可比用地”能夠更加科學(xué)地衡量校園用地的合理性.可以針對廣大西部地區(qū)在用地局限、財政投入不足、辦學(xué)基礎(chǔ)薄弱等客觀條件，最大程度節(jié)約校園用地，同時實現(xiàn)開放、共享、學(xué)社融合的大目標(biāo)[12].表7表達(dá)了不同涵義的用地指標(biāo)和校園建設(shè)的關(guān)系.

表7 不同涵義的用地指標(biāo)與校園建設(shè)的關(guān)系

5 用地適應(yīng)性指標(biāo)優(yōu)化策略

5.1 優(yōu)化依據(jù)

5.1.1 用地類型

超大規(guī)模高中用地規(guī)模主要影響因素包括：布局選址、用地范圍、周邊公共服務(wù)設(shè)施與校園的關(guān)系、用地類型、校園建設(shè)模式、建筑容積率等.研究組通過調(diào)研得出，超大規(guī)模高中在規(guī)模擴(kuò)張的過程中，為保證正常的教學(xué)工作，各學(xué)校紛紛采取了不同的改擴(kuò)建措施和功能置換的空間活用方式，使得閑置空間得以發(fā)揮新的作用.超大規(guī)模高中用地可分為余裕型、適當(dāng)型、不足型三種.

5.1.2 運動場使用要求

在校園用地中，室外體育運動場地是很重要的組成部分.一般包括環(huán)形跑道運動場、直跑道、器械運動場地、課間操所需場地、各種類型的球類場地等.其中規(guī)范對于體育運動用地的要求有以下幾點：滿足各個年級同時上體育課和課間操所需場地；每5個班要設(shè)有一大球(足、籃、排球)場地；課間操場地占地面積=3.88 m2/生×在校生人數(shù)；在用地緊張時可通過將小型運動場置于屋頂、架空層，體育場置于地下或和校外共享的模式節(jié)約用地而不影響正常教學(xué)使用.

5.1.3 建設(shè)規(guī)范要求

按照《城市普通中小學(xué)校校舍建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》、《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》、《民用建筑設(shè)計通則》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等規(guī)范要求，在進(jìn)行用地適應(yīng)性指標(biāo)優(yōu)化時必須遵守規(guī)定，進(jìn)行有的放矢的指標(biāo)計劃.如校舍北向布置以4層為宜，當(dāng)用地緊張時可采用教學(xué)空間5層以下.多層建筑防火間距6 m，當(dāng)兩座相鄰建筑較高一面外墻為防火墻，防火間距不限.教學(xué)樓防噪間距25 m，其他建筑防噪間距15 m，當(dāng)用地局限時，建筑以防噪材料裝修、外加吸聲板等防噪措施，教學(xué)樓防噪間距減至18 m[13].

5.1.4 不同用地適用條件

在資源共享、功能外移的過程中，有些用地如教學(xué)辦公用地是不能與校外共享或者置于校外的.在校園立體空間利用方面，有些用地基于使用功能的需要，不適宜建于地下空間，有些空間也不適宜立體化設(shè)計.因此，有必要限定不同用地適用范圍(表8).

表8 不同用地適用條件

5.2 優(yōu)化內(nèi)容

5.2.1 基于建設(shè)模式的指標(biāo)優(yōu)化

不同用地類型下的建設(shè)模式、用地內(nèi)容、適用條件和用地指標(biāo)均不同.下表9是針對不同類型的用地分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留模式、共享資源模式、節(jié)地集約模式的用地規(guī)模和適應(yīng)性指標(biāo)優(yōu)化.

表9 各用地類型在不同建設(shè)模式下的指標(biāo)優(yōu)化

5.2.2 基于布局選址的指標(biāo)優(yōu)化

伴隨著在校生人數(shù)的增加，不同選址類型的學(xué)校改擴(kuò)建模式不同.例如，縣城中心區(qū)的超大規(guī)模高中多為老校區(qū)，學(xué)校建設(shè)模式多為改建+局部擴(kuò)建的形式.因此，在用地指標(biāo)優(yōu)化時應(yīng)分類型進(jìn)行(表10).

表10 各用地類型在不同布局選址下的指標(biāo)優(yōu)化

5.2.3 基于多重變量的指標(biāo)優(yōu)化

因用地影響因素的多重性，遵循可持續(xù)建設(shè)原則，現(xiàn)對用地指標(biāo)優(yōu)化為基本用地指標(biāo)(即節(jié)地用地規(guī)模)和規(guī)劃用地指標(biāo)(即適宜用地規(guī)模)兩種，從而使得用地規(guī)模富有彈性和靈活性，更適宜于不同建設(shè)模式.

(1)單一因素與多重因素的指標(biāo)體系優(yōu)化

在現(xiàn)實中，有單一因素的影響也存在多重因素的影響.這時，就需要對校內(nèi)的功能構(gòu)成進(jìn)行定值與變量的分類，從而提出變量變化時的指標(biāo)優(yōu)化方法.如表11所示.

(2)不同影響因子作用下的指標(biāo)體系優(yōu)化

基本用地面積指標(biāo)和規(guī)劃用地面積指標(biāo)只是就一般辦學(xué)條件學(xué)校給出的指標(biāo)參考.不同影響因子作用下的優(yōu)化方法是在基本指標(biāo)和規(guī)劃指標(biāo)基礎(chǔ)上，參照辦學(xué)條件、管理模式、布局選址等因素，進(jìn)行相應(yīng)功能區(qū)的調(diào)整及指標(biāo)優(yōu)化調(diào)節(jié)[14].采用“校園用地指標(biāo)=用地指標(biāo)定值+影響變量用地面積”的方法進(jìn)行計劃研究.具體如表12所示.

表11 指標(biāo)定值與變量作用下的優(yōu)化方法

表12 不同影響因子作用下的指標(biāo)取值優(yōu)化

6 結(jié)論

對超大規(guī)模高中校園用地來說，科學(xué)意義上的“適應(yīng)性指標(biāo)”應(yīng)以“社會效益、教育效益”為根本原則，對影響要素進(jìn)行重組，以保證在滿足基本教學(xué)需求的基礎(chǔ)上通過投入較小的成本而獲得更大的回報，從而達(dá)到土地集約利用的目的.本研究通過梳理用地現(xiàn)狀特征，歸納影響因子，建立科學(xué)的指標(biāo)概念和計算公式，構(gòu)建靈活參考體系，從而為不同類型的超大規(guī)模高中建設(shè)提供可參考的依據(jù).由此得出以下研究結(jié)論：

(1)提出標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留、共享資源、節(jié)地集約三種不同建設(shè)模式及設(shè)計方法策略.

(2)提出“校園可比總用地面積”、“生均可比用地面積”、“校園可比容積率”、“校園節(jié)地用地面積”、“生均節(jié)地用地面積”等指標(biāo)概念并闡釋其內(nèi)涵特征.

(3)建立計算公式，提出設(shè)計方法，并基于不同建設(shè)模式、布局選址、單一變量和多重變量的作用進(jìn)行基本指標(biāo)和規(guī)劃指標(biāo)的體系優(yōu)化及取值分析，為完善現(xiàn)行規(guī)范，制定超大規(guī)模高中建設(shè)任務(wù)書提供科學(xué)根據(jù).