土木在线论坛 \ 建筑设计 \ 公共建筑设计 \ 基于案例分析的小学教学楼结构性空间构成研究

基于案例分析的小学教学楼结构性空间构成研究

发布于：2022-11-10 13:17:10 来自：建筑设计/公共建筑设计 [复制转发]

摘要： 基于建筑疏散视角，探讨小学教学楼结构性空间的构成规律及特征，对小学校及教育类建筑设计研究与实践具有借鉴意义。研究关注小学教学楼疏散空间的结构组织关系，通过收集、整理大量实践案例，并对其结构特征进行量化分析，以班级规模为分类条件，开展空间布局的原型与表达研究、结构单元的构成与组合研究、布局与单元间的关联性探索，归纳小学教学楼结构性空间的构成规律与特征，为一般大量性教育类公共建筑疏散提供基础资料。

关键词： 小学教学楼；建筑疏散；结构性空间；空间布局；结构单元

在线阅读

小学教学楼的安全疏散是保障小学生生命安全的重要环节。由于年龄因素，小学生是对周围环境的判断、反应和行动能力都较差的特殊群体，而小学校又是城乡环境中大量普遍性存在的人群密集型公共建筑。当前安全疏散领域的研究多集中于大空间建筑 [1-2] 、商业综合体 [3] 、高层建筑 [4] 、地下空间 [5] 及交通枢纽 [6] 等规模大、标准高、具有特殊意义的大型公共建筑，对于如小学教学楼等建造条件一般，但广泛存在且与日常生活密切相关的一般性公共建筑 [7] ，其安全疏散研究仍较为薄弱。

当前小学校建筑设计研究主要集中在校园空间 [8] 、教学及公共交往空间 [9-10] 、集约化校园综合体 [11] 、通学接送空间 [12] 等方面，对疏散空间设计优化的研究较少。少数关于小学校建筑疏散方面研究集中在对空间局部要素的独立探讨上，如疏散楼梯 [13] 、走廊等交通空间 [14-15] ，以及对小学生人群生理运动数据的实验获取 [16-19] 。总体来说，研究多关注局部点状建筑空间，缺乏从整体、系统层面考虑小学校疏散空间设计优化问题。

小学教学楼疏散空间设计研究体系以空间疏散为切入点，从小学教学楼整体布局、功能分区、流线组织及空间形态构成层面，分析疏散空间类型与特征，从具象和抽象两个视角认知疏散空间，并归纳出“结构性空间”和“功能性空间”两种研究途径，分别探讨“人员—空间—疏散效率”三者相互作用规律，为小学校舍疏散性能优化提供设计依据。

1 结构性空间研究概述

“功能性空间”指具象视角下各疏散空间有明确的形态、尺寸、分布，空间按照使用功能进行分类布置，关注空间形态与分布的差异性。 “结构性空间”则是从抽象视角将疏散空间概括为“节点—连接”等结构组织关系，不再过多关注各空间具体功能与形态尺度，这是本阶段研究重点关注的内容。本文通过对具有代表性与典型性小学校案例的收集整理分析，从结构性空间的布局形式与结构单元组织入手，研究不同规模条件下小学教学楼结构性空间的构成规律与特征。

1.1 空间布局形式

空间布局形式即小学教学楼的整体性外在空间形态表现。结合案例及相关文献 [20] ，研究将空间布局研究分为空间布局的原型及表达两个方面（图1）。

1.1.1 空间布局原型

空间布局原型分为线形结构与环形结构。线形结构即各建筑空间体块首尾相连，呈直线或折线状的单一路径结构，用于组成折线式、分支式空间布局，散点式为线形结构的特殊表达。环形结构即空间体块通过连廊等连接，形成完整围合的环形路径结构，用于组成围合、院落空间布局形式。

1.1.2 空间布局表达

原型经过扩展、组合形成整体性的空间布局表达形式。空间布局表达可归类为散点式、折线式、分支式、围合式及院落式。散点式指建筑体块独立存在，相互之间不发生联系；折线式指建筑单元首尾相连成直线或折线，形成单一主要路径；分支式指在线形结构基础上，多个单元与公共路径单向连接，形成指状分支布局；围合式指单元间路径形成环路，具有一个完整围合而成的庭院空间；院落式则为多个围合庭院的组合。

1.2 结构单元组织

基本单元是空间结构组织的基础构成要素，整体结构性空间由若干基本单元通过不同的连接方式组合而成。本研究中定义的基本单元是指可完成水平向疏散阶段的最小空间组合，由节点空间、连接空间和出口空间构成，结合建筑平面关系进行划分。其中：节点空间为疏散起点，即各功能教室；连接空间为处于疏散路径中的交通联系空间；出口空间为安全出口或准安全区域，如楼梯、室外区域或与其他单元连通处。在实际案例分析与设计实践中，基本单元的划分并非完全固定的，而是应结合具体情况合理划分，尽量保证单元边界完整、结构清晰、规模相当，便于进行结构组织分析。本研究将结构单元组织的研究分为基本单元构成及单元组合两个方面（图2）。

1 空间布局形式分类

2 结构单元组织分类

1.2.1 基本单元构成

基本单元构成包含两项内容：基本单元的数量与尺度。基本单元数量，即该教学楼典型楼层建筑空间所划分的基本单元数量，结合案例具体情况对其指标进行分类：单元数≤2个，单元数为3个，单元数为4个，单元数为5～6个。基本单元尺度，指单个单元内以教室为主的结点空间数量，用于衡量基本单元的尺度大小，将其分类为小单元（2～3节点），中单元（4～5节点）及大单元（6～8节点）。

1.2.2 基本单元组合

基本单元组合方式即多个单元间不同的组合连接方式。经过对案例的总结分析，两个单元间的连接方式研究是单元组合的基础。研究将其归纳为间接连接与直接连接。间接连接指单元间的连接区域仅作为日常功能使用，在正常安全疏散时并不参与疏散路径体系，但当原有疏散路径被破坏、改变时，能够作为安全冗余路径参与紧急疏散；直接连接则指单元间产生紧密连接，部分楼梯、路径发生共用情况，安全疏散时需要互相作用才能完成。一般情况下，间接连接下的基本单元仅需要考虑单元自身的疏散问题，而直接连接则需要统筹全局整体进行考虑。针对具体案例，多个单元组合则是在两单元连接的基础上进行扩展，研究将其归类为独立单元、间接连接、直接连接、混合连接。

2 小学教学楼案例结构性空间资料整理

研究通过对近十年间小学校建筑设计案例的收集整理，筛选出74组优秀实践作品，范围涵盖各班级规模，且区域分布广泛，具有较好的代表性与典型性。案例来自书籍出版物 [21-23] 及各大建筑网站①。通过对案例的分类整理发现，不同规模的小学校其单元组织与空间布局形式差异很大，因此以规模为控制要素整理案例信息，按照以上要素分类原则进行抽象归类统计，分析不同规模下空间布局形式及结构单元组织的差异性与关联性（图3a）。结合当前国内普遍采用的一轨6班模式将小学校按照班级规模分为四类，分别为小型（≤18班）、中型（24～30班）、大型（36～ 42班）及特大型（≥48班）。经过对案例总体的班级规模统计分析（图3b），发现大型及特大型案例占大多数（74.3%），中小型规模案例较少（25.7%）。中小型案例空间布局形式及结构单元组织较为简单；较大型案例则空间形式丰富，单元组织复杂。

小学案例空间布局研究资料整理见图4，结构单元研究资料整理见图5。

3 总体研究框架与统计分析（a研究框架；b规模分布统计）

4 案例空间布局形式资料整理

5 案例结构单元组织资料整理

3 基于案例的小学教学楼结构性空间分析

3.1 空间布局形式分析

3.1.1 空间布局原型分析

研究对案例线形结构与环形结构两种空间布局原型进行了统计分析（图 6a）：总体上，线形结构原型（63.5%）多于环形结构占比（36.5%），在各规模分布上较为稳定。特大规模案例的空间体块较多，由环形结构原型扩展而成的围合式、院落式布局形式能很好地适应这种结构复杂、空间丰富的规模类型，因此环形结构占比有所提高，但仍略低于线形结构原型。

3.1.2 空间布局形式表达分析

从对案例的散点式、折线式、分支式、围合式及院落式五种空间布局的归纳统计可以发现（图6b）：总体上，折线式、分支式及围合式布局形式占绝大多数（78.4%），其中分支式占比最多（35.1%）；小型小学校规模较小，结构简单，空间布局形式以散点式、折线式、围合式等相对简单的形式呈现（88.9%）；中型小学校与小型小学校规模类似，空间布局形式以折线式、围合式为主（60.0%），但随着体块单元数量的增加，分支式、院落式布局开始出现；大型小学校规模空间数量及组织复杂性增加，折线式与围合式仍占有一定比例，但有所下降（48.6%），分支式成为主要占比（37.1%）；特大型小学校规模空间复杂程度最高，分支式与院落式等复杂布局形式能够良好与之匹配（80.0%），简单形式几乎不再出现。总体变化趋势上，随着规模的增加，分支式、院落式等复杂形式占比增加，散点式、折线式等较简单形式占比减少。

6 空间布局分析

3.2 结构单元组织分析

3.2.1 单元构成分析

基本单元数量分析（图7a）：总体上，单元数量以3～4个为主（64.9%）；小型规模小学校以2 个单元为主（55.6%）；中大型小学校具有类似的数据表现，以3～4个单元数为主要占比（70.0%～ 71.4%）；特大型小学校有其特殊性，3～5个单元数占比均衡（30.0%～35.0%），多单元数占比提升。总体变化趋势上，单元数量与规模有一定的相关性，随着规模的增大，多单元数占比有所增加，但并非直接对应关系，应结合单元尺度进行关联性分析。

基本单元尺度分析（图7b）：中型单元占主导（48.6%），且分布稳定，大单元次之；小型规模学校一般采用小尺度空间设计，以中、小单元为主（88.9%）；中型规模学校以中型单元为主（60.0%）；大型及特大型规模学校中大单元所占比例增加（40.0%～50.0%）；在规模发展的变化趋势上，基本单元尺度与规模相关性较明显，中型单元为主要占比类型且基本保持稳定，随着学校规模增大，大单元占比增加（11.1%～ 50.0%），小单元占比减少（5.0%～44.4%）。

3.2.2 单元组合分析

对案例中多单元组合的连接方式进行归纳统计（图7c）可知：间接连接（44.6%）与直接连接（39.2%）占比相当，间接连接略多；中小型规模学校中间接连接占优（40%～55.6%）；随着规模变大，单元数量增加，为提高疏散空间利用效率，大型共用楼梯情况增加，单元之间联系紧密，直接连接成为主要占比（51.4%）；特大型规模进一步变大，空间复杂程度提升，更多单元体块以组团、群组形式实现间接连接，各自成为相对独立的子系统，间接连接方式成为主要占比（55%），同时混合连接增多；随规模发展的变化，单元间联系趋向复杂，直接与间接并存，混合模式占比提升。

7 结构单元组织统计分析

3.3 空间布局与结构单元的关联性分析

前文以规模为控制要素研究了空间布局及基本单元的统计分布规律，还需讨论两者之间是否存在一定的关联性，即外在形态表现与内在结构逻辑是否存在关联，研究从空间布局原型与单元构成的关联性，以及空间布局表达与单元组合的关联性两个层面进行分析（图8）。

8 空间布局与结构单元关联性分析

3.3.1 空间布局原型与基本单元构成的关联性分析

原型与单元数量：单元数较少时，建筑空间组织简单，环形结构能够提供顺畅的交通连接（66.7%）；单元数增多后，单元间联系则有多种可能性，线形结构原型所发展成的折线式、分支式则能更好地适应不同规模、基地等现实条件需求，因此多单元数时以线形结构原型为主导，且较为稳定（平均约为69.6%）。

原型与单元尺度：为了适应基地条件等需求，线形结构原型所发展成的折线式、分支式多为小尺度单元，而环形结构所组成的围合式、院落式，为了保证其完整性，多为中、大尺度单元；随着单元尺度的增大，线形结构逐渐变少（44.4%～81.8%），环形结构逐渐变多（48.2% ～55.6%），最终达到均衡的状态。

3.3.2 空间布局表达与基本单元组合的关联性分析

除个别散点式布局及独立单元外，折线式、围合式空间布局形式较为直观、简单，这些形式下单元间的联系较为紧密，多为首尾相连，为提高楼梯等公共交通的使用效率，其单元组合方式以直接联系为主；随着空间布局表达形式变得复杂，如分支式、院落式等单元间数量较多，单元组合连接方式也变得更为丰富，间接及混合连接占比增多。

4 小学教学楼案例结构性空间规律与特征

通过对小学校案例的收集整理分析，研究从结构性空间的布局形式与单元组织入手，研究不同规模条件下小学教学楼结构性空间的构成规律与特征，具体对应关系见表1、图9。空间布局形式从原型与表达两个方面进行研究。空间布局原型方面，总体上线形结构原型略多于环形结构原型，分布稳定。空间布局表达上则以折线式、分支式及围合式布局为主，分支式占比最多。随着规模增加，分支、院落等复杂形式占比增加，散点、折线式等简单形式占比减少。

9 小学教学楼案例结构性空间典型模式

在结构单元组织方面，研究从基本单元构成与单元组合两方面进行。单元构成包含数量、尺度、连接关系三个要素。单元数量以3～4个为主，随着规模增大，多单元占比增加；通过单元尺度分析发现，中型单元为主要占比类型，且分布稳定；通过对单元数量与尺度关联性进行分析发现，在较大规模前提下，单元数量与尺度呈负相关，较大小学校单元组合可采用少数大单元及多个中小单元两种模式。单元组合方面，总体上间接与直接连接占比均衡，随着规模发展，单元间联系趋向复杂，混合模式占比提升。

空间布局与结构单元的关联性研究从原型与单元构成、表达与单元组合两方面进行。原型与单元构成方面：在单元数量上，环形结构更能适应单元数少时的简单空间布局组织，多单元组合时则以线形结构原型为主导；在单元尺度上，随着尺度增加，线形结构逐渐变少，环形结构逐渐变多，最终达到均衡状态。表达与单元组合方面：当空间布局表达为简单形式时，单元组合以直接联系为主，随着形式变得复杂，单元间组合连接方式趋于多样。

5 结语与展望

本研究收集的小学校建筑实践案例多数来源于近十年间建筑期刊、书籍、网页等公开发表的新建建筑案例，对于过去建设的既有小学校关注较少，同时随着新时代、新理念、新模式下教育建筑的不断发展，越来越多的优秀小学校建筑实例仍在不断涌现，当前研究统计分析仍有一定的局限性，特在此说明。

研究通过对大量典型性小学校案例的收集、整理、分析，从小学教学楼空间布局形式与结构单元组织入手，分别研究不同规模条件下空间布局原型与表达，以及基本单元构成与组合，归纳小学教学楼结构性空间的构成规律和特征。研究结果为小学教学楼疏散空间的定性分析与量化研究提供基础材料，便于后期工作的展开，同时也为相关建筑设计实践提供参考。下一步研究将在案例分析的基础上，借助疏散模拟研究不同规模下小学教学楼结构性疏散空间的空间布局、单元组织与疏散效率的关系及规律，探索基于疏散视角的小学校建筑空间优化设计策略与方法。 ■

注释

① 谷德（www.gooood.cn）、有方（www.archiposition. com）、archdaily（www.archdaily.cn）等网站。

?参考文献

[1] 万展志，周铁军，罗能．会展建筑展厅布置对人员疏散效率的影响研究[J]．安全与环境工程，2020，27（5）：106-115．

[2] 孙一民，吉慧．大空间体育建筑防火疏散设计研究：以广州亚运会游泳跳水馆为例 [J]．新建筑，2013 （2）：104-107．

[3] 杨贺明，曹旭艳，倪宁．大型地下综合体建筑疏散设计模拟分析[J]．消防科学与技术，2018，37（8）：1076-1078．

[4] 张彤彤，曹笛．火灾环境下超高层建筑标准层人员疏散模拟与空间优化策略[J]．建筑学报，2022（2）：16-21．

[5] 王大川，周铁军，张海滨，等．基于亚安全区的深层地下空间疏散组织策略[J]．新建筑， 2021（1）： 47-52．

[6] 曹笛．基于防火性能化设计的综合交通枢纽规划策略及数字模拟方法[D]．天津：天津大学，2016．

[7] 刘莲．中小学校建筑设计整合研究[D]．郑州：郑州大学，2016．

[8] 丁中杉．促进儿童活动的城市小学校园活动空间设计策略研究[D]．南京：东南大学， 2017.

[9] 苏笑悦．适应教育变革的中小学教学空间设计研究 [D]．广州：华南理工大学，2020．

[10] 夏天．基于开放理念的小学公共空间设计研究[D]．南京：南京工业大学，2016．

[11] 刘宇文．深圳市小学集约化设计策略研究 [D]．广州：华南理工大学，2020．

[12] 徐培超．基于接送行为的小学空间整合设计[D]．南京：东南大学，2018．

[13] 范甜甜．基于疏散模拟的小学教学楼疏散楼梯设计优化策略研究[D]．呼和浩特：内蒙古工业大学，2021．

[14] 刘晶．小学教学楼交通空间疏散设计研究[D]．南京：东南大学，2015．

[15] 牛小强．双跑坡道用于教学建筑安全疏散设计探[J]．消防科学与技术，2014，33（12）：1387-1388，1398．

[16] 霍非舟，刘蒙，吕伟，等．考虑儿童运动特性的小学教学楼楼梯间人员疏散研究[J]．中国安全生产科学技术，2020，16（4）：149-155．

[17] HAMILTON G N, LENNON P F, O'RAW J. Human behaviour during evacuation of primary schools: investigations on pre-evacuation times, movement on stairways and movement on the horizontal plane[J]. Fire Safety Journal, 2017, 91(7): 937-946.

[18] XIE K F, SONG Y, LIU J, et al. Stampede prevention design of primary school buildings in China: a sustainable built environment perspective[J]. International Journal of Environmental Research & Public Health, 2018, 15(7): 1517.

[19] HAMILTON G N, LENNON P F, O'RAW J. Toward fire safe schools: analysis of modelling speed and specific flow of children during evacuation drills[J]. Fire Technology, 2020, 56(2): 605-638.

[20] 张宗尧，李志民．中小学建筑设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2009．

[21] 米祥友．新时代中小学建筑设计案例与评析（第一卷）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2018．

[22] 米祥友．新时代中小学建筑设计案例与评析（第二卷）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2019．

[23] 米祥友．新时代中小学建筑设计案例与评析（第三卷）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2021．

向下滑动查看更多

本期主题专栏相关阅读

[1] 王婉琳，许懋彦．多功能小型文化服务综合体设计方法探析[J]．当代建筑，2022（11）：8-14．

[2] 周天夫，武悦，张姗姗．中国医疗建筑研究热点与变迁：基于CiteSpace文献量化分析[J]．当代建筑，2022（11）：15-17．

[3] 曹森，张建涛．基于案例分析的小学教学楼结构性空间构成研究[J]．当代建筑，2022（11）：18-22．

[4] 谷梦，陆诗亮，钱豪杰，闫文昌．后冬奥背景下冰上运动馆可持续运维优化策略研究[J]．当代建筑，2022（11）：23-26．

[5] 肖竞，杨亚林，钱笑，马春叶，曹珂．基于社交媒体大数据分析的城市地标公众认知画像与人本化设计应用研究[J]．当代建筑，2022（11）：27-30．

[6] 费腾，王堃．IPA法下商业综合体公共休息空间优化策略研究：以哈尔滨、沈阳两地为例[J]．当代建筑，2022（11）：31-35．

[7] 于英，薛楷文，姜坤汝，卢悦基于海绵城市理论的绿色公共建筑设计实践研究：以深圳市前海自贸区绿色中国馆设计为例[J]．当代建筑，2022（11）：36-38．

[8] 赵百秋，阿拉腾敖德．基于海绵城市理论的绿色公共建筑设计实践研究：以深圳市前海自贸区绿色中国馆设计为例[J]．当代建筑，2022（11）：39-42．

[9] 阎波，孟芙晓，贾鑫铭．基于女性安全感的中心城区地下公共空间环境评价：以重庆市为例[J]．当代建筑，2022（11）：43-46．

[10] 孔子萌，李岳岩．基于“柔性界面”的城中村更新研究：以西安市为例[J]．当代建筑，2022（11）：47-50．

[11] 辛方正，马源鸿，付本臣．大学校园空间与城市应急需求匹配研究[J]．当代建筑，2022（11）：51-56．

[12] 李世芬，邢淑敏．生产生活视角下城郊型传统村落聚居形态研究[J]．当代建筑，2022（11）：57-60．

[13] 马爽，钱才云，周扬．混合现实环境下苏南地区历史街区公共空间评价研究[J]．当代建筑，2022（11）：61-66．

[14] 刘阳，杨华刚，张可寒，王绍森．街道的溢出与织补：以厦门中山路麦仔埕巷更新改造为例[J]．当代建筑，2022（11）：67-71．

[15] 叶洋，贾超智．基于街景图像的老城区生活街道步行空间特征对失序感知影响研究：以哈尔滨市安字片区为例[J]．当代建筑，2022（11）：72-75．

[16] 李伟，李立敏．基于斗牛仪式的侗族传统村落公共空间重构研究：以黔东南苗族侗族自治州朝利村为例[J]．当代建筑，2022（11）：76-80．

[17] 郭馨，曲菲，徐启博，张俞栋．轨交邻接生活服务街道的步行活动分布及其环境影响因素研究[J]．当代建筑，2022（11）：81-87．

[18] 郝鑫航，张立恒，宋鑫．天津老城区空间“阈限性”研究[J]．当代建筑，2022（11）：88-91．

[19] 裴立东，徐永利，李旻昊，张昊雁．新地域?旧传统——苏州古城悬桥巷五宅更新保护项目的探索[J]．当代建筑，2022（11）：92-95．

[20] 刘荣伶．以微系情：城市小微公共空间情感化设计理论探究[J]．当代建筑，2022（11）：96-99．

[21] 贾晓浒，张波，周家绪，何俊达．基于MassMotion软件的幼儿园楼梯疏散效率研究[J]．当代建筑，2022（11）：100-103．

[22] 蔡智，唐燕．城市空间形态的热环境效应及其研究进展[J]．当代建筑，2022（11）：104-108．

[23] 舒欣．碳中和导向的气候适应性建筑设计策略研究[J]．当代建筑，2022（11）：109-112．

[24] 覃万祥，贺龙，秦超朋．基于遗传算法的中小学教室采光优化方法探讨：以呼和浩特地区光气候为例[J]．当代建筑，2022（11）：113-116．

[25] 王淼，王南．基于CiteSpace软件的国内外建成环境健康效应对比研究[J]．当代建筑，2022（11）：117-120．

[26] 马建军，毛琳箐，张鑫．岜沙苗寨铜鼓坪声场仿真模拟研究[J]．当代建筑，2022（11）：121-124．

[27] 陈静，陈慧祯．建筑工业初始化：英国早期波纹铁建筑的设计研究[J]．当代建筑，2022（11）：125-128．

[28] 宫力权，董健菲，孟琪．中朝使行文化线路明末山东段遗产价值解读[J]．当代建筑，2022（11）：129-132．

[29] 白丽燕，卢亚娟．历史同源范例下类蒙古包空间形态类比转译设计研究[J]．当代建筑，2022（11）：133-136．

[30] 朱莹，刘宁，李心怡．格拉夫顿建筑事务所创作开端及其渊源研究[J]．当代建筑，2022（11）：137-140．

[31] 王梦雪，韩锐．基于凸空间法的长春市近现代工业遗产空间形态研究[J]．当代建筑，2022（11）：141-144．

=============================== === ==

本文发表于《当代建筑》2022 | No.11

小学教学楼教学楼结构

0人已收藏
0人已打赏
免费
2人已点赞
分享

复制链接新浪微博微信扫一扫

全部回复（1 ）

只看楼主我来说两句 抢板凳

lijiawei411 沙发

基于建筑疏散视角，探讨小学教学楼结构性空间的构成规律及特征，对小学校及教育类建筑设计研究与实践具有借鉴意义。研究关注小学教学楼疏散空间的结构组织关系，通过收集、整理大量实践案例，并对其结构特征进行量化分析，以班级规模为分类条件，开展空间布局的原型与表达研究、结构单元的构成与组合研究、布局与单元间的关联性探索，归纳小学教学楼结构性空间的构成规律与特征，为一般大量性教育类公共建筑疏散提供基础资料。

2022-11-10 15:36:10
回复举报
赞同0