中小學建筑優化設計研究

達選錫

近年來，城市發展建設出現了嚴重的土地資源緊張情況，不可避免地會產生學位需求和學校資源矛盾的情況。優化中小學建筑布局設計，既能滿足中小學生的就學需求，又能優化學校內部環境，更加符合中小學生的活動和成長需求[1-2]。

1 當前中小學建筑設計的矛盾

1.1 安全性與開放性的沖突

建筑師和設計師經常面臨如何在確保學生與教職工安全的前提下，創造開放和包容的學習環境的挑戰[3]。安全性考慮有防火防護、緊急疏散通道、預防不明人員出入等，這些需求可能使中小學建筑結構封閉起來，制約學生和教職工在校園中流動與溝通。開放性設計理念重在創設互動性教學環境，提升學生創造力，包括開放式教室布置、共享空間設計、多功能區域設置等，使學生可以更加自由地進行探究學習。但這種開放性設計通常以犧牲部分安全性為代價，這可能加大監管與管理難度并帶來隱患。

1.2 傳統功能需求與現代教育理念的融合問題

傳統中小學建筑通常以功能性為中心，強調教室、走廊、辦公室等功能區域劃分與布置及教學設施與器材的配置。但在教育理念不斷更新與轉變的今天，現代教育更注重學生的參與、互動、協作能力的培養及創造性思維的發展，對建筑設計也提出了全新要求。當代的教育觀念強調提供多種形式的學習環境，如開放型教室、共享式學習區等，旨在加強學生獨立學習和團隊協作技能的培訓[4]。

1.3 綠色環保與建設成本的平衡

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

1.4 靈活性與多功能性的沖突

傳統中小學建筑通常被分割成教室、辦公室及走廊等固定功能區域，靈活性與多功能性不足，難以滿足不同教學方式與學習活動的需求。而現代教育理念注重學生的參與、互動與協作，這就要求教育空間能靈活地滿足不同教學需要。此外，中小學建筑設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習環境，例如，開放的教室、共享的學習區等，以滿足各種教育活動以及學生的多樣化需求。

2 中小學建筑設計的原則

2.1 整體性原則

在中小學校建筑設計中，應遵循整體性原則，結合實際情況，精準把握當下的使用功能，并根據學校的特點，制訂符合實際的建筑風格，以滿足學生和教師的需求。需要注意，在設計中要保持中小學建筑風格設定符合當地文化傳統。在明確建筑設計主題之后，設計人員可根據該設計風格添加不同的景觀小品和校園標志物，確保整體建筑風格和諧統一[5]。

2.2 動態性原則

在現代化中小學建筑設計工作中，需要高度重視校園結構彈性設計，確保建筑設計具有動態性特點，以有效滿足校園空間未來發展需求。為實現中小學建筑的動態化設計，需要了解校園建筑本身具有的特殊性能，為學生預留出足夠的活動空間和交流空間，讓建筑內部的整個空間結構變得更有彈性，滿足校園建設未來發展中使用需求的調整。

2.3 節能性原則

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

3 中小學建筑設計策略

3.1 采用新型環保材料與節能技術

新型的環保材料，如可再生材料、低碳材料和環保建材，可減少建筑對自然資源的依賴，從而減輕對環境的負面影響。這類材料環保性能好，能有效減少建筑能耗與碳排放。與此同時，節能技術在中小學建筑中的運用也成為重點。將節能燈具、智能照明系統和太陽能發電系統應用于中小學校建筑設計，可減少建筑能耗并提高能源利用效率。通過對建筑物隔熱、采光及通風系統合理設計，可在提高室內環境質量的前提下減少能源浪費。

3.2 設計靈活的空間布局

傳統固定式教室布置方式制約著教學活動的多樣性與靈活性，不能滿足現代教育對教室的要求。因此，在中小學建筑設計中，應該考慮使用活動隔斷墻、折疊式家具及其他要素達到靈活劃分空間的目的[8]。為適應各種教學活動，可設計多功能活動室、開放式學習區域并提供靈活多樣的學習空間來滿足各種教學方式和學生的需要。要兼顧教室間的聯系與溝通、開放式走廊與共享空間的設計、師生互動與協作、共享學習氛圍的創設。

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校精神的標志，又是學生學習生活中的一個重要部分。通過建筑設計，能夠將學校文化特色與歷史傳承融合在一起，創造出一個有獨特味道的校園環境。設計師可從建筑風格、材料選擇、景觀布置上反映學校文化底蘊與特點，創造出人文氛圍濃郁的校園環境。與此同時，還要重視中小學建筑審美教育功能，如增設藝術展示區、文化走廊、戶外雕塑等，這都能培養學生的審美能力，增進其對于藝術與文化的了解。

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生的安全，又能提高學校管理效率與教學品質[9]。監控系統、火災報警系統、門禁系統等智能化系統都對促進校園安全管理工作的有效開展和防止校園安全事故的發生有重要作用。通過智能化技術可實現校園各區域實時監控與遠程管理，如智能門禁系統能控制人的出入，避免外來人員進入校園；火災報警系統能及時發現火災隱患并減少損失；監控系統能對校園環境進行監控，防止出現不法行為。

4 中小學建筑布局設計

4.1 教師辦公空間

在中小學建筑設計中，教師辦公空間區域的設計工作尤為重要。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行工作和交流的場所，也是教師個人進行學習和思考的場所。因此，教師辦公空間設計應以舒適性、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慣，會議區域及其他功能區域要設置得當。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境及體驗。教師辦公空間設計還應兼顧教師和學生間的溝通，對此可建立共享工作區域或開放式辦公區域以促進教師和學生間的交流與溝通。

4.2 教學活動空間

教學活動的空間設計應具有高度的靈活性和多樣性，以適應各種不同類型的教學活動，包括但不限于課堂教學、小組討論和實驗活動，能更好地滿足學生多元化的學習需求。教學活動空間設計應重視空間布置的靈活性與多功能性，可使用活動家具、分隔可調等設計要素，以適應不同教學活動需要，劃分空間，調整布局。還要充分考慮采光和通風，營造舒適的學習環境。為保證教學效果，在教學活動空間設計中應重視現代化教學設備與技術的引進。還需提供開放式學習區域、自習室及其他輔助學習空間，促進學生自主學習、合作學習。

4.3 教學樓

教學樓作為中小學建筑的核心，在設計時一定要充分考慮到教、學等多方面的需要。為了實現這一目標，教學樓需要精心地分區規劃，細分為多個不同的功能模塊，包括用于教學的區域、用于實驗的區域及用于活動的區域。該分區設計有利于提升教學樓空間使用效率，保證教學、實驗及課外活動順利進行。就教學樓平面設計而言，要結合教學需求與空間規劃原則精心安排。選擇適當的平面設計方式，如集中式、分散式或混合式布局，以有效滿足各種教學活動的需求，提高教學效率和學習體驗。同時，在進行平面設計的過程中，要充分考慮教學樓功能分區、流線布局和采光通風，以保證教學樓能為學生提供舒適、安全和功能完善的學習環境。

4.4 操場

操場設計時需要注意以下幾點：第1，在規劃設計中小學操場時，要合理規劃操場的整體面積，滿足體育課堂教學需求，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，合理選擇操場的結構形式，控制好操場與教學樓中間的大小空間。第3，操場的設計要進行準確的尺度定位。在操場設計中，要科學規劃各種流線，確保運動項目順利進行。第4，操場要具備完善的體育設施，并在其中添加浴室、衛生間、更衣室和體育器材等。第5，當需要額外擴大操場的空間時，應根據實際的活動項目來確定最佳安排。第6，為了確保安全，操場應具備優質的空氣流動性和有效的防水、防蠅等設備。

4.5 休閑娛樂活動空間

目前，中小學生除了參加必要的日常學習生活，還需要進行一定的娛樂活動。因此，在中小學建筑空間布局設計中，要規劃好休閑娛樂活動空間，讓學生可進行日常的娛樂和交流。當前，中小學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。在設計這類公共休閑娛樂區域時，設計者應充分考慮圍合設計和交互設計，以便吸引更多的學生參與，減輕他們的學習負擔，且不會影響其他活動的進行，從而滿足中小學校建筑空間布局設計的要求。

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

5 面向未來的中小學建筑前瞻性設計

5.1 智能化與信息化技術的整合

展望未來，中小學建筑設計必須將智能化及信息化技術全面融合，從而提升教學效果，提高學校管理效率。智能化系統如智能照明、智能空調能提高建筑能效性，降低能源消耗，信息化技術如增強現實、虛擬現實等技術能提供更豐富多彩的教學方式，提高學生學習的興趣與參與度。將智能化及信息化技術進行融合，也能實現校園各個部門信息共享及資源整合，實現學校高效便捷管理。通過智能化系統對數據進行分析與反饋，學校管理者能對教學與管理情況有更深入的認識，并對教學計劃與管理策略進行適時調整與優化，促進教育質量的全面提高。未來中小學建筑智能化、信息化技術融合會給教育教學帶來革命性變革，給學生帶來更個性化、更高質量學習體驗，為教師提供更有效、更方便的教學工具與資源，也為學校管理者提供更科學、更準確的決策支持，促進教育事業的持續進步。

5.2 靈活多變的空間設計

靈活多樣的空間設計能通過可調隔斷、活動家具、多功能性空間布局實現，從而對不同種類的教學活動和學生的需要提供靈活多樣的空間支撐。在靈活多樣的空間設計上，可考慮創建多功能教室、開放式學習區域、自主學習空間等來適應不同教學活動與學習方式。教室可根據課程需求靈活安排，配套開展小組討論、實驗活動等不同形式教學活動，增強教學趣味性與成效。靈活多樣的空間設計還要兼顧學生個性化需求與學習習慣，為學生提供舒適安逸的環境[10]。

5.3 使用可持續的建筑材料與技術

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

5.4 增強學生體驗感

可通過創新性的空間設計與功能布局創造更開放、更多元的學習環境，以調動學生興趣與積極性。例如，創建富有趣味性和交互性的學習環境，如戶外課堂、休閑區和交流區域等，能極大豐富學生的學習體驗。此外，在現代科技手段的幫助下，如虛擬現實、增強現實技術等，能給學生帶來更沉浸式的學習體驗。將這些技術引入教學，能讓學生更積極地投入到學習中，提高學生學習興趣及自主學習能力。同時，設計師也要結合學生的心理特點與行為習慣創造出滿足學生需要的學習空間，以增強其體驗感。

6 結語

中小學建筑設計作為教育環境構建的一項重要內容，與學生身心健康及學習效率有直接聯系。本文所提出的中小學建筑優化設計策略是在綜合考慮環保與成本效益的前提下，解決目前設計存在的沖突，以適應現代教育需求。未來，中小學的建筑設計要持續創新，以適應教育模式的轉變和技術的進步，為學生創造安全、舒適、智能、環保的學習環境。經不斷研究與實踐，可建造出更理想的中小學建筑，從而為新一代的成長與發展奠定堅實基礎。