中小学建筑优化设计研究

达选锡

近年来，城市发展建设出现了严重的土地资源紧张情况，不可避免地会产生学位需求和学校资源矛盾的情况。优化中小学建筑布局设计，既能满足中小学生的就学需求，又能优化学校内部环境，更加符合中小学生的活动和成长需求[1-2]。

1 当前中小学建筑设计的矛盾

1.1 安全性与开放性的冲突

建筑师和设计师经常面临如何在确保学生与教职工安全的前提下，创造开放和包容的学习环境的挑战[3]。安全性考虑有防火防护、紧急疏散通道、预防不明人员出入等，这些需求可能使中小学建筑结构封闭起来，制约学生和教职工在校园中流动与沟通。开放性设计理念重在创设互动性教学环境，提升学生创造力，包括开放式教室布置、共享空间设计、多功能区域设置等，使学生可以更加自由地进行探究学习。但这种开放性设计通常以牺牲部分安全性为代价，这可能加大监管与管理难度并带来隐患。

1.2 传统功能需求与现代教育理念的融合问题

传统中小学建筑通常以功能性为中心，强调教室、走廊、办公室等功能区域划分与布置及教学设施与器材的配置。但在教育理念不断更新与转变的今天，现代教育更注重学生的参与、互动、协作能力的培养及创造性思维的发展，对建筑设计也提出了全新要求。当代的教育观念强调提供多种形式的学习环境，如开放型教室、共享式学习区等，旨在加强学生独立学习和团队协作技能的培训[4]。

1.3 绿色环保与建设成本的平衡

在环境保护意识不断增强的背景下，更多中小学将注意力集中在建筑环保性能上，主要体现在能源利用效率、选材和水资源管理上。但绿色环保设计元素的引进可能加大建设成本，也给学校预算带来较多要求。绿色环保建筑设计一般要求使用较昂贵的环保材料、工艺及设备，如太阳能板、雨水收集系统。这类设施与技术引进虽有助于降低建筑能源消耗与环境影响，但会提高施工与维护成本，并对学校经济承受能力提出了挑战。

1.4 灵活性与多功能性的冲突

传统中小学建筑通常被分割成教室、办公室及走廊等固定功能区域，灵活性与多功能性不足，难以满足不同教学方式与学习活动的需求。而现代教育理念注重学生的参与、互动与协作，这就要求教育空间能灵活地满足不同教学需要。此外，中小学建筑设计在追求灵活性和多功能性的同时，也要思考如何打造各种不同的学习环境，例如，开放的教室、共享的学习区等，以满足各种教育活动以及学生的多样化需求。

2 中小学建筑设计的原则

2.1 整体性原则

在中小学校建筑设计中，应遵循整体性原则，结合实际情况，精准把握当下的使用功能，并根据学校的特点，制订符合实际的建筑风格，以满足学生和教师的需求。需要注意，在设计中要保持中小学建筑风格设定符合当地文化传统。在明确建筑设计主题之后，设计人员可根据该设计风格添加不同的景观小品和校园标志物，确保整体建筑风格和谐统一[5]。

2.2 动态性原则

在现代化中小学建筑设计工作中，需要高度重视校园结构弹性设计，确保建筑设计具有动态性特点，以有效满足校园空间未来发展需求。为实现中小学建筑的动态化设计，需要了解校园建筑本身具有的特殊性能，为学生预留出足够的活动空间和交流空间，让建筑内部的整个空间结构变得更有弹性，满足校园建设未来发展中使用需求的调整。

2.3 节能性原则

随着全球气候变暖的加剧，建筑设计必须重视低碳环保。为更好地推行这一理念，应该将节能性设计纳入中小学建筑的设计中，且坚持绿色可持续发展的原则，努力减少资源与能源的浪费，避免给周边的环境造成污染[6]。在贯彻落实节能性设计原则时，需要提前了解中小学建筑周边的情况，如自然资源、能源、地形地貌等。在中小学建筑节能性设计工作开展过程中，还要重视控制污染物的排放，尽可能为学生提供更加绿色环保的校园环境。要注意通风设计和采光设计的节能性，多采用风能、太阳能等可再生资源[7]。

3 中小学建筑设计策略

3.1 采用新型环保材料与节能技术

新型的环保材料，如可再生材料、低碳材料和环保建材，可减少建筑对自然资源的依赖，从而减轻对环境的负面影响。这类材料环保性能好，能有效减少建筑能耗与碳排放。与此同时，节能技术在中小学建筑中的运用也成为重点。将节能灯具、智能照明系统和太阳能发电系统应用于中小学校建筑设计，可减少建筑能耗并提高能源利用效率。通过对建筑物隔热、采光及通风系统合理设计，可在提高室内环境质量的前提下减少能源浪费。

3.2 设计灵活的空间布局

传统固定式教室布置方式制约着教学活动的多样性与灵活性，不能满足现代教育对教室的要求。因此，在中小学建筑设计中，应该考虑使用活动隔断墙、折叠式家具及其他要素达到灵活划分空间的目的[8]。为适应各种教学活动，可设计多功能活动室、开放式学习区域并提供灵活多样的学习空间来满足各种教学方式和学生的需要。要兼顾教室间的联系与沟通、开放式走廊与共享空间的设计、师生互动与协作、共享学习氛围的创设。

3.3 强化校园文化特色以及审美教育功能

校园文化既是一所学校精神的标志，又是学生学习生活中的一个重要部分。通过建筑设计，能够将学校文化特色与历史传承融合在一起，创造出一个有独特味道的校园环境。设计师可从建筑风格、材料选择、景观布置上反映学校文化底蕴与特点，创造出人文氛围浓郁的校园环境。与此同时，还要重视中小学建筑审美教育功能，如增设艺术展示区、文化走廊、户外雕塑等，这都能培养学生的审美能力，增进其对于艺术与文化的了解。

3.4 提高建筑智能化水平

提高建筑智能化水平既能保证学生的安全，又能提高学校管理效率与教学品质[9]。监控系统、火灾报警系统、门禁系统等智能化系统都对促进校园安全管理工作的有效开展和防止校园安全事故的发生有重要作用。通过智能化技术可实现校园各区域实时监控与远程管理，如智能门禁系统能控制人的出入，避免外来人员进入校园；火灾报警系统能及时发现火灾隐患并减少损失；监控系统能对校园环境进行监控，防止出现不法行为。

4 中小学建筑布局设计

4.1 教师办公空间

在中小学建筑设计中，教师办公空间区域的设计工作尤为重要。在教师办公空间中，既要完成行政办公工作，也要展示教育成果。教师办公室不只是教师进行工作和交流的场所，也是教师个人进行学习和思考的场所。因此，教师办公空间设计应以舒适性、私密性及功能性为主。教师办公室布置要兼顾教师工作需求与个人习惯，会议区域及其他功能区域要设置得当。同时，合理使用空间，保证充足的工作台面及储物空间，为教师提供舒适工作环境及体验。教师办公空间设计还应兼顾教师和学生间的沟通，对此可建立共享工作区域或开放式办公区域以促进教师和学生间的交流与沟通。

4.2 教学活动空间

教学活动的空间设计应具有高度的灵活性和多样性，以适应各种不同类型的教学活动，包括但不限于课堂教学、小组讨论和实验活动，能更好地满足学生多元化的学习需求。教学活动空间设计应重视空间布置的灵活性与多功能性，可使用活动家具、分隔可调等设计要素，以适应不同教学活动需要，划分空间，调整布局。还要充分考虑采光和通风，营造舒适的学习环境。为保证教学效果，在教学活动空间设计中应重视现代化教学设备与技术的引进。还需提供开放式学习区域、自习室及其他辅助学习空间，促进学生自主学习、合作学习。

4.3 教学楼

教学楼作为中小学建筑的核心，在设计时一定要充分考虑到教、学等多方面的需要。为了实现这一目标，教学楼需要精心地分区规划，细分为多个不同的功能模块，包括用于教学的区域、用于实验的区域及用于活动的区域。该分区设计有利于提升教学楼空间使用效率，保证教学、实验及课外活动顺利进行。就教学楼平面设计而言，要结合教学需求与空间规划原则精心安排。选择适当的平面设计方式，如集中式、分散式或混合式布局，以有效满足各种教学活动的需求，提高教学效率和学习体验。同时，在进行平面设计的过程中，要充分考虑教学楼功能分区、流线布局和采光通风，以保证教学楼能为学生提供舒适、安全和功能完善的学习环境。

4.4 操场

操场设计时需要注意以下几点：第1，在规划设计中小学操场时，要合理规划操场的整体面积，满足体育课堂教学需求，满足全校师生共同聚会的要求。第2，操场的建筑功能性要充分展示出来，合理选择操场的结构形式，控制好操场与教学楼中间的大小空间。第3，操场的设计要进行准确的尺度定位。在操场设计中，要科学规划各种流线，确保运动项目顺利进行。第4，操场要具备完善的体育设施，并在其中添加浴室、卫生间、更衣室和体育器材等。第5，当需要额外扩大操场的空间时，应根据实际的活动项目来确定最佳安排。第6，为了确保安全，操场应具备优质的空气流动性和有效的防水、防蝇等设备。

4.5 休闲娱乐活动空间

目前，中小学生除了参加必要的日常学习生活，还需要进行一定的娱乐活动。因此，在中小学建筑空间布局设计中，要规划好休闲娱乐活动空间，让学生可进行日常的娱乐和交流。当前，中小学休闲娱乐建筑空间的类型繁多，包括足球场、篮球场、乒乓球场、游泳池等。在设计这类公共休闲娱乐区域时，设计者应充分考虑围合设计和交互设计，以便吸引更多的学生参与，减轻他们的学习负担，且不会影响其他活动的进行，从而满足中小学校建筑空间布局设计的要求。

在中小学建筑空间中，非正式学习空间指的是交流空间和活动空间，如校园中的风雨廊道、公共庭院等，这些区域能为学生和教师的交流活动开展提供场地。设计人员在设计公共教室、庭院、风雨廊道等非正式学习空间时，可以设计出不同主题形态的空间布局，拓宽局部空间，让教师和学生能够在此处驻足。

5 面向未来的中小学建筑前瞻性设计

5.1 智能化与信息化技术的整合

展望未来，中小学建筑设计必须将智能化及信息化技术全面融合，从而提升教学效果，提高学校管理效率。智能化系统如智能照明、智能空调能提高建筑能效性，降低能源消耗，信息化技术如增强现实、虚拟现实等技术能提供更丰富多彩的教学方式，提高学生学习的兴趣与参与度。将智能化及信息化技术进行融合，也能实现校园各个部门信息共享及资源整合，实现学校高效便捷管理。通过智能化系统对数据进行分析与反馈，学校管理者能对教学与管理情况有更深入的认识，并对教学计划与管理策略进行适时调整与优化，促进教育质量的全面提高。未来中小学建筑智能化、信息化技术融合会给教育教学带来革命性变革，给学生带来更个性化、更高质量学习体验，为教师提供更有效、更方便的教学工具与资源，也为学校管理者提供更科学、更准确的决策支持，促进教育事业的持续进步。

5.2 灵活多变的空间设计

灵活多样的空间设计能通过可调隔断、活动家具、多功能性空间布局实现，从而对不同种类的教学活动和学生的需要提供灵活多样的空间支撑。在灵活多样的空间设计上，可考虑创建多功能教室、开放式学习区域、自主学习空间等来适应不同教学活动与学习方式。教室可根据课程需求灵活安排，配套开展小组讨论、实验活动等不同形式教学活动，增强教学趣味性与成效。灵活多样的空间设计还要兼顾学生个性化需求与学习习惯，为学生提供舒适安逸的环境[10]。

5.3 使用可持续的建筑材料与技术

选用再生可持续材料和低碳材料，有助于降低对自然资源的过度消耗和对环境造成的损害。另外，利用绿色屋顶、太阳能及其他节能环保建筑技术，也可减少建筑能耗和减轻环境污染。在进行建筑设计时，应充分考虑建筑材料可再生性与可回收性等特点，以达到建筑使用寿命终结时建筑材料高效再利用的目的，减轻给环境带来的负担。

5.4 增强学生体验感

可通过创新性的空间设计与功能布局创造更开放、更多元的学习环境，以调动学生兴趣与积极性。例如，创建富有趣味性和交互性的学习环境，如户外课堂、休闲区和交流区域等，能极大丰富学生的学习体验。此外，在现代科技手段的帮助下，如虚拟现实、增强现实技术等，能给学生带来更沉浸式的学习体验。将这些技术引入教学，能让学生更积极地投入到学习中，提高学生学习兴趣及自主学习能力。同时，设计师也要结合学生的心理特点与行为习惯创造出满足学生需要的学习空间，以增强其体验感。

6 结语

中小学建筑设计作为教育环境构建的一项重要内容，与学生身心健康及学习效率有直接联系。本文所提出的中小学建筑优化设计策略是在综合考虑环保与成本效益的前提下，解决目前设计存在的冲突，以适应现代教育需求。未来，中小学的建筑设计要持续创新，以适应教育模式的转变和技术的进步，为学生创造安全、舒适、智能、环保的学习环境。经不断研究与实践，可建造出更理想的中小学建筑，从而为新一代的成长与发展奠定坚实基础。