引言
随着城市发展的快速推进，教育设施的建设也遇到了新的问题。首先是土地资源的稀缺，造成了城市中小学的建设用地日益紧张。地方政府虽然普遍重视教育设施的建设，但在土地划拨上，一般只能够满足中小学土地配置的规范要求，而对于教育建筑的发展以及环境空间的提升，很难提供额外的资源。其次，城市中小学的人口集聚效应非常明显，越是教学质量卓越的学校，周边的人口增长速度就越快，往往在很短的时间段内，就需要扩大校舍规模，这种现象对教育布点规划也产生了很大的干扰。而与此同时，中小学建筑对校舍空间的要求却在不断增加，例如很多城市中小学实行小班制，高中则需要适应高考实行走班制，这种教育模式上的变革都对校舍空间提出了更高的要求。于是，对于建筑设计来说，就形成了土地面积不变、建筑面积大幅度增加的新问题。中小学建筑层数设计与其他建筑不同，层数设计不宜过高，如何在不增加土地用量的同时提高建筑容量，成为各界关注的重点——加强地下空间开发利用无疑是最有效的方式之一。
1杭州市城市中小学地下空间设计现状
大约5到10年前，中小学的地下空间都处于配套用房的行列。一般建筑面积都比较小，通常情况下，只满足学校相应规范配置的车位就可以。也有很多用地稍微宽裕一些的学校，干脆不配置地下室。这种情况在最近几年发生了很大的改变，很多学校配置了相当大的地下空间，以杭州市为例，表1是几所学校的数据。通过这些数据可以看出，土地面积与规范要求相比没有显著增加，而建筑面积普遍大幅度增加，几乎达到规范要求的两倍，地上建筑面积增加到容积率1.0以后，几乎已经达到极限，必须用地下建筑面积来补充。从普遍情况来看，这些学校都设计了满堂地下室，有的还设计了两层地下室。以下是这些地下建筑面积的具体功能和组成[1]：（1）天城小学：地下建筑面积15090m2，其中停车库及设备用房12074m2，地下机动车停车数276辆，活动室及附属用房3016m2；（2）明德小学：地下建筑面积28500m2，其中地下室面积26550m2，下沉广场1950m2，校舍辅助用房面积7200m2，地下机动车停车数370个（其中校内车位185个，公共车位185个）；（3）西兴北单元中小学：地下建筑面积51720m2，暂未安排地下校舍辅助用房，地下机动车停车位1070个；（4）杭州双桥云谷单元：地下建筑面积20236m2，其中校舍辅助用房及下沉庭院面积9700m2，地下机动车停车数84辆；（5）双浦中学：地下建筑面积23035m2，其中校舍辅助用房面积及下沉广场面积10700m2，地下机动车停车位92辆。
2城市中小学地下空间功能划分
2.1地下车库
汽车库的使用功能发生了较大的变化。在2010年以前，学校汽车库主要考虑的是学校教师车辆以及少量来访车辆的停车需求，由于土地资源的紧缩和城市规划的要求，现在学校的汽车库增加了社会停车和家长接送车辆的停车功能。这两项功能的加入，不仅仅使学校汽车库的容量规模大大增加，也使其功能关系变得复杂了许多。杭州市的规划要求中，学校社会停车的规模是按学校田径场的面积来计算的，一般中小学配置的田径场以300米环形跑道为主，其面积约为7000m2，按40m2/辆计算，约可停车180辆。从学校的角度来说，社会停车似乎是对教学功能的一种干扰，但是从城市整体规划的角度来说，这样的配置要求却有其合理性，尤其是作为公共资源的学校项目，配合城市交通需求，减缓土地稀缺带来的交通压力，具有前瞻性的举措。很显然，解决公共交通和教学安全之间的矛盾，是设计过程中必须解决的问题之一。
2.2校舍辅助用房
校舍辅助用房的定义是比较模糊的，在现有的中小学设计规范中，对教室采光通风的要求十分明确，因此，从传统意义上来说，地下空间用作教室并不合适。但是，地下空间提供了很多地面空间难以满足的特殊尺度空间，如果善加利用，可以创造出丰富的活动场所。地下校舍辅助用房可以细分为教学辅助用房和公共活动用房。教学辅助用房指一些实验及兴趣用房，或者是心理辅导、小班活动及教师用房，这类用房虽然不是传统意义上的教室，但也可在特定的时间段内成为学生的教学活动场所，因此，必须通过一些技术手段保障基本的环境条件。较为重要的是，当地下空间用作这类用途时，通风比采光更为重要，在中小学中，传染病的发病率与中央空调的使用率成正比，即使一些学校安装了新风系统，也难以阻止病毒的迅速传播。在设计这些辅助用房时，前后都应尽量开设采光通风井，其开口面积应足以保证自然风量（图1）。
3.地下车库设计主要问题分析
3.1社会停车设计要点
社会停车带来的影响主要有两个方面：安全问题和环保问题。在讨论安全问题的时候，大多数人会关注机动车与学生活动的流线是否会产生交叉，这虽然是一个值得注意的问题，但是在实际设计过程中很容易解决，除了一些用地特别狭小的案例，这种情况几乎不会发生。在图示案例中（图2），社会车辆出入口是单独设置的，并且远离学校主入口，只要做到这两点，就不会对学生安全产生影响。其实更为重要的安全问题是社会停车的引入使得学校与外界的界面变得复杂，对学校的封闭式管理会产生影响。因此，在设计中更重要的是减少界面的开口，方便日常管理而又不影响车辆的通行能力。图3介绍了较为普遍的一些界面开口，包括社会人流的出入和车流在车库中的分片控制，可以看到，人流不可能完全采用物理隔绝的方式，必然会存在开口部位，合理的设计是尽量减少开口，减少管理人员和运营成本，而车流则可以通过智能化道闸来实现物理隔绝。环保问题主要体现在噪音和尾气污染上。噪音问题并不是太大，只要出入口离教学楼足够远，就能避免出现噪音，一般来说，尽量把社会停车库部分布置在田径场下方是合理的选择，这样不但使出入口远离教学区，也能避免车辆行驶可能带来的震动。汽车尾气排放则应采用高空排放的方式，这就需要学校楼群中的一些楼贴近田径场，这样才能设计附壁烟囱。
3.2家长接送车辆停车设计要点
家长接送车辆则是现阶段具有中国特色的现象。随着人民生活水平的提高，家长使用汽车作为接送工具占了很大的比例。根据杭州市教育局的统计，汽车接送占到了接送方式的50%以上。而在接送的过程中，学校入口所在路段往往会造成比较大的拥堵，以致于大量路段不得不在接送高峰期实施交通管制，进而影响到整个城市的交通秩序和通行能力。学校汽车库的这一部分功能，实际上就是提供校内的交通蓄备能力，进一步减缓城市交通压力。在建筑设计中，动态的接送车辆则增加了设计的复杂性。由于接送车辆具有很强的时间峰值，因此宜采用动态车道的方式来组织停车，若大量采用静态停车，不仅不符合接送行为的正常习惯，还会大大降低车位的使用效率，增加建设成本。在设计中，组织好动态车道的流线是非常重要的。车道应该有足够的长度，确保高峰期能够接纳足够多的车辆，也可以利用社会停车库中的车道，进一步增加长度。在上下车环节上，可以参考车站站台的设计，安全而便捷。由于接送过程可能会产生拖延，车道的宽度要适当加宽，至少达到双车通行，如果适当配置一些静态停车位，则应该考虑到足够的出车、倒车空间，避免静态车辆启动停泊对动态车流产生干扰。接送车库的另一个比较大的问题是汽车尾气，由于大量车辆处于启动状态，会产生类似于车站出租车接送通道上常见的尾气污染问题，在实践过程中，必须加强机械排气的强度，达到环保要求。同时，学生的等待区域应有独立封闭的区域，而不宜直接暴露在站台上，减少学生与车库空气直接接触的时间。
4校舍辅助用房设计主要问题分析
校舍辅助用房主要包括公共活动用房和生活服务用房两种。
4.1公共活动用房设计要点
在地下空间中，最具有创造性的是对公共用房的功能补充，笔者在实践中完成过一些地下公共空间，往往能解决学校长期面临的一些问题。从功能上来看，公共活动用房又可以分为室内运动场地、剧场报告厅和展览集会空间等。（1）室内运动场地：在长三角地区，冬春季阴雨天气极多，而夏天气候闷热，学校的室外运动场，在很多时候变成了摆设。一般的体育活动，在阴雨天气可以使用风雨操场来解决，但是，像百米跑道这样的设施，却无法提供室内场所，而跑步往往又是学校最主要的体育课程和活动类型。地下空间的出现则为解决这个问题提供了条件。在设计中，可以选择有足够长度的地下空间来布置跑道，冬暖夏凉的室内环境也很适合体育活动的进行。除百米跑道外，小型球馆、游泳池等设施都可以利用地下空间来完成。（2）剧场报告厅：一些不需要采光的大空间单体也可以充分利用地下空间来完成。这类用房若在地面上布置，会对地面建筑造成一些限制。比如剧场及报告厅，布置在地面层会降低土地使用效率，布置在顶层则会导致消防疏散比较困难，而地下空间则可以解决这一系列问题。（3）展览、集会空间：随着教育模式的不断改进和发展，这一类空间需求会越来越大。一些美术、书法、科技等展览，是体现学生综合能力的最佳方式，但是很显然，要形成好的展览效果，就需要特定的展示空间。同时，学生集会也是一个越来越常见的活动类型，学生之间形成某种微社会形态，是对他们社会能力的一种锻炼，而这些活动也需要在特定的环境中进行。以往学校很少做这方面的考虑，即使有需求，一般也是借用教室、会堂等场所，对于活动的周期、频率以及效果的限制很大。地下空间的利用再一次拓宽了学校的活动范围，结合不同的活动特点，可以布置出各种不同尺度、不同形态的场所，同时，由于这类活动空间的随机性和开放性，也对丰富地下空间的室内形态起到积极的作用。如果要做到“建筑改变教育”，那么最合乎逻辑的解释就是创造出完全属于学生自主的空间，只有让学生感受到他们在这些空间的主导权，他们才会自发自主地创造出各种行为上的变革，并且启发教育工作者们进一步加以引导。
4.2生活服务用房设计要点
生活服务用房主要包括汽车库和餐厅等。汽车库在前文已经介绍，因此这节重点分析餐厅用房设计要点。把餐厅设计到地下室听上去有点太不符合常规。但是我们确实在一项案例这样设计了，并且起到了预想当中的效果。事实上，学校餐厅面积不小，却是学校使用效率最低的场所之一。除了一顿午餐之外，学生再也不会涉足这里，而每天的使用时间大约在半个小时左右。我们的设想是，把餐厅也作为一个学生活动的场所来考虑，它的主要功能除了吃饭以外，还可以引导学生离校前，把阅读作业和等待家长的时间有效结合起来。因此，餐厅被设计到地下层，紧邻车库，学生可以在这里一边自习，一边等待家长。从实际意义上来看，一方面加强了离校的秩序感，避免了放学时间学校门口的拥堵现象；另一方面则提高了餐厅的使用效率，也提高了学生的学习效率。从理念角度来看，这是一种根据实际行为产生的设计，它更有生活性和人情味，在学校和家长学生之间，设立了一个模糊的空间，它使得“上学、放学”这个听上去一板一眼的词汇所带来的铁打的时间约定得到了一定程度上的缓冲。说得简单点就是：学校拿出一个相当大的场所，可以在放学后有秩序地容留一些学生，学校不再是一个完全封闭的场所，在学校和家长之间提供了一个自由接触的空间，而这个空间本来就存在，只是以往没有善加利用，这是否有可能更好地融合了家校关系呢？相对于实际意义来说，笔者本人更喜欢从理念角度带来的变化。
5结语
学校地下空间设计是城市发展的结果，地下空间虽有其局限性，但在对学校功能仔细梳理后，我们可以发现它具备很大的潜力。甚至在城市规划的要求下，很多地面建筑难以完成的功能，都可以通过地下空间来解决，所以从某种程度上来说，学校地下空间的发展是具有其必要性的。目前，中小学设计规范中并没有对地下空间做出规定，这虽然对设计者来说会带来一些疑问，但是也避免了很多创作上的束缚。从实际设计工作上来总结，我们认为地下空间在采光通风等方面的不足，都可以通过一定的技术手段来解决，而获得的功能及空间提升却是非常巨大的。随着城市进一步发展，建筑空间约束将会越来越强，如何在有限的空间资源中继续教育建筑的提升和完善，地下空间的设计利用必然是一个非常重要的方向。
参考文献：
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[3]刘宏波,翟国方,顾福妹,施益军,李亚.中等城市地下空间规划编制方法初探[J].地下空间与工程学报,2019(04):955-964+1016.
[4]雷升祥,申艳军,肖清华,奚家米,顾霖骏.城市地下空间开发利用现状及未来发展理念[J].地下空间与工程学报,2019(04):965-979.
作者:季怡群 陈琛 李俊
