202203 (381)丨校园建筑：静谧中的进化丨程晓喜*，屈小羽，王钰，孙光享丨探索碳硅合一的高校校园规划设计新要点
探索碳硅合一的高校校园规划设计新要点
Design Points of University Campuses Integrating Carbon-based Users with Silicon-based Technologies
程晓喜*，屈小羽，王钰，孙光享
CHENG Xiaoxi*, QU Xiaoyu, WANG Yu, SUN Guangxiang
摘要：当代互联网、大数据直至元宇宙（硅基空间）的发展，给高校师生的学习生活模式带来了巨大的变化，也必然对校园（碳基空间）的规划设计产生根本影响。本文结合笔者近几年参与的高校校园规划设计实践项目，梳理了碳硅合一时代，在校城共生的深化、功能布局的演化、支持系统的优化和碳基特色的强化4个方面的思考与探索。
关键词：碳硅合一，高等院校，校园规划设计
校园的规划设计手法也随之日益成熟。往往一个数十公顷的校园规划新项目招标，只用短短一个月，各设计单位就能生产出上百页图文并茂的文本，美轮美奂的透视图、详尽的技术图、结构水暖电各专业的说明，以及大到景观规划、小到标识设计、绿色校园、无障碍规划等专项应有尽有。但这些文本从理念到表达都与十几年前没有本质的区别，物质空间（碳基空间）形态仍是设计者以及未来校园运营者们关注的主要内容[1-2]。
然而生活在大学校园中，我们可以观察到，从某种程度上说，今天的“大学”已经发生了巨大的变化。学术资源不再依赖于图书馆丰富的藏书，而依赖于全球网络数据库；学生学习知识不一定要坐在教室里，网络学堂提供了丰富的在线课程，更多的知识背景则可通过搜索引擎实时获得；竞技活动不一定要去操场、球场，全球青年人的网游竞赛同样举世瞩目；吃东西、买东西不再依赖于学校有限的食堂、商业服务供应，而更有赖于学校所支持的快递收取政策和快递网点的便捷安全，因为外卖、网购意味着无限资源；甚至同伴关系——最亲密的伙伴不一定是住在同一宿舍、吃在同一食堂的同学，而可能是网络社群中素未谋面的陌生人[3-4]。
面对这些校园出现的新现象、新问题，以下拟结合笔者近几年参与的高校校园规划设计实践项目，梳理了碳硅合一时代，在校城共生的深化、功能布局的演化、支持系统的优化和碳基特色的强化4个方面的思考与探索。
1 校城共生的深化
城市是大学的环境，大学是生长于城市的一个“生态系统”[5]。大学校园与城市的地理区位、人文历史和地形地貌密切关联，也与城市共生共荣、协同发展、双向赋能[6]。城市的历史文化基因影响着大学教育，人才培养的类型、层次和模式；大学也以人才培养，成果、文化输出，智库服务等反哺并支撑城市的全方位发展。随着城市公共空间受到硅基文明的冲击而变得冷清，高校逐渐承担起惠及社区、增强人与人之间情感链接的社会使命。愈发灵活的校园开发管理模式、科研成果向产业的迅速转化，也给校园的发展建设带来了更多可能性。
1.1 资源共享
大多数新校园的规划选址位于城市新区，以大学校园建设带动周边城市发展，以大学或大学城为核心，形成科技园、科学城等。因而在校园规划之初，就要重视与社会的资源共享。将校园中的共享功能（如图书馆、体育馆、文化设施等）从内向转为外向，从核心位置调整为临近城市界面，在便于师生使用的同时，也能够与城市社区共享，实现资源的最大化利用。这些设施的共用也为大学创造了经济收益，使其自身造血，避免不断往里贴钱。
如河北省衡水市衡水学院滨湖校区，依托应用技术大学建设，从推动对外合作交流、加强全民健身事业及大众冰雪运动、提高生态安全水平、提高公众科学素养等方面，学院与衡水市合作共建体育馆、滑冰馆、科技馆及衡水湖生态保护与分析检测中心等，使大学和城市互融互通，并与滨湖新区5A级景区总体规划对接，成为地标性景观群。通过联动当地的文化、教育、体育、科研、旅游资源，实现了高校与城市的资源共享。学生宿舍、食堂等后勤服务功能，则与其他集团公司合作进行建设和联合管理（图1、2）。
滇西应用技术大学采取了总部加若干特色学院、研究中心（1+N+M）的开放式办学构架。在整体校园组织上既不同于普通高校，又不完全等同于一般的高职院校。校园规划充分考虑与城市的自由互动，将对外特征明显的功能（创新创业组团、教育支撑组团、学校中心组团）沿路布置，形成连续的城市界面，使各功能的对外开放直接有效。传统规划中常位于校园中心的图书馆也与国际交流中心相结合，形成了校园主入口北侧的制高点和标志性建筑。外部的车流可便捷地到达各功能对外入口广场，且不影响内部交流空间。体育区结合次入口设置，为城市提供服务 （图3、4）。
1.2 开放互动
近几年，新校园拿到的用地往往是被城市道路分隔的几个相邻地块。以往由于校园安全管理的粗放模式，设计及建设中更倾向于局部取消城市道路，保障校园的完整封闭。但对城市来说，这样的校园形成了超大街区，对城市交通会产生不利影响。近年来网络技术的发展使得分区块的精细化身份识别管理更为经济、便捷，如能在设计中利用城市道路，妥善处理校园分区，处理好城市外部交通与校园内部交通的关系，就能给校园提供更多积极的城市界面，形成多功能、多层次的信息联系和交流空间，进而通过交通组织实现“没有围墙的大学”。物理分隔的打破将最大限度地共享大学的优势资源，让高校和城市实现高质量融合发展。
如内蒙古大数据应用技术学院位于呼和浩特市和林格尔新区，采用“1+N”的空间布局模式，由一个核心产学研组团和7个特色学院组团共同组成。作为向城市开放的高教园区，大数据应用技术学院通过对交通系统的优化，城市快速交通绕行外部，优化道路断面，在园区内形成以步行、单车为主的慢行交通系统，通过“共享环”的设计，将各个学院可以共享的功能沿“共享环”布局，串联起民族文化和学区资源（图5-9） 。
2 功能布局的演化 教学、生活和运动是大学校园的基本功能，它们之间的位置关系决定了校园规划的整体架构。21世纪初，短时间一次建成的大学中，功能分区常呈现明确条块划分的特点，这种功能分区在中小型校园里非常实用，清晰高效；但在大型校园里，简单的条块划分会造成功能之间距离较远，对道路交通形成压力，使用不便，而且人流和行为单一，时效影响明显。当前校园社区建设规模普遍较大，且更加注重从师生的需求出发，打破教学、生活、体育功能的边界分隔。近年来在校园规划中提出的“书院”“学院”等模式就是将大尺度单元细分为多个宜人的学习生活社区，在学习生活社区内进行功能混合，并且通过慢行系统将各个单元组团相互连接，各个学习生活社区自成体系又相互联系，从而提升校园的整体紧凑度。随着信息的交互越来越密切、学科的交叉越来越频繁，学院组团之间逐渐开始相互交融、相互渗透，校园的空间布局也呈现出集约式和网络化的特点。以人的行为模型来整合校园空间设计，主要体现在以下3个方面。
2.1 密切分区联系——“圈层式”布局
高校以学生和教育为中心，规划中让学生的路径最短，让每个学生拥有300m生活便利圈，500m范围内可到达体育场馆、图书馆等文化体育设施。如此也使得建筑之间的联系更加紧密，从而支持跨学科活动。通过高效的交通规划将学生学习、生活综合体串联起来，核心区回归步行尺度。研究生和外籍生的生活社区则更靠近城市，进出方便。
为增加各分区之间的联系，一个思路是减小分区进深，增加分区间相邻边的长度，大型校园会采用圈层式功能划分，环环相套的模式增大了功能区的联络边界，也增加了分区之间联系的紧密程度。圈层式布局在减小社区尺度的同时，呈现出大集中和小分散的组合，让核心学术平台和学习生活社区各得其所，具有很高的灵活性。
如北京某高校新校区投标方案中采用了圈层式的空间布局模式，围绕师生生活设计出一个绿十字下的空间圈层模式，把公共教学科研区变成一个大环，所有的空间都跟这个大环紧密相连。环内包括学校里最重要的图书馆、行政中心、会堂等功能空间，外围的部分是体育馆和运动场地、院系和后勤中心，再往外是学生生活社区（图10）。
公共空间作为衔接不同功能空间的纽带，同时也是强化校园归属感的核心场所。在各类公共空间中，增加运动、餐饮、自主学习等公共服务功能系统，从而增加师生交往沟通的机会，创造力就从这些交流中产生，在这些场所还可以策划学科展示竞赛、嘉年华、毕业典礼等多样的公共活动，将缤纷的生活赋予校园。
如滇西应用技术大学保留场地中原有的山丘和湿地景观，自然山丘、坡地与建筑共同围合出中心景观区域，成为校园中交流、休闲、互融的宜人舞台。艺术中心、师生活动中心等建筑的灵活形态为中心景观，增添灵活多变的界面和轮廓，更好地烘托氛围，外圈体育区、生活区、教育研发区依山就势顺次展开（图11–13）。
2.2 功能分区的模糊化——功能混合
功能混合拉近了不同功能之间的距离。混合同时发生在水平和垂直两个向度上。比较常见的应用，是在近地空间布局小型商业、咖啡、银行、复印、快递取件点等公共服务功能，形成可达性强、使用方便的场所，聚人气、可停留。
营养补给类的混合功能不完全局限在首层，而是可以布置在连续功能房间的间歇空间中——上下相通的中庭空间、台阶、小讨论区、开放休息角等。以“吃喝”为媒介，功能混合为师生们提供了一种场景体验，这些场景激发和满足了情感、交往的需求，增加了思想的沟通碰撞。
以往，设计阶段的功能混合在实际落实时会带来一定管理难度，如今，在智慧校园下有更好的解决方案。网上预约、智能门锁、刷卡电梯等设施，可以有效保障功能贴临混合的同时又有相互独立管理的可能性，切实方便实际使用和管理。
2.3 弹性校园策略
国家政策、国民经济及科技发展都影响着校园的规划及建设。近几年硅基空间的迅猛发展更使得大学的功能不断发生着改变，有的学科快速消亡，新的研究领域悄然兴起。要在规划设计相对较短的时间内做好所有的长远规划是不可能的事情，为校园预留发展的弹性就显得愈发重要。
对于规模大、用地面积富裕的校园，通常采用统一规划、分期建设，预留发展用地的策略。大学校园在考虑长远办学定位，明确发展目标，科学、合理地确定学校建设规模的基础上，要为校园整体发展及学科内部发展预留一定弹性的用地，方便后期调整，提供容错的机会。单体建筑也应具有功能的弹性，使得不同学科在有限的建筑面积里满足教学、研究、生活不断变化的要求，并形成较完整的校园空间。这种方式对路网布置和建筑模数化的要求都比较高。例如，衡水学院滨湖校区采用动态规划和弹性设计策略，校园主结构清晰，在各个学院组团及产学研区均留有预留用地，为未来校园的动态发展提供了可控性（图14）。
有些校园用地面积本来就不大，根据近期校园发展定位和规模确定为一次性基本建成的校园，可采用疏密有致的空间布局使建设区域尽量紧凑集中布置，空出大量用地用于自然景观和运动场地，为未来可持续弹性发展提供可能。如在内蒙古艺术大学规划设计中，对土地精打细算，将预留用地相对集中在校园东北侧，为未来衔接高教园区的功能留出了空间（图15）。根据不同建筑的功能、人流特点，采用高容积率、低建筑密度，建筑功能复合化、集中组团式布置等方式，不仅能节约土地资源，而且有利于建筑公共资源集约化，服务半径最小化。预留用地要做好尺寸的研究，长宽比要满足用地未来功能、消防和学生活动的需求，又与原来的校园形成更大范围的整体空间。
3 支持系统的优化
相比传统的碳基空间，硅基空间具有更加网络化、系统化的特点。我们同样可以以系统化的方式看待和分解校园生活，阐释校园空间。
3.1 自主学习系统
校园首先是一个学习的空间。传统图书馆作为校园自主学习空间体系的核心，向外辐射出散布在校园各处的次级自主学习空间，作为触发器激活校园，形成自主学习校园网络。在网上学习资源异常丰富的时代，是什么能让一个现实世界中的学习空间充满魅力？这个问题的提出不仅针对类似校园图书馆、学习中心这样的集中学习场所，也适用于分散在校园中的各种尺度的学习场所，是碳硅合一时代碳基空间的核心竞争力。
首先是共同学习的可能。人是社会性的物种，同类之间的正向影响和互动会让个体获取积极向上的力量。可以看到别人学习的环境胜过千言万语的训诫。如在各校新图书馆设计中都倾向于设置一个自由开放的流动空间，让学生根据需求自己来定义学习状态，这个空间还会附带丰富的边缘空间，让学习的姿势更为多样化。
其次是选择共同学习人数的可能。在衡水学院设计中分散在校园各处的自主学习空间大小不一，有支持独自学习的自习舱、2~5人小型讨论的学习角、10人以上的研讨小包间，以及容纳更多人参与的分享厅、路演讲台等（图16）。
第三是自由选择学习形式的可能。现实中的学习空间不仅提供了与虚拟世界的连接接口，如媒体创作中心、信息资源共享空间、可视化数字实验室等，也提供了动手操作的可能性，将硅基空间的产物转化至碳基空间，如各式样品设计工坊和3D打印室。
3.2 运动系统
与集中式体育区的概念不同，在新的大学校园里，运动场地也呈现“弥漫”式分布，以体育馆为活力核心，通过慢跑道将分散的运动场地串联起来，形成校园运动活力环。这是一个开放的系统。体育场地、体育建筑作为公共活动空间，也承担校园乃至城市的多种功能。如位于核心的体育馆，就是一个可变的多功能空间。通过综合划线、可升降篮球架、移动分隔帘、活动看台等设施，让场地灵活可变，兼容不同的运动课程、社团活动，不仅轻松应对平日与赛时转换、大型演出集会，还可以转换为地震、疫情等突发公共事件下的应急空间。
这个运动系统可以是上下起伏的立体环，串联校园各个标高的场地。屋顶、架空廊道都是开展健身运动的最佳空间，校园活力慢跑道可跃上平台、屋面，青春活力洋溢在建筑不同的标高和不同的向度上（图17）。
3.3 餐饮供应系统
根据对学生需求的调研，发现他们对咖啡和轻餐饮的需求越来越强烈。随着外卖的普及，学生更喜欢在宿舍内就餐，食堂不再是解决一日三餐的唯一选择。
这些需求要求餐饮供应不仅出现在食堂，同样也呈现“弥漫”状态，有与科研教学空间距离更近的供应点，也有完全与宿舍结合的供餐形态。考虑到中餐油烟的影响，餐厨分离成为一种选择，就是采用校园中心供应厨房，提供成品或半成品，分散到各生活社区楼下的餐厅里，去完成最后的备餐和上桌，从而保证餐厅最靠近使用需求（图18）。
3.4 输配廊系统
校园除了视觉可见的部分，还应有综合性的物流、能源、环境控制支持系统，目前也常把这些内容作为“智慧校园”系统[7]。然而当前“智慧校园”的建设和规划师、建筑师基本无关，往往是由弱电工程师主持的、独立于碳基空间的另一个体系。实际上这些系统可以布置在地上地下的输配廊道里，连接所有具有弹性的、模块化的、适应未来变化的使用空间，实现空间的未来生长性。输配廊道在地上部分可形成双通道，完成机电设施和信息的双向流动。同时还应充分考虑高效的输配廊道在地下的布局。
在现状校园里，因为历史发展的原因，地下管线错综复杂，很多为直埋式，维修和拓展更新都非常困难。新规划校园里，在地下采用人可通行的综合管廊形式布局输配廊道，就可以避免在未来挖开又填、填了又挖。这种综合管廊在一次建成后可以预留接口，保障了未来的生长空间。在中国科学院深圳理工大学校园规划投标方案中，我们复合了自主学习、运动和输配廊系统，让情感性的体验节点网络化，让校园功能初步实现碳硅合一（图19–22） 。
4 碳基特色的强化
近两年的全球疫情大大加深了社会生活、校园生活的网络化程度，也让人们怀念实体碳基空间的人情温暖，有特色的实体空间更被人们留恋。因此对于校园来说，形成校园的实体空间特色非常重要。在建筑规划设计阶段，要充分考虑地域、特定地点、地形、气候的特点，充分发掘校园的历史及未来发展中可能的精神脉络，并将其落实在建筑风貌和空间设计上[8]。
4.1 地域气候特色
“地域性”作为建筑的第一性，常被视为最重要的设计策略之一。校园建设受到经济因素的限制，更应因地制宜、随形就势，充分利用地形特征，减少土方，促进本地生态复育；巧妙整合多样生态景观，规划出错落有致、富有层次感的形态；交通组织立体化，使得不同的功能在有限的空间内，高效、不交叉地流通。建筑风貌立足当时当地，透析当地地貌特征和地形特点[9]。
采光遮阳系统、建筑自遮挡布置、风通道、半开放灰空间、保水植物的配植等措施，落实在校园规划和建筑单体设计中，能较好地应对不同地方的自然气候特征。如在滇西应用技术大学云教育大楼设计中，我们采用空间—表皮一体化策略，通过对室内外的光环境、风环境的模拟，合理布置开启扇的位置和开启方式，组织自然通风，有效调节建筑室内的气流效果，在为使用者提供舒适的阅读、办公环境的同时创造建筑立面特色（图23–25）。
4.2 历史文化特色
校园的历史文化特色更有助于在碳硅合一时代形成师生的归属感和自豪感。如在内蒙古艺术大学新校区的项目中，我们在空间形态上采用了对草原大学、安代舞等的抽象隐喻（图26-28）；而一些重要建筑立面肌理则采用对蒙古文字的抽象表达，力求表现当地质朴、坚定、含蓄的性格（图29）。
5 结语 互联网、大数据直至元宇宙（硅基空间）的发展，无疑已经动摇了整个世界几千年来对物质空间的依赖模式。在当代人的生活体验中，实体空间与虚拟空间的并存关系需要我们给予足够的重视。大学师生是对新技术最敏感的群体，也是影响未来世界发展方向的主力军。大学校园作为新思想、新技术高度汇聚之地，理应成为城市日常生活的试验田，更早地探索硅基生活可能的改变和影响，探索碳硅合一的规划设计模式，同时更要探索在硅基生活的冲击下，碳基校园需要保持的特点以及做出的调整。这些正是碳基校园长期存在的意义。□
参考文献
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程晓喜*（通讯作者）
B.1978，清华大学博士
清华大学建筑学院副院长、教授
屈小羽
B.1982，京都大学博士
清华大学建筑设计研究院有限公司五分院总建筑师
王钰
B.1988，清华大学硕士
清华大学建筑设计研究院有限公司五分院创作所所长
孙光享
B.1986，清华大学学士
清华大学建筑设计研究院有限公司五分院创作所总监
