煤炭行業高校特色建筑的設計初探

楊 曦

（中國建筑設計院有限公司，北京 100044）

煤炭行業高校是我國高校中一批具有行業特殊性的高校，因其校園建筑，除了滿足師生的教學、生活、運動需求外，還往往具有自身行業特點與特色。本文以中國礦業大學創新訓練中心設計方案為例，探討煤炭行業高校特殊綜合建筑的一次嘗試與積累。

1 項目概況

中國礦業大學創新訓練中心是學校的工程實踐中心與實踐基地，不僅承擔教學、科研任務，滿足全校不同層次、需求的工程訓練任務，同時也具有大學生活動中心與就業指導等綜合功能。

項目位于徐州市中國礦業大學南湖校區南門東側的預留發展用地內，西鄰校園主干道，與南側宿舍區學苑路交匯，東側為校園景觀水系，南側緊鄰規劃城市道路?？偨ㄔO用地合計2.67公頃。

創新訓練中心具有四個主要功能：（1）工程訓練實踐平臺；（2）地下采礦實景模擬實踐平臺；（3）綜合創新實踐平臺；（4）大學生活動中心。其中地下采礦模擬平臺與工程訓練實踐平臺是培養學生感知認知礦山技能，虛擬實物、實貌、實景，提升學生掌握煤礦采、掘、機、運、通等系統的實踐能力的場所，位于地下一層，是區別于正常高校教學樓與實驗樓的特殊教學與實踐建筑。

2 設計思路分析

如何有效地將四部分功能融合進一個建筑，針對建筑功能要求進行分析歸納，發現了四個功能區兩兩互補，又完美統一的關系。

2.1 動靜分區，學科融合

根據場地南北長、東西窄的特點，建筑打破集中式布局，通過縱向布局，北至南依次布置北側廣場、大學生活動中心、劇場區、中部室外平臺及工程訓練中心。大學生活動中心與學生就業指導創業中心布局在離學生宿舍近的場地北側，有利于師生的便捷使用。而工程訓練中心與地下采礦實景模擬實驗室布置在遠離學生生活區的場地南側，方便了工程實訓實驗室與外界交流。不同功能分區布置，在場地內道路南北兩側，動靜分區，高效便利。功能分區綜合考慮了教學、科研的使用便捷、高效及師生日?；顒拥男枰?，動靜分區明確，相得益彰。

活動中心包含一個1200座劇場，置于場地中央，采用外向型體量嵌入北側大學生活動中心。南側工程技術中心采用了U字形體量，與活動中心形成互補關系。而北側一層局部抬起，也呼應南側二層上人平臺，有利于師生人流匯聚形成積極的交流空間，并通過屋頂綠化，局部跌落等手法處理，對東南側河景有更好的觀景角度，充分利用景觀資源。

工程訓練中心與地下采礦實景模擬實驗室在布局上充分考慮各自學科特點與場地需求，采用內聚式的布局，以滿足各個學科工種之間的融合交流。

圖1 創新訓練中心設計方案鳥瞰圖

2.2 延續肌理，完善環境

基地位于周邊建筑群兩軸線交匯處，北側學生公寓與公教區正南北朝向，南側建筑平行于南門規劃道路。體量處理上，場地北側建筑平行原有建筑，延續正南北朝向，場地南側建筑體量尊重西南側建筑尺度，在南門兩側協調統一。

北側地塊大劇場與大學生活動中心相互穿插部分巧妙設置舞臺及側臺部分，內部劇場空間呈正南北布置。劇場通過內外的扭轉關系形成豐富三角中庭空間與交通核心筒，以及周邊觀景環廊。

劇場前的綜合門廳，分流人流進入左側就業指導中心與右側350人小劇場。北側大學生活動中心舞臺西側為項目工作室等功能房間，東側布置社團活動、展廳等大空間。通過建筑體量的適當后退，形成北側入口廣場，也考慮場地北側未來建設用地的退距。

南部地塊的工程訓練中心及地下采礦虛擬實驗室是整個建筑的核心部分，通過設計前收集礦井資料，了解空間與工藝流程，才能在設計中充分考慮學科特點與大跨功能房間合理分布功能的特殊要求，因地制宜采取U字型布置。而現代機械制造實訓空間與各類加工車間設置在一二層，以方便學生教學與金工實習活動。各個工種教室各成一體，避免了實踐區與教學區之間相互干擾。教室就近各實訓空間布置于一層夾層位置，方便了教學活動的進行。三層布置創新訓練展示及教師辦公后勤房間。地下采礦實景模擬實驗室的設計充分考慮工序流程以及行業特點，將現代礦山調度中樞、燈房、自救器房、入井安全培訓區、現代礦井設計訓練中心功能房間放在一層平臺處，而模擬巷道、工作面等地下礦井認知演示區放在地下一層，節省空間的同時，兼做人防使用。

圖2 地下一層采礦虛擬模擬實踐平臺平面圖

3 交通流線處理

作為教學科研建筑，周邊設置環路滿足了消防要求。地面車位設置在北側廣場及場地西側。

北廣場西側設學生活動中心主入口，東側設置貨運入口與次入口，服務活動中心及劇場后臺。北區南入口分流，西側進入就業指導中心，東側進入大劇場一層后區及小劇場。

南區校園干道西側設置實訓學生主入口，東南側設置學生次入口，東北側設置教師入口，學生入口均經更衣空間進入實訓區域。場地東南側設備出入口，方便大型運輸設備車輛進出。采礦模擬實驗室獨立入口位于建筑北側，并可以通過內部樓梯至二層休息平臺及地下實驗室。

4 局部空間設計

局部空間即是建筑特色性的體現，也是建筑精致與完成度的一個尺度。設計著重抽取了南北地塊的特色空間。

4.1 廳堂設計

本項目需要1200座的大劇場與350人的小劇場。進行針對性廳堂設計與聲學設計，以滿足師生文化與學術活動要求。

4.2 實訓車間設計

實訓車間是整個創新中心的核心部分，根據實訓車間大跨度及一系列特殊功能要求，設計中進行了緊湊布局，以貼近礦井實際為原則，為最大限度滿足教學需要，進行了局部深化設計。

一層建筑充分考慮天車配備的凈高要求，層高設置為9m。車間對外均有一道3.5x4m設備進出門，同時在南側次入口門廳設置載重超過3t矩形貨運電梯，方便了設備運輸及安裝。設計中充分考慮大型實訓車間動力來源問題，將配電房設置于兩車間中部。車間內部疏散門采取內凹式處理，不占用走廊寬度，保證了疏散寬度與流線順暢。

圖3 首層實訓空間平面圖

5 綠化景觀設計

在整個場地設計中，充分考慮了建筑和周邊的環境緊密結合，融為一體。建筑體量采用南北朝向，既獲得了良好的采光，還達到景觀最大化原則。將基地東側景觀河道水系引入，同時充分利用原場地內建筑堆土，在東側形成綠地退臺，并在二層屋頂進行綠化覆土，形成立體綠化景觀。

場地中橋、連廊、臺階的元素，配合富有行業特色的井筒等工業景觀，強化了整體建筑的南北軸線，盤活了整個地塊。東西道路軸線兩側有水系、坡道、綠地等元素，呼應北側斜線，豐富了整個場地的構成。

6 造型立面設計

煤炭行業的建筑與其他建筑相比，更能反映自身建筑空間的真實性，表現出使用功能和建筑形式的簡約，所以確立了端正與理性兩個原則。

（1）端正大氣

建筑體量沿自身中軸線居中布局，方整有序，舒展大氣，與中國礦業大學作為能源資源行業高等學府性格不謀而合。建筑單體形態端正典雅，敦實方正的體量，也充分體現著礦業高校嚴謹、求實的校風與對于安全穩固的要求，值得信賴的理念。

（2）理性秩序

在立面細節處理上，充分汲取時代美學特點，并充分結合作為典型理工科高校的校園建筑特點，針對建筑橫向體量的特點，以豎向條窗作為母體，強化了富有秩序的豎向柱廊，豐富了視覺層次，同時結合百葉等其他富有細節的元素進行局部的點綴變化，使得建筑整體造型簡約而不簡單，也隱喻著創新訓練中心的創新含義。

圖4 立面元素與礦井元素的呼應

7 特色建筑的思辨

張永和在《向工業建筑學習》一文中曾經指出：“在中國，工業建筑沒有受到過多審美及意識形態的干擾，也許比民用建筑更接近建筑的本質?！苯ㄖc煤炭行業，是以地平面為準的兩個相反方向生成的人工建成物，然而在礦業類高校的教學科研建筑中，試圖做到二者的和諧相容。遵循煤炭行業的教學、科研流程的空間處理，以及局部空間、材料等的構成要素，才有可能營造出有著礦業高校精神、學科特色風貌的創新訓練中心建筑，而這種建筑體現更多的建筑真實性。本設計方案，作為一次有意義的方案投標嘗試，相信在工業4.0時代到來的時代，產學研結合，貼近實訓與虛擬現實的煤炭行業綜合教學科研建筑，也會反過來帶給建筑設計本身以靈感，創造具有時代與行業特征的煤炭建筑新形象。以上作為煤炭行業特色建筑的一次思考。