煤炭行业高校特色建筑的设计初探

杨 曦

（中国建筑设计院有限公司，北京 100044）

煤炭行业高校是我国高校中一批具有行业特殊性的高校，因其校园建筑，除了满足师生的教学、生活、运动需求外，还往往具有自身行业特点与特色。本文以中国矿业大学创新训练中心设计方案为例，探讨煤炭行业高校特殊综合建筑的一次尝试与积累。

1 项目概况

中国矿业大学创新训练中心是学校的工程实践中心与实践基地，不仅承担教学、科研任务，满足全校不同层次、需求的工程训练任务，同时也具有大学生活动中心与就业指导等综合功能。

项目位于徐州市中国矿业大学南湖校区南门东侧的预留发展用地内，西邻校园主干道，与南侧宿舍区学苑路交汇，东侧为校园景观水系，南侧紧邻规划城市道路。总建设用地合计2.67公顷。

创新训练中心具有四个主要功能：（1）工程训练实践平台；（2）地下采矿实景模拟实践平台；（3）综合创新实践平台；（4）大学生活动中心。其中地下采矿模拟平台与工程训练实践平台是培养学生感知认知矿山技能，虚拟实物、实貌、实景，提升学生掌握煤矿采、掘、机、运、通等系统的实践能力的场所，位于地下一层，是区别于正常高校教学楼与实验楼的特殊教学与实践建筑。

2 设计思路分析

如何有效地将四部分功能融合进一个建筑，针对建筑功能要求进行分析归纳，发现了四个功能区两两互补，又完美统一的关系。

2.1 动静分区，学科融合

根据场地南北长、东西窄的特点，建筑打破集中式布局，通过纵向布局，北至南依次布置北侧广场、大学生活动中心、剧场区、中部室外平台及工程训练中心。大学生活动中心与学生就业指导创业中心布局在离学生宿舍近的场地北侧，有利于师生的便捷使用。而工程训练中心与地下采矿实景模拟实验室布置在远离学生生活区的场地南侧，方便了工程实训实验室与外界交流。不同功能分区布置，在场地内道路南北两侧，动静分区，高效便利。功能分区综合考虑了教学、科研的使用便捷、高效及师生日常活动的需要，动静分区明确，相得益彰。

活动中心包含一个1200座剧场，置于场地中央，采用外向型体量嵌入北侧大学生活动中心。南侧工程技术中心采用了U字形体量，与活动中心形成互补关系。而北侧一层局部抬起，也呼应南侧二层上人平台，有利于师生人流汇聚形成积极的交流空间，并通过屋顶绿化，局部跌落等手法处理，对东南侧河景有更好的观景角度，充分利用景观资源。

工程训练中心与地下采矿实景模拟实验室在布局上充分考虑各自学科特点与场地需求，采用内聚式的布局，以满足各个学科工种之间的融合交流。

图1 创新训练中心设计方案鸟瞰图

2.2 延续肌理，完善环境

基地位于周边建筑群两轴线交汇处，北侧学生公寓与公教区正南北朝向，南侧建筑平行于南门规划道路。体量处理上，场地北侧建筑平行原有建筑，延续正南北朝向，场地南侧建筑体量尊重西南侧建筑尺度，在南门两侧协调统一。

北侧地块大剧场与大学生活动中心相互穿插部分巧妙设置舞台及侧台部分，内部剧场空间呈正南北布置。剧场通过内外的扭转关系形成丰富三角中庭空间与交通核心筒，以及周边观景环廊。

剧场前的综合门厅，分流人流进入左侧就业指导中心与右侧350人小剧场。北侧大学生活动中心舞台西侧为项目工作室等功能房间，东侧布置社团活动、展厅等大空间。通过建筑体量的适当后退，形成北侧入口广场，也考虑场地北侧未来建设用地的退距。

南部地块的工程训练中心及地下采矿虚拟实验室是整个建筑的核心部分，通过设计前收集矿井资料，了解空间与工艺流程，才能在设计中充分考虑学科特点与大跨功能房间合理分布功能的特殊要求，因地制宜采取U字型布置。而现代机械制造实训空间与各类加工车间设置在一二层，以方便学生教学与金工实习活动。各个工种教室各成一体，避免了实践区与教学区之间相互干扰。教室就近各实训空间布置于一层夹层位置，方便了教学活动的进行。三层布置创新训练展示及教师办公后勤房间。地下采矿实景模拟实验室的设计充分考虑工序流程以及行业特点，将现代矿山调度中枢、灯房、自救器房、入井安全培训区、现代矿井设计训练中心功能房间放在一层平台处，而模拟巷道、工作面等地下矿井认知演示区放在地下一层，节省空间的同时，兼做人防使用。

图2 地下一层采矿虚拟模拟实践平台平面图

3 交通流线处理

作为教学科研建筑，周边设置环路满足了消防要求。地面车位设置在北侧广场及场地西侧。

北广场西侧设学生活动中心主入口，东侧设置货运入口与次入口，服务活动中心及剧场后台。北区南入口分流，西侧进入就业指导中心，东侧进入大剧场一层后区及小剧场。

南区校园干道西侧设置实训学生主入口，东南侧设置学生次入口，东北侧设置教师入口，学生入口均经更衣空间进入实训区域。场地东南侧设备出入口，方便大型运输设备车辆进出。采矿模拟实验室独立入口位于建筑北侧，并可以通过内部楼梯至二层休息平台及地下实验室。

4 局部空间设计

局部空间即是建筑特色性的体现，也是建筑精致与完成度的一个尺度。设计着重抽取了南北地块的特色空间。

4.1 厅堂设计

本项目需要1200座的大剧场与350人的小剧场。进行针对性厅堂设计与声学设计，以满足师生文化与学术活动要求。

4.2 实训车间设计

实训车间是整个创新中心的核心部分，根据实训车间大跨度及一系列特殊功能要求，设计中进行了紧凑布局，以贴近矿井实际为原则，为最大限度满足教学需要，进行了局部深化设计。

一层建筑充分考虑天车配备的净高要求，层高设置为9m。车间对外均有一道3.5x4m设备进出门，同时在南侧次入口门厅设置载重超过3t矩形货运电梯，方便了设备运输及安装。设计中充分考虑大型实训车间动力来源问题，将配电房设置于两车间中部。车间内部疏散门采取内凹式处理，不占用走廊宽度，保证了疏散宽度与流线顺畅。

图3 首层实训空间平面图

5 绿化景观设计

在整个场地设计中，充分考虑了建筑和周边的环境紧密结合，融为一体。建筑体量采用南北朝向，既获得了良好的采光，还达到景观最大化原则。将基地东侧景观河道水系引入，同时充分利用原场地内建筑堆土，在东侧形成绿地退台，并在二层屋顶进行绿化覆土，形成立体绿化景观。

场地中桥、连廊、台阶的元素，配合富有行业特色的井筒等工业景观，强化了整体建筑的南北轴线，盘活了整个地块。东西道路轴线两侧有水系、坡道、绿地等元素，呼应北侧斜线，丰富了整个场地的构成。

6 造型立面设计

煤炭行业的建筑与其他建筑相比，更能反映自身建筑空间的真实性，表现出使用功能和建筑形式的简约，所以确立了端正与理性两个原则。

（1）端正大气

建筑体量沿自身中轴线居中布局，方整有序，舒展大气，与中国矿业大学作为能源资源行业高等学府性格不谋而合。建筑单体形态端正典雅，敦实方正的体量，也充分体现着矿业高校严谨、求实的校风与对于安全稳固的要求，值得信赖的理念。

（2）理性秩序

在立面细节处理上，充分汲取时代美学特点，并充分结合作为典型理工科高校的校园建筑特点，针对建筑横向体量的特点，以竖向条窗作为母体，强化了富有秩序的竖向柱廊，丰富了视觉层次，同时结合百叶等其他富有细节的元素进行局部的点缀变化，使得建筑整体造型简约而不简单，也隐喻着创新训练中心的创新含义。

图4 立面元素与矿井元素的呼应

7 特色建筑的思辨

张永和在《向工业建筑学习》一文中曾经指出：“在中国，工业建筑没有受到过多审美及意识形态的干扰，也许比民用建筑更接近建筑的本质。”建筑与煤炭行业，是以地平面为准的两个相反方向生成的人工建成物，然而在矿业类高校的教学科研建筑中，试图做到二者的和谐相容。遵循煤炭行业的教学、科研流程的空间处理，以及局部空间、材料等的构成要素，才有可能营造出有着矿业高校精神、学科特色风貌的创新训练中心建筑，而这种建筑体现更多的建筑真实性。本设计方案，作为一次有意义的方案投标尝试，相信在工业4.0时代到来的时代，产学研结合，贴近实训与虚拟现实的煤炭行业综合教学科研建筑，也会反过来带给建筑设计本身以灵感，创造具有时代与行业特征的煤炭建筑新形象。以上作为煤炭行业特色建筑的一次思考。