基空于间感室知内觉环特境征设的计特研殊究教育学校教学康复——以镇江市特教中心异地迁建项目为例

蓝 茜

1 研究背景

目前，很多学者围绕特殊教育学校建筑设计，从不同角度开展了研究。李晖以实际案例为基础，分析了在改扩建工程中融入的人性化设计理论，通过流畅的建筑内部空间和建筑群体布局回应“有爱无碍”的特殊教育理念[1]。张翼基于实地调研和资料整理，结合特殊教育学校设计理论，在总结和分析学生障碍特征的基础上，从规划布局、建筑设计、人性化细部设计3 个方面入手，建立了特殊教育学校建筑设计研究框架[2]。荆昊从特殊教育学校室内休息活动空间入手，总结出人性化、多样化、开放化以及简洁化4 个发展方向，针对室内休息活动空间在多空间组合和单一空间形式处理手法等方面进行了研究[3]。叶志东等人以实际案例为基础，重点研究了特殊教育学校这类建筑的火灾危险性特性，从建筑平面疏散设计、辅助疏散设施设计和消防设施设置等多方面进行了阐述[4]。此外，还有许多学者从特殊儿童的心理和生理特点入手，对特殊教育学校的不同建筑空间设计方法进行了研究，但针对室内热环境、光环境、声环境的提升以及节能减排技术的应用还缺少进一步的探究。

教学康复空间是特殊教育学校最重要的使用空间之一，其设计效果直接影响特殊儿童的学习和生活。通过对江苏、安徽、上海等多个省市的特殊教育学校调研，发现现有的很多特殊教育学校建筑还存在设施不完善的问题，未能体现“特殊性”，特别是教学康复空间的特殊设计亟待提高。本研究以江苏省镇江市特教中心异地迁建项目为例，采用性能模拟分析技术，基于不同类型特殊儿童的障碍特点和感知觉特征，从场地建筑布局、建筑单体到细部构造设计，开展特殊教育学校教学康复空间室内环境质量提升设计方法研究。

2 异地迁建项目概述

镇江市特教中心异地迁建项目占地面积52 000 m2，总建筑面积26 000m2。如图1 所示，1 为职业技术培训中心，2为特殊教育教师发展中心，3 为培智教学康复楼，4 为盲聋教学康复楼，校园中供培智、盲聋等不同障碍特征儿童使用的教学康复空间均单独设立在不同的建筑单体中。项目场地地势南高北低，南侧道路与北侧规划道路有6 m 多的高差，教学区以“绿岛”组团布局，既相互独立，又能实现便捷联系。

图1 镇江市特教中心异地迁建项目（来源：作者改绘）

本研究主要包括以下几点内容：第一，基于建筑群冬夏两季室外风场模拟和培智、盲聋两种类型特殊儿童使用的教学康复空间的自然通风模拟，进行建筑总体布局的研究。

第二，基于教学康复空间的天然采光系数，分别计算优化建筑单体设计和细部构造节点设计。

3 基于性能模拟分析的特殊教育学校设计方法

3.1 教学康复空间自然通风设计研究

听觉障碍儿童主要依靠视觉、触觉、震动觉的补偿作用，视觉障碍儿童主要依靠听觉、触觉的补偿作用，来正确识别不同空间的特征，辨别自身在空间中的位置和方向，促进学习和交往行为的发生。良好的室内热环境有助于特殊儿童发挥触觉优势，空间舒适度主要受到温度、湿度和空气流动速度的影响，因此设计中需要注意加强对气流的引导[5]。本研究采用斯维尔建筑通风Vent 软件模拟了2 栋教学康复楼的室外和室内自然通风情况。

3.1.1 室外自然通风设计研究

项目中有2 栋主要的教学康复建筑，一栋为培智教学康复楼，另一栋为盲聋教学康复楼。首先模拟计算项目的夏季、冬季室外风场，主要包括项目在冬夏两季室外1.5 m 高度处的风速及风压云图情况，结果分别如图2、图3 所示。根据模拟结果可以发现，特教中心项目建筑群的夏季最大风压约3 Pa，分布在职业技术培训中心和特殊教育教师发展中心的外围，如图2（b）所示，最低风压分布在迎风建筑的背风面，约为-2 Pa；冬季最大风压约为4.9 Pa，位于盲聋教学康复楼与艺术康复中心连廊的迎风面，如图3（b）所示。除该处迎风面与背风表面风压差大于5 Pa 以外，冬夏两季这2 栋教学康复楼的主要使用空间表面风压差均为0 ～5 Pa。

图2 夏季室外风环境模拟图（来源：作者自绘）

为了保证冬季教学康复空间室内的舒适度，确保绿色节能的室内环境，防止因两侧风压影响引起建筑室内冷风的渗透，应加强教室东北迎风面处的门窗密闭性，采取相应措施来保证其室内冬季取暖，防止冬季寒风持续侵袭，确保教学工作正常进行。

场地上适宜的风速有利于引入外部空气，加强自然通风并带走污染物，保证建筑周边的空气品质。根据图2（a）和图3（a）可以发现，建筑群整体朝南，第一排建筑阻挡了大部分风量，项目建筑群冬季最高风速出现在迎风面第一排建筑的边角两侧，夏季最高风速位于2栋教学康复楼的迎风面，冬夏两季的最低风速均出现在建筑物的背风面。由此可见，项目的总体布局能够有效利用夏季和冬季的盛行风，增强建筑间的空气流动。

图3 冬季室外风环境模拟图（来源：作者自绘）

3.1.2 室内自然通风设计研究

研究还对2 栋教学康复建筑的室内自然通风情况进行了模拟计算，主要选择培智教学康复楼1 层的8 人培教室来计算冬夏两季教学康复空间的自然通风情况。通过导入室外风场参数信息读取单体模型的表面风压，被赋予表面风压的单体建筑将在室内形成风压差，从而完成室内通风工况的模拟，读取风速与空气龄等指标。根据室内风速模拟图可知，在过渡季节门窗开启的情况下，8 人培教室大部分区域风速0.1 ～1.4 m/s，能够满足室内自然通风的要求。分析空气龄图可以看出，8 人培教室的空气龄较短，基本不大于300 s，折合换气次数不小于12 次/h。盲聋教学康复楼也可采用相同的模拟方法。

通过以上研究可以发现，采用自然通风的教学康复空间室内热环境舒适度与建筑群的总体布局、单体建筑朝向、迎风面和背风面开窗面积以及窗户位置有关。两栋建筑均采用外走廊式布局，主要教学康复空间的窗户均朝向绿化庭院布置，既能满足建筑内部自然通风的需求，又能利用风压和空气流动使绿化庭院中的新鲜空气源源不断流入室内，提高了室内热环境舒适度。

3.2 教学康复空间采光设计研究

光环境在一定程度上会影响视觉补偿和残存视力优势，当自然采光不足、环境中有眩光或照度不合适时，还会导致特殊儿童产生疲劳和注意力不集中的感觉，不利于特殊儿童的学习和生活。因此，为了营造良好的室内光环境，在教学康复空间设计中要重点考虑自然采光的组织。

根据《特殊教育学校建筑设计标准》（JGJ 76-2019），盲聋教学用房的室内平均采光系数应达到4%，培智教学用房的室内平均采光系数应达到3%，室内天然光照度标准值为600 lx 和450 lx。研究采用Ecotect 采光模拟软件，基于全阴天空模型计算两栋教学康复楼的采光系数，分析其存在的问题。

通过软件模拟可以发现，镇江市特教中心项目培智教学楼1 层大部分室内空间天然采光系数满足《特殊教育学校建筑设计标准》（JGJ 76-2019），但东西向的蒙氏训练室和音乐治疗室天然采光系数较低，通过增大开窗面积、使用透光率高的玻璃等建筑细部构造设计引入更多自然光线。重新计算优化后的培智教学楼1 层，蒙氏训练室和音乐治疗室的室内天然采光系数均达到了采光设计标准，如图4 所示。

图4 培智教学康复楼采光系数分析图（来源：作者自绘）

4 优化策略

4.1 合理组织建筑总体布局

目前，综合型特殊教育学校的建设成为社会主流方向，招收的学生障碍类型较多，学生的障碍特点更加复杂，建筑群体量也更大。在设计整个场地的建筑布局时，要从不同类型特殊儿童的感知觉特征出发，结合单体建筑的体型设计、朝向设计以及交通流线组织等，合理组织建筑总体布局。

依据项目建设的具体区位及其气候特征排布建筑布局，使得主导风向通过前排建筑，并且将前后排建筑错落布置，防止由于前排建筑遮挡形成静风区域而影响后排建筑。为不同障碍特征儿童提供的教学康复空间可考虑分区甚至分栋布置，通过绿化庭院空间的设计，既加强了不同功能区的联系，又能为特殊儿童提供安全的活动空间，同时还有利于营造良好的室内空气环境。

4.2 深化单体建筑细节性设计

单体建筑的体型和立面设计不仅影响着建筑的造型和风格，更影响着内部空间的舒适性和使用者的感受。镇江市特教中心迁建项目的培智和盲聋教学康复楼屋顶采用大屋盖造型，宽大的檐口出挑设计有利于降低夏季屋面的太阳辐射热，从而降低室内环境温度，减少空调负荷，有利于节能减排；外立面交错布置的木质遮阳构件能有效削减夏季热辐射量，同时丰富外立面造型，木材温暖的天然质感还有利于缓解培智类儿童的情绪波动。

4.3 采用木结构建筑形式

木材作为一种可再生的建筑材料，具有众多优势。它能够在建筑全生命周期内有效节约能源，减少环境污染，符合我国绿色校园建设的发展趋势。除了材料本身的温暖质感，现代木结构还可以建造出灵活多变的大跨度室内空间，增加窗户面积使得室内获得更多自然光，有利于营造健康舒适的室内环境，提高特殊儿童的学习效率。通过学习和借鉴加拿大、日本等国较为成熟的木结构学校建筑实际案例，为建造符合我国国情的木结构特殊教育学校建筑提供了一定的思路。

5 结语

由于使用人群的特殊性，特殊教育学校的教学康复空间被赋予特定的场所特性，在进行建筑设计时需考虑到特殊儿童的感知觉特征与情绪需求。从建筑总体布局、建筑单体设计和立面细部构造设计等角度优化室内物理环境，有利于营造更加符合特殊儿童发展需求的校园环境。