上海耀中国际学校教学楼旧房改造设计实例研究

上海耀中国际学校教学楼旧房改造设计实例研究

摘要：随着社会的发展，人们对于城市中的基础教育部分在高度和广度上有了新的诉求，部分中小学校、幼儿园由于建造年代较久，老旧的格局无法满足最新的要求，同时还可能存在一些安全隐患。对于老建筑，要在先天不足的条件下尽量挖掘其潜力，并保证安全使用，才是改造的意义所在。本文结合上海耀中国际学校教学楼改造项目实例，总结教学楼旧房改造中的要点及相互关系，阐述如何有系统、有组织地进行学校教学楼改造设计。研究成果可为相关应用与研究提供参考。

关键词：学校教学楼；防火改造；结构改造和加固；功能改造

引言

随着社会的发展，对于城市中的基础教育部分，我们不断地对其在高度和广度上有了新的诉求。在规划、新建学校的时候我们必须考虑这些时代的要素，用发展的眼光去开展我们的各项工作。然而在我们的城市中，也存在着一部分中小学校、幼儿园因为建造年代较久，老旧的格局无法满足最新的要求。在学校旧房改造中，设计师往往无从下手，甚至会提出“改造项目比新建项目更复杂”的说法。特别是上世纪后期建造的学校，除了无法实现新功能外，往往还存在一些安全隐患。

考虑到大中型城市紧张、有限的用地资源，和新建学校所需各项流程的时间成本，学校旧房改造有其客观存在的必要性。若有计划的对学校部分旧房进行合理改造，提高房屋的质量和安全性、改善其使用功能、提升整体形象，能有效地为学校的长期发展提供保障。在学校的旧房改造中，通常包括防火改造、结构加固改造、功能改造、整体建筑形象改造等。其中，防火改造和结构加固改造关乎安全性，是实现其他改造的前提和基础；而后两

者是直观感受，是使用者迫切期待的。

1. 耀中国际学校虹桥校区工程概况

上海耀中国际学校虹桥校区位于上海市长宁区水城路，现有校址原为1991年建成使用的新虹桥小学，建设方为长宁区教育局。此次改造目标为由三种不同结构围合组成的教学楼，现有建筑面积4723平方米，共四层。目前该教学楼存在一定的防火、结构隐患，且原有的功能布局无法实现国际学校对于先进、开放教学理念的要求，亟需对其进行一系列的改造。

图1 教学楼改造前外立面与中庭照片

2. 耀中国际学校虹桥校区防火改造设计

2.1 防火改造的必要性

学校教学楼属于人口密集场所，若设计上没有符合防火规范或者后期消防安全管理不善，很容易产生火灾隐患，造成严重后果。特别是我国的建筑防火法规体系起步较晚，近几年也在不断地更新完善中，因此以前的老旧建筑很难再满足现行设计规范，需要在旧房改造中特别重视。从改造的角度出发，要在建筑耐火等级、安全疏散、消防系统改造等方面综合考虑，提高原有建筑的安全性。

2.2 耐火等级

建筑耐火等级是一个综合评价的过程，跟建筑种类、层数、防火分区、构件耐火性能、防火间距等有关系，一般不改变功能的防火改造只需根据现有规范对建筑耐火等级和构件

耐火性能进行确认即可。然而耀中国际教学楼因为原有平面对其教学理念的束缚，对功能布局也进行了改造，因此除了对上述内容进行确认外，还要根据新方案重新调整防火分区。另外，在结构改造和后期功能等改造的过程中，也要确保建筑构件和装修材料的耐火性能满足现行规范要求，保证耐火等级为二级的设计要求。综上所述，对于耐火等级的要求，建筑改动越大，需要考虑的因素就越多。

2.3 疏散安全

疏散安全从设计规范上来说主要是指疏散宽度和疏散距离满足要求。根据教学楼最新平面布局，人数可以按每层五个教室，每个教室30人计算，然后结合建筑层数、耐火等级计算出每层所需最小疏散宽度；根据计算结果，现有两部疏散楼梯1.4米和1.6米的疏散宽度满足要求，无需另外增加疏散宽度。另外，对于改造后的走道宽度等，也要重新复核，不满足要求的需要重新设计。改动较大的平面，疏散距离也要重新审视，像有些教室、办公室整合扩大了，不仅要查看房间门至安全出口的距离，也要查看房间内最远点至房间门的距离等。

2.4 消防改造

在学校旧房改造中必须要考虑的还有消防系统的改造。不仅要确认原建筑中的各项消防设施是否能正常使用，还要根据新功能调整或重新设计消防系统。比如，对于一些老旧建筑，确认其消防给水系统是否能正常使用，二路消防用水是否能保证，根据最新方案是否需要增加消防水泵房面积等。另外，结合最新功能布局，根据规范要求查看是否需要增设自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、防排烟系统、室内消火栓等，力求将火灾隐患降低到最小。对于耀中国际项目，平面功能改动非常大，原有消防系统已无法满足要求，属于重新设计范畴。

图2 建筑物耐火等级相关因素示意

3. 耀中国际学校虹桥校区结构加固改造设计

3.1 结构加固改造的必要性

学校旧房改造中另一个要着重考虑的方面是结构改造和加固。20世纪70年代以来，地震频发，我国规范中对于抗震设防的要求也在逐步提高，很多上世纪建造的学校在抗震设防要求上已经无法满足最新要求，存在安全隐患，需对老旧建筑进行抗震鉴定和加固。另外要实现功能改造的目标，结构上也要做相应调整以契合最新的功能布局，虽说结构可能无法百分百地满足建筑的变化要求，但是这个过程是结构与建筑专业的磨合过程，必然涉及到结构的改造和加固。

3.2 抗震鉴定

对于学校的老旧房屋，特别是不满足抗震要求的建筑物，第一步要做的就是抗震鉴定。通过对建筑物进行现场检测、后期试验和各项分析，出具抗震鉴定报告，作为抗震加固的依据。在本文的案例中，就需通过加固将教学楼由6度丙类提高到7度乙类，以满足最新设计规范保证房屋的安全使用。

3.3 结构改造与加固方案

很多学校旧房改造，若对原有建筑不进行功能上的改造，则只需进行抗震加固即可。但是国际耀中学校教学楼改造项目中，对平面功能进行了非常大的改动，荷载等都发生了变化，因此结构加固的过程中除了考虑抗震部分还要考虑建筑功能的变化。该教学楼是由三个不同结构体系围合而成的一栋建筑：1区和2区为砌体结构，3区为框架结构。根据目

前功能改造方案主旨——小开间房屋空旷化改造，砌体结构部分改造的难度最大。过去由于受各种条件的制约，结构形式并不灵活，砌体结构就存在这个缺点。

在结构改造中，有以下方式进行此项优化：1）可使用框架结构替换原有承重墙体。2）在原有承重墙上尽量开洞口，使不同房间连通，形成扩大化的空间，此处要注意必须在结构允许范围内开洞。3）将非承重墙拆除，扩大空间。对于一个结构改造项目来说，往往是以上三种方式的穿插运用。

结合以上抗震需求和功能改造需求，主要结构加固方案为：对1号和2号区域采用双面混凝土板墙进行加固，提高房屋的整体抗震性能，也解决了砌体结构中横墙较少的问题。对于3号区域采用增设抗震墙的方式将原有单跨框架改为框架——抗震墙结构，加强平面外刚度。对于三个结构体系中央的新增楼梯部分，则增加混凝土柱、静压锚杆桩基础等。

另外，对于整体结构加固方案的确定，除了考虑上述因素外，还要考虑建筑自身特点和其他改造需求。例如对于优秀历史保护建筑，一般只采取内加固方案，以保持原有建筑的外立面风貌；对于一些外立面也需要改造的建筑，则可考虑采用外加固方式，与其立面造型相结合。

图3 教学楼结构分区图

4 耀中国际学校虹桥校区功能改造设计

4.1 功能改造的必要性

随着社会的发展，基础教育的理念在飞速发展，为了满足学校使用者的新要求，功能改造是必不可少的。通过防火改造和结构加固改造，我们实现了安全性。但对于学校改造

项目，功能改造才是完成改造目标的关键一步。功能改造的过程受制于建筑的现有条件，包括结构形式、有限的面积和空间、周围环境等，解决矛盾、寻求平衡、挖掘可能性是设计师要遵循的原则。

4.2 教学楼现存功能问题

原教学楼方案设计于1989年，自1991年建成后进行过若干次小规模装修，但功能空间并未明显改动。但是，将近三十年前的学校设计理念已经无法满足现今的教学理念要求。原来的结构形式不够灵活，导致小开间房间比较多，与国际学校要求的开放性、共享性、趣味性空间更是存在较大矛盾，因此功能改造是此次改造的最终目标。

4.3 主要功能改造方案

原教学楼由多个标准教室（约50平方米）和6个大型教室组成（100平方米以上），大型教室主要做自然实验室、计算机教室、美术教室、音乐教室等使用。各类教师办公室均为小开间房间，平均面积不大于20平方米。改造后，对于部分标准教室，通过承重墙结构开洞将其两两打通，形成扩大的连续空间；其次，通过承重墙开洞、拆除非承重墙等方法营造了多个开放程度不等的共享空间，可供多样化学习交流使用。大型教室规模不变。另外，取消原有狭窄走道，并把卫生间从中庭区域移动到了北边自然通风效果更好的位置。原有小开间教师办公室全部取消，合并到每层西边一间大型教师办公室，集体式办公的模式有利于加强教师之间的团队协作，加快信息沟通的速度。

中庭空间原本为室内活动平地，上覆膜结构屋顶。因室外运动场地足够，学校建议取消室内场地功能，并对中心区域做创新性设计。先前，为实现集中办公和共享空间，原有四层阶梯教室已被取消；设计中就在中庭部分一至二层增设了一部大型直跑“楼梯”，营

造了一个开放性阶梯教室，可作为学生临时集会使用。为更好地实现学生阶梯集会的概念，此部“楼梯”总宽度设计为9.5米，台阶踏步宽度放大至0.9米，高度设计为0.378米，整个台阶背后也形成了一些灰空间，可供休息沟通使用。除此之外，一至二层、二至三层、三至四层都沿中庭区域设置了小型直跑楼梯，结合每层变化的楼板轮廓，大大增加了空间的趣味性。

最后，为了提升中庭空间的采光环境，将原有膜结构屋面取消，采用钢结构外包轻质铝板，局部加玻璃天窗的屋面形式，让公共空间与自然光照效果完美结合，营造更舒适的室内体验。此番改造后，教学空间变得灵活多变，办公空间更集中有效，公共空间也变得丰富有趣，建筑面积共计5293平方米，高度因规划因素不作调整。

图4 改造前与改造后标准层功能分布示意

图5 采光屋面示意图

5 耀中国际学校虹桥校区其它改造设计

除了防火改造、结构改造和功能改造外，项目中还往往根据其投资额等实际情况进行整体建筑形象的改造，比如建筑外立面、绿化景观等改造。在耀中国际教学楼项目中，原有立面为普通涂料，改造后采用干挂铝板饰面，局部干挂石材来进行立面改造；另外，新增了屋顶绿化和景观电梯等，方便了师生的同时也提升了整体效果。其它相关的改造还有水电改造、暖通改造、节能改造等，也都贯穿在整个项目过程中。

图6 改造后中庭与立面效果图

6 结论与展望

6.1 结论

严格地讲，除了上文所述，旧房改造还包括很多其它方面和内容，分类方式也不尽相同。但是防火改造、结构加固改造和功能改造是目前学校教学楼改造项目中普遍存在且最重要的，在改造过程中必须系统考虑。

其中，防火改造宜从建筑耐火等级、安全疏散、消防系统改造等方面综合考虑。结构改造要根据建筑实际情况对其进行检测和鉴定，从房屋自身结构特点出发结合新的方案出具合理加固和改造方案。功能改造则需充分考虑使用者的意图，在满足防火、结构安全的前提下进行设计。

防火、结构和功能，这三者的关系是相互穿插、相互渗透的，有时还会产生矛盾，这往往成为我们设计的难点。比如防火改造是贯穿于结构改造和功能改造整个过程中的；再比如，结构加固改造与建筑功能之间的问题和矛盾，都需要通过我们在设计中抽丝剥茧、反复协调来解决。

6.2 进一步研究的展望

旧房改造的需求很大，我们要增强相关改造技术储备力量，甚至形成专业学科，让学校改造项目不再成为难题。另外，对于学校改造项目也希望政府开通绿色通道，简化相关规划审批流程，结合技术手段的进步，顺利推进基础教育的可持续发展。

参考文献

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