高校宿舍空間可變性與工業(yè)化建造方式設(shè)計(jì)研究
——基于開(kāi)放建筑理念的工業(yè)化居住建筑設(shè)計(jì)（下）

WANG Shuyuan ZHOU Jingmin

本設(shè)計(jì)上篇（《住宅科技》第4期）以上海同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)為例，在實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上探究了高校宿舍的現(xiàn)狀問(wèn)題和學(xué)生需求，并且結(jié)合開(kāi)放式建筑理念提出“居學(xué)社區(qū)”的概念，目標(biāo)是適應(yīng)當(dāng)下學(xué)生愈加多元綜合的生活方式，打破宿舍固有的“居”的單一功能，在場(chǎng)地選擇與設(shè)計(jì)上聯(lián)系周邊環(huán)境，在空間設(shè)計(jì)上聚合打通，創(chuàng)造際遇的場(chǎng)所與變化的可能性，本設(shè)計(jì)下篇將著重介紹宿舍內(nèi)部寢室單元平面的設(shè)計(jì)與變化性，以及實(shí)現(xiàn)這些變化的工業(yè)化建造技術(shù)的應(yīng)用。

1 寢室居住空間的可變性設(shè)計(jì)

1.1 寢室居住空間的可變性運(yùn)行機(jī)制

為了更好地滿足學(xué)生的需求，方案引入互聯(lián)網(wǎng)機(jī)制，從時(shí)間的角度切入，分為大一入學(xué)、學(xué)業(yè)中期、畢業(yè)離校三個(gè)階段。入學(xué)時(shí)借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)生調(diào)查，對(duì)學(xué)生生活狀態(tài)與未來(lái)期望的生活模式進(jìn)行網(wǎng)上調(diào)查，以便了解新生在學(xué)習(xí)、交友、興趣、娛樂(lè)等方面的側(cè)重，然后進(jìn)行寢室分配，根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷的統(tǒng)計(jì)，對(duì)同學(xué)的入住進(jìn)行組團(tuán)配額。方案共設(shè)計(jì)了A、B、C三種類型的套型，套型由2～3個(gè)一般寢室組合形成組團(tuán)，即為一個(gè)寢室單元，不同類型的套型在空間組織模式上有所不同，以此適應(yīng)擁有不同生活模式的學(xué)生。每種類型的套型根據(jù)其所處平面位置的不同設(shè)計(jì)分支套型，可以容納不同數(shù)量的學(xué)生。在學(xué)生居住套型分配完成后，學(xué)期中期若發(fā)生臨時(shí)性活動(dòng)，則可以在寢室單元內(nèi)部利用可變構(gòu)件進(jìn)行空間微調(diào)，當(dāng)學(xué)生需求或生活模式發(fā)生改變時(shí)，可利用網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)協(xié)調(diào)進(jìn)行套型的改裝。畢業(yè)離校時(shí)，對(duì)套內(nèi)空間進(jìn)行清理，排查寢室內(nèi)的部品構(gòu)件使用情況，對(duì)遭到損毀的部品構(gòu)件進(jìn)行回收修繕，并增補(bǔ)家具等部品或構(gòu)件以迎接下一屆學(xué)生（圖1）。

1.2 寢室單元的可變性設(shè)計(jì)

1.2.1 寢室單元可變性媒介——余量空間

依據(jù)前期對(duì)目標(biāo)人群的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學(xué)生期望宿舍寢室內(nèi)部的功能可以得到擴(kuò)充，例如，增添興趣、交流的場(chǎng)所，可以豐富日常的寢室生活，結(jié)合對(duì)開(kāi)放建筑理念的學(xué)習(xí)，小組成員發(fā)現(xiàn)，可以將活躍生活的興趣空間作為“余量空間”，置入寢室單元內(nèi)部。一方面，滿足了學(xué)生對(duì)多元生活的需求；另一方面，可以成為空間變化的“伸縮桿”。

余量空間是對(duì)“冗余空間”的另一種表達(dá)，最早來(lái)自于生物科學(xué)和信息學(xué)領(lǐng)域[1]。在建筑中，從定義上看，余量空間是一個(gè)多義性空間、共享空間，其本身不承擔(dān)明確的功能，但空間是積極的；從形式上看，余量空間是作為原有空間的組織連接紐帶，形成一個(gè)系統(tǒng)化的整體。在公共空間中常表現(xiàn)為戶內(nèi)與戶外連接的灰空間、核心的交通空間如中庭空間、擴(kuò)寬的廊道空間等；從作用上看，余量空間具有一定的適應(yīng)性和可變性，滿足使用者使用過(guò)程中變化的需求。因其不被具體功能禁錮，當(dāng)發(fā)生特殊需求時(shí)可作為臨時(shí)空間（圖2）。

因?yàn)橥瑢W(xué)們的需求在時(shí)間和空間維度上會(huì)發(fā)生變化，宿舍單元內(nèi)部的余量空間可通過(guò)可變構(gòu)件來(lái)創(chuàng)造變化的可能。從長(zhǎng)期使用需求來(lái)看，余量空間主要是置入的功能間，包括興趣類的房間、洗衣房、儲(chǔ)物間、大陽(yáng)臺(tái)、工作間等；從短期使用需求來(lái)看，余量空間功能一般為間歇性需求空間，如畫(huà)圖、做模型、小聚會(huì)、會(huì)議、朋友來(lái)訪等；而未來(lái)因?yàn)閾Q屆造成的人數(shù)增減，可以利用余量空間滿足人數(shù)的變化帶來(lái)的空間變化。

1.2.2 學(xué)生生活模式分析與寢室單元組織模式

接下來(lái)需要確定余量空間以何種形式置入寢室單元內(nèi)，方案主要從具體的人群需求入手，前期的人群調(diào)研針對(duì)學(xué)生日?；顒?dòng)類型的動(dòng)線進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，并收集了學(xué)生的需求。在對(duì)學(xué)生活動(dòng)的調(diào)查中，將各種活動(dòng)以動(dòng)靜、交往強(qiáng)度的強(qiáng)弱進(jìn)行排序，這樣有助于了解學(xué)生日常生活的基本模式，以及學(xué)生希望何種模式的生活。根據(jù)得到的調(diào)研結(jié)果，歸類了主要的三種生活模式，并據(jù)此設(shè)計(jì)了三種不同的寢室單元組織模式（圖3）。

第一種是交往側(cè)重型。這一類生活模式以與人交往為主，習(xí)慣于以多人或團(tuán)體的形式進(jìn)行各項(xiàng)活動(dòng)，如聊天、游戲、娛樂(lè)、吃飯等，寢室內(nèi)部空間著重于創(chuàng)造出集體生活場(chǎng)所，增強(qiáng)與他人的聯(lián)系，營(yíng)造出熱情好客、熱鬧活躍的氛圍。針對(duì)這一類型設(shè)計(jì)的單元空間組織模式是“圍聚型”，以一個(gè)公共的活動(dòng)空間為核心，并作為余量空間，私密的個(gè)人休息部分獨(dú)立分開(kāi)并可以直接到達(dá)。

第二種是興趣側(cè)重型。擁有這一類型生活模式的同學(xué)偏好于自身的興趣愛(ài)好，需要有獨(dú)立的興趣空間，例如：閱讀、繪畫(huà)、攝影等，有時(shí)會(huì)希望與志同道合之友溝通交流?？紤]到此類生活模式的學(xué)生希望獨(dú)立自處，有選擇地開(kāi)放交往，故為其創(chuàng)造個(gè)性化空間作為余量空間，同時(shí)促進(jìn)漸進(jìn)式交往，這樣形成的空間組織模式為“邊回型”，在空間上帶狀環(huán)繞，空間呈分散的狀態(tài)并非聚集，學(xué)生可以有選擇地進(jìn)入空間并選擇如何合并空間。

第三種是工作側(cè)重型。擁有這一類型生活模式的同學(xué)往往處于長(zhǎng)時(shí)性的課業(yè)和學(xué)生工作任務(wù)中，需要足夠的工作空間和環(huán)境，并且空間可以靈活地分割與合并，以適應(yīng)不同的工作類型，寢室單元空間設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)在于明確的功能分區(qū)以及流線的便捷性。因此，設(shè)計(jì)了“分集型”的空間組織模式，將多間普通寢室合并，以創(chuàng)造可靈活使用的大空間。

圖1 運(yùn)行機(jī)制示意圖

圖2 余量空間的特性示意圖

1.2.3 寢室單元平面細(xì)化

在確定了套型中余量空間的組織方式后，接下來(lái)根據(jù)歸納的A、B、C三種組織模式類型進(jìn)行套型的細(xì)化，為了更好地利用建筑每層的平面空間，每種類型的套型都設(shè)計(jì)了兩種形式，1號(hào)套型可設(shè)于建筑每層的中部位置，由兩間普通寢室單元形成組團(tuán)，一般可容納4～8人，2號(hào)套型可設(shè)于建筑每層的角部位置，由三間普通寢室形成組團(tuán)，一般可容納9～12人。

A套型（圖4）為“圍聚型”組織模式的細(xì)化套型。組團(tuán)共享公共客廳，平時(shí)可以多人組織好友聚餐、娛樂(lè)放映、聯(lián)機(jī)游戲、假日K歌等活動(dòng)。由公共客廳向宿舍進(jìn)行人流組織，開(kāi)放層次由公共到私密。B套型（圖5）為“邊回型”組織模式的細(xì)化套型。復(fù)合放大的交通空間，形成擴(kuò)展的私人領(lǐng)域，也可通過(guò)可變的構(gòu)件形成集體領(lǐng)域。由入口空間向里環(huán)繞，形成由公共向私密的過(guò)渡，余量空間即為帶狀空間，形成每個(gè)人獨(dú)立的小空間，也可通過(guò)隔墻的移動(dòng)劃分或集合出大空間。C型套（圖6）為“分集型”組織模式的細(xì)化套型，基于其對(duì)明確分區(qū)與高效流線的傾向性，為其設(shè)計(jì)了中心環(huán)繞流動(dòng)的空間組織。預(yù)留大空間工作室，適應(yīng)居住者的生活模式，兩間宿舍的工作間通過(guò)可移動(dòng)的大儲(chǔ)物柜進(jìn)行分割，有必要時(shí)可以移動(dòng)儲(chǔ)物柜，作為余量空間的活動(dòng)界面，形成兩個(gè)組團(tuán)共享的大工作空間。容納加班熬圖、社團(tuán)討論、手工操作、組團(tuán)研學(xué)等多變的集體功能。

每種類型的套型都采用整體衛(wèi)浴，組團(tuán)內(nèi)部的每間普通寢室單元都獨(dú)立設(shè)置，并且衛(wèi)生間內(nèi)部干濕分離，大大提升了使用的舒適度和便捷度，并且在玄關(guān)、墻體、陽(yáng)臺(tái)等地都集約空間，設(shè)置模塊化的收納柜、活動(dòng)書(shū)架、座椅等，這些家具可以根據(jù)需要進(jìn)行自由組合，提高了空間的利用率。

圖3 人群調(diào)研和生活模式、空間組織模式分析圖

圖4 A套型平面與分析圖

圖5 B套型平面與分析圖

1.2.4 寢室單元內(nèi)部空間的可變性——短時(shí)變化

每種套型在設(shè)計(jì)之初就考慮到了內(nèi)部空間、面積、功能與人數(shù)的變化需求，具體分為短時(shí)變化、長(zhǎng)時(shí)變化，可根據(jù)運(yùn)作機(jī)制來(lái)考慮。短時(shí)變化主要指在居住學(xué)生和人數(shù)不變的情況下，日常進(jìn)行一些臨時(shí)性活動(dòng)產(chǎn)生的空間變化，可以通過(guò)活動(dòng)隔斷以及可移動(dòng)拼裝的模塊家具來(lái)實(shí)現(xiàn)。以B套型為例，在工作日下午，套內(nèi)空間以個(gè)人學(xué)習(xí)為主，每人都有自己的獨(dú)立空間，互不影響；周末晚上，個(gè)人空間可以打開(kāi)與周?chē)部臻g融合，形成學(xué)生沙龍模式、觀影模式等；周末下午，通過(guò)家具的移動(dòng)，結(jié)合陽(yáng)臺(tái)空間，形成下午茶、瑜伽練習(xí)等場(chǎng)地（圖7）。

1.3 寢室單元組團(tuán)平面的可變性——長(zhǎng)時(shí)變化

除了寢室使用中存在的暫時(shí)性變化，由于換屆等原因可能引起學(xué)生人數(shù)變化以及需求變化，這時(shí)就需要寢室單元進(jìn)行套型的改裝，來(lái)調(diào)節(jié)每一屆人數(shù)規(guī)模的不同以及學(xué)生生活模式的差異。

當(dāng)宿舍樓人數(shù)增多時(shí)，可以由A1套型的2+2模式轉(zhuǎn)變?yōu)锳2套型的3+3模式，人數(shù)增加2人。B1套型的4+4模式可變?yōu)锽2的6+6模式，人數(shù)增加4人。C1套型的4+4模式轉(zhuǎn)化為C2的4+4+3模式，人數(shù)增加3人。相反，人數(shù)減少時(shí)進(jìn)行相反的變化，以此來(lái)適應(yīng)不同時(shí)期的需求（圖8）。

在進(jìn)行套型改裝時(shí)，本建筑模型基于開(kāi)放式建筑體系，支撐結(jié)構(gòu)、管線系統(tǒng)和填充墻體分開(kāi)脫離設(shè)置，給不同類型套型之間的變化帶來(lái)便利，例如三間A1套型可改為兩間B1或兩間C1（圖9）。套型設(shè)計(jì)依據(jù)8 400 mm×8 400 mm的柱網(wǎng)，采用模數(shù)化方式，隔墻、家具等部件都進(jìn)行工廠的預(yù)制加工，其更換更為便捷，可以重復(fù)利用。

圖6 C套型平面與分析圖

圖7 A、B、C套型內(nèi)部變化例舉

2 工業(yè)化技術(shù)體系

2.1 開(kāi)放式建筑技術(shù)點(diǎn)應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)宿舍空間的變化，需要應(yīng)用到開(kāi)放式建筑的部分技術(shù)點(diǎn)，主要包括：模數(shù)網(wǎng)格設(shè)置、支撐體構(gòu)建部品體系、專用標(biāo)準(zhǔn)化管線系統(tǒng)、架空地板、整體衛(wèi)生間體系、分隔墻體系、門(mén)窗系統(tǒng)等[2]。

2.2 結(jié)構(gòu)層級(jí)劃分

在開(kāi)放式建筑的SI體系中，S為結(jié)構(gòu)體，I為填充體，且在建筑層級(jí)中，上一層級(jí)對(duì)下一層級(jí)有控制作用[3]。

在整體建筑方面，將主要的結(jié)構(gòu)（包括設(shè)備管線）與填充體部分分開(kāi)。主體結(jié)構(gòu)為梁柱承重體系，采用反梁結(jié)構(gòu)，便于水平方向設(shè)置管線系統(tǒng)，主體結(jié)構(gòu)具有良好的整體性，耐久年限長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；由于其隔墻不承重，可以在梁柱間進(jìn)行任意的空間劃分，因此，住宅的戶型能多變，空間靈活，有利于發(fā)揮住宅的多適性；框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，整體性強(qiáng)，施工快速，可以現(xiàn)場(chǎng)澆筑，也可以把梁柱、樓板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件分開(kāi)進(jìn)行工廠化模數(shù)生產(chǎn)，有利于和填充體系形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，便于后期的安裝、改造和再利用[4]。

而建構(gòu)次一層級(jí)的套內(nèi)空間，首先需要確定結(jié)構(gòu)支撐體、管線設(shè)備體系、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)部品；第二步確定套內(nèi)分隔墻布置位置及形式，選擇部品，確定整體衛(wèi)生間位置及形式；第三步確定套內(nèi)可變分隔構(gòu)件、部品（家具等）排布位置，從部品庫(kù)選擇部品；最后，居住者根據(jù)個(gè)性化需求從家具部品庫(kù)選擇家具，靈活布置。

2.3 管線布置系統(tǒng)

建筑整體管線系統(tǒng)作為支撐體進(jìn)行集中設(shè)置，公共管井集中布置在支撐體的公共交通空間內(nèi)（歸屬于支撐體系），入戶的支管沿地面水平接入（圖10、11）。較普通住宅的縱向管井布置，衛(wèi)生間和設(shè)備可以在戶內(nèi)任意位置布置，提高了戶型空間布置的靈活性。

圖8 人數(shù)變化時(shí)的套型變化圖

圖9 建筑平面中的套型單元互換圖

2.3.1 給排水系統(tǒng)

給水系統(tǒng)采用公共管線中的總給水系統(tǒng)供給各分戶的用水方式，再由分支給水管道輸送到各戶。排水系統(tǒng)的總排水管位于公共管線中，通過(guò)一定的坡度設(shè)置，室內(nèi)各排水支管匯集于排水總管內(nèi)。在使用的過(guò)程中，一旦出現(xiàn)堵塞、泄漏問(wèn)題可以很快進(jìn)行分別維修，提高工作效率。戶內(nèi)分支給水管線分為給水、中水管線，在設(shè)計(jì)時(shí)需要在外觀上加以區(qū)分，避免在維修、改造時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。

2.3.2 通風(fēng)系統(tǒng)

衛(wèi)生間需要進(jìn)行主動(dòng)通風(fēng)換氣，各分戶內(nèi)的衛(wèi)生間通風(fēng)設(shè)備將排放的污氣通過(guò)通風(fēng)管道，經(jīng)套內(nèi)防倒流接口輸送到公共通風(fēng)總管，再由總管排至屋面。

2.3.3 電器線路

圖10 管線系統(tǒng)布置圖

圖11 管線布置剖面示意圖

戶內(nèi)各電器線路的敷設(shè)沿房間四周配線，寢室單元中間設(shè)有線路以提升空間的靈活性。各寢室單元分別擁有各自的管線系統(tǒng)且互不打擾，并通過(guò)局部降板或整體架空地板的形式橫向布置在寢室內(nèi)部，然后管線經(jīng)過(guò)配電箱同層引出，匯集到置于公共交通空間公共管線的主線路中。

2.3.4 吊頂與架空地板

寢室單元套內(nèi)通過(guò)降板或者架空200～300 mm形成一個(gè)設(shè)備夾層，通過(guò)地腳螺栓和橡膠墊（減震）安裝架空地板，可以調(diào)整地板的高低，并且不需樓板找平，同時(shí)架空層內(nèi)形成一個(gè)空氣隔層，有利于空氣的流通，防止內(nèi)部管線和地板受潮腐蝕，提高了管線和地板的耐久性。架空地板需要在放置分隔墻之前進(jìn)行鋪設(shè)，以確保地板的整體性，為日后隔墻的變動(dòng)提供便利（圖12）。

2.4 工業(yè)化部品

工業(yè)化部品屬于開(kāi)放式建筑系統(tǒng)中的填充體部分，其模塊化的設(shè)置可以讓其靈活地布置到建筑支撐體框架中[5]。工業(yè)化部品的設(shè)計(jì)包括：模數(shù)網(wǎng)格的設(shè)置、墻體部品模塊、整體衛(wèi)生間模塊以及可拼裝家具模塊（圖13）。

2.4.1 模數(shù)網(wǎng)格設(shè)置

整體模數(shù)的設(shè)置以75 mm為基本模數(shù)M，可以形成5M（375 mm）和10M（750 mm）兩種尺寸，和人使用的桌椅尺度協(xié)調(diào)；也可以形成4M和8M即300 mm和600 mm的尺寸，和墻體、室內(nèi)布置相協(xié)調(diào)。不同的家具部品在模數(shù)網(wǎng)格內(nèi)可以進(jìn)行方便的定位和更替（圖14）。

2.4.2 墻體部品模塊

墻體部品包括預(yù)制分戶墻部品、外墻部品和內(nèi)墻部品，外墻部分主要考慮保溫隔熱需求，以輕鋼龍骨作為主要結(jié)構(gòu)，外附保溫層和隔音棉，內(nèi)墻部分主要考慮隔聲隔音需求。墻體部品在架空地板后安裝，使架空地板成為一個(gè)整體，改造過(guò)程中無(wú)需對(duì)地板進(jìn)行施工就可以完成。這樣有利于空間的劃分和整體衛(wèi)生間的自由安裝。在日后改造中可以拆卸便于再次使用，實(shí)現(xiàn)建筑材料的重復(fù)利用，節(jié)約了資源和建設(shè)成本。

圖12 吊頂與架空地板構(gòu)造圖

圖13 工業(yè)化部品拆解示意圖

圖14 模數(shù)網(wǎng)格設(shè)置

2.4.3 整體衛(wèi)生間模塊

整體衛(wèi)生間采用同層排水，每戶都設(shè)有集水器，管道的安裝均在給排水專業(yè)的工廠完成，不僅節(jié)省了安裝時(shí)間也方便后續(xù)移動(dòng)，為寢室單元內(nèi)部空間的變化創(chuàng)造了可能性。每戶都有自己的給排水系統(tǒng)，管道不會(huì)橫穿樓板，既降低噪音還防止了上下層之間的滲漏。整體衛(wèi)生間內(nèi)的面池、浴缸、墻壁天花板等部品都由工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)現(xiàn)干操作模式。

2.4.4 可拼裝家具模塊

可拼接桌椅模塊以750 mm（10M）×375 mm（5M）的輕質(zhì)板材為模塊板，可以進(jìn)行多向拼接，板材垂直放置時(shí)，是桌子的高度，板材水平放置時(shí)，是椅子的高度；這樣就可以利用家具板拼接出不同功用的家具，（例如：小茶幾、茶桌、操作臺(tái)、咖啡桌、會(huì)議桌等）適應(yīng)學(xué)生日常生活中變化的功能需求。以300 mm（4M）×600 m（8M）×900 mm（12M）為一個(gè)單元的置物架，適應(yīng)套內(nèi)模數(shù)，可進(jìn)行多項(xiàng)組合；也可以600 mm×600 mm×1 800 mm為一個(gè)單元的儲(chǔ)物柜，內(nèi)置580 mm×580 mm的嵌格，單元儲(chǔ)物柜可以任意拼接組合，下置滑輪，便于輕松移動(dòng)，當(dāng)單元儲(chǔ)物柜組合時(shí)，內(nèi)部嵌格也可以任意組合形成需要的空間劃分，適應(yīng)具有不同分類歸納習(xí)慣的人。以375 mm×750 mm×600 mm為一個(gè)單元的模塊，兼做臨時(shí)儲(chǔ)物以及坐凳和小桌的功能，輕便易移。

3 結(jié)語(yǔ)

開(kāi)放建筑通過(guò)支撐體和填充體分離的建造方式，可以使空間的劃分更加自由，提高空間的使用靈活性，有助于延長(zhǎng)建筑使用年限。高校宿舍因?qū)W生生活模式的多樣性，對(duì)空間的靈活使用有較大需求，而開(kāi)放式建筑理論與工業(yè)化的建造方式可以實(shí)現(xiàn)其功能空間的變化，提高建筑的適應(yīng)性。同時(shí)，此次研究設(shè)計(jì)反思了高校宿舍空間形式與學(xué)生學(xué)習(xí)方式之間的矛盾，高校住宿空間不僅承擔(dān)了單一的“居”的功能，各類功能復(fù)合化亦會(huì)給高校學(xué)生帶來(lái)新的生活體驗(yàn)，潛移默化地影響學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，以適應(yīng)未來(lái)的高校發(fā)展。此次方案設(shè)計(jì)實(shí)踐是對(duì)高校學(xué)習(xí)模式的一種新的嘗試，期望能對(duì)今后高校宿舍設(shè)計(jì)結(jié)合開(kāi)放式建筑的探索提供一定的參考。