渐进式校园建筑空间改造——以中国科学院大学中关村校园为例

作者:兰俊
单位:中国科学院大学建筑研究与设计中心
摘要:中国科学院大学中关村校区是一座非典型的城市校园,由于其近年来发展迅速,而该地区用地紧张,校园空间扩建的可能性较小,故校园建筑空间重构、功能改造和品质提升等方面的需求逐年增加。基于上述背景,对中国科学院大学中关村校区的四个建筑空间改造项目进行分析梳理,探讨在权属关系和使用功能相对复杂的建筑空间中依据需求渐进式地实施改造的可能方法。
关键词:渐进式改造 空间更新 中国科学院大学 中关村校区
作者简介:兰俊 中国科学院大学副教授,建筑研究与设计中心副主任。;

对于建筑设计者而言,“建筑改造始终是一个令人趣味盎然的题目,它间或如一架‘桥梁’,连接过去而又通往未来。它承载着人们的记忆,传递着时空的信息,重新建立了新旧的平衡[1]”。事实上,审视世界范围内诸多百年名校的校园建筑时,尽管不乏新建建筑的惊艳亮相,但数量上占据优势的却是基于传统或历史建筑的改造更新。在当前各大城市已逐渐进入存量更新阶段的大背景下,位于大城市核心区的校园建筑亦将面临愈发频繁和严苛的更新需求,这也是位于北京市海淀区中关村核心地带的中国科学院大学(简称国科大)中关村校区校园建筑与空间在发展演进过程中面临的主要问题。

1背景及缘起

中国科学院大学的前身是成立于1978年的中国科学院研究生院,是经党中央国务院批准创办的第一所研究生院,培养了新中国第一个理学博士、第一个工学博士、第一个女博士、第一个双学位博士。2012年6月,教育部批准中国科学院研究生院更名为中国科学院大学。伴随“科教融合”“率先行动”等口号的提出和本科生招生的开始,中国科学院大学作为国内独树一帜的研究型大学的特色逐渐得到社会各界的认可——亚洲第一的研究生数量、ESI国内排名第一、独具特色的培养方式以及开放而接地气的办学模式均使其知名度与日俱增。

国科大目前在北京拥有四个校区,分别是玉泉路校区、中关村校区、奥运村校区和雁栖湖校区,分别拥有相对独立的发展历程和明确的功能定位。历史上的中国科学院研究生院,在较长时期内以科学院内研究生培养提供基础教学服务为主要功能,而转型后的国科大被定位为科学院内所有研究生和本科生的核心培养单位。国科大在由“研究生院”向“大学”的剧烈转型过程中,大量新的功能及与之对应的形象和物质空间需求不断涌现。其中,对教学办公建筑空间的功能性改造和对建筑公共空间品质提升性改造的需求尤为强烈。

国科大中关村校区位于海淀区中关村东路保福寺桥东西两侧,是非典型的城市型校园。虽然它与其周围的中科院物理研究所、中科院数学学院、中科院空间中心、中科院遗传与发育研究所及中科院下属的各类型住宅小区、临街商业建筑等在空间上深度贴合,但在历史上的很长时间内他们的功能又几乎完全隔离,而这一情况在近年来“科教融合”的背景下正逐渐发生变化。

2建筑研究与设计中心——“模件化”的建造体系

位于保福寺桥西约200m的国科大中关村教学楼,是中关村校区的主要教学建筑,总建筑面积约7 000m2,主要建筑空间由中部采光中庭和南侧4层的大教室与北侧6层的小教室构成。教学楼由本校建筑研究与设计中心(简称建筑中心)的崔彤主任于2002年设计,2003年建成。2012年,国科大建筑中心经数年筹备后成立,定位于集“产、学、研”一体的综合性教学研究机构,其初步办学的教学及研究场地选择在教学楼S402与S404两间均为124m2的原“媒体教室”中。成立伊始,建筑中心面临教学和研究工作急需立即展开的局面,如何将上述大教室通过适当分隔改造为满足基本功能的建筑学教室、教师办公室、会议室、资料室及学生工位等空间,是当时迫切需要解决的问题。另一方面,时值国科大转型成立不久,学校管理政策相对保守,对校园建筑的保护要求相当严格,几乎不允许对建筑内外界面有任何改变。基于此,我们在设计时采用模件化的建造体系,确定“可装卸模件化”和“最少构件类型”两个原则,并选用具有隔墙功能的实木柜子以“干作业”的方式分隔空间。前者是基于学校要求,希望改造时做到不破坏建筑室内空间的初始状态;后者则可极大地加快搭建速度,使其更快地投入使用。

1 国科大中关村教学楼

1 国科大中关村教学楼

 

3 单元模件一构件图

3 单元模件一构件图

 

4 单元模件二构件图

4 单元模件二构件图

 

2 国科大中关村教学楼S404改造前

2 国科大中关村教学楼S404改造前

 

基于原有教室的柱网、门窗等基本模数尺寸,充分利用普通实木板材的最大长度,我们设计了两种主要尺寸的模件化单元,分别为1 200mm长、400mm宽、2 400mm高的单元一和800mm长、400mm宽、2 400mm高的单元二。这两种模件化单元在搭建出划分主要空间需要的墙体和门洞的同时,兼具良好的组合性和适应性。此外,两种单元可分别拆解为顶板、立板、内立板和内横板4种榫卯构件,而两种单元的立板和内立板构件是共用的,即两种单元总共只需要6种构件即可将其组装完成。这为构件的批量加工和安装提供了极大的方便,家具厂家的加工工作只需1周,安装工作24h内就可迅速完成。同时,我们在设计时仔细考虑了实木板材的材料特性,设计了较为精巧的榫卯结构,保证每个单元家具仅用榫卯结构便可组装完成,保证了墙体的整体强度和耐久性,而金属连接件仅出现在单元与单元的组合中。

装配完成的木质隔墙很好地划分了原有空间,营造出整体性和兼容性较强的教学、办公和研究环境,暂时满足了建筑中心师生的需求。但也有其相对明显的缺点:2.4m高的墙体不能封闭4.6m净高的空间,满足了“共享”失去了“私密”,这一问题在办公部分显得比较突出,为我们后续的改造项目提供了重要的经验借鉴。

6 木装单元生成图

6 木装单元生成图

 

5 建筑中心改造平面图

5 建筑中心改造平面图

 

7 建筑中心办公室接待、研讨区

7 建筑中心办公室接待、研讨区

 

8 建筑中心办公室教师工位

8 建筑中心办公室教师工位

 

9 建筑中心专业教室兼资料室

9 建筑中心专业教室兼资料室

 

1 0 国科大中关村教学楼S401改造前

1 0 国科大中关村教学楼S401改造前

 

1 1 卡弗里理论科学研究所改造方案轴测图

1 1 卡弗里理论科学研究所改造方案轴测图

 

3卡弗里理论科学研究所——化整为零的尝试

2016年,中国科学院大学卡弗里理论科学研究所成立。这一代表世界物理学最前沿领域的研究机构很快也选择将其启动的办公地点放在教学楼内的S401教室,成为建筑中心的“邻居”。S401教室是一个内部面积为245m2的公共大教室,面积几乎是建筑中心原有两间教室的总和。作为卡弗里研究所的启动空间,学校希望通过改造将其变成集办公、会议和研讨于一体的综合性空间。

不同于建筑中心改造时采用的模件化通用空间,我们在卡弗里理论科学研究所的改造中主要尝试了如何将大空间有效划分为若干功能性小空间的方法。由于卡弗里理论科学研究所汇集了国内外大量以量子物理为主要研究领域的顶尖物理学家、访问学者和博士后等科研人员,他们所需的独立办公空间、可“随处书写”的研讨空间以及大量方便的交流空间,与建筑中心师生对共享空间的强调大相径庭,他们对空间私密和公共的两种状态均提出了较高要求。基于这些需求,我们在改造设计中,一方面考虑尽可能多地利用原有大教室南向和东向的窗户作为分隔空间的基础,营造出8间采光通风良好且独立性较强的小办公室;另一方面也尽可能多地在“隔墙”上做文章,利用墙体上下端的透明玻璃段,将自然光引入更深处,作为公共空间的会议室和休息区的间接照明;此外,为规避改造后的消防喷淋改线,我们采用钻有小孔的双层亚克力板作为办公室的屋顶,利用小孔消解外部噪音,在满足喷淋要求的同时,保证每间办公室的私密性。

1 2 卡弗里理论科学研究所会议室

1 2 卡弗里理论科学研究所会议室

 

1 3 卡弗里理论科学研究所公共走廊空间

1 3 卡弗里理论科学研究所公共走廊空间

 

值得一提的是,我们不仅改造了内部空间,还“顺便”为其外部公共空间提供了改造和更新方案:1)基于我们设计的卡弗里理论科学研究所的Logo,重新设计了外墙和大门的颜色;2)搭建了一座与教学楼内部风格统一的“拱门”,既限定了入口空间的范围,又保证了消防疏散通道的通畅;3)在通道侧面设计了一排木格栅的休闲“长几”,为研究人员提供了可坐、可写、可聊的多功能交流场所。随着卡弗里理论科学研究所的规模逐渐扩大,我们后续又在教学楼的二层将原容量为20人的小教室改造为3间品质较高的教授办公室。

1 4 小教室改造为教授办公室

1 4 小教室改造为教授办公室

 

15,16卡弗里理论科学研究所内走廊

15,16卡弗里理论科学研究所内走廊

 

 

1 7 卡弗里理论科学研究所讨论室兼会客室

1 7 卡弗里理论科学研究所讨论室兼会客室

 

4 6号楼云毛球馆通道——闲置空间的再利用

在几乎与卡弗里理论科学研究所改造的同一时间,隶属于国科大的中科研源公司也向我们提出了改造位于国科大中关村校区6号楼闲置空间的要求。6号楼是中关村校区的一座公共建筑,最先按照学生活动中心设计,内设乒乓球馆、游泳馆、羽毛球馆等运动场地;随后又引入了若干社团办公室及服务部门办公室等功能。所有运动场地由中科研源公司运营管理,他们希望对位于羽毛球馆南侧的一处长条形闲置空间进行改造,为师生提供一处集咖啡吧、纪念品售卖和休闲娱乐于一体的场所。

在这一宽3.3m,长36.4m的线性空间中,依次布置了两组商品售卖货架、一间咖啡及简餐制作间、一处咖啡座和一处餐饮休闲座。这些空间依线性展开,充分利用6根柱子的界面安装多层实木置物架,把空间的容量充分发挥出来。方案推进过程中,应研源公司要求,又为新改造的空间提供了一条从6号楼大厅进入的独立坡道,将来此的复杂人流分离开,同时将入口平台下方的杂物间改造为更衣室和贩卖机室。

18   6号楼羽毛球馆通道完整改造方案

18 6号楼羽毛球馆通道完整改造方案

 

19   6号楼羽毛球馆通道增加的独立坡道

19 6号楼羽毛球馆通道增加的独立坡道

 

20   6号楼羽毛球馆通道安装的多层实木置物架

20 6号楼羽毛球馆通道安装的多层实木置物架

 

5建筑中心学生用房——营造温馨的“家”

2018年,由于建筑中心师生规模尤其是研究生人数逐年增加,原有空间已不能完全满足基本教学科研的需要。学校经研究后同意将位于中关村教学楼东南角的东小楼一层的105、106两间总计80m2的房间分配给建筑中心,作为研究生工作室之用。其时,建筑中心累计在校研究生已达50余名,而位于教学楼的研究生工位仅为12个,大量研究生平时只能在宿舍完成部分课程作业和研究工作。公共研究空间的缺乏极大地影响了建筑中心的凝聚力和认同感。因此,我们计划将大部分研究生的工作空间布置于此,在物理空间上营造属于研究生的温馨之“家”。但基于建筑学这一对工作空间尺度需求较高的专业特点,如此多的学生可能会使房间变得极度拥挤。为了避免出现这种情况,我们尝试通过创造合用空间达到高效利用和错峰使用的目的。

经研究发现,当前的研究生对空间的使用有“小团体”和“间隔性”的特点。通常是某个课题组的部分研究生会因为某些原因集中在一起学习和工作,而所有研究生都集中的机会相对不多。因此,我们在设计中去除了原有办公室的内隔墙,创造了一个整体的“通用空间”,并通过沿墙及房间中部设置连续的长办公桌和讨论桌,模糊了原有独立工位的概念,使空间的弹性和适应性增加。

此外,由于位于2层小楼的首层,南侧和东侧都有高楼遮挡,窗前还有数棵高大的柿子树,两间办公室的自然采光并不理想。为此,如何采用适当手段保证室内照度,营造温馨的学习研究氛围,也是此次设计需要着重解决的问题。首先,在人工照明的设计上我们遵循“见光不见灯”的原则,结合家具布置几组长条形灯带,尽量采用暖白光作为主要光色;其次,在地面、墙面和家具的配色上采用白色和浅暖色;最后,在房间中部上方设置了大面积白色“悬浮式”吊顶,使其有效反射室内灯光,增加室内照度。

2019年6月,改造完成的建筑中心研究生工作室正式投入使用,经过几个月的试用后获得一致好评。

6结语

自2012年至今,作为学校新兴的教学科研单位,建筑中心在国科大发展的各个阶段以渐进式的设计方式对位于几个主要校区的校园建筑空间提出了基于空间营造、功能布局和品质提升等方面需求的若干方案,有些已经施工完成,还有些正在施工过程中。通过上述位于国科大中关村校区案例的分析不难看出,我们探讨的渐进式更新包含两个方面的含义。其一是对作为设计方的建筑中心来说,对建筑空间改造的设计经历了从生疏到熟练、从局部到整体、从室内到公共空间的渐进过程;其二是对于国科大中关村这样的建成校园来说,伴随学校的逐年发展壮大,对校园建筑空间的需求也经历了从简单到复杂、从单一到完善、从低品质到高品质、从小规模试点到逐渐全面铺开的过程。希望在未来的发展中,渐进式的校园建筑空间改造设计能为国科大校园空间品质的提升进一步助力。

图片来源

所有图片均由作者拍摄。

2 1 东小楼建筑中心研究生工作室

2 1 东小楼建筑中心研究生工作室

参考文献[1]崔彤.新与旧--重构过去中的未来[J].建筑学报,2007(6):72-75.

[2]崔彤,兰俊.空间单元源自传统和自然模件单元的启示[J].建筑创作,2015(8):197-203.

[3]崔彤,王一钧.聚集策略下的模件化建筑设计方法及应用--以中国科学院大学科教园区为例[J].科技导报,2019(4):77-87.

[4]Mc Carter R.Aldo van Eyck[M].New Haven:Yale University Press,2015.
Gradual Renovation of Architecture Spaces in Campus:Taking the Zhongguancun Campus of UCAS as an Example
LAN Jun
Abstract: The Zhongguancun Campus of the University of Chinese Academy of Sciences(UCAS) is an untypical urban campus. Although the UCAS achieved grate development these years, the Zhongguancun campus has little chance to expand as the limited land usage of Zhongguancun areas. The reasonable alternative way is to rebuilt and renovate the campus architecture. According to this background, this paper takes four architecture renovation projects of UCAS for example, displays the whole gradual design process of those projects and presents the typical problems during each project going on, and discusses the basic ways of campus architecture renovation according to the complex requests and functions.
Keywords: gradual renovation; spatial renovation; UCAS; Zhongguancun campus;
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