建筑系馆专业教室空间设计策略探讨

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摘要：针对现有建筑系馆专业教室存在空间不足的情况，多数设计研究是从二维平面对单个空间进行精细化设计。由于空间既定，这类设计方案实际并没有增加人均使用面积，教室空间使用仍处于不舒适状态。通过对建筑系馆专业教室空间使用研究，笔者发现教室空间在使用面积数量与单位面积使用效率这两个方面存在缺口。文章运用人类工效学理论，增加时间轴的概念并从中挖掘专业教室可利用空间，提出引入专用绘图空间、提高座席利用率从而释放教室空间的设计方案。

关键词：工效学；专业教室；空间设计；系统优化

引言

目前对建筑系馆专业教室空间不足的设计研究，大多数是从单个教室空间入手进行精细化设计，也形成了较完整的理论体系，如教室空间的多功能化设计、功能使用的细节设计及功能复合使用等。但事实上，由于教室面积固定，也就是说仅从三维空间设计的角度展开研究设计存在一定的局限性，功能复合并不能提升教室人均使用面积，从而改善空间局促的现状。我们从系统学的理念出发，运用人类工效学原理，加入时间轴的概念，从四维角度切入，对专业教室进行空间设计研究。人类工效学是一门运用系统科学理论与系统工程方法，研究各种系统中人与其他元素交互作用以及人—机—环境最优组合方案的科学，注重运用理论、数据及方法等进行系统设计并进行整体优化，在提高整体系统效率等方面具有积极作用[1]。在建筑系馆专业教室空间设计研究中运用工效学的理念，可以从系统的角度对专业教室空间群体进行整体研究，发现并填补使用过程中的缝隙，提高整体空间利用效率，从而达到系统运行最优化、价值最优化的目标。“人生的瓶子”实验是对这一理念特别形象的注解。在经典的人生的瓶子的实验中，一个瓶子中放满大石子后，还存在可以继续放入小石子、沙子的缝隙。在本文的设计中，专业教室空间就好比瓶子，功能植入最大化就好比瓶子里装满了大石头，可以放入“小石子”“沙子”等的缝隙即是系统中可以再利用的空间，也是本文研究的重点。

1矛盾现象：人均使用指标与实际面积存在缺口、单位空间利用率低

1.1建筑人均使用指标与实际功能使用面积之间存在缺口

影响建筑系馆专业教室使用的首要因素是面积。功能空间数量的减少及功能空间面积不足直接造成内部环境使用的不舒适感，从而降低教学质量。建筑系馆专业教室面积是由《普通高等学校建筑面积指标》制定，规定包括各类学校的办学规模及各学科的教室建筑面积指标。原则上办学规模与教室建筑面积指标之间存在一一对应关系，也就是说规定的指标是可以满足实际教学学习工作需要的。但在实际调研中，各个院校建筑系馆专业教室仍存在功能使用不足的情况，说明教室建筑面积指标与实际使用时所需要的面积数值之间存在一定缺口。产生缺口的主要原因有：（1）建筑系馆建设存在滞后现象，既有系馆建筑无法满足现有办学规模与建设指标，专业教室实际面积与指标之间存在一定差距；（2）学科教学发展要求加大教研教室、实验室建设力度，这在一定程度上侵占了专业教室的发展空间，造成专业教室面积的减少。除此之外，招生人数的增加、功能的不合理划分等因素也会引起指标与实际面积数值之间缺口的增大，但这只是个别现象，本文不予以讨论。在2018年《普通高等学校建筑面积指标》中，人均教室建筑面积为5.70m2/生，在这个指标下，学生可以较舒适的完成日常教学工作目标，但在实际建筑系馆专业教室调研中，只有少数专业教室人均面积可以达到这个指标，调研的人均专业教室面积大部分在2.8～3.6m2/生，较好的专业教室面积可以达到4m2/生。如果实际人均面积与指标差值在1m2/生，按照一个班30人，一个年级5个班，一共3个专业来算，在整个建筑系馆专业教室建设中总面积差值可达2250m2以上，足可以建设另一个建筑系馆了。

1.2单位空间利用率不高，仍存在可发掘空间

除了实际专业教室面积与硬性指标存在缺口外，专业教室空间利用率低也是客观事实。在走访中发现专业教室的使用率会随影响因素变化而变化，包括学科课程安排、理论实践课需求等。理论与设计课对教室的不同需求减少专业教室使用。设计教学为“学生绘图设计—老师做单独指导—学生做设计修改”的过程，每个学生有自己固定的学习位置进行所有的绘图、模型等设计作业的完成，所以专业教室与普通教室相比会更加宽敞，但是这一特性反而不适用于一般理论课。过于宽敞的空间不利于声音的传播，固定的绘图工作台也会影响老师与学生的交流，整体上会降低教学质量，所以出现设计课程与理论课程在不同教室上课的情况，在一定程度上增加教室类别、减少单个教室使用效率，形成教室空置现象。受建筑专业课程安排影响，单个专业教室使用如图1所示。在专业课程上课时间段，使用率为100%；在其他理论课上课时间段，使用率为0；没有课程安排的时间段，使用率为10%～30%；在作业周期结尾阶段，教室使用率上升至80%～100%。在学年课程安排上，专业课程数量固定，其余课程数量随年级增高而减少，教室自由使用比例增高，整体存在可以被再次利用的“缝隙”。

2现有的阶段性成果

国外对空间开放性设计已经形成一定的理论，由此发展而来的开放性空间也比较符合专业特点。由于国外建筑学院在教学理念上更加注重相同专业及不同专业学生之间的交流合作，其作业形式也多以设计小组为单位，不为学生专门设置设计教室，而是利用开放式空间刺激学生交流，刺激设计创意的产生以及概念想法的分享。例如，耶鲁建筑学院改造后的利用带型开放状态的设计教室，将两侧工作区与中间的展示空间结合，通过带滚轮的展板变换不同的空间围合；美国哈佛大学冈德楼的退台式开放教室，引入大空间、多层次的功能使用设计，提升整体空间的使用频次的同时设置支持空间如沙发、浴室、不清理桌面的图书馆等满足学生物质需求。开放性设计在国内的实现存在一定困难。近年来由于国家政策导向及教学目标的变化，国内对学生的要求向自主学习、自主创新的方向发展，应对这种教学改革，高校开始对设计专用教室进行整改，希望可以营造适合教学发展的空间环境。国内一些研究认为教师与学生之间基于传统的逐桌辅导机制的垂直师生关系将逐渐被研讨小组的水平师生关系取代，学生之间的结构关系也逐渐由独立思考的个人模式转为团队多人讨论模式[2]。专用设计教室空间逐渐被打破，开放式教学空间开始盛行。一些优秀的改造实践的核心理念是引入技术或理念，利用功能的复合使用，在同一空间植入不同功能，提高空间使用效率。例如东南大学建筑学院中大院的可移动构建体系、清华大学建筑学院引入的多层次社区化理念等。但是也存在很多改造设计在实际使用中是不能达到预期目标的，这是因为国内外在教学体系、招生人数以及建筑面积等方面存在巨大差异。国外教室的开放性是由走班选课制的教学体系决定，其发展走向存在一定的必然性，国内的选课制度大部分还是以班级为单位进行，在开放式教室功能并置概念的引入与实践中。这个制度下的单个空间面积远远小于开放性设计所需面积，导致功能空间在实际利用中的效果并不理想。而将时间轴概念引入三维角度上的空间中，提升单位空间在时间轴上的使用频率，达到提升整体空间使用效率。这一基于工效学中的提高系统或机体使用效率的手法，在国内环境下也具有可行性与操作性，从而更好地实现开放性设计。

3从时间轴切入探索突破使用功效瓶颈的途径

引入时间轴是对专业教室使用过程的研究，挖掘教室空间空置的时间阶段，进行再次利用，达到空间最优化利用。

3.1从单日时间轴中挖掘使用量

通过对单日时间专业教室使用量的研究（图2），可以得出在一天的课程时间中（早8点到晚9点，共13个小时）单个专业教室具体使用量，单日使用频率随课程安排7天进行一个循环，每个年级在单日使用安排上略有不同。低年级至高年级的时间百分比中，专业课即必须使用专业教室的时间相对固定，一定不用专业教室的时间整体上逐渐减少，自由使用的时间逐渐增长。相对而言，专业教室可被额外使用的时间是随年级增长而增长的。根据年级课程时间安排特征，低年级课程多为2个课时，专业教室额外可利用的时间段较为短暂且分散，可利用的较完整时间量在30%～60%；中高年级后专业教室额外可利用完整时间变多，可使用时间量大约在50%～70%。

3.2从周期时间轴中挖掘使用量

建筑学课程特点之一就是在一个学期中存在2～3个作业周期，一个作业周期中完成一份设计作业。在一个作业周期中包括理论课程讲解、方案初稿、中期评图、方案二稿、阶段反馈、方案终稿、最终评图几个阶段。在整个周期中各阶段对专业教室的需求量呈现无、少量、中量、少量、中量、大量（图3）。其中方案设计阶段对专业教室需求与作业赶制阶段对专业教室需求呈现一个相对突出的反差，结合周期课程总量与作业时间，其中空间可以被额外利用的时间段约占总时间阶段50%～60%，即可考虑挖掘的时间使用量在50%～70%左右，根据不同年级数据会略有差别。

4基于工效学指导下的方案与策略

4.1引入绘图专有空间形式，根据年级分阶段租用

绘图专有空间为教学作业所需绘图功能设置的空间，主要提供专业课程上课使用，空置时可被纳入租赁系统，根据学生自习情况自行租借。根据建筑学专业教室周期特点可以发现，专业教学授课与作业的结合度随着年级的升高由紧变宽松，在专业教室整体必要利用时间上呈现一个下降趋势。从绘图工作的介入程度上来看，低年级的专业课程中需要进行模型制作及手绘图的作业，在作业过程中绘图桌必不可少，对工作地点需要固定；越到高年级，作业形式开始由手绘转为电脑绘制，对绘图桌的依赖度降低，地点可以相对自由。所以在引入绘图专用教室概念后，具体租用设置如数量、位置与管理模式上应符合年级特征。首先，保证低年级绘图教室的保有量，具体教室数量根据各学校规模决定。低年级在专业课程安排上一周中仅有两个半天的学时固定在专业教室上课，其余课程多为基础理论课。理论上是有可被租赁使用的时间，但在课程研究中发现基础课多为2个学时，课程衔接中存在的时间段间隔不能保持较为完整的自习时间量，实际上不是优质的使用资源。与此同时，对低年级学生而言，固定绘图教室有利于培养凝聚力，快速融入大学生活。因此，综合考虑下应为低年级提供固定的专业绘图教室。其次，中高年级可采用开放的绘图教室与授课教室分离的管理方式如图4所示。中高年级在自由时间段进行作业工作时一般课桌即可满足工作要求，在上课这类专业教室必要使用阶段，可以采用租赁绘图教室的方式，整体上提升单位时间段教室使用率。租赁绘图教室一方面可以降低绘图教室数量，将节约出的空间植入新的教学功能，满足新的教学目标的要求；另一方面，租赁制度可以增加单个绘图教室的使用率，非课程时间也可以为学生提供自习空间。

4.2提高座席利用频率，综合利用教学空间

提高座席利用频率可以通过分课程租赁、分时间段租赁和分空间租赁座席这三个形式予以实现。分课程租赁是通过教务系统的课程安排，轮流对绘图教室进行规划使用，主要面对中高年级专业课程开放；分时间段租赁为在开放的绘图教室与授课教室自由时间段内，对单个座位或多个座位为一组进行使用时间租赁，主要面向自习的学生及合作的工作小组；分空间租赁主要面对计划外的课程安排或社团、班级等集体性质的团体进行租赁，例如针对建筑学毕业班的毕设可以进行一整个绘图教室空间的完整时间段的租赁，但在座席安排上会按照具体人数进行合理安排。在具体教室数量及座席的数量安排上可以重点参照几个参数，专业实践课程总量、专业理论课程量与各年级自习地点倾向。专业课程安排中有两个特点：在单日时间安排上通常为4个课时即半天时间以及在一个星期2个时间段的安排中通常中间间隔2～3天供学生进行作业修改。所以绘图教室数量应满足对应年级对应班级数量，并能够在上半周进行专业课程的一次循环。专业理论课程量与各年级自习地点倾向共同决定理论课教室数量及座次安排数量，其中倾向的自习地点为主要因素。中高年级学习工作时对绘图桌的使用需求明显降低，一般课桌也可满足需求，所以其自习地点包括但不限于教室、图书馆、阅读室、宿舍等，例如在调研中班级自习占有率一般在20%左右，利用经济管理手段如刷卡、预约登记等减少占座行为，加快座席更新频率（图5），座席之外的教室空间面积可以灵活植入功能如小组讨论等。

结语

在教育改革的热潮下，建筑系馆应该在教学空间方面对新的教学目标作出积极应对。在工效学研究的帮助下，既有建筑系馆专业教室系统可以通过时间管理的手段呈现出新的面貌，更好地与新的教学功能、教学方式相适应。这样的新面貌的产生，是基于国内的建筑教学模式的，是有理可循的。

参考文献：

[1]冯阳.与时俱进的人类工效学[J].南京工业大学学报(社会科学版),2004(04):71-81.

[2]张利.设计教学空间的立场[J].世界建筑,2017(07):8-9.

作者：王心怡 冯阳 单位：南京工业大学建筑学院