建筑系館專業(yè)教室空間設(shè)計策略探討
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摘要：針對現(xiàn)有建筑系館專業(yè)教室存在空間不足的情況，多數(shù)設(shè)計研究是從二維平面對單個空間進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計。由于空間既定，這類設(shè)計方案實際并沒有增加人均使用面積，教室空間使用仍處于不舒適狀態(tài)。通過對建筑系館專業(yè)教室空間使用研究，筆者發(fā)現(xiàn)教室空間在使用面積數(shù)量與單位面積使用效率這兩個方面存在缺口。文章運用人類工效學(xué)理論，增加時間軸的概念并從中挖掘?qū)I(yè)教室可利用空間，提出引入專用繪圖空間、提高座席利用率從而釋放教室空間的設(shè)計方案。
關(guān)鍵詞：工效學(xué)；專業(yè)教室；空間設(shè)計；系統(tǒng)優(yōu)化
引言
目前對建筑系館專業(yè)教室空間不足的設(shè)計研究，大多數(shù)是從單個教室空間入手進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計，也形成了較完整的理論體系，如教室空間的多功能化設(shè)計、功能使用的細(xì)節(jié)設(shè)計及功能復(fù)合使用等。但事實上，由于教室面積固定，也就是說僅從三維空間設(shè)計的角度展開研究設(shè)計存在一定的局限性，功能復(fù)合并不能提升教室人均使用面積，從而改善空間局促的現(xiàn)狀。我們從系統(tǒng)學(xué)的理念出發(fā)，運用人類工效學(xué)原理，加入時間軸的概念，從四維角度切入，對專業(yè)教室進(jìn)行空間設(shè)計研究。人類工效學(xué)是一門運用系統(tǒng)科學(xué)理論與系統(tǒng)工程方法，研究各種系統(tǒng)中人與其他元素交互作用以及人—機—環(huán)境最優(yōu)組合方案的科學(xué)，注重運用理論、數(shù)據(jù)及方法等進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計并進(jìn)行整體優(yōu)化，在提高整體系統(tǒng)效率等方面具有積極作用[1]。在建筑系館專業(yè)教室空間設(shè)計研究中運用工效學(xué)的理念，可以從系統(tǒng)的角度對專業(yè)教室空間群體進(jìn)行整體研究，發(fā)現(xiàn)并填補使用過程中的縫隙，提高整體空間利用效率，從而達(dá)到系統(tǒng)運行最優(yōu)化、價值最優(yōu)化的目標(biāo)?！叭松钠孔印睂嶒炇菍@一理念特別形象的注解。在經(jīng)典的人生的瓶子的實驗中，一個瓶子中放滿大石子后，還存在可以繼續(xù)放入小石子、沙子的縫隙。在本文的設(shè)計中，專業(yè)教室空間就好比瓶子，功能植入最大化就好比瓶子里裝滿了大石頭，可以放入“小石子”“沙子”等的縫隙即是系統(tǒng)中可以再利用的空間，也是本文研究的重點。
1矛盾現(xiàn)象：人均使用指標(biāo)與實際面積存在缺口、單位空間利用率低
1.1建筑人均使用指標(biāo)與實際功能使用面積之間存在缺口
影響建筑系館專業(yè)教室使用的首要因素是面積。功能空間數(shù)量的減少及功能空間面積不足直接造成內(nèi)部環(huán)境使用的不舒適感，從而降低教學(xué)質(zhì)量。建筑系館專業(yè)教室面積是由《普通高等學(xué)校建筑面積指標(biāo)》制定，規(guī)定包括各類學(xué)校的辦學(xué)規(guī)模及各學(xué)科的教室建筑面積指標(biāo)。原則上辦學(xué)規(guī)模與教室建筑面積指標(biāo)之間存在一一對應(yīng)關(guān)系，也就是說規(guī)定的指標(biāo)是可以滿足實際教學(xué)學(xué)習(xí)工作需要的。但在實際調(diào)研中，各個院校建筑系館專業(yè)教室仍存在功能使用不足的情況，說明教室建筑面積指標(biāo)與實際使用時所需要的面積數(shù)值之間存在一定缺口。產(chǎn)生缺口的主要原因有：（1）建筑系館建設(shè)存在滯后現(xiàn)象，既有系館建筑無法滿足現(xiàn)有辦學(xué)規(guī)模與建設(shè)指標(biāo)，專業(yè)教室實際面積與指標(biāo)之間存在一定差距；（2）學(xué)科教學(xué)發(fā)展要求加大教研教室、實驗室建設(shè)力度，這在一定程度上侵占了專業(yè)教室的發(fā)展空間，造成專業(yè)教室面積的減少。除此之外，招生人數(shù)的增加、功能的不合理劃分等因素也會引起指標(biāo)與實際面積數(shù)值之間缺口的增大，但這只是個別現(xiàn)象，本文不予以討論。在2018年《普通高等學(xué)校建筑面積指標(biāo)》中，人均教室建筑面積為5.70m2/生，在這個指標(biāo)下，學(xué)生可以較舒適的完成日常教學(xué)工作目標(biāo)，但在實際建筑系館專業(yè)教室調(diào)研中，只有少數(shù)專業(yè)教室人均面積可以達(dá)到這個指標(biāo)，調(diào)研的人均專業(yè)教室面積大部分在2.8～3.6m2/生，較好的專業(yè)教室面積可以達(dá)到4m2/生。如果實際人均面積與指標(biāo)差值在1m2/生，按照一個班30人，一個年級5個班，一共3個專業(yè)來算，在整個建筑系館專業(yè)教室建設(shè)中總面積差值可達(dá)2250m2以上，足可以建設(shè)另一個建筑系館了。
1.2單位空間利用率不高，仍存在可發(fā)掘空間
除了實際專業(yè)教室面積與硬性指標(biāo)存在缺口外，專業(yè)教室空間利用率低也是客觀事實。在走訪中發(fā)現(xiàn)專業(yè)教室的使用率會隨影響因素變化而變化，包括學(xué)科課程安排、理論實踐課需求等。理論與設(shè)計課對教室的不同需求減少專業(yè)教室使用。設(shè)計教學(xué)為“學(xué)生繪圖設(shè)計—老師做單獨指導(dǎo)—學(xué)生做設(shè)計修改”的過程，每個學(xué)生有自己固定的學(xué)習(xí)位置進(jìn)行所有的繪圖、模型等設(shè)計作業(yè)的完成，所以專業(yè)教室與普通教室相比會更加寬敞，但是這一特性反而不適用于一般理論課。過于寬敞的空間不利于聲音的傳播，固定的繪圖工作臺也會影響老師與學(xué)生的交流，整體上會降低教學(xué)質(zhì)量，所以出現(xiàn)設(shè)計課程與理論課程在不同教室上課的情況，在一定程度上增加教室類別、減少單個教室使用效率，形成教室空置現(xiàn)象。受建筑專業(yè)課程安排影響，單個專業(yè)教室使用如圖1所示。在專業(yè)課程上課時間段，使用率為100%；在其他理論課上課時間段，使用率為0；沒有課程安排的時間段，使用率為10%～30%；在作業(yè)周期結(jié)尾階段，教室使用率上升至80%～100%。在學(xué)年課程安排上，專業(yè)課程數(shù)量固定，其余課程數(shù)量隨年級增高而減少，教室自由使用比例增高，整體存在可以被再次利用的“縫隙”。
2現(xiàn)有的階段性成果
國外對空間開放性設(shè)計已經(jīng)形成一定的理論，由此發(fā)展而來的開放性空間也比較符合專業(yè)特點。由于國外建筑學(xué)院在教學(xué)理念上更加注重相同專業(yè)及不同專業(yè)學(xué)生之間的交流合作，其作業(yè)形式也多以設(shè)計小組為單位，不為學(xué)生專門設(shè)置設(shè)計教室，而是利用開放式空間刺激學(xué)生交流，刺激設(shè)計創(chuàng)意的產(chǎn)生以及概念想法的分享。例如，耶魯建筑學(xué)院改造后的利用帶型開放狀態(tài)的設(shè)計教室，將兩側(cè)工作區(qū)與中間的展示空間結(jié)合，通過帶滾輪的展板變換不同的空間圍合；美國哈佛大學(xué)岡德樓的退臺式開放教室，引入大空間、多層次的功能使用設(shè)計，提升整體空間的使用頻次的同時設(shè)置支持空間如沙發(fā)、浴室、不清理桌面的圖書館等滿足學(xué)生物質(zhì)需求。開放性設(shè)計在國內(nèi)的實現(xiàn)存在一定困難。近年來由于國家政策導(dǎo)向及教學(xué)目標(biāo)的變化，國內(nèi)對學(xué)生的要求向自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的方向發(fā)展，應(yīng)對這種教學(xué)改革，高校開始對設(shè)計專用教室進(jìn)行整改，希望可以營造適合教學(xué)發(fā)展的空間環(huán)境。國內(nèi)一些研究認(rèn)為教師與學(xué)生之間基于傳統(tǒng)的逐桌輔導(dǎo)機制的垂直師生關(guān)系將逐漸被研討小組的水平師生關(guān)系取代，學(xué)生之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系也逐漸由獨立思考的個人模式轉(zhuǎn)為團(tuán)隊多人討論模式[2]。專用設(shè)計教室空間逐漸被打破，開放式教學(xué)空間開始盛行。一些優(yōu)秀的改造實踐的核心理念是引入技術(shù)或理念，利用功能的復(fù)合使用，在同一空間植入不同功能，提高空間使用效率。例如東南大學(xué)建筑學(xué)院中大院的可移動構(gòu)建體系、清華大學(xué)建筑學(xué)院引入的多層次社區(qū)化理念等。但是也存在很多改造設(shè)計在實際使用中是不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的，這是因為國內(nèi)外在教學(xué)體系、招生人數(shù)以及建筑面積等方面存在巨大差異。國外教室的開放性是由走班選課制的教學(xué)體系決定，其發(fā)展走向存在一定的必然性，國內(nèi)的選課制度大部分還是以班級為單位進(jìn)行，在開放式教室功能并置概念的引入與實踐中。這個制度下的單個空間面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開放性設(shè)計所需面積，導(dǎo)致功能空間在實際利用中的效果并不理想。而將時間軸概念引入三維角度上的空間中，提升單位空間在時間軸上的使用頻率，達(dá)到提升整體空間使用效率。這一基于工效學(xué)中的提高系統(tǒng)或機體使用效率的手法，在國內(nèi)環(huán)境下也具有可行性與操作性，從而更好地實現(xiàn)開放性設(shè)計。
3從時間軸切入探索突破使用功效瓶頸的途徑
引入時間軸是對專業(yè)教室使用過程的研究，挖掘教室空間空置的時間階段，進(jìn)行再次利用，達(dá)到空間最優(yōu)化利用。
3.1從單日時間軸中挖掘使用量
通過對單日時間專業(yè)教室使用量的研究（圖2），可以得出在一天的課程時間中（早8點到晚9點，共13個小時）單個專業(yè)教室具體使用量，單日使用頻率隨課程安排7天進(jìn)行一個循環(huán)，每個年級在單日使用安排上略有不同。低年級至高年級的時間百分比中，專業(yè)課即必須使用專業(yè)教室的時間相對固定，一定不用專業(yè)教室的時間整體上逐漸減少，自由使用的時間逐漸增長。相對而言，專業(yè)教室可被額外使用的時間是隨年級增長而增長的。根據(jù)年級課程時間安排特征，低年級課程多為2個課時，專業(yè)教室額外可利用的時間段較為短暫且分散，可利用的較完整時間量在30%～60%；中高年級后專業(yè)教室額外可利用完整時間變多，可使用時間量大約在50%～70%。
3.2從周期時間軸中挖掘使用量
建筑學(xué)課程特點之一就是在一個學(xué)期中存在2～3個作業(yè)周期，一個作業(yè)周期中完成一份設(shè)計作業(yè)。在一個作業(yè)周期中包括理論課程講解、方案初稿、中期評圖、方案二稿、階段反饋、方案終稿、最終評圖幾個階段。在整個周期中各階段對專業(yè)教室的需求量呈現(xiàn)無、少量、中量、少量、中量、大量（圖3）。其中方案設(shè)計階段對專業(yè)教室需求與作業(yè)趕制階段對專業(yè)教室需求呈現(xiàn)一個相對突出的反差，結(jié)合周期課程總量與作業(yè)時間，其中空間可以被額外利用的時間段約占總時間階段50%～60%，即可考慮挖掘的時間使用量在50%～70%左右，根據(jù)不同年級數(shù)據(jù)會略有差別。
4基于工效學(xué)指導(dǎo)下的方案與策略
4.1引入繪圖專有空間形式，根據(jù)年級分階段租用
繪圖專有空間為教學(xué)作業(yè)所需繪圖功能設(shè)置的空間，主要提供專業(yè)課程上課使用，空置時可被納入租賃系統(tǒng)，根據(jù)學(xué)生自習(xí)情況自行租借。根據(jù)建筑學(xué)專業(yè)教室周期特點可以發(fā)現(xiàn)，專業(yè)教學(xué)授課與作業(yè)的結(jié)合度隨著年級的升高由緊變寬松，在專業(yè)教室整體必要利用時間上呈現(xiàn)一個下降趨勢。從繪圖工作的介入程度上來看，低年級的專業(yè)課程中需要進(jìn)行模型制作及手繪圖的作業(yè)，在作業(yè)過程中繪圖桌必不可少，對工作地點需要固定；越到高年級，作業(yè)形式開始由手繪轉(zhuǎn)為電腦繪制，對繪圖桌的依賴度降低，地點可以相對自由。所以在引入繪圖專用教室概念后，具體租用設(shè)置如數(shù)量、位置與管理模式上應(yīng)符合年級特征。首先，保證低年級繪圖教室的保有量，具體教室數(shù)量根據(jù)各學(xué)校規(guī)模決定。低年級在專業(yè)課程安排上一周中僅有兩個半天的學(xué)時固定在專業(yè)教室上課，其余課程多為基礎(chǔ)理論課。理論上是有可被租賃使用的時間，但在課程研究中發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)課多為2個學(xué)時，課程銜接中存在的時間段間隔不能保持較為完整的自習(xí)時間量，實際上不是優(yōu)質(zhì)的使用資源。與此同時，對低年級學(xué)生而言，固定繪圖教室有利于培養(yǎng)凝聚力，快速融入大學(xué)生活。因此，綜合考慮下應(yīng)為低年級提供固定的專業(yè)繪圖教室。其次，中高年級可采用開放的繪圖教室與授課教室分離的管理方式如圖4所示。中高年級在自由時間段進(jìn)行作業(yè)工作時一般課桌即可滿足工作要求，在上課這類專業(yè)教室必要使用階段，可以采用租賃繪圖教室的方式，整體上提升單位時間段教室使用率。租賃繪圖教室一方面可以降低繪圖教室數(shù)量，將節(jié)約出的空間植入新的教學(xué)功能，滿足新的教學(xué)目標(biāo)的要求；另一方面，租賃制度可以增加單個繪圖教室的使用率，非課程時間也可以為學(xué)生提供自習(xí)空間。
4.2提高座席利用頻率，綜合利用教學(xué)空間
提高座席利用頻率可以通過分課程租賃、分時間段租賃和分空間租賃座席這三個形式予以實現(xiàn)。分課程租賃是通過教務(wù)系統(tǒng)的課程安排，輪流對繪圖教室進(jìn)行規(guī)劃使用，主要面對中高年級專業(yè)課程開放；分時間段租賃為在開放的繪圖教室與授課教室自由時間段內(nèi)，對單個座位或多個座位為一組進(jìn)行使用時間租賃，主要面向自習(xí)的學(xué)生及合作的工作小組；分空間租賃主要面對計劃外的課程安排或社團(tuán)、班級等集體性質(zhì)的團(tuán)體進(jìn)行租賃，例如針對建筑學(xué)畢業(yè)班的畢設(shè)可以進(jìn)行一整個繪圖教室空間的完整時間段的租賃，但在座席安排上會按照具體人數(shù)進(jìn)行合理安排。在具體教室數(shù)量及座席的數(shù)量安排上可以重點參照幾個參數(shù)，專業(yè)實踐課程總量、專業(yè)理論課程量與各年級自習(xí)地點傾向。專業(yè)課程安排中有兩個特點：在單日時間安排上通常為4個課時即半天時間以及在一個星期2個時間段的安排中通常中間間隔2～3天供學(xué)生進(jìn)行作業(yè)修改。所以繪圖教室數(shù)量應(yīng)滿足對應(yīng)年級對應(yīng)班級數(shù)量，并能夠在上半周進(jìn)行專業(yè)課程的一次循環(huán)。專業(yè)理論課程量與各年級自習(xí)地點傾向共同決定理論課教室數(shù)量及座次安排數(shù)量，其中傾向的自習(xí)地點為主要因素。中高年級學(xué)習(xí)工作時對繪圖桌的使用需求明顯降低，一般課桌也可滿足需求，所以其自習(xí)地點包括但不限于教室、圖書館、閱讀室、宿舍等，例如在調(diào)研中班級自習(xí)占有率一般在20%左右，利用經(jīng)濟管理手段如刷卡、預(yù)約登記等減少占座行為，加快座席更新頻率（圖5），座席之外的教室空間面積可以靈活植入功能如小組討論等。
結(jié)語
在教育改革的熱潮下，建筑系館應(yīng)該在教學(xué)空間方面對新的教學(xué)目標(biāo)作出積極應(yīng)對。在工效學(xué)研究的幫助下，既有建筑系館專業(yè)教室系統(tǒng)可以通過時間管理的手段呈現(xiàn)出新的面貌，更好地與新的教學(xué)功能、教學(xué)方式相適應(yīng)。這樣的新面貌的產(chǎn)生，是基于國內(nèi)的建筑教學(xué)模式的，是有理可循的。
參考文獻(xiàn)：
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作者：王心怡 馮陽 單位：南京工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院
