高校宿舍空间可变性与工业化建造方式设计研究——基于开放建筑理念的工业化居住建筑设计（下）

WANG Shuyuan ZHOU Jingmin

本设计上篇（《住宅科技》第4期）以上海同济大学嘉定校区为例，在实地调研的基础上探究了高校宿舍的现状问题和学生需求，并且结合开放式建筑理念提出“居学社区”的概念，目标是适应当下学生愈加多元综合的生活方式，打破宿舍固有的“居”的单一功能，在场地选择与设计上联系周边环境，在空间设计上聚合打通，创造际遇的场所与变化的可能性，本设计下篇将着重介绍宿舍内部寝室单元平面的设计与变化性，以及实现这些变化的工业化建造技术的应用。

1 寝室居住空间的可变性设计

1.1 寝室居住空间的可变性运行机制

为了更好地满足学生的需求，方案引入互联网机制，从时间的角度切入，分为大一入学、学业中期、毕业离校三个阶段。入学时借助网络系统进行学生调查，对学生生活状态与未来期望的生活模式进行网上调查，以便了解新生在学习、交友、兴趣、娱乐等方面的侧重，然后进行寝室分配，根据调查问卷的统计，对同学的入住进行组团配额。方案共设计了A、B、C三种类型的套型，套型由2～3个一般寝室组合形成组团，即为一个寝室单元，不同类型的套型在空间组织模式上有所不同，以此适应拥有不同生活模式的学生。每种类型的套型根据其所处平面位置的不同设计分支套型，可以容纳不同数量的学生。在学生居住套型分配完成后，学期中期若发生临时性活动，则可以在寝室单元内部利用可变构件进行空间微调，当学生需求或生活模式发生改变时，可利用网络申请协调进行套型的改装。毕业离校时，对套内空间进行清理，排查寝室内的部品构件使用情况，对遭到损毁的部品构件进行回收修缮，并增补家具等部品或构件以迎接下一届学生（图1）。

1.2 寝室单元的可变性设计

1.2.1 寝室单元可变性媒介——余量空间

依据前期对目标人群的调研发现，学生期望宿舍寝室内部的功能可以得到扩充，例如，增添兴趣、交流的场所，可以丰富日常的寝室生活，结合对开放建筑理念的学习，小组成员发现，可以将活跃生活的兴趣空间作为“余量空间”，置入寝室单元内部。一方面，满足了学生对多元生活的需求；另一方面，可以成为空间变化的“伸缩杆”。

余量空间是对“冗余空间”的另一种表达，最早来自于生物科学和信息学领域[1]。在建筑中，从定义上看，余量空间是一个多义性空间、共享空间，其本身不承担明确的功能，但空间是积极的；从形式上看，余量空间是作为原有空间的组织连接纽带，形成一个系统化的整体。在公共空间中常表现为户内与户外连接的灰空间、核心的交通空间如中庭空间、扩宽的廊道空间等；从作用上看，余量空间具有一定的适应性和可变性，满足使用者使用过程中变化的需求。因其不被具体功能禁锢，当发生特殊需求时可作为临时空间（图2）。

因为同学们的需求在时间和空间维度上会发生变化，宿舍单元内部的余量空间可通过可变构件来创造变化的可能。从长期使用需求来看，余量空间主要是置入的功能间，包括兴趣类的房间、洗衣房、储物间、大阳台、工作间等；从短期使用需求来看，余量空间功能一般为间歇性需求空间，如画图、做模型、小聚会、会议、朋友来访等；而未来因为换届造成的人数增减，可以利用余量空间满足人数的变化带来的空间变化。

1.2.2 学生生活模式分析与寝室单元组织模式

接下来需要确定余量空间以何种形式置入寝室单元内，方案主要从具体的人群需求入手，前期的人群调研针对学生日常活动类型的动线进行了问卷调查，并收集了学生的需求。在对学生活动的调查中，将各种活动以动静、交往强度的强弱进行排序，这样有助于了解学生日常生活的基本模式，以及学生希望何种模式的生活。根据得到的调研结果，归类了主要的三种生活模式，并据此设计了三种不同的寝室单元组织模式（图3）。

第一种是交往侧重型。这一类生活模式以与人交往为主，习惯于以多人或团体的形式进行各项活动，如聊天、游戏、娱乐、吃饭等，寝室内部空间着重于创造出集体生活场所，增强与他人的联系，营造出热情好客、热闹活跃的氛围。针对这一类型设计的单元空间组织模式是“围聚型”，以一个公共的活动空间为核心，并作为余量空间，私密的个人休息部分独立分开并可以直接到达。

第二种是兴趣侧重型。拥有这一类型生活模式的同学偏好于自身的兴趣爱好，需要有独立的兴趣空间，例如：阅读、绘画、摄影等，有时会希望与志同道合之友沟通交流。考虑到此类生活模式的学生希望独立自处，有选择地开放交往，故为其创造个性化空间作为余量空间，同时促进渐进式交往，这样形成的空间组织模式为“边回型”，在空间上带状环绕，空间呈分散的状态并非聚集，学生可以有选择地进入空间并选择如何合并空间。

第三种是工作侧重型。拥有这一类型生活模式的同学往往处于长时性的课业和学生工作任务中，需要足够的工作空间和环境，并且空间可以灵活地分割与合并，以适应不同的工作类型，寝室单元空间设计的关注点在于明确的功能分区以及流线的便捷性。因此，设计了“分集型”的空间组织模式，将多间普通寝室合并，以创造可灵活使用的大空间。

图1 运行机制示意图

图2 余量空间的特性示意图

1.2.3 寝室单元平面细化

在确定了套型中余量空间的组织方式后，接下来根据归纳的A、B、C三种组织模式类型进行套型的细化，为了更好地利用建筑每层的平面空间，每种类型的套型都设计了两种形式，1号套型可设于建筑每层的中部位置，由两间普通寝室单元形成组团，一般可容纳4～8人，2号套型可设于建筑每层的角部位置，由三间普通寝室形成组团，一般可容纳9～12人。

A套型（图4）为“围聚型”组织模式的细化套型。组团共享公共客厅，平时可以多人组织好友聚餐、娱乐放映、联机游戏、假日K歌等活动。由公共客厅向宿舍进行人流组织，开放层次由公共到私密。B套型（图5）为“边回型”组织模式的细化套型。复合放大的交通空间，形成扩展的私人领域，也可通过可变的构件形成集体领域。由入口空间向里环绕，形成由公共向私密的过渡，余量空间即为带状空间，形成每个人独立的小空间，也可通过隔墙的移动划分或集合出大空间。C型套（图6）为“分集型”组织模式的细化套型，基于其对明确分区与高效流线的倾向性，为其设计了中心环绕流动的空间组织。预留大空间工作室，适应居住者的生活模式，两间宿舍的工作间通过可移动的大储物柜进行分割，有必要时可以移动储物柜，作为余量空间的活动界面，形成两个组团共享的大工作空间。容纳加班熬图、社团讨论、手工操作、组团研学等多变的集体功能。

每种类型的套型都采用整体卫浴，组团内部的每间普通寝室单元都独立设置，并且卫生间内部干湿分离，大大提升了使用的舒适度和便捷度，并且在玄关、墙体、阳台等地都集约空间，设置模块化的收纳柜、活动书架、座椅等，这些家具可以根据需要进行自由组合，提高了空间的利用率。

图3 人群调研和生活模式、空间组织模式分析图

图4 A套型平面与分析图

图5 B套型平面与分析图

1.2.4 寝室单元内部空间的可变性——短时变化

每种套型在设计之初就考虑到了内部空间、面积、功能与人数的变化需求，具体分为短时变化、长时变化，可根据运作机制来考虑。短时变化主要指在居住学生和人数不变的情况下，日常进行一些临时性活动产生的空间变化，可以通过活动隔断以及可移动拼装的模块家具来实现。以B套型为例，在工作日下午，套内空间以个人学习为主，每人都有自己的独立空间，互不影响；周末晚上，个人空间可以打开与周围公共空间融合，形成学生沙龙模式、观影模式等；周末下午，通过家具的移动，结合阳台空间，形成下午茶、瑜伽练习等场地（图7）。

1.3 寝室单元组团平面的可变性——长时变化

除了寝室使用中存在的暂时性变化，由于换届等原因可能引起学生人数变化以及需求变化，这时就需要寝室单元进行套型的改装，来调节每一届人数规模的不同以及学生生活模式的差异。

当宿舍楼人数增多时，可以由A1套型的2+2模式转变为A2套型的3+3模式，人数增加2人。B1套型的4+4模式可变为B2的6+6模式，人数增加4人。C1套型的4+4模式转化为C2的4+4+3模式，人数增加3人。相反，人数减少时进行相反的变化，以此来适应不同时期的需求（图8）。

在进行套型改装时，本建筑模型基于开放式建筑体系，支撑结构、管线系统和填充墙体分开脱离设置，给不同类型套型之间的变化带来便利，例如三间A1套型可改为两间B1或两间C1（图9）。套型设计依据8 400 mm×8 400 mm的柱网，采用模数化方式，隔墙、家具等部件都进行工厂的预制加工，其更换更为便捷，可以重复利用。

图6 C套型平面与分析图

图7 A、B、C套型内部变化例举

2 工业化技术体系

2.1 开放式建筑技术点应用

为了实现宿舍空间的变化，需要应用到开放式建筑的部分技术点，主要包括：模数网格设置、支撑体构建部品体系、专用标准化管线系统、架空地板、整体卫生间体系、分隔墙体系、门窗系统等[2]。

2.2 结构层级划分

在开放式建筑的SI体系中，S为结构体，I为填充体，且在建筑层级中，上一层级对下一层级有控制作用[3]。

在整体建筑方面，将主要的结构（包括设备管线）与填充体部分分开。主体结构为梁柱承重体系，采用反梁结构，便于水平方向设置管线系统，主体结构具有良好的整体性，耐久年限长，结构稳定；由于其隔墙不承重，可以在梁柱间进行任意的空间划分，因此，住宅的户型能多变，空间灵活，有利于发挥住宅的多适性；框架结构的构造简单，整体性强，施工快速，可以现场浇筑，也可以把梁柱、楼板等结构构件分开进行工厂化模数生产，有利于和填充体系形成统一标准，便于后期的安装、改造和再利用[4]。

而建构次一层级的套内空间，首先需要确定结构支撑体、管线设备体系、外围护结构部品；第二步确定套内分隔墙布置位置及形式，选择部品，确定整体卫生间位置及形式；第三步确定套内可变分隔构件、部品（家具等）排布位置，从部品库选择部品；最后，居住者根据个性化需求从家具部品库选择家具，灵活布置。

2.3 管线布置系统

建筑整体管线系统作为支撑体进行集中设置，公共管井集中布置在支撑体的公共交通空间内（归属于支撑体系），入户的支管沿地面水平接入（图10、11）。较普通住宅的纵向管井布置，卫生间和设备可以在户内任意位置布置，提高了户型空间布置的灵活性。

图8 人数变化时的套型变化图

图9 建筑平面中的套型单元互换图

2.3.1 给排水系统

给水系统采用公共管线中的总给水系统供给各分户的用水方式，再由分支给水管道输送到各户。排水系统的总排水管位于公共管线中，通过一定的坡度设置，室内各排水支管汇集于排水总管内。在使用的过程中，一旦出现堵塞、泄漏问题可以很快进行分别维修，提高工作效率。户内分支给水管线分为给水、中水管线，在设计时需要在外观上加以区分，避免在维修、改造时发生错误。

2.3.2 通风系统

卫生间需要进行主动通风换气，各分户内的卫生间通风设备将排放的污气通过通风管道，经套内防倒流接口输送到公共通风总管，再由总管排至屋面。

2.3.3 电器线路

图10 管线系统布置图

图11 管线布置剖面示意图

户内各电器线路的敷设沿房间四周配线，寝室单元中间设有线路以提升空间的灵活性。各寝室单元分别拥有各自的管线系统且互不打扰，并通过局部降板或整体架空地板的形式横向布置在寝室内部，然后管线经过配电箱同层引出，汇集到置于公共交通空间公共管线的主线路中。

2.3.4 吊顶与架空地板

寝室单元套内通过降板或者架空200～300 mm形成一个设备夹层，通过地脚螺栓和橡胶垫（减震）安装架空地板，可以调整地板的高低，并且不需楼板找平，同时架空层内形成一个空气隔层，有利于空气的流通，防止内部管线和地板受潮腐蚀，提高了管线和地板的耐久性。架空地板需要在放置分隔墙之前进行铺设，以确保地板的整体性，为日后隔墙的变动提供便利（图12）。

2.4 工业化部品

工业化部品属于开放式建筑系统中的填充体部分，其模块化的设置可以让其灵活地布置到建筑支撑体框架中[5]。工业化部品的设计包括：模数网格的设置、墙体部品模块、整体卫生间模块以及可拼装家具模块（图13）。

2.4.1 模数网格设置

整体模数的设置以75 mm为基本模数M，可以形成5M（375 mm）和10M（750 mm）两种尺寸，和人使用的桌椅尺度协调；也可以形成4M和8M即300 mm和600 mm的尺寸，和墙体、室内布置相协调。不同的家具部品在模数网格内可以进行方便的定位和更替（图14）。

2.4.2 墙体部品模块

墙体部品包括预制分户墙部品、外墙部品和内墙部品，外墙部分主要考虑保温隔热需求，以轻钢龙骨作为主要结构，外附保温层和隔音棉，内墙部分主要考虑隔声隔音需求。墙体部品在架空地板后安装，使架空地板成为一个整体，改造过程中无需对地板进行施工就可以完成。这样有利于空间的划分和整体卫生间的自由安装。在日后改造中可以拆卸便于再次使用，实现建筑材料的重复利用，节约了资源和建设成本。

图12 吊顶与架空地板构造图

图13 工业化部品拆解示意图

图14 模数网格设置

2.4.3 整体卫生间模块

整体卫生间采用同层排水，每户都设有集水器，管道的安装均在给排水专业的工厂完成，不仅节省了安装时间也方便后续移动，为寝室单元内部空间的变化创造了可能性。每户都有自己的给排水系统，管道不会横穿楼板，既降低噪音还防止了上下层之间的渗漏。整体卫生间内的面池、浴缸、墙壁天花板等部品都由工厂标准化生产，现场安装实现干操作模式。

2.4.4 可拼装家具模块

可拼接桌椅模块以750 mm（10M）×375 mm（5M）的轻质板材为模块板，可以进行多向拼接，板材垂直放置时，是桌子的高度，板材水平放置时，是椅子的高度；这样就可以利用家具板拼接出不同功用的家具，（例如：小茶几、茶桌、操作台、咖啡桌、会议桌等）适应学生日常生活中变化的功能需求。以300 mm（4M）×600 m（8M）×900 mm（12M）为一个单元的置物架，适应套内模数，可进行多项组合；也可以600 mm×600 mm×1 800 mm为一个单元的储物柜，内置580 mm×580 mm的嵌格，单元储物柜可以任意拼接组合，下置滑轮，便于轻松移动，当单元储物柜组合时，内部嵌格也可以任意组合形成需要的空间划分，适应具有不同分类归纳习惯的人。以375 mm×750 mm×600 mm为一个单元的模块，兼做临时储物以及坐凳和小桌的功能，轻便易移。

3 结语

开放建筑通过支撑体和填充体分离的建造方式，可以使空间的划分更加自由，提高空间的使用灵活性，有助于延长建筑使用年限。高校宿舍因学生生活模式的多样性，对空间的灵活使用有较大需求，而开放式建筑理论与工业化的建造方式可以实现其功能空间的变化，提高建筑的适应性。同时，此次研究设计反思了高校宿舍空间形式与学生学习方式之间的矛盾，高校住宿空间不仅承担了单一的“居”的功能，各类功能复合化亦会给高校学生带来新的生活体验，潜移默化地影响学生的学习方式，以适应未来的高校发展。此次方案设计实践是对高校学习模式的一种新的尝试，期望能对今后高校宿舍设计结合开放式建筑的探索提供一定的参考。