董丹申,范须壮,陈瑜,徐高婷
2015年3月,清华大学副校长、中科院院士施一公同南方科技大学校长陈十一、中国科技大学副校长潘建伟、北京大学饶毅等科学界名人向国家提交《关于试点创建新型民办研究型大学的建议》并获得支持;2016年10月,浙江西湖高等研究院正式成立;2017年,位于杭州市西湖区云谷小镇的西湖大学项目正式启动。整个校园项目用地面积约100hm2,其中,一期建设用地42hm2。校园建设工程于2018年4月开工,如今一期已完成“交钥匙工程”,并全部投入使用。
西湖大学注重学科交叉融合,定位为高起点、小而精的新型研究型大学。相比于传统大学,新型研究型大学由于教育理念和教育模式的不同,在校园规划、功能布局、公共空间上均有所差异,传统的校园建筑设计理论不能完全针对性地适用。本文通过研究西湖大学的人性化设计实践,为新型研究型大学的建设提供参考(图1、2)。
图1 校园休闲广场
图2 一期校园整体鸟瞰
互联网时代,知识创新成为社会发展的重要推动力量,也是未来大学的职能之一。大学的发展模式顺应时代不断改变,创造高水平科研成果和培养创新型人才的新型研究型大学[1],已成为影响国家竞争力的战略资源之一,而新型研究型大学的核心是“人才”。因此,如何更好地满足在校人员的科研活动及日常活动,同时满足其物质和精神的需求,成为新型研究型大学设计的关键因素之一。
新型研究型大学的概念定义较晚,建成量少,我国尚未有一个成熟的建设体系[2]。为了适应新的教育理念、人才培养的要求,新型研究型大学与传统大学在招生特征、教育模式、师生活动特征、学术氛围及产学模式等方面存在诸多差异(表1),笔者归纳总结出新型研究型大学建设的4个要点如下:(1)学生的年龄结构相对较高,以研究生为主,自主能力强,生活场所需开放化、社区化;(2)需提供利于团队式科研的研究空间,更多的自习、交流空间;(3)人员行为围绕科研和学术活动展开,校园规划应提供高效的科研环境与创新空间;(4)需提供学术交流场所,教学环境注重学术氛围的营造,以促进学术交叉和创新;(5)校园规划需考虑与城市的自由互动,资源共享[3-4]。
表1 新型研究型大学和传统普通大学人群及行为特征对比, 徐高婷 绘制
(1)围绕“人”的策划先行
中国的大学校园建设热潮持续了近 20 年,许多新建校园由于建设过程中缺乏导则作为设计依据,存在尺度不合理、缺乏整体性等一系列问题,为使用者带来诸多不便[5]。大学校园建设为百年大计,投入巨大。为避免建设过程中出现决策失误,造成人力、物力、财力的浪费,西湖大学在设计初期就引入围绕“人”的策划先行的方式(表2)。基于“人”的使用需求和精神需求,对校园文化、布局规划、建筑规划等进行科学的策划,多方共同制定设计导则,确保大学校园规划设计的科学性和前瞻性。
表2 西湖大学建设策划导则,徐高婷 绘制
(2)PI参与的设计流程
西湖大学采用了与国际相接轨的科研管理组织模式——“首席科学家制度”,即“PI制度”,强调首席科学家对其所负责项目的主导权和指导权[6]。课题组的数量和首席科学家的工作内容对建筑功能布局具有重大影响[7]。因此,PI团队在设计初期即提供大量的实验室设计参数,包括结构荷载要求、建筑净高、环境洁净度、照明条件、给水点位、温湿度等。除提供基本参数外,PI团队直接参与了实验室区域的设计环节,包括平面布局设计、工艺设计、实验台和实验室设备布置等环节。基于与PI团队的深度合作,建筑师和工艺顾问团队可高效获悉使用需求,最终对每个实验室进行定制化设计,以满足实验室区域专业性强、精细化程度高的要求。
(3)高效容错的基建模式
传统的高校基建模式普遍采用自管模式下的指挥部模式,优点为权力集中,效率较高,便于交付后的维护和运营。缺点为项目管理水平主要取决项目部成员的水平和管理能力,项目风险容易转化为用人风险[8]。西湖大学工程规模浩大,使用人群多样,科研区实验室种类繁多,工艺设计要求极高。因建设的复杂性,采取了特色化的基建模式:在以指挥部为主的基础上,聘请全过程咨询单位协助共管;在“PPP模式”下,校方使用、管理团队和“PPP”管理运维团队全过程介入,并引进校外专业团队的力量形成优势互补。在保证基建管理高效有序的同时,增加约束和协调机制,有效规避风险,增大用“人”的容错性。
校园规划建设涉及政府部门、基建团队、全过程咨询团队、校方团队、设计团队、施工团队等多个主体(图3),各主体的职能不同,需求复杂多样。在设计过程中引入多方参与,可界定多方主体的利益差异,实现公平博弈;校方团队参与共建,使得设计团队能全程与使用方直接对接具体的需求,以保证人本设计理念得以贯彻。
图3 共建主体
共建模式存在于整个建设流程之中,包括策划阶段、方案设计深化阶段、施工图设计阶段、后期运营维护阶段。参与方式多为集中开会讨论(图4、5),以学校基建团队与设计院为主导,整理问题框架,组织协调各方进行探讨,并在会后生成完整的会议纪要作为设计依据。由于建设单体类型广,数量多,共建的会议讨论根据专题类型、参与人员分组并行开展。共建工程涉及的专业团队众多,具有多学科视野的建筑团队不仅需要在各个阶段发挥领导和协同作用,更需在全过程中陪伴式参与,在各方博弈中根据专业素养提供专业建议,将各方需求转译为合理化设计。
图4 西湖大学共建过程
图5 西湖大学共建会议照片
图6 一期校园总平面
图7 学术科研岛模型
图8 一期校园整体鸟瞰实景
共建过程中,设计团队与校方团队建立了密切的联系,对科研教学活动有了具体理解,也对其日常的生活、工作状态进行了观察总结:西湖大学的师资队伍为国内外杰出的科学家,PI均有海外经历,有国际化的视野和较高的生活品质追求。在工作状态下,科研人员追求高效、便捷,对声、光、热等环境因素非常敏感;离开了实验台,科研人员并非全然理性,他们热爱生活,兴趣广泛,有着丰富的生活情调和艺术审美。作为社会个体,他们有情感交往需求,也有对身份认同的渴望。正是通过共建的模式,设计方得以了解学术科研环境之外科学家们的个体需求。这得到了使用方的正向反馈,成为校园人性化设计依据的重要补充。
校园师生的行为围绕科研教学和日常生活展开。与传统普通大学相比,新型研究型大学强调教学与研究相结合,提倡资源整合和学科交叉;校内的常住人员不仅包括学生(本科生、研究生、博士生),也包括从事科研教育工作的教师群体(教授、讲席教授、校长),具有多人群的特征。
为达到全校师生日常步行交通的高效性和均好性,西湖大学采用以教学科研区为中心,以生态水环为过渡,校前区、生活区与运动区环形布置的规划架构,实现科研教学区10min步行尺度可达性。环形布局增大了科研教学区与生活区的联络边界,在这之间置入餐饮、运动、娱乐、学习等公共服务设施,实现服务范围的最小化。为教学科研、生活带来双向便利的同时成为各人群交往的活力空间。
教学科研区包含了校园所有教学科研单体,集约化布局增强了院系之间的内部联系,有利于教学和科研资源的共享,促进学科交叉。生活区通过水系和路网划分为相对独立的生活组团,被赋予对应的身份主题,增强师生对社区的归属感。各组团内置运动场地、活动中心及咖啡厅以满足日常生活的需要,功能混合的场所也成为师生非正式的交流空间。
生活组团沿街布置方便自由出入,满足师生与城市互动的需求[9]。外围部分的后勤综合楼、体育中心、学术交流中心能够与城市资源共享,为师生创新发展及产学研结合带来更多可能性(图6-8)。
科学创新和学术研究不是封闭、孤立的修行,在忙碌的学习、工作之余,科研人员有休闲放松或情感交流的精神需求;人才的培养也需要外部环境作为养分[10]。校园景观作为不同组团的过渡空间,是重要的交流场所,对师生个人发展、研究创新起到重要的审美熏陶和精神引领作用[11]。西湖大学以环境育人为目标,打造了丰富的景观空间。
环形水系是连接生活区和教学科研区的纽带,兼具海绵城市设施的调蓄作用。与此同时,水系屏蔽了外部机动车道路震动对于学术科研岛内高精密实验平台的影响,为师生提供生态、科学的学术环境。结合水系设计了12座人行桥梁及多处亲水平台,滨水漫步道与绿化结合,为校园提供了活力的滨水空间(图9、10)。
图9 亲水平台与学术环组团
图10 理性与浪漫交融的景观空间
核心区景观弯曲的路网、绿化,结合学术会堂和学术环等核心科研建筑,在鸟瞰角度让人联想到“细胞”或“神经元”,营造出专属于科学家的理性与浪漫交融的景观空间,有利于科研人员塑造自我的身份认同。
校园内置的生活广场和休闲广场,为师生提供多样化的交往空间。多个下沉庭院置入景观大台阶,并与建筑单体的竖向交通结合设计。提供便利的同时,多样化的漫游路线增加了步行系统的趣味性(图11、12)。
图11 滨水漫游空间
图12 学生食堂与绿坡
(1)高辨识度的形象设计
丰富的校园形象能够激发师生的创造性。西湖大学校园建筑色彩以灰白系为主,风格上追求同质型与异质型共存。学术会堂采用60根均分水滴状造型搪瓷钢板材质柱廊,每根柱子向一个方向旋转相同角度,创造出现代灵动而不失古典韵律的氛围(图13、14)。
图13 学术会堂富有韵律的水滴形柱廊
图14 典雅的学术会堂
学术环组团的山墙面均采用大板块锯齿状UHPC高强度混凝土挂板,以大尺度分隔展现科研建筑的沉稳性和探索科研高峰的创新性(图15)。
图15 基础医学楼与生命科学楼
图16 色彩的理性提取
图17 立面的艺术创造
四大学院的立面被赋予不同的主题颜色,以此提高建筑的识别性,便于来访人员辨认。立面的色彩提取灵感来自于色环,通过玻璃内衬彩色铝板和彩色铝板型材组合进行设计创作,是科学与艺术的融合。学院立面整体和谐统一又不失个性,体现科学的创新精神(图16-17)。
(2)定制化、模数化的实验室
四大学院的实验室设计需满足研究型教学和团队式科研的模式,由设计团队与PI团队、工艺团队共同设计完成,是专业化、定制化的结果。根据PI团队的建议,学院的平面模式主要为单走廊模式,进深较大一侧为实验室区域,面积和功能布局根据各PI团队的需求设计;另一侧为办公学习区,包含教授办公室、大办公室和学习讨论室。为师生的教学沟通和科研团队的协作提供便利性。
考虑到未来发展的需求,平面采取模数化设计。采用10.8m×9.6m的大开间柱网,便于单元模块内实验台、通风柜及落地设备的布置。机房和竖向管井形成工艺模块,核心筒、卫生间集中布置,实现大开间与小型实验室单元的灵活转换。底层7.2m的层高,可在后期使用中根据需求增设3m左右的设备夹层,作为弹性预留空间。二至四层5.2m的层高,兼容了实验室和科研办公的各种房间面积和层高要求。建成后可同时满足300多个不同学科、不同研究方向的PI团队和四大公共实验平台使用(图18)。
图18 四大学院三层平面功能分区
(3)舒适的科研环境
通过设计与工程手段优化声、光、空气等环境因素,为科研人员提供舒适的科研环境。外立面采用大尺度玻璃窗与遮阳系统,为室内提供良好的采光和通透的视野,并保证室内的舒适性。此外,通过对风环境的模拟,合理布置开启扇的位置和开启方式,组织自然通风,有效调节建筑室内的气流效果。设备机房设置在角落,采用吸声处理手段,减少机房噪音的影响。实验室废气处理后均升至屋顶层排放,将影响最小化。
现代大学科研平台空间和功能具有复合化倾向,目标是实现学生的全面发展以及创新型人才的培养[12]。学术环作为连接四大学院的交通要道,被打造为全时段、多人群的无界交流空间(图19)。平面空间上,面向中心广场的走廊尺度被放大至2个轴网,长度约500m,光线充足、视野开阔,成为科研人员思考、交流的空间场所。功能上,置入咖啡吧、报告厅、讨论室、活动室、休息空间等,提供非正式交流场所与自主学习空间,增加各学科人群相遇和停留的可能性。垂直空间上,4层通高空间连通开放,上下串联的大台阶,使科研人员得以在此驻足交汇,满足科研人员的情感、交往需求的同时,促进学科共享和创新(图20-22)。
图19 学术会堂与学术环
图20 学术环——明亮的入口大厅
校园内多元化人群结构的趋势增加了对校园内道路交通可走性、公共空间畅通性、建筑室内外设施可达性的需求。西湖大学致力于建造一个全龄畅行的无障碍校园。设计通过无障碍交通规划、无障碍生活服务设施、将智能融入校园的无障碍建设等方式,创建一个提供公平教育、自由学习和工作、开放包容的校园环境。标识导向系统的置入引导人们在特定空间方便快捷地获取信息,准确到达目的地,彰显西湖大学的人文关怀。
西湖大学的人性化设计,不仅体现在校园规划设计上,也体现在基建过程中。“策划先行”有效避免人力、物力的浪费;“多主体共建模式”增加了用“人”的容错性,设计方能与使用方长期频繁相处,全面深入了解校园内部不同人群的需求,从而转化成人性化的设计结果;合理的规划、功能布局和室内外空间设计,为师生提供高效便利、开放多元的教学研究环境,激发师生对生活和知识的热爱,鼓励创新与探索行为的发生。
通过西湖大学的设计实践,本文梳理了一种符合时代需求的新型研究型大学人性化设计经验,以供探讨。□
图21 交融共享的创新空间
图22 交融共享的创新空间