李莘茹

張 元

劉君浩

建國初期我國政府效仿“蘇聯(lián)模式”，對高等院校教學(xué)體系進(jìn)行了全面調(diào)整。眾多院校被拆分并獨立開辦以工科為主導(dǎo)的“專才教育”體系，“一系一樓”教學(xué)模式開始盛行，建造了大量的實驗樓等大跨度、廠房式建筑[1]。改革開放前后政府鼓勵建設(shè)校辦工廠作為學(xué)生“工學(xué)一體”、“勤工儉學(xué)”的重要基地，全國高校開始逐步實施校辦工廠的教學(xué)模式[2]。隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展所帶來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，校辦工廠逐漸落寞。

如今隨著高校學(xué)科建設(shè)與生源的不斷擴(kuò)招，高校急需改善現(xiàn)有的辦學(xué)條件以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，而新建或擴(kuò)建無疑增加了高校與政府的財政負(fù)擔(dān)。同時國家對工業(yè)遺存的更新改造也逐步重視起來，目前我國工業(yè)遺存的更新改造主要是以盈利為目的，高校建筑中的工業(yè)遺存更新改造對于上述問題存在一定的交叉互補(bǔ)性[9]。本文通過具體案例進(jìn)行改造手法的對比研究，以期為高校建筑中工業(yè)遺存更新改造設(shè)計提供借鑒與參考。

1 高校建筑遺存案例選取

“工業(yè)遺存改造成校園建筑”這一話題在工業(yè)遺存改造里是比較新穎的，高校在建設(shè)發(fā)展過程中遺留下來的工業(yè)廠房類建筑多是校辦工廠、實驗室、企業(yè)單位遺留下來的，其改造方式也多有不同，本文是基于工業(yè)遺存改造成校園建筑的一種縱向剖析的思路，研究對象的選取滿足以下原則：①工業(yè)遺存是校園建筑中本來就存在的，并不是在廢棄的工業(yè)廠房上建設(shè)新建筑；②工業(yè)遺存有著一定的歷史價值；③工業(yè)遺存改造再利用必須有其側(cè)重點。因此，本文實際案例選取與分析具有很強(qiáng)的針對性，而每個案例改造的重點也存在著差異性。本文通過內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑系館（原機(jī)械廠）、中國礦業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計院（原鍋爐房）、上海財經(jīng)大學(xué)圖書館（原鳳凰自行車三廠）三個工業(yè)遺存改造項目案例，以結(jié)構(gòu)體系、功能置換、空間塑造、生態(tài)技術(shù)四個方面作為切入點進(jìn)行分析。

2 高校建筑遺存改造分析

2.1 結(jié)構(gòu)處理

（1）結(jié)構(gòu)保留與加固

上海財經(jīng)大學(xué)圖書館改造尊重原有廠房的結(jié)構(gòu)形式，通過對原有結(jié)構(gòu)的保留與加固，將建筑表皮的窗戶排布韻律作為外立面改造的重點，以2200mm窗戶面寬作為尺度，最終使得原廠房的建筑形態(tài)與圖書館大致相同，改造后的建筑外觀簡約規(guī)整，也符合舊工業(yè)建筑表皮語言特質(zhì)。在建筑內(nèi)部改造方面通過混凝土外包柱子，對其加固同時也擴(kuò)大了柱截面。通過增加縱筋和箍筋以使得原有結(jié)構(gòu)體系的延展性與剛度大幅提升。新舊結(jié)構(gòu)銜接處則是通過植筋的手段來提高粘合度，并拆除結(jié)構(gòu)體系以外的柱間連接梁，建立縱向框架體系，將原鉸接點做成剛接點[3]。

（2）結(jié)構(gòu)拆除與復(fù)原

中國礦業(yè)大學(xué)老鍋爐房經(jīng)過多年廢棄閑置，內(nèi)部設(shè)施均已老化，但承重結(jié)構(gòu)并沒有受到破壞，共計2層，局部3層。一層因內(nèi)部布滿不規(guī)律的構(gòu)造柱，導(dǎo)致空間破碎，為重組內(nèi)部空間關(guān)系，改造過程中將不具有利用價值的結(jié)構(gòu)與設(shè)施進(jìn)行拆除，賦予舊工業(yè)建筑新的實用價值，讓具有歷史價值的原有結(jié)構(gòu)體系實現(xiàn)有序重組[4]。

（3）新舊結(jié)構(gòu)的脫離

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑系館的改造僅在主入口處新建了玻璃門廳，并采用了與主體結(jié)構(gòu)相脫離的框架結(jié)構(gòu)，避免對舊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。新建部分沿用工業(yè)氣息十足的牛腿柱作為支撐構(gòu)件，靠近外墻內(nèi)側(cè)的柱與原廠房的柱并置，梁架和屋面板等構(gòu)件不經(jīng)修飾直接外露，延續(xù)舊工業(yè)廠房粗獷的、具有年代感的風(fēng)格[5]；中國礦業(yè)大學(xué)鍋爐房改造中，新的框架體系在舊的排架體系基礎(chǔ)上，通過“L”型柱半包圍舊柱子，中間留有10cm縫隙用輕軟材質(zhì)填充，外部粉刷成為一個整體，新結(jié)構(gòu)體系與舊排架體系巧妙地結(jié)合[4]。

2.2 功能置換

（1）大跨結(jié)構(gòu)

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑系館原結(jié)構(gòu)為大跨度鋼筋混凝土桁架結(jié)構(gòu)，改造的首要任務(wù)就是對空間進(jìn)行有序劃分與重組。改造后的功能可分為教學(xué)、圖書閱覽、開放展示、辦公、報告廳和藝術(shù)沙龍六個部分。其中報告廳完整而獨立，辦公區(qū)較為私密，教學(xué)區(qū)為鏤空磚墻和玻璃墻圍合的半開放區(qū)域，展覽區(qū)和藝術(shù)沙龍為完全開放的公共區(qū)域，各功能分區(qū)動靜結(jié)合、彼此聯(lián)系。內(nèi)部空間除教室、畫室、閱覽室等之外，最具有特色的功能空間應(yīng)屬藝術(shù)沙龍區(qū)，兼具吧臺、小型演出、學(xué)習(xí)交流空間的功能。

上海財經(jīng)大學(xué)圖書館，原廠房由7層的車間和5層的倉庫組成，原有建筑內(nèi)部空間的標(biāo)高關(guān)系復(fù)雜，層高與圖書館層高有較高的重合度，而局部大層高的空間可以建造夾層，以獲得更多的使用面積[3]。通過優(yōu)化內(nèi)部流線，增加自習(xí)座位與閱覽面積，同時擴(kuò)展新的功能空間，適應(yīng)現(xiàn)代高校圖書館的發(fā)展需求。改造后圖書館大致可分為行政辦公區(qū)、借閱區(qū)、輔助閱覽區(qū)、學(xué)術(shù)報告廳四個功能分區(qū)。

（2）常規(guī)結(jié)構(gòu)

中國礦業(yè)大學(xué)鍋爐房改造前是校園建筑中附屬的功能用房，原建筑一層為大開間、大跨度的鍋爐工作空間。建筑東面擺放著燒鍋爐的設(shè)備，廠房內(nèi)部主要用于堆放煤炭和工人操作。二層上部與下部是大面積橫向開窗，曾經(jīng)作為鍋爐房的辦公區(qū)，空間開敞、沒有任何隔斷，在改造時中間預(yù)留中庭和交通空間，其他面積都作為辦公空間。三層是處理煤炭的操作間，與運煤廊相連，保留主體的空間，其他兩處建筑局部內(nèi)收形成的平臺。在考慮對三層主體結(jié)構(gòu)空間處理時，決定采用將功能空間放大化，將主要空間作為設(shè)計人員的辦公空間，將兩處屋面空間改造成設(shè)計人員交流空間（表1）。

表1 中國礦業(yè)大學(xué)（徐州文昌校區(qū)）鍋爐房改造前后對比

（3）特異結(jié)構(gòu)

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑系館中，煙囪作為校園中的標(biāo)志物，在改造之初有意使煙囪通過雨棚與門廳聯(lián)系在一起，改造后的煙囪與雨棚結(jié)合猶如傘與傘柄一樣，使煙囪成為了學(xué)生們駐足交流的場所（圖1）。中部院子保留室外鍋爐，通過拆除部分維護(hù)結(jié)構(gòu)和增添臺階，改造成為了一個印有年代與勞動的空間縮影（圖2）。其空間圍合感很強(qiáng)，吸引著很多師生至此體驗與聊天。這兩個局部空間是對于異性結(jié)構(gòu)功能置換的一個縮影。它不僅讓我們認(rèn)識到了異型結(jié)構(gòu)功能的獨特性，而且通過對原有構(gòu)建植入新的功能，會使異型結(jié)構(gòu)煥發(fā)出新的活力[6]。

圖1 煙囪改造

圖2 室外鍋爐改造

2.3 空間塑造

（1）內(nèi)部空間塑造

水平劃分。建筑系館內(nèi)部空間分隔主要采用紅磚隔斷，同時采用玻璃隔斷來弱化空間的限定。內(nèi)部空間采用長廊進(jìn)行聯(lián)通，豐富了水平空間的流通性。室內(nèi)空間與室外空間通過材質(zhì)界面的轉(zhuǎn)變，給室內(nèi)空間創(chuàng)造出“界定”空間；中國礦業(yè)大學(xué)鍋爐房改造之前，內(nèi)部空間較雜亂。在內(nèi)部空間水平劃分時，主要采用“水平隔斷”與“水平合并”兩種手段。根據(jù)功能的需要，鍋爐房的內(nèi)部分隔采用了實墻分隔，因二層、三層分隔為大空間辦公，考慮到采光的需求，對此采用玻璃作為隔斷的材料。鍋爐房結(jié)構(gòu)體系主要分為3層主體結(jié)構(gòu)和2層附屬結(jié)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)與附屬結(jié)構(gòu)被一堵實墻阻隔。在改造過程中，可以將兩個空間合并成適宜工作的場所，且局部二層中存在很多分隔的小房間，這樣的房間是不適宜辦公的，所以在改造過程中，將原結(jié)構(gòu)的隔斷合并，之后分隔成辦公區(qū)。

垂直劃分。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑系館改造方案將單層廠房內(nèi)部通過夾層手段，改造成三層教學(xué)空間。內(nèi)部用一部直跑樓梯將垂直空間相連接，樓層空間采用退臺的方式使垂直空間更加有層次感。拆除局部樓板將上下垂直空間合并，營造出十余米的大廳，具有引導(dǎo)作用；上海財經(jīng)大學(xué)圖書館改造采用夾層的手段垂直分割出局部閱讀空間，車間與倉庫中間存在三層連廊，改造時為了采光的要求，將三層連廊改造成為了五層高的采光大廳，其做法不僅改善了大廳的采光作用，而且為負(fù)一層創(chuàng)建了很好的閱讀空間（表2）。

表2 內(nèi)部空間垂直劃分手法

（2）外部空間塑造

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑系館原廠房建筑存在著兩個院落空間，改造過程中通過對原廠房的東側(cè)放置吊車整合成第三個院落，形成了東、西、中三處院落。西部庭院可以引導(dǎo)人流，中部庭院作為主入口，起著解決和疏散主要的人流聚集場地的作用。東部院落采用植物與鏤空的墻磚對場地進(jìn)行了限定，使視線既開放又被遮擋。對室內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行改造時，設(shè)計者對各種功能界面進(jìn)行塑造，新的空間被界定起來。由于不同功能的界面在空間上相互聯(lián)系，創(chuàng)造出引導(dǎo)、圍合、聚集多樣的空間，通過融合橋、入口大廳、親水平臺等設(shè)計元素，加強(qiáng)了建筑之間、建筑與景觀之間的聯(lián)系。使空間與空間進(jìn)行著平行或交叉的對話。原老廠房院落的樹木都被完整保留，為室外活動場地提供大片的陰涼；環(huán)繞主入口玻璃廳的淺水池從室外延伸至建筑大廳，使室內(nèi)外空間相互滲透；廢棄機(jī)器成為雕塑散落在建筑周圍，喚起人們對于舊工業(yè)生產(chǎn)時代的記憶。

2.4 生態(tài)技術(shù)

（1）廢棄材料再利用

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑館為了能夠使改造后的建筑空間延續(xù)老廠房的生產(chǎn)記憶，將拆除的廢棄材料與構(gòu)件進(jìn)行了歸類整理，并應(yīng)用于改造設(shè)計中，賦予了新建筑歷史性元素。真正實現(xiàn)了“變廢為寶”，不僅降低了建筑材料的消耗，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，也實現(xiàn)了工業(yè)文明的傳承，并創(chuàng)造出了老廠房新的藝術(shù)價值（表3）。

表3 改造過程中廢棄物的再利用

（2）被動式通風(fēng)

建筑系館中保留著原有煙囪、地道，為了改善室內(nèi)空氣流動質(zhì)量，改造設(shè)計將地下生產(chǎn)通道、室內(nèi)空間與煙囪連接在一起，地下通道處設(shè)有水池[6]。在夏季，當(dāng)進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)吹入地下通道，水池中的水改善空氣濕度，進(jìn)而改變室內(nèi)舒適度。在冬季時，由于地下通道與屋頂集熱板有聯(lián)系，在空氣進(jìn)入后可減少冷空氣的涌入和改善空氣的干燥度。有效地保證了室內(nèi)熱量的供給和良好的舒適度（圖3）。

圖3 利用煙囪設(shè)計的被動式通風(fēng)系統(tǒng)[8]

（3）內(nèi)部保溫措施

中國礦業(yè)大學(xué)鍋爐房為東西朝向，西立面大面積的幕墻開窗，導(dǎo)致建筑夏季西曬問題十分嚴(yán)重。為降低西曬造成的高溫，改善房間的使用舒適度，設(shè)計采用雙層皮的處理手法，新舊結(jié)構(gòu)間形成一段空隙。內(nèi)墻與外墻中空進(jìn)深700mm，外墻為原有墻體，內(nèi)墻為新做的輕質(zhì)隔墻，層與層之間的空隙鋪設(shè)鏤空格柵。下設(shè)深450mm的水槽，內(nèi)接自來水水管，夏季炎熱天氣可及時換水，與雙層皮頂部的噴霧裝置配合使用降低溫度[4]。頂部接太陽能風(fēng)機(jī)，以光伏電板發(fā)電帶動風(fēng)機(jī)抽出雙皮層內(nèi)部的熱風(fēng)。夏季開啟頂部與底部的窗戶促進(jìn)氣流流動降低室溫，冬季關(guān)閉窗戶實現(xiàn)雙層保溫（圖4）。

圖4 雙皮層做法示意圖

結(jié)語

通過對三個較為成功的實際案例進(jìn)行分析研究，可發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑系館合理地利用原有廠房空間場所，經(jīng)過有機(jī)更新，豐富了建筑學(xué)院的教學(xué)功能的同時改善了周邊環(huán)境，促進(jìn)了室內(nèi)外空間的融合，使校園的整體人文環(huán)境得以延續(xù)與復(fù)興。中國礦業(yè)大學(xué)鍋爐房憑借著極具工業(yè)氣息的建筑造型，通過對其結(jié)構(gòu)與立面的修繕改造，采用了多種新技術(shù)與新工藝，并引入了低碳節(jié)能的設(shè)計理念，力求將鍋爐房改造成順應(yīng)時代發(fā)展趨勢的綠色建筑，將其改造成為一個現(xiàn)代化的辦公場所[7]。上海財經(jīng)大學(xué)圖書館的改造是對舊建筑的空間秩序以及交往空間的重組，營造具有多功能、多單元的學(xué)習(xí)活動空間。不僅是對人文環(huán)境的延伸，也成為了校園內(nèi)部一處靚麗的風(fēng)景。本文是基于當(dāng)下工業(yè)遺存多元化改造與高校建筑空間拓展的交叉互補(bǔ)研究，目前國內(nèi)對此分支研究較為缺乏，希望在一定程度上能夠豐富并完善高校建筑中工業(yè)遺存的設(shè)計理論，也為相關(guān)類型建筑設(shè)計提供參考和借鑒。

資料來源：

表2中的圖片、圖3：參考文獻(xiàn)[8]；

圖4：中國礦業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計咨詢研究院有限公司；

文中其余圖表均為作者自攝、自繪。