建筑系館專業教室空間設計策略探討

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摘要：針對現有建筑系館專業教室存在空間不足的情況，多數設計研究是從二維平面對單個空間進行精細化設計。由于空間既定，這類設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。通過對建筑系館專業教室空間使用研究，筆者發現教室空間在使用面積數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理論，增加時間軸的概念并從中挖掘專業教室可利用空間，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計方案。

關鍵詞：工效學；專業教室；空間設計；系統優化

引言

目前對建筑系館專業教室空間不足的設計研究，大多數是從單個教室空間入手進行精細化設計，也形成了較完整的理論體系，如教室空間的多功能化設計、功能使用的細節設計及功能復合使用等。但事實上，由于教室面積固定，也就是說僅從三維空間設計的角度展開研究設計存在一定的局限性，功能復合并不能提升教室人均使用面積，從而改善空間局促的現狀。我們從系統學的理念出發，運用人類工效學原理，加入時間軸的概念，從四維角度切入，對專業教室進行空間設計研究。人類工效學是一門運用系統科學理論與系統工程方法，研究各種系統中人與其他元素交互作用以及人—機—環境最優組合方案的科學，注重運用理論、數據及方法等進行系統設計并進行整體優化，在提高整體系統效率等方面具有積極作用[1]。在建筑系館專業教室空間設計研究中運用工效學的理念，可以從系統的角度對專業教室空間群體進行整體研究，發現并填補使用過程中的縫隙，提高整體空間利用效率，從而達到系統運行最優化、價值最優化的目標。“人生的瓶子”實驗是對這一理念特別形象的注解。在經典的人生的瓶子的實驗中，一個瓶子中放滿大石子后，還存在可以繼續放入小石子、沙子的縫隙。在本文的設計中，專業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”等的縫隙即是系統中可以再利用的空間，也是本文研究的重點。

1矛盾現象：人均使用指標與實際面積存在缺口、單位空間利用率低

1.1建筑人均使用指標與實際功能使用面積之間存在缺口

影響建筑系館專業教室使用的首要因素是面積。功能空間數量的減少及功能空間面積不足直接造成內部環境使用的不舒適感，從而降低教學質量。建筑系館專業教室面積是由《普通高等學校建筑面積指標》制定，規定包括各類學校的辦學規模及各學科的教室建筑面積指標。原則上辦學規模與教室建筑面積指標之間存在一一對應關系，也就是說規定的指標是可以滿足實際教學學習工作需要的。但在實際調研中，各個院校建筑系館專業教室仍存在功能使用不足的情況，說明教室建筑面積指標與實際使用時所需要的面積數值之間存在一定缺口。產生缺口的主要原因有：（1）建筑系館建設存在滯后現象，既有系館建筑無法滿足現有辦學規模與建設指標，專業教室實際面積與指標之間存在一定差距；（2）學科教學發展要求加大教研教室、實驗室建設力度，這在一定程度上侵占了專業教室的發展空間，造成專業教室面積的減少。除此之外，招生人數的增加、功能的不合理劃分等因素也會引起指標與實際面積數值之間缺口的增大，但這只是個別現象，本文不予以討論。在2018年《普通高等學校建筑面積指標》中，人均教室建筑面積為5.70m2/生，在這個指標下，學生可以較舒適的完成日常教學工作目標，但在實際建筑系館專業教室調研中，只有少數專業教室人均面積可以達到這個指標，調研的人均專業教室面積大部分在2.8～3.6m2/生，較好的專業教室面積可以達到4m2/生。如果實際人均面積與指標差值在1m2/生，按照一個班30人，一個年級5個班，一共3個專業來算，在整個建筑系館專業教室建設中總面積差值可達2250m2以上，足可以建設另一個建筑系館了。

1.2單位空間利用率不高，仍存在可發掘空間

除了實際專業教室面積與硬性指標存在缺口外，專業教室空間利用率低也是客觀事實。在走訪中發現專業教室的使用率會隨影響因素變化而變化，包括學科課程安排、理論實踐課需求等。理論與設計課對教室的不同需求減少專業教室使用。設計教學為“學生繪圖設計—老師做單獨指導—學生做設計修改”的過程，每個學生有自己固定的學習位置進行所有的繪圖、模型等設計作業的完成，所以專業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生的交流，整體上會降低教學質量，所以出現設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，形成教室空置現象。受建筑專業課程安排影響，單個專業教室使用如圖1所示。在專業課程上課時間段，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%；在作業周期結尾階段，教室使用率上升至80%～100%。在學年課程安排上，專業課程數量固定，其余課程數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現有的階段性成果

國外對空間開放性設計已經形成一定的理論，由此發展而來的開放性空間也比較符合專業特點。由于國外建筑學院在教學理念上更加注重相同專業及不同專業學生之間的交流合作，其作業形式也多以設計小組為單位，不為學生專門設置設計教室，而是利用開放式空間刺激學生交流，刺激設計創意的產生以及概念想法的分享。例如，耶魯建筑學院改造后的利用帶型開放狀態的設計教室，將兩側工作區與中間的展示空間結合，通過帶滾輪的展板變換不同的空間圍合；美國哈佛大學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計，提升整體空間的使用頻次的同時設置支持空間如沙發、浴室、不清理桌面的圖書館等滿足學生物質需求。開放性設計在國內的實現存在一定困難。近年來由于國家政策導向及教學目標的變化，國內對學生的要求向自主學習、自主創新的方向發展，應對這種教學改革，高校開始對設計專用教室進行整改，希望可以營造適合教學發展的空間環境。國內一些研究認為教師與學生之間基于傳統的逐桌輔導機制的垂直師生關系將逐漸被研討小組的水平師生關系取代，學生之間的結構關系也逐漸由獨立思考的個人模式轉為團隊多人討論模式[2]。專用設計教室空間逐漸被打破，開放式教學空間開始盛行。一些優秀的改造實踐的核心理念是引入技術或理念，利用功能的復合使用，在同一空間植入不同功能，提高空間使用效率。例如東南大學建筑學院中大院的可移動構建體系、清華大學建筑學院引入的多層次社區化理念等。但是也存在很多改造設計在實際使用中是不能達到預期目標的，這是因為國內外在教學體系、招生人數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體系決定，其發展走向存在一定的必然性，國內的選課制度大部分還是以班級為單位進行，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遠小于開放性設計所需面積，導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，達到提升整體空間使用效率。這一基于工效學中的提高系統或機體使用效率的手法，在國內環境下也具有可行性與操作性，從而更好地實現開放性設計。

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教室使用過程的研究，挖掘教室空間空置的時間階段，進行再次利用，達到空間最優化利用。

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）單個專業教室具體使用量，單日使用頻率隨課程安排7天進行一個循環，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，專業課即必須使用專業教室的時間相對固定，一定不用專業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，專業教室可被額外使用的時間是隨年級增長而增長的。根據年級課程時間安排特征，低年級課程多為2個課時，專業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

建筑學課程特點之一就是在一個學期中存在2～3個作業周期，一個作業周期中完成一份設計作業。在一個作業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教室的需求量呈現無、少量、中量、少量、中量、大量（圖3）。其中方案設計階段對專業教室需求與作業趕制階段對專業教室需求呈現一個相對突出的反差，結合周期課程總量與作業時間，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，根據不同年級數據會略有差別。

4基于工效學指導下的方案與策略

4.1引入繪圖專有空間形式，根據年級分階段租用

繪圖專有空間為教學作業所需繪圖功能設置的空間，主要提供專業課程上課使用，空置時可被納入租賃系統，根據學生自習情況自行租借。根據建筑學專業教室周期特點可以發現，專業教學授課與作業的結合度隨著年級的升高由緊變寬松，在專業教室整體必要利用時間上呈現一個下降趨勢。從繪圖工作的介入程度上來看，低年級的專業課程中需要進行模型制作及手繪圖的作業，在作業過程中繪圖桌必不可少，對工作地點需要固定；越到高年級，作業形式開始由手繪轉為電腦繪制，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，具體租用設置如數量、位置與管理模式上應符合年級特征。首先，保證低年級繪圖教室的保有量，具體教室數量根據各學校規模決定。低年級在專業課程安排上一周中僅有兩個半天的學時固定在專業教室上課，其余課程多為基礎理論課。理論上是有可被租賃使用的時間，但在課程研究中發現基礎課多為2個學時，課程銜接中存在的時間段間隔不能保持較為完整的自習時間量，實際上不是優質的使用資源。與此同時，對低年級學生而言，固定繪圖教室有利于培養凝聚力，快速融入大學生活。因此，綜合考慮下應為低年級提供固定的專業繪圖教室。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行作業工作時一般課桌即可滿足工作要求，在上課這類專業教室必要使用階段，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量，將節約出的空間植入新的教學功能，滿足新的教學目標的要求；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生提供自習空間。

4.2提高座席利用頻率，綜合利用教學空間

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。分課程租賃是通過教務系統的課程安排，輪流對繪圖教室進行規劃使用，主要面對中高年級專業課程開放；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，對單個座位或多個座位為一組進行使用時間租賃，主要面向自習的學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、班級等集體性質的團體進行租賃，例如針對建筑學畢業班的畢設可以進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進行合理安排。在具體教室數量及座席的數量安排上可以重點參照幾個參數，專業實踐課程總量、專業理論課程量與各年級自習地點傾向。專業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天供學生進行作業修改。所以繪圖教室數量應滿足對應年級對應班級數量，并能夠在上半周進行專業課程的一次循環。專業理論課程量與各年級自習地點傾向共同決定理論課教室數量及座次安排數量，其中傾向的自習地點為主要因素。中高年級學習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，所以其自習地點包括但不限于教室、圖書館、閱讀室、宿舍等，例如在調研中班級自習占有率一般在20%左右，利用經濟管理手段如刷卡、預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。

結語

在教育改革的熱潮下，建筑系館應該在教學空間方面對新的教學目標作出積極應對。在工效學研究的幫助下，既有建筑系館專業教室系統可以通過時間管理的手段呈現出新的面貌，更好地與新的教學功能、教學方式相適應。這樣的新面貌的產生，是基于國內的建筑教學模式的，是有理可循的。

參考文獻：

[1]馮陽.與時俱進的人類工效學[J].南京工業大學學報(社會科學版),2004(04):71-81.

[2]張利.設計教學空間的立場[J].世界建筑,2017(07):8-9.

作者：王心怡 馮陽 單位：南京工業大學建筑學院