董丹申,范須壯,陳瑜,徐高婷
2015年3月,清華大學副校長、中科院院士施一公同南方科技大學校長陳十一、中國科技大學副校長潘建偉、北京大學饒毅等科學界名人向國家提交《關于試點創建新型民辦研究型大學的建議》并獲得支持;2016年10月,浙江西湖高等研究院正式成立;2017年,位于杭州市西湖區云谷小鎮的西湖大學項目正式啟動。整個校園項目用地面積約100hm2,其中,一期建設用地42hm2。校園建設工程于2018年4月開工,如今一期已完成“交鑰匙工程”,并全部投入使用。
西湖大學注重學科交叉融合,定位為高起點、小而精的新型研究型大學。相比于傳統大學,新型研究型大學由于教育理念和教育模式的不同,在校園規劃、功能布局、公共空間上均有所差異,傳統的校園建筑設計理論不能完全針對性地適用。本文通過研究西湖大學的人性化設計實踐,為新型研究型大學的建設提供參考(圖1、2)。

圖1 校園休閑廣場

圖2 一期校園整體鳥瞰
互聯網時代,知識創新成為社會發展的重要推動力量,也是未來大學的職能之一。大學的發展模式順應時代不斷改變,創造高水平科研成果和培養創新型人才的新型研究型大學[1],已成為影響國家競爭力的戰略資源之一,而新型研究型大學的核心是“人才”。因此,如何更好地滿足在校人員的科研活動及日?;顒?,同時滿足其物質和精神的需求,成為新型研究型大學設計的關鍵因素之一。
新型研究型大學的概念定義較晚,建成量少,我國尚未有一個成熟的建設體系[2]。為了適應新的教育理念、人才培養的要求,新型研究型大學與傳統大學在招生特征、教育模式、師生活動特征、學術氛圍及產學模式等方面存在諸多差異(表1),筆者歸納總結出新型研究型大學建設的4個要點如下:(1)學生的年齡結構相對較高,以研究生為主,自主能力強,生活場所需開放化、社區化;(2)需提供利于團隊式科研的研究空間,更多的自習、交流空間;(3)人員行為圍繞科研和學術活動展開,校園規劃應提供高效的科研環境與創新空間;(4)需提供學術交流場所,教學環境注重學術氛圍的營造,以促進學術交叉和創新;(5)校園規劃需考慮與城市的自由互動,資源共享[3-4]。

表1 新型研究型大學和傳統普通大學人群及行為特征對比, 徐高婷 繪制
(1)圍繞“人”的策劃先行
中國的大學校園建設熱潮持續了近 20 年,許多新建校園由于建設過程中缺乏導則作為設計依據,存在尺度不合理、缺乏整體性等一系列問題,為使用者帶來諸多不便[5]。大學校園建設為百年大計,投入巨大。為避免建設過程中出現決策失誤,造成人力、物力、財力的浪費,西湖大學在設計初期就引入圍繞“人”的策劃先行的方式(表2)?;凇叭恕钡氖褂眯枨蠛途裥枨?,對校園文化、布局規劃、建筑規劃等進行科學的策劃,多方共同制定設計導則,確保大學校園規劃設計的科學性和前瞻性。

表2 西湖大學建設策劃導則,徐高婷 繪制
(2)PI參與的設計流程
西湖大學采用了與國際相接軌的科研管理組織模式——“首席科學家制度”,即“PI制度”,強調首席科學家對其所負責項目的主導權和指導權[6]。課題組的數量和首席科學家的工作內容對建筑功能布局具有重大影響[7]。因此,PI團隊在設計初期即提供大量的實驗室設計參數,包括結構荷載要求、建筑凈高、環境潔凈度、照明條件、給水點位、溫濕度等。除提供基本參數外,PI團隊直接參與了實驗室區域的設計環節,包括平面布局設計、工藝設計、實驗臺和實驗室設備布置等環節?;谂cPI團隊的深度合作,建筑師和工藝顧問團隊可高效獲悉使用需求,最終對每個實驗室進行定制化設計,以滿足實驗室區域專業性強、精細化程度高的要求。
(3)高效容錯的基建模式
傳統的高?;J狡毡椴捎米怨苣J较碌闹笓]部模式,優點為權力集中,效率較高,便于交付后的維護和運營。缺點為項目管理水平主要取決項目部成員的水平和管理能力,項目風險容易轉化為用人風險[8]。西湖大學工程規模浩大,使用人群多樣,科研區實驗室種類繁多,工藝設計要求極高。因建設的復雜性,采取了特色化的基建模式:在以指揮部為主的基礎上,聘請全過程咨詢單位協助共管;在“PPP模式”下,校方使用、管理團隊和“PPP”管理運維團隊全過程介入,并引進校外專業團隊的力量形成優勢互補。在保證基建管理高效有序的同時,增加約束和協調機制,有效規避風險,增大用“人”的容錯性。
校園規劃建設涉及政府部門、基建團隊、全過程咨詢團隊、校方團隊、設計團隊、施工團隊等多個主體(圖3),各主體的職能不同,需求復雜多樣。在設計過程中引入多方參與,可界定多方主體的利益差異,實現公平博弈;校方團隊參與共建,使得設計團隊能全程與使用方直接對接具體的需求,以保證人本設計理念得以貫徹。

圖3 共建主體
共建模式存在于整個建設流程之中,包括策劃階段、方案設計深化階段、施工圖設計階段、后期運營維護階段。參與方式多為集中開會討論(圖4、5),以學校基建團隊與設計院為主導,整理問題框架,組織協調各方進行探討,并在會后生成完整的會議紀要作為設計依據。由于建設單體類型廣,數量多,共建的會議討論根據專題類型、參與人員分組并行開展。共建工程涉及的專業團隊眾多,具有多學科視野的建筑團隊不僅需要在各個階段發揮領導和協同作用,更需在全過程中陪伴式參與,在各方博弈中根據專業素養提供專業建議,將各方需求轉譯為合理化設計。

圖4 西湖大學共建過程

圖5 西湖大學共建會議照片

圖6 一期校園總平面

圖7 學術科研島模型

圖8 一期校園整體鳥瞰實景
共建過程中,設計團隊與校方團隊建立了密切的聯系,對科研教學活動有了具體理解,也對其日常的生活、工作狀態進行了觀察總結:西湖大學的師資隊伍為國內外杰出的科學家,PI均有海外經歷,有國際化的視野和較高的生活品質追求。在工作狀態下,科研人員追求高效、便捷,對聲、光、熱等環境因素非常敏感;離開了實驗臺,科研人員并非全然理性,他們熱愛生活,興趣廣泛,有著豐富的生活情調和藝術審美。作為社會個體,他們有情感交往需求,也有對身份認同的渴望。正是通過共建的模式,設計方得以了解學術科研環境之外科學家們的個體需求。這得到了使用方的正向反饋,成為校園人性化設計依據的重要補充。
校園師生的行為圍繞科研教學和日常生活展開。與傳統普通大學相比,新型研究型大學強調教學與研究相結合,提倡資源整合和學科交叉;校內的常住人員不僅包括學生(本科生、研究生、博士生),也包括從事科研教育工作的教師群體(教授、講席教授、校長),具有多人群的特征。
為達到全校師生日常步行交通的高效性和均好性,西湖大學采用以教學科研區為中心,以生態水環為過渡,校前區、生活區與運動區環形布置的規劃架構,實現科研教學區10min步行尺度可達性。環形布局增大了科研教學區與生活區的聯絡邊界,在這之間置入餐飲、運動、娛樂、學習等公共服務設施,實現服務范圍的最小化。為教學科研、生活帶來雙向便利的同時成為各人群交往的活力空間。
教學科研區包含了校園所有教學科研單體,集約化布局增強了院系之間的內部聯系,有利于教學和科研資源的共享,促進學科交叉。生活區通過水系和路網劃分為相對獨立的生活組團,被賦予對應的身份主題,增強師生對社區的歸屬感。各組團內置運動場地、活動中心及咖啡廳以滿足日常生活的需要,功能混合的場所也成為師生非正式的交流空間。
生活組團沿街布置方便自由出入,滿足師生與城市互動的需求[9]。外圍部分的后勤綜合樓、體育中心、學術交流中心能夠與城市資源共享,為師生創新發展及產學研結合帶來更多可能性(圖6-8)。
科學創新和學術研究不是封閉、孤立的修行,在忙碌的學習、工作之余,科研人員有休閑放松或情感交流的精神需求;人才的培養也需要外部環境作為養分[10]。校園景觀作為不同組團的過渡空間,是重要的交流場所,對師生個人發展、研究創新起到重要的審美熏陶和精神引領作用[11]。西湖大學以環境育人為目標,打造了豐富的景觀空間。
環形水系是連接生活區和教學科研區的紐帶,兼具海綿城市設施的調蓄作用。與此同時,水系屏蔽了外部機動車道路震動對于學術科研島內高精密實驗平臺的影響,為師生提供生態、科學的學術環境。結合水系設計了12座人行橋梁及多處親水平臺,濱水漫步道與綠化結合,為校園提供了活力的濱水空間(圖9、10)。

圖9 親水平臺與學術環組團

圖10 理性與浪漫交融的景觀空間
核心區景觀彎曲的路網、綠化,結合學術會堂和學術環等核心科研建筑,在鳥瞰角度讓人聯想到“細胞”或“神經元”,營造出專屬于科學家的理性與浪漫交融的景觀空間,有利于科研人員塑造自我的身份認同。
校園內置的生活廣場和休閑廣場,為師生提供多樣化的交往空間。多個下沉庭院置入景觀大臺階,并與建筑單體的豎向交通結合設計。提供便利的同時,多樣化的漫游路線增加了步行系統的趣味性(圖11、12)。

圖11 濱水漫游空間

圖12 學生食堂與綠坡
(1)高辨識度的形象設計
豐富的校園形象能夠激發師生的創造性。西湖大學校園建筑色彩以灰白系為主,風格上追求同質型與異質型共存。學術會堂采用60根均分水滴狀造型搪瓷鋼板材質柱廊,每根柱子向一個方向旋轉相同角度,創造出現代靈動而不失古典韻律的氛圍(圖13、14)。

圖13 學術會堂富有韻律的水滴形柱廊

圖14 典雅的學術會堂
學術環組團的山墻面均采用大板塊鋸齒狀UHPC高強度混凝土掛板,以大尺度分隔展現科研建筑的沉穩性和探索科研高峰的創新性(圖15)。

圖15 基礎醫學樓與生命科學樓

圖16 色彩的理性提取

圖17 立面的藝術創造
四大學院的立面被賦予不同的主題顏色,以此提高建筑的識別性,便于來訪人員辨認。立面的色彩提取靈感來自于色環,通過玻璃內襯彩色鋁板和彩色鋁板型材組合進行設計創作,是科學與藝術的融合。學院立面整體和諧統一又不失個性,體現科學的創新精神(圖16-17)。
(2)定制化、模數化的實驗室
四大學院的實驗室設計需滿足研究型教學和團隊式科研的模式,由設計團隊與PI團隊、工藝團隊共同設計完成,是專業化、定制化的結果。根據PI團隊的建議,學院的平面模式主要為單走廊模式,進深較大一側為實驗室區域,面積和功能布局根據各PI團隊的需求設計;另一側為辦公學習區,包含教授辦公室、大辦公室和學習討論室。為師生的教學溝通和科研團隊的協作提供便利性。
考慮到未來發展的需求,平面采取模數化設計。采用10.8m×9.6m的大開間柱網,便于單元模塊內實驗臺、通風柜及落地設備的布置。機房和豎向管井形成工藝模塊,核心筒、衛生間集中布置,實現大開間與小型實驗室單元的靈活轉換。底層7.2m的層高,可在后期使用中根據需求增設3m左右的設備夾層,作為彈性預留空間。二至四層5.2m的層高,兼容了實驗室和科研辦公的各種房間面積和層高要求。建成后可同時滿足300多個不同學科、不同研究方向的PI團隊和四大公共實驗平臺使用(圖18)。

圖18 四大學院三層平面功能分區
(3)舒適的科研環境
通過設計與工程手段優化聲、光、空氣等環境因素,為科研人員提供舒適的科研環境。外立面采用大尺度玻璃窗與遮陽系統,為室內提供良好的采光和通透的視野,并保證室內的舒適性。此外,通過對風環境的模擬,合理布置開啟扇的位置和開啟方式,組織自然通風,有效調節建筑室內的氣流效果。設備機房設置在角落,采用吸聲處理手段,減少機房噪音的影響。實驗室廢氣處理后均升至屋頂層排放,將影響最小化。
現代大學科研平臺空間和功能具有復合化傾向,目標是實現學生的全面發展以及創新型人才的培養[12]。學術環作為連接四大學院的交通要道,被打造為全時段、多人群的無界交流空間(圖19)。平面空間上,面向中心廣場的走廊尺度被放大至2個軸網,長度約500m,光線充足、視野開闊,成為科研人員思考、交流的空間場所。功能上,置入咖啡吧、報告廳、討論室、活動室、休息空間等,提供非正式交流場所與自主學習空間,增加各學科人群相遇和停留的可能性。垂直空間上,4層通高空間連通開放,上下串聯的大臺階,使科研人員得以在此駐足交匯,滿足科研人員的情感、交往需求的同時,促進學科共享和創新(圖20-22)。

圖19 學術會堂與學術環

圖20 學術環——明亮的入口大廳
校園內多元化人群結構的趨勢增加了對校園內道路交通可走性、公共空間暢通性、建筑室內外設施可達性的需求。西湖大學致力于建造一個全齡暢行的無障礙校園。設計通過無障礙交通規劃、無障礙生活服務設施、將智能融入校園的無障礙建設等方式,創建一個提供公平教育、自由學習和工作、開放包容的校園環境。標識導向系統的置入引導人們在特定空間方便快捷地獲取信息,準確到達目的地,彰顯西湖大學的人文關懷。
西湖大學的人性化設計,不僅體現在校園規劃設計上,也體現在基建過程中?!安邉澫刃小庇行П苊馊肆Α⑽锪Φ睦速M;“多主體共建模式”增加了用“人”的容錯性,設計方能與使用方長期頻繁相處,全面深入了解校園內部不同人群的需求,從而轉化成人性化的設計結果;合理的規劃、功能布局和室內外空間設計,為師生提供高效便利、開放多元的教學研究環境,激發師生對生活和知識的熱愛,鼓勵創新與探索行為的發生。
通過西湖大學的設計實踐,本文梳理了一種符合時代需求的新型研究型大學人性化設計經驗,以供探討。□

圖21 交融共享的創新空間

圖22 交融共享的創新空間