动态·系统·可持续:关于世界一流大学校园历史建成环境再生的思考 | 杨一秀 王涤非 江立敏 | 时代建筑2021年第2期
本期主题文章简介
当代大学的发展正在经历一场由多方面因素引发的深刻变革,这些因素包括信息技术的飞速发展,学习方式与知识传播模式的改变,研究机构与学科发展的变化,校园生活与社交空间的变化,等等。大学的变革也同时影响着校园空间的发展,本期主题聚焦于当代大学校园空间,这一主题涉及广泛的跨学科研究和丰富的设计话题。
江立敏等人结合对世界一流大学的考察研究,按宏观—微观、公共—私密、实体—虚拟的逻辑关系,提出校园空间进化的四个维度——城市空间、群落空间、个体空间和虚拟空间,尝试建构一种面向未来的大学校园空间整体观。杨一秀等人通过研究世界一流大学校园历史建成环境的再生案例,提出以“评估—执行—后评估”为循环的动态规划策略,论述了整体、共享、复合的系统化再生原则,以及绿色可持续再生策略在校园历史环境中的应用。丹尼斯·派普斯等人通过Sasaki在美国、亚洲和拉丁美洲的实践案例详细阐述了后疫情时代校园发展的未来趋势,指出设计者必须在不同尺度和层面实践弹性设计,与教育者合作,共同创造21世纪灵活多变的“生—学—研”培养模式。邓巧明等人基于现有的人与人偶遇交流从而激发科研合作创新的相关研究,提出人与科研信息的偶遇在促成科研人员彼此了解、交流进而合作方面的重要性,校园空间结构与布局对这种偶遇具有重要影响。罗伯特·西姆哈对比了不同社会角色影响下的哈佛大学与麻省理工学院两种校园空间模式,认为大学校园的空间形态应当反映办学宗旨和组织结构,并为其时代使命服务。在王志磊对张永和的访谈中,张永和阐述了对本体建筑学、超越专业的建筑学、建筑育人的深刻思考,并介绍了由此思考而创作的非常建筑事务所的最新作品——中国美术学院良渚校区规划与建筑设计。
主编:支文军教授
动态·系统·可持续
关于世界一流大学校园历史建成环境再生的思考
Dynamic · System · Sustainability
Reflections on the Regeneration of the Historic Built Environment of World-class University Campuses
杨一秀 王涤非 江立敏 YANG Yixiu, WANG Difei, JIANG Limin
在线阅读
一个有生命力的系统应该不断地加以维护和更新,以保持它的平衡和协调、保证它品质的整体性。
——克里斯托夫·亚历山大(Christopher Alexander)
1 校园历史建成环境再生的紧迫性
世界一流大学校园普遍经历了上百年的发展,积淀了深厚的历史底蕴。这些透露着校园文化气息和特质的历史建成环境,包括历史空间结构、历史片区、纪念建筑及其环境。它们记载着空间和场所的历史记忆,充满了丰富而多样的史料价值。这里的一草一木、一砖一石所包含的文化价值,可以激发现代人的艺术和审美的情感。此外,它们所传承下来的当时当地的建造智慧,体现了其中包含的物质功能价值[1]。
但是由于时代局限,这类校园在当今发展中遇到了不可回避的矛盾。随着城市的扩张,初建于城市边缘的校园已成为城市中心的一部分,互相制约了发展;有些校园规划结构在长时间发展中变形走样,越来越背离初衷;校园中的交通骨架不堪重负,停车空间严重不足;校园中的师生不仅在人数上,在需求、舒适度要求及使用方式上都远远超越百年前的预见;更不用说层出不穷的新学科,灵活多样的教学需求,让历史空间难以承载;老化的结构、陈旧的设备、高能耗的建筑都与当下绿色可持续的校园精神相矛盾。
校园历史建成环境再生,指对既有或历史性建造物及其环境进行修复完形,或对功能废弃者进行功能重置,提倡修旧利废、活化复兴,而非大拆大建、拆真造假。在有限的资源与财力下,最大限度利用尚存本体进行再生的方式,比新建的方式投资少、见效快,耗费资源少,因此更为普遍和基本。另外,建造物保质期一般为50~100年,大部分建筑未到建筑使用年限,结构安全有保障,可以以再生方式循环使用。
回顾中国的“双一流”大学,除了那些历史悠久的老校区亟待更新,在21世纪初扩建的“新”校区也已有近20年的历史。越来越具有挑战的学科发展,越来越不同以往的学习方式,都对老校区提出了改造再生的需求。未来校园的规划更新和存量改造会是一个持续、长期的任务。本文中所研究的历史校园样本来自教育组织“Quacquarelli Symonds”所发表的年度世界大学排名(简称“QS榜单”)中名列前茅的大学,涵盖了美洲、欧洲、亚洲和大洋洲。它们中的大部分从20世纪八九十年代开始就经历了更新再生的实践,并且几十年来在校园发展方面取得了有目共睹的成效。这些大学目前的国际排名也验证了它们的发展策略经得起时间的考验。通过对这些校园历史建成环境再生案例的考察、分析和比较,对其方法和理念去芜存菁,对于中国正在大量进行的校园历史建成环境的更新改造工作具有指导和借鉴意义。
2 校园历史建成环境再生的动态规划策略
校园规划是针对一段时期,一定人数规模所制定的。而在变化越来越迅速的今天,200年前那种偏重具体、完整面貌描绘的“蓝图式”规划,变得很受局限;而有弹性、框架式、循环式的动态规划,可以每隔一定时间结合现状对已有的规划进行评估和调整,以持续性、渐进性的态度应对未来不可预见的变化,在历史建成校园环境的再生中变得更具操作性[2]。华盛顿州立大学每4到8年就要颁布一次总体规划文件,加州大学伯克利分校、耶鲁大学、卡内基·梅隆大学、多伦多大学发布总体规划文件的间隔都在10至15年之间,而大部分世界一流大学都有近期和远期两种基本规划供灵活变通。
2.1 评估和分级
对校园整体的历史建成环境进行全面、综合的评估是动态规划的第一步,分为三个层面:针对规划层面,包括总体指标、规划结构、交通组织、功能布局、景观和开放空间系统、校园管网等;针对建筑层面,包括建筑风貌、历史价值、建筑物寿命、使用需求、结构安全性、设备能耗分析;此外,还需从艺术以及人文精神价值全面地进行分析评估。
世界一流大学在长期发展过程中,某些阶段的建设或历史事件对校园整体空间结构有所破坏,导致其失去了原有特色,需要对其空间结构重新梳理。比如,斯坦福大学在长期建设中,一度因为新建筑未遵循原有方院布局,呈现独立、行列分布的状态,空间凌乱无序;车行环路和大量停车场使核心区域与校园外围割裂,校园失去了原有的特质。加州大学伯克利分校的草莓溪谷是校园重要的生态廊道,但20世纪60年代后的建设将高层教学楼安排在中轴线上,违反了尊重自然的建设原则,产生了负面影响。华盛顿大学中心轴线上的庄姆海勒喷泉是校园的标志性景观,成为一代经典,但水资源消耗量较大,不符合现代绿色校园的可持续理念,也成为评估的问题。
根据确切真实的评估数据和校园升级目标,对整体校区建成环境进行划片分级,分析问题制定策略,是历史校区动态规划的第二步。昆士兰大学以历史环境品质为标准,将校园分为遗产级、高质量、20世纪90年代之后、可拆除四个类别。多伦多大学根据片区历史、建筑特点与开发模式,将校园分成八个区域。东京大学本乡校区、墨尔本大学等均在校园更新文件中从遗产价值角度对全部校园建筑进行了分类。
多伦多大学的规划分级
墨尔本大学建筑遗产价值分析图
2.2 细化目标和循序渐进执行
2.2.1 增量的实现途径
世界一流大学校园历经百年的发展,不管身处城市中心还是郊区,普遍存在容积率低、土地使用率低的状况,所以都面临校园增量的问题。研究发现,只有在全局角度合理协调容积率、建筑密度和校园空间高度之间的关系,才能兼顾开发强度与再生环境的安全、舒适和可持续性。
很多世界一流校园将评估分级中的重点特色区、历史保护区列为低密度、低容积率控制区,强化历史特色和设计亮点,而在一般区域,则通过向空中、向地下立体发展的策略,有计划地增加校园容量,提高容积率。
哥伦比亚大学的校园发展就是典型的容积率提高和立体化的过程。虽然目前总体容积率已高达5,但是洛氏纪念图书馆(Low Memorial Library)与巴特勒(Bulter)图书馆之间的中心草坪区仍然可以感觉到传统校园的氛围,在纽约下城区难能可贵。高层建筑分布在校园的边界,沿城市布局,并结合地形设置丰富高差,各种功能垂直布局,形成外高内低的整体空间。
东京大学作为典型的城市中心高密度校园,校园增量也是根据历史分区进行考量的:低密度开发区与一、二类历史空间高度重合,高密度开发项目位于历史环境外围和校园边界。值得称赞的是,东京大学在开发高密度建设区时,还特别注重对周边密集的居民住宅区的低影响,特别采取了局部降低建筑高度、栽种茂密绿植保持间距等措施,以维护和城市的和谐关系。
东京大学校园增量分级
东京大学空间结构
梳理校园内部未建设用地,拆除评估中保存价值低的建筑,见缝插针地建设增量也是历史校园中常见的方式。澳大利亚国立大学校园主轴线学生联合广场改建之前,校方对其间每一栋建筑加以评估考核,仔细甄别,兼顾校园历史风貌的传承、经济性和适用性。
向校园周边区域购买或置换不动产也是校园空间增量的一种常见的选择,比如麻省理工学院将曾经的城市旅馆改建为教学建筑,墨尔本大学将周边建筑置换为医学院大楼等,都是灵活的增量模式。
2.2.2 空间结构的梳理、强化和创新
斯坦福大学在设计师弗雷德里克·劳·奥姆斯特德(Frederick Law Olmsted)的初期规划中呈气势宏大的中轴对称式布局,椭圆形的广场、串联的方院组成鲜明的序列,拱廊、院落、红瓦、黄墙形成经典的“斯坦福风格”。但在其后的发展中,地震的破坏、新建筑的开发导致校园逐渐脱离了规划控制,造成校园空间割裂。1991年,HHP建筑事务所着手校园的更新,强调了空间及景观的连续性、整体性,增强层次感。其后建设的科学与工程方院、医学院更新都遵循了最初理念:在斯坦福的核心区延续了三个中心方院,强调轴线与院落空间;而中心区外空间以放射线形式,形成自由的建筑布局,两者相得益彰。
斯坦福大学校园增量分级
斯坦福空间结构
1910年,设计师克莱姆(Cram)、古德休(Goodhue)和福格森(Ferguson)确定了莱斯大学总体规划,以主次分明的轴线控制校园整体形态,串联不同的区域,形成有序的空间结构。但方德恩图书馆的建设却横置在主轴线上,不但将主轴空间景观拦腰截断,而且现代风格与原有风貌格格不入。1984年,西萨·佩里(César Pelli)着手修复,他将方德恩图书馆也作为历史建成环境的一部分,在此基础上,增加位于校园主轴线南侧的赫瑞大楼,平面为长条的“U” 形平面,凹进的庭院与北侧纪念中心的庭院南北呼应,不但回归并修复了校园的空间轴线,而且增加了空间层次,让历史空间焕发出新生。
1936年,昆士兰大学对不断生长的校园进行新一轮规划时,对水滴型核心区和三面临河的半岛这两大鲜明特征加以梳理和强化——保留水滴圈层结构、增加放射状轴线。调整后的校园结构不但更加清晰明确,而且更为灵活自由。昆士兰大学得天独厚的环境、历史真迹得以保留,也增强了核心区与城市的景观视线联系。
2.2.3 交通的梳理组织
历史校园的交通系统受时代所限,对于今天来说是不完善的,亟待更新。对其的梳理可归纳为四个方面:(1)维护校园中心区的步行环境;(2)在校园中心区外围设置车行系统、优化分类停车、智能化控制和管理;(3)建立发达的校园公共交通系统;(4)完善校园自行车系统,建立骑行专用道、优化停车区管理。
墨尔本大学位于墨尔本市中心,在新规划的地铁线路中,特增设墨尔本大学站,借助城市公共交通系统,解决校园人流的出行。在主入口南草坪下增建地下停车场,解决校区停车。在校区内部“移除”机动车,最大限度地利用步行路线,打通断头路,与城市形成视线和步行的通达,优化了校园历史中心区的步行体验。东京大学作为高密度校区,同样鼓励公共交通和非机动车的使用,对穿行校园的机动车实行进出两次收费,极大地限制了车流。
斯坦福大学校区分散,对机动车的依赖较大。但校园规定,不同身份人员持有不同色彩的机动车进校证,享有不同级别停车场的使用权限,并以停车地图对公交车、专用、物流、残疾人、一般停车场加以明确指示。大规模的停车设施设置在校园中心区之外,需要乘坐接驳公交车抵达校园中心区,校园公交站点一般设置在教学中心区外围、科研区、学生宿舍区、停车场附近。同样,斯坦福大学对非机动车的管理也很有序,对校园中每一处停车、维修点,都用自行车地图加以清晰描绘,便于师生使用。
2.2.4 功能的整合更新
一所一流大学承担的社会责任越多,它对于区域经济与社会的影响力就越大,所以如何更好地服务城市,成为校园再生的一个重要内容。尽管哈佛大学从来就是一所没有边界、融于城市的大学,但是他们进一步提出了“为哈佛下个世纪的发展建造全新校园”。他们通过改扩建哈佛大学艺术博物馆和卡朋特视觉艺术中心,将校园中的艺术研究成果打开、面向更多的公众,从而获得更大的影响力。悉尼大学位于城市路(City Road)上的综合组团复合了图书馆、艺术展示馆、学生公寓、餐饮等多重功能;综合体的底层广场向城市打开,设置了不同层高的平台、景观小品,各种艺术感十足的座椅,向社区提供文化艺术资源的同时,也丰富了校园活力;同时利用天桥巧妙地划分了公共空间,并穿越城市道路,连通主校区,实现了校园与城市之间的良好过渡。
在越来越多世界一流大学历史校区进行更新的案例中,对学生住宿区的功能整合,成为历史校园再生的重要内容。一方面,住宿区需要增量扩容,让更多的学生回归校园,增强校园文化认同感;另一方面,向功能复合化发展,变成社交、娱乐、学习的中心,塑造一种学习和生活紧密结合的社区氛围。墨尔本大学在2015—2025年城市设计框架中,提出了在校园核心区大量增加居住功能、开发商业服务及文化设施,提高舒适性和校园活力。宾夕法尼亚大学利用东扩机会,首选增加居住功能,并引入了体育休闲、商业零售、文化娱乐等内容,力图改善与周边社区的关系,引领街区复兴。澳大利亚国立大学联合广场改建中,在一个组团内融合了图书馆、教学、艺术展览、学习活动中心、宿舍、健身中心、餐厅、商店等多种功能区,通过引入更高密度的混合型社区功能,结合绿荫广场、河道景观布置,塑造了一个充满活力的校园核心公共区域,建成后也成为一个极具活力和人气的公共集会中心。
2.2.5 景观风貌和开放空间的升级
作为校园教学及生活的空间载体,校园景观真实地反映出世界一流大学的场所精神、学术传统和历史文化。在校园历史环境的再生中,保护原有的历史遗存及自然生态资源,对原本松散或消极的开放空间进行重新界定和提升,以塑造充满生机与活力的新环境变得十分重要。
特别是历史校园中心区,不仅是重要的步行交通枢纽,也是公共活动时供人流集会的重要场所,所以更需要结合景观和开放空间系统进行统一的规划控制,优化步行体验。比如东京大学1993年制定规划,以东西景观横轴串联起怀德馆、赤门、三四郎池、安田讲堂、农学部等多个校园历史风貌区,将它们有序地组织起来。多伦多大学在2011—2030年的景观规划中,不仅增加了景观节点的数量,并且强调了各个方向的观赏效果,以精心设计的铺装林荫道、小型绿地等,将相对独立和分散的景观节点联系起来,形成不同层次的景观网络,力图创造更有活力的校园空间。
2.3 后评估与动态规划策略
动态规划策略在世界一流大学历史建成环境再生中,以持续性、渐进性的态度应对未来不可预见的变化,后评估是将循环式工作流程形成闭环的重要环节。在这些历史校园中,校园更新通过近期(10 年左右)和远期(25 年左右)规划,对拟建建筑进行经济技术指标的控制调整和成本预算调整,总结上一阶段总体规划的完成情况,并调整制定下阶段目标。以多伦多大学为例,在1997年制定的建筑增量计划中,规划建筑多为多层,执行过程中发现无法满足长远需求,所以在2011年,对未完成的规划部分进行修正,增加了大量高层,进一步增加容积率。
多伦多大学1997年规划增量
多伦多大学1997—2011年增量
多伦多大学2011年规划增量
简·雅各布斯在《美国大城市的死与生》中认为,对历史建成环境的积极利用,应该“从追求洪水般的剧烈变化到追求连续的、逐渐的、复杂的和精致的变化”。而动态规划策略是针对这种变化的有效手段。
3 大学历史建成环境建筑组群的再生
从本质上说,历史校园的再生是在非全部拆除的前提下,全部或部分利用校园建成环境的一种方式。保护是前提,改造是手段,再生是目标。从原真性保护修复到无限接近于新建的改造,历史建成环境的再生是一个无级变化的复杂过程。从世界一流校园的实例研究中发现,注重系统性的再生已经成为趋势。
3.1 整体协调的策略
整体协调的策略包括两个层面:第一是空间层面,需要整体协调校园与城市关系,比如校园结构融入城市轴线,校园边界与城市的融合,校园公共开放空间与城市景观的过渡与融合;第二是时间层面,需要注重历史文脉,营造独特的校园文化环境。
3.1.1 西北大学瑞恩音乐艺术中心
西北大学本尼音乐学院所在的皮克·斯黛格音乐厅、里根斯坦音乐厅以及音乐博物馆位于西北大学东南角,东临密歇根湖,建造于20世纪70年代。几栋建筑虽然挨得很近,但各自独立,行人既无法自由地穿越,建筑之间也互不关联,室外空间十分消极。野兽派风格混凝土建筑,内部空间狭小局促,立面开窗狭窄,与密歇根湖景毫无联系。这片历史校园应该如何塑造,使学院提升,从而更适合现代音乐教育的更新计划被提上日程。
西北大学瑞恩音乐艺术中心整体协调的策略
随着“Z”字形的瑞恩音乐艺术中心的出现,这个问题迎刃而解。瑞恩音乐艺术中心“Z”字形的第一段北侧端部指向皮克•斯黛格音乐厅的主入口,西侧与老音乐博物馆互相呼应,限定出矩形草坪,在空间动线上将两者连成一片。在“Z”字形的转折部分,每层都与维根斯坦音乐厅有两处相连。在形体关系上,新建筑包裹着旧建筑,使得音乐学院终于有了三座表演场所:一座剧院、一座小型音乐厅和一座排练厅。而“Z”字形的另一段则充分利用的密歇根湖的开阔景观展开形态,像一件新的艺术品坐落在湖前的草地上。新大楼在材料上选择黄色花岗岩与高反射玻璃,与旧建筑微微泛黄的混凝土材质外观更为协调。通过瑞恩音乐艺术中心“Z”的缝合,三栋楼构成了西北大学东南角的音乐村落,新老建筑得到了共生。
3.1.2 哈佛大学艺术博物馆
哈佛艺术博物馆群由三座博物馆及四座研究中心所组成,从最早成立于1895年的福格艺术博物馆起,至今已跨越了百年。如今,封闭的建筑空间、零散的陈列布局不再符合哈佛艺术博物馆的学术地位,更不能满足师生的研究要求。
改建工程的设计师首先对博物馆群建筑进行了评估:布什·莱辛格博物馆和福格博物馆被列在保护建筑名录中,因而其乔治亚风格的立面和建筑体量将整体保留;而奥克士·萨克勒博物馆则可以拆除,为加建的新建筑腾出场地。
哈佛艺术博物馆群布局
在哈佛这样一个历史建成环境中,新建建筑如何尊重历史文脉、传承校园文化尤为重要。新建筑是一栋简约的现代风格建筑,它的体量与被拆除博物馆的矩形空间相似,表达了对历史场地的尊重。在比例上,新建筑的灰色石材体块略低于乔治亚红砖建筑的体量,比例协调谦逊。历史建筑的老屋顶被拆除,取而代之的是一个梯形玻璃屋顶,将新老建筑从空中合二为一。这个现代的玻璃屋顶每条边倾斜的角度都并非随意而成,设计角度保证人们从周围一定距离内看过来,视线都被建筑本身的体量遮挡,所以并不易被人觉察,以消隐的方式融合到环境中[3]。
哈佛大学艺术博物馆以消隐的方式融合环境
3.2 开放共享的策略
新时代的知识传播方式、学习模式日新月异。曾经修道院式的苦修,现在已经完全发生改变,学习从被动行为转向主动行为,从个人行为转向集体行为,相应地,历史校园也面临着从封闭独立到开放共享的转变。
东京大学本乡校区历史环境的更新再生计划极为复杂,一方面,面临校园内空间需要极大地增量,缓解空间不足的情况;另一方面,必须打破各个学部之间各自为政的局面,创造一个开放共享的校园,使历史校园焕发出新活力。
工学部2号馆老馆是自1923年关东大地震后校园保存下来的为数不多的重要建筑,建筑东侧比邻校园一、二类历史建成空间,所以新馆的构思首先立足于尊重并延续东京大学现有的规划与空间结构体系。高层加建部分与主轴线安田讲堂前的广场保持间距,借助高大银杏树的视觉遮掩,淡化存在感,维护场所空间整体性。新2号馆中庭改造是东京大学重构公共空间的重要策略。整合后的新馆中庭,是一个向外界敞开的灰空间,如同其他学部一样,把底层贡献给校园,让人们自由穿行,融合渗透在东大历史区的公共空间里,成为历史建成环境的延伸。但南北高差的微地形又使其有一个由动到静的过渡,增加了校园开放空间的层次序列。当被复合多种功能时,叠加使用者多样化的行为,这个场所成为多元的核心。工学部2号馆大楼新旧建筑的共生,也促使东大校园历史环境得到再生[4]。
3.3 复合集约的策略
在校园历史建成环境再生中,保持校园主体空间形态的基础上,增加空间层次,集约各个设计元素,可以极大地激发和提升校园的活力。空间的集约带来功能的复合,但最终表现为人的活动的多样性。
杜克大学西校区是在20世纪20年代由奥姆斯特德设计的,包括杜克教堂、图书馆、学生食堂、行政中心、教室以及宿舍楼,黄褐交杂的厚重石材外立面和高耸精致的白色尖塔拱券,映衬着被高大橡树环绕的中央草坪,成为杜克大学标志性的建筑组群。虽然一个世纪以来,这里都是校园中最重要的聚会和日常活动场所,但日久失修,建筑环境、基础配套设施、景观广场的美观度和质量都有明显的下降。从2007—2017年,经8家事务所近10年的改建,杜克大学西校区学生联盟发生了天翻地覆的变化。
设计师首先通过一系列架空的平台、阶梯和斜坡走道,梳理了三个不同标高层次的空间,对后勤服务区、学生活动区和步行联系区做了空间的区分,保证学生活动场地更安全和更舒适。通过连廊和平台,将更新后的食堂、新的活动中心以及学生健康中心,甚至将广场与附近的田径运动场、研究生部和被称为“深洞”的原生低地景观都串联起来,塑造了一系列多层次的校园公共空间和连续的景观,使得学生们可以从多个层次和方向走进这组西校区学生联盟。
杜克大学学生食堂
杜克大学在重建了一个复杂多层次的学生生活体系后,接着是对这组哥特式老建筑进行更新,其中最醒目的就是食堂的改造。项目由英国建筑师格雷姆肖(Grimshaw)担纲设计,在始建于1931年的哥特式旧楼中庭基础上,将一座用玻璃、木头和钢材搭起的“玻璃屋”镶嵌进了石头的主楼内。新立面透明的玻璃百叶立面,让整个食堂空间更开放、更通透,无论是白天还是黑夜,学生都能从建筑不同方位的多个入口处进入建筑内部。玻璃屋与老建筑之间搭建了玻璃桥连通,木质屋架得到了保留和修缮,而原本的哥特式尖券窗、壁炉、门头也能在新建筑内作为精致的装饰呈现。建筑内部设有餐厅的同时,还设有会议室、小型集会的多功能区,专供学校的俱乐部、社团使用。玻璃与石头,现代与古典,新与旧碰撞出的活力感染了所有人,这里成为学生最喜闻乐见的会友、交流的场所,成了校园的新中心。围绕着社区的建立和学生的参与来满足当代校园生活方式,展现了生气勃勃的大学气氛,使校园的历史建成环境获得再生。
4 大学历史建成环境的绿色可持续再生
1990年,号召高等学府致力于环境保护与可持续发展的“塔乐礼宣言”(The Talloires Declaration)在法国塔乐礼杜夫特大学签署,从此这一宣言成为各国大学推动可持续发展的标志性事件。随后,越来越多的世界一流大学在校园更新中启动了“绿色计划”:乔治华盛顿大学在1994年推出建设绿色校园的前驱计划,麻省理工学院制定“能源计划”(MITEI),东京大学制定“绿色东京大学项目计划”(Green University of Tokyo Project)……现在几乎所有世界一流大学在校园更新中都将绿色可持续作为重要课题和基本策略,旨在全面考虑校园的生命周期,最大限度地减少对环境的影响。
校园的绿色可持续计划包含两个层面的工作:第一,构建低影响开发的规划系统,包括交通、景观、雨污水等,实现校园生命全周期的可持续目标;第二,通过建筑与设备设施的一体化设计,从资源、能源、环境、防污染等方面进一步优化,达到建筑生命全周期的可持续发展。
4.1 构建低影响开发的绿色可持续规划
采用低影响开发 1 理念的绿色可持续规划,首先在于尊重原始地形地貌与生态环境,针对环境的适应性和敏感性,强调保护性开发。比如位于卡斯卡迪拉峡谷(Cascadilla Creek)与瀑布峡谷(Fall Creek)之间的康奈尔大学,以及拥有广袤原始湿地森林的澳大利亚国立大学,都针对校内峡谷、河流、山体、湿地等具有生态多样性意义的地形,保护生态资源,禁止过度开发。
建立低影响交通体系,是将校园交通放置于更为广阔的开放空间中,形成与场地水文地理息息相关的低影响交通系统设计,突出人本理念,强调步行优先,注重易达性与安全性,包括自行车交通设施、步行道系统、无障碍设计以及所有鼓励主动、低碳交通行为的空间联系。约翰斯·霍普金斯大学、墨尔本大学、多伦多大学都在更新中将校园主要空间设计为步行友好,以营造更为亲和舒适的交通联系。
低影响景观体系,是通过对场地地形、水系、土壤、坡度等自然要素与雨水、废水、生活杂用水等校园给排水系统和水量的分析,制定规划和建筑单体尺度下的雨水管理策略,并且对项目的建设及其后续使用进行评估、检测、维护,以达到水资源的循环利用、减少资源浪费、保护自然生态。宾夕法尼亚大学、哈佛大学、华盛顿大学等众多高校还委托专业机构,制定雨洪管理项目策划书,并结合各种校园建筑的风格,将自然途径与人工措施相结合,实现场地“渗滞蓄净用排”的良好生态循环(见表1)。
表1. 低影响景观设计技术路线图
乔治华盛顿大学自1996 年开始使用雨水处理系统,地面与屋顶雨水经过收集处理进入蓄水池,再用于景观水景与绿化灌溉。校园中的80广场是最早一批以雨洪管理为核心的可持续景观项目,实现场地100%的雨水回收,成为校园未来绿地的样板。此外,约90%的浇灌采用滴灌的方式,降低水分蒸发与土壤结构的破坏,以节约、保护资源。前文所说的华盛顿大学中心轴线上的庄姆海勒喷泉,虽然是标志性景观,却因每年的水资源消耗量大而受到诟病,而现在蓄水池的一部分雨水经过紫外线消毒杀菌后,被用于喷泉水景,大大地节约了水资源。
4.2 建筑设计与设备设施一体化设计
历史校园建成环境中的建筑物,经年累月,无论是维护结构的保温隔热性能、采暖设备、光学照明,还是给排水系统,都已大大落后于时代,急需在建筑改造中加以改善提升。而实际上,综合可再生能源利用系统(太阳能光热/光电、地源热泵/水源热泵、风能等)、非传统水利用系统(雨水、中水、河道水)、遮阳系统、通风系统等绿色技术手段,结合建筑的造型、构件等实现一体化的设计效果,将技术与艺术融合,现代与传统融合,已经成为世界一流大学校园中一道独特的历史建筑风景。
昆士兰大学全球变革研究所在改建之初,就把设计目标定位为零碳排放、零能源消耗、零水消耗和零废物污染的环境友好型建筑,并且要作为可持续发展技术研究的成果典范。身处于昆士兰大学教学核心区,全球变革研究所的前身——斯蒂尔(Steele)大楼与其他8栋陆续建于1937年到1979年的建筑,一起形成半径约110 m的半圆形装饰派艺术大广场(Art Deco Great Court)。作为昆士兰大学中最具历史意义的标志性空间,大广场在2002年被登记在昆士兰州保护遗产簿中。所以,全球变革研究所在改建中面对历史建成环境的态度,是保持原有风貌不变,尽可能地低调而不彰显。
建筑保留部分,采用与老建筑相一致的黄色砂岩,而在新加的体块,则采用多种先进的绿色可持续技术。建筑立面采用三层表皮系统:最外层是可调节金属板幕墙,根据光照情况,由发动机驱动自动围绕中心轴进行转动,调节金属板角度;中层幕墙系统则用于阻挡飞虫,同时减少眩光;内层电动玻璃百叶,根据室内通风情况由中央管理系统控制其开合,调节建筑的空气进入量。大楼中庭内部采用树形结构支持,四周灵活设置楼梯及平台,通过聚氯乙烯(ETFE)膜屋顶实现良好的采光,这些手段使建筑环境舒适宜人。中庭有一面“绿墙”,通过植物的光合作用,净化空气并提升其氧气含量。空气经过“绿墙”的过滤,被导入新风系统中,输送到各层房间内,再排入中庭,形成了一个有机的空气循环系统。最后所有的空气经过屋顶的烟囱排出,实现大楼内部的对流通风。设计中还采用了热能烟囱、太阳能和风能、太阳能空调系统、直流电源、用于控制光照和空气流通的层式可开启立面结构等策略,让这座建筑最终通过了教育类六星级评估认证,成为昆士兰大学新一代建筑典范。
昆士兰大学全球变革研究所中庭图
历史环境中的建筑毕竟不同于新建筑,不但需要对既有建筑的文化价值进行审定,明确不可改变的部分,而且需要利用新技术对现有建筑能耗进行全面评测;不但要对现有建筑的承重结构进行完整的历史资料考察,还要对建筑周边地区的地质地貌进行勘察。除此之外,对现有建筑的立面和内装修材料、建筑构建、五金件及所有建筑设备进行取样分析,进行精细化分析也是非常重要的。最后,在合理的经济预算控制下,按遗产保护原则,不断优化材料和技术——这个过程不但要在实施过程中进行,而且在后续长期的使用中,仍需不断监测、改善和优化,最终让历史文化建筑在新时代焕发出新的活力[5]。
5 世界一流大学历史建成环境再生对中国高校建设的意义
中国的“双一流”大学,风风雨雨已经走过了百年的历史。随着“科教兴国”发展战略的实施,在中央及教育部改革高校体制、调整高等教育宏观布局的精神下,中国高校发展迎来发展和建设的高潮,但随着“改、扩、并、转”,校园发展也存在着诸多问题:校区分散、缺乏整体系统的规划原则;建设对基地和周边环境的重改轻保,文化和历史层断裂……新老校区都面临着环境再生的迫切需求。我们通过对世界一流大学校园历史建成环境再生方式的研究发现:保护是前提,再生是目的,保护和再生不是简单生硬地将新旧分开,各自作为,而是合而为之,共同发展。用常青院士的话说,“通过再生,能让历史环境本体‘存遗补缺,整体完型’;能让空间功用‘废而复兴,重释活力’;更能让整体的环境领域达到‘新旧共生,和而不同’的境界。”
本文通过对世界一流大学校园历史建成环境再生案例的研究,提出以“评估—执行—后评估”为循环的动态规划策略,对历史建成环境如何实现增量、强化和梳理空间结构、组织交通、整合功能以及提升景观风貌进行了逐一论述。继而通过建筑组群的再生案例,论述了在整体协调、开放共享、复合集约的策略下,历史建成环境空间组群如何各个击破地解决现状问题,提升品质。此外,文中还论述了绿色可持续目标下,在校园系统中实施低影响的开发策略,在建筑单体中采用一体化设计,实现技术与历史文化的完美结合,最终达成历史建成环境的生命全周期。
在文中,我们没有展开论述当代新技术在历史建成环境再生中能够发挥的作用,但这也是非常重要的方面:善用基于风、热、声等物理环境的计算机动态模拟分析软件,为规划、组团及单体方案决策提供直观、可靠的参考;运用工业化的装配式构件,有效降低成本,提高生产效率,减少环境污染;运用建筑信息模型(Building Information Modeling)技术将一个项目中不同专业的设计信息、施工过程与运营管理过程全部整合到模型中,覆盖项目的全生命周期等等。在当代新技术加持下,很多过去难以解决的问题,都迎刃而解。
通过对世界一流大学校园历史建成环境再生案例的考察、分析和比较,我们可以获得广泛的经验,并且有信心对中国双一流大学校园的再生提出有效的解决办法,共同探求规则管控下的新旧共生,推动校园发展的驱动力。
(图表来源:图表均由作者提供,分别来自于根据多伦多大学官网文件StG-MP-FULL_Apr2015.pdf底图自绘、《墨尔本大学Parkville总体规划2008》,达里尔·杰克逊、根据《本乡地区校园计划大纲(2010.10.01)》底图自绘、斯坦福大学官网文件、http://updc.utoronto.ca/university-planning/campus-master-plans/st-george-campus/、https://www.gpchicago.com/architecture/patrick-g-and-shirley-w-ryan-center-musical-arts/、参考文献[3]、https://today.duke.edu/sites/default/files/styles/story_hero/public/westunion3903.png?itok=hDfW-dY、自摄;表1:自绘)
注释:
1 低影响开发(Low Impact Development,缩写为“LID”)是20世纪90年代末发展起来的暴雨管理和面源污染处理技术,旨在通过分散的、小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制,使开发地区尽量接近于自然的水文循环。
参考文献:
[1] 陆地. 建筑的生与死:历史建筑再利用研究[M]. 南京:东南大学出版社,2004.
[2] 江立敏,潘朝辉,王涤非. 何为世界一流大学——基于校园规划与设计视角的思考[J].当代建筑,2020(07):14-18.
[3] 张宇,王瑞琦,董丽. 哈佛大学艺术博物馆改扩建设计中的技艺表达[J]. 建筑技艺,2016(07):123-125.
[4] 王珊,朱蕾. 建筑与场所的融合——东京大学工学部2号馆扩建解析[J]. 中国建筑装饰装修,2010(4):170.
[5] 吴志强,陈小龙,钱锋,等.同济大学文远楼:历史保护建筑的生态更新[J]. 建设科技,2007(06):30-31.
如有需要,可扫描下图二维码购买《时代建筑》电子版或纸质版(购买纸质版请标注具体期数)
电子版 纸质版
完整深度阅读请参见《时代建筑》2021年第2期 当代大学校园空间研究 杨一秀 王涤非 江立敏《动态·系统·可持续:关于世界一流大学校园历史建成环境再生的思考》,未经允许,不得转载。
作者单位:同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司
作者简介:杨一秀,女,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司设计四院建筑二所 副室主任;王涤非,女,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司设计四院 副总规划师、建筑三所 所长;江立敏(通讯作者),男,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 副总建筑师、设计四院 院长
[1] 江立敏、潘朝辉、张佳、贺玉霞.大学校园空间进化的四个维度 面向未来的整体观建构[J]. 时代建筑,2021(2):6-14.
[2] 杨一秀、王涤非、江立敏.动态·系统·可持续 关于世界一流大学校园历史建成环境再生的思考.[J]. 时代建筑,2021(2):15-21.
[3] [ 美] 丹尼斯· 派普斯、[ 美]罗米尔·谢思、[ 美] 张韬 著、苏杭 译、[ 美] 张韬.校反思校园的未来[J]. 时代建筑,2021(2):22-29.
[4] 邓巧明、刘宇波、纪绵.与科研信息偶遇的校园 浅谈规划设计如何促:进大学校园中的跨学科交流合作[J]. 时代建筑,2021(2):30-35.
[5] [美] 罗伯特·西姆哈 著、纪绵 译、刘宇波 校.为大学与时俱进的社会角色而设计 哈佛大学与麻省理工学院校园的比较分析[J]. 时代建筑,2021(2):36-39.
[6] 张永和、王志磊.通用建筑学:与张永和谈学科基础、教育模式及校园设计[J]. 时代建筑,2021(2):40-47.
===================================
本期杂志责任编辑:邓小骅,高静
如有任何有关此期主题的建议、问题或讨论等,
欢迎发送邮件至ta_weixin@163.com
标题请写明前缀【当代大学校园空间研究】
谢谢!
===================================
《时代建筑》Time+Architecture
中国命题 · 世界眼光
学术性 · 专业性
时代性 · 前瞻性 · 批判性
《时代建筑》杂志电子版二维码
点击下方“阅读原文” 订购《时代建筑》杂志
感谢关注《时代建筑》微信平台
微信平台:timearchi(微信号),时代建筑(公众号)
新浪微博:@时代建筑杂志
内容策划:戴春
官方网站:http://timearchi.tongji.edu.cn
电话:(021)65793325、(021)65038903
邮箱:timearchi@163.com