西安建筑科技大学建筑系馆扩建项目

摘 要：西安建筑科技大学是公认的中国最具影响力的土木建筑类院校之一.其建筑系馆（以下简称系馆）位于校园西南角,始建于1956年,因教学体质改革及使用人数增加的需求,在其北侧进行扩建.本文以此项目为研究对象,从系馆扩建场所与环境、功能与空间、材质与建构三方面方面,梳理出系馆改扩建项目设计特点及建构过程.

关 键 词：改扩建建筑系馆改扩建钢木张悬梁结构

西安建筑科技大学坐落在历史文化名城西安,是公认的中国最具影响力的土木建筑类院校之一.其建筑学院具有悠久的历史,建筑系馆（如图1）始建于1956年,为四层混合结构（三层以下为砖混结构,四层为钢结构）,南北长40m,东西长18m,现有总建筑面积7650㎡.是一栋以建筑学院的教学、办公、科研和开放空间为主的综合性功能复合的建筑系馆,系馆内除专业教室外,还包括建筑实验室、报告厅、图书馆、建筑博物馆、科研所、教师办公室、以及开放空间.（如图2）

近年来,由于院系发展,使用人数的增加,原建筑面积已不能满足需求,特别是“建筑教育全方位开放式教学体系改革的研究与实践”的实施对教育思路、模式和技术手段提出新的要求,更加强调建立和营造开放性教育空间、教育资源优化及激发创造力的学习氛围.从2010年开始,对建筑系馆的改造、扩建、以及新建提出了多种方案,最终确定最为实际和可行的南侧加建的方式.加建部分增加建筑模型制作及展示功能.

场所与环境

建筑系馆位于西安建筑科技大学校园东南角,与主楼、西楼共同构成建筑学院办公、教学、科研区域.三栋教学楼均建于建校之初,形成以校园南门——喷泉——教学主楼——图书馆（因位于地震带之上现已拆除为绿地）为中轴线,东西附楼对称的布局形态.

建设用地总面积为427平方米,其中南北宽8米,东西向长60米,非常狭长.此外用地内杂草丛生,需要保留原有建筑系馆排水及供暖设施.其东侧为校园停车场,面积2280平方米,主要供学校大巴车及教职工车辆的停放.西侧直接对外,面向校园道路.南侧紧挨西安城市遗产保护研究所.北侧为需要扩

建的建筑系馆.

功能与空间

当代随着多元化建筑文化与思潮的影响,建筑学的教学模式也有原小班单独教学模式向多元化、注重实践的教学模式转变.因此,当代建筑系馆的功能除了需满足教学、办公、科研之外,还需有展览评图空间、多年级交流空间、自由讨论空间、中型报告空间、模型制作空间.此次西安建筑科技大学建筑系馆扩建部分功能定位为建筑模型制作及展示空间.因此需要安置大型模型制作设备,如模型雕花机、木材切割机等.

建筑系馆南立面由外立面转变为扩建部分的内立面,系馆内部采光成为重大问题.扩建部分位于两栋建筑的中部,其北侧紧挨系馆,南侧与研究所仅1.2米之隔,扩建部分亦无法侧向采光.因此,扩建部分采用玻璃屋顶,顶部采光既可以满足扩建部分充足的阳光,又可以是建筑系馆间接采光.建筑空间顶部开阔的视野柔和了水平方向的局促感.但随之而来的是玻璃屋顶的夏季通风问题.为了最大节能效益,系馆扩建部分采用下开低窗,上开百叶的做法,通过自身高度产生的烟筒效应达到自然通风效果.

在与原有建筑空间联系方面（如图3-5）,扩建部分作为建筑系馆的附属部分,主要通过系馆出入,将系馆内部与楼梯间相对的办公室打通,改造为通道与扩建部分相联系,方便学生进出.出于疏散的考虑,在基地内唯一对外的西侧设出入口,但为加强扩建部分与系馆的联系,需隐蔽设置.入口西花园在设计中考虑到内外环境的参透,将花园延伸至室内,形成：“自然花园（外环境）——入口平台（过渡空间）——室内”的空间序列.

屋顶考虑到排水,北侧与系馆连接处高8.1米,南侧新建部分高6.2米,顶部的设计,是此次改扩建的重点之一.其最大特点在于钢木张悬梁结构在屋顶上的应用,通过钢木结构自身的美感来塑造空间魅力,使逻辑性建构与空间艺术表现达到完美统一.

与传统的直线型钢木结构相比,张悬梁结构在受力方面,上部木梁受压力,下部钢索受拉力,受力更为均衡的同时,钢索与钢节点的加入缩小了直线型钢木结构的截面宽度,空间感受更为轻盈.这种形式还缩短了单个木材的长度,也更为经济.连接方式与传统钢木“外钢内木”不同,系馆扩建的钢木连接方式采用“外木内钢”　铰接点——铆接的连接形式,木材中心契合预制钢构件.这种连接方式的优点在于,单榀屋架视觉上以木材为主,具有整体感.同时屋架不断重复也形成了韵律.

材料与建构

主体结构施工分为三个阶段：整理场地设备管线、墙体砌筑、屋架组装安装.

整理场地与设备管线中,去除基地内杂草树木,保留原有暖管,排水管重新翻新,并留有四个1.5米×1.5米检修井,便于检修.

墙体砌筑中,新建墙体采用370砖墙,间隔3.6米配合顶部屋架位置设一道240×240的构造柱.

屋架组装安装中,结构暴露在空间中,形成多种材料由密集结点单元集聚而成的立体构成.钢木结构屋顶的构件由空间中自由灵活的点、线构成,其组合趋势是追求发挥多种材料特性的复合构件：轻巧瘦薄、节点纤细、质感光亮坚硬、色彩含蓄沉着.这也是系馆钢木张悬梁结构和构造从单纯的“追求结构支撑和构造强度”转变为“结构和构造的艺术化表现”,建筑的所有元素都被最大限度地视觉化.