人工智能時代圖書館設計建造與空間利用研究

鄭鐵亮

（國家圖書館古籍館 北京 100034）

科技的飛速發展，特別是5G網絡的到來，對圖書館的發展提出了挑戰；如何順應時代發展建設一個現代化的圖書館值得探討。

伴隨著現代化和信息化進程的不斷推進，現代圖書館建筑的設計已從傳統的藏書樓轉變到現代信息情報中心；其服務功能也由單一功能轉向綜合功能。建筑結構和造型呈現出別具特色、多元共存的特點。很多現代化圖書館不僅造型美觀，而且蘊藏著深刻的文化內涵和藝術特質。正如1998年8月15日在上海圖書館舉行的第十一屆國際圖書館建筑學術研討會上，Dr.Brian Lang所說的那樣：“圖書館在現代社會中的作用至關重要，因而，圖書館建筑必須擁有宏偉的外觀，以符合它所代表的人類的理想以及它在現在和將來社會中所起的作用?！盵1]

1 現代圖書館設計建造的基本要求

一座現代化的公共圖書館建設，要非常注重地理位置和周圍環境的選擇，才能更好地發揮其功能并提高使用效率?？梢赃@樣說，館址的選擇就是圖書館建筑的根基，成功與否將直接影響“圖書館大廈未來的命運”。

1.1 地質條件要求

公共圖書館在決定館址前，一定要有地質勘察的報告；要查看館址是否遠離地震帶，是否有地下暗河等。也就是說圖書館選址首先要勘察地質條件是否適宜，以防止地震、水災、泥石流、山體滑坡等自然災害的發生，同時要注意遠離易燃易爆區、化學醫藥污染區、煙塵噪聲干擾區等。

我國古代藏書對安全和幽雅靜謐的環境追求的理念可做參考：清代周永年在提倡“儒藏說”時曾極力推崇佛教僧侶藏經、護經的精神。建議做“‘懦藏之舉’，或放之山林，以防水火，或派人管理，以保永久?！闭f明寺院藏書方法，是可資借鑒的。還有清代阮元，作為靈隱、焦山兩大書藏的創立者，其正式建立了文人專門藏書，并制定了具體的條例，希望“山壽書也壽”[2]。可以說圖書館的選址決定了它未來的發展和命運。

1.2 地理位置要求

公共圖書館在城區的地理位置要求比較特殊。作為一個城市的重要公益性文化設施，選擇的館址一方面要符合城市總體規劃要求，一方面要有利于其功能的發揮，實現社會效益的最大化。圖書館的位置要適中，不能太偏離城區，交通要方便，最好與科研院所、機關院校相毗鄰，以提高服務效益。坐落在中關村南大街33號的國家圖書館是最成功的范例，它扼守在中關村科技園區的南大門，距離北邊的“八大學府”僅半個小時的車程，距北京動物園交通樞紐僅有兩站地，這樣的地理位置極大方便了眾多科研院所和各高校的學者。

1.3 周圍環境要求

如今，環境越來越成為人們工作和生活品味高低的重要參照指標。圖書館理想環境的形成需要考慮多方面，館址選擇時應注意避開工廠、鐵路以及娛樂服務設施等噪聲干擾嚴重的地區，而盡可能選擇河畔、公園等周邊寧靜的地區，且周圍70—100米之內避免高層建筑；還要加強院舍周邊的環境綠化，綠化覆蓋率不低于30%。科學實驗證明，綠化面積大于30%能夠很好的吸收噪聲、調節溫度與濕度。

作為文化殿堂的圖書館，環境建設是重要組成部分。正如教育家陶行知先生所說：“一種生機勃勃，穩定和諧，健康向上的環境氛圍，本身就具有廣泛的教育功能?！盵3]圖書館幽雅舒適、寧靜和諧的氣氛可以刺激讀者的求知欲望和探索熱情，提高讀者的研讀效率，消除疲勞，保持身心健康。由此可見，圖書館為讀者創造一個安靜幽雅的環境極為重要，可有效提升其功能的發揮。

國內外有很多圖書館在這方面都是成功的典范。如中國國家圖書館選擇了在紫竹院公園東邊，院內設花壇、假山、翠竹，與公園景色相映成趣，北京大學圖書館新館位于美麗的未名湖畔，湖南大學圖書館選址在岳麓山下；又如日本東京都立中央圖書館也是建在鬧市中的公園里，環境非常幽靜；法國國家圖書館則建在了迷人的塞納河畔，樓群中心設置內部花園，并種植大樹200多棵，實現了綠色生態圖書館的創意與追求。

2 人工智能時代的圖書館建筑材質和建筑造型

人工智能時代的設計建筑正在與新媒體藝術不斷融合，舊有的強調韻律、比例、對稱的秩序美感已逐漸被切割、滑動、扭曲的多維動態美感取代。建筑空間也已逐步突破傳統實體空間界限，形成了現實存在與虛擬構建之間的交互聯系，共同存在?，F代化的建筑已經成為與特定時間、空間、地點場所等相聯系的、多層次的、抽象的、可變的、表情豐富的多種因素和媒介作用的復合體[4]。作為文化藝術殿堂的圖書館在建造設計時更應該捕捉時代潮流的變化與要求。

2.1 建筑材質的變化

如今的建筑選材，不再局限于傳統的木材、磚瓦和鋼筋混凝土。如同古羅馬人鐘情于靜態的大理石一樣，現代高科技產物的合成橡膠、纖維織物、高強玻璃、塑料制品，以及高強高彈粘合材料已進入當代建筑家的視野。這些材料的經濟性、適用性和美觀性已彰顯出巨大潛力和優越性，為現代化的建筑帶來輕盈明快的時代氣息。伴隨電子顯示屏和廣告媒體的不斷發展，更加智能化且具有顯示功能的納米材料和高分子生物材料已逐漸應用于建筑墻體，在未來，或許圖書館可以通過建筑墻體展現歷史文化的內涵并開展業務服務，同時，墻體還可以根據季節和室內外溫差進行自動調節，如有需要還可變換和生長出綠色植物。2008年9月建成并開放的中國國家圖書館二期工程——國家數字圖書館，在建筑設計上采用了全鋼架玻璃幕墻結構，既簡潔又明快；在二樓大廳用現代智能技術設置了虛擬數字圖書館，令人耳目一新。而2018年9月2日因大火損失慘重的巴西博物館，其木質結構全部燒毀，而空留10%的磚石外墻訴說著滄桑歲月。時代在變，建筑材質和要求也在不斷提升。

2.2 獨具特色的現代圖書館建筑造型

圖書館建筑具有獨特的功能和象征含義。它一方面是傳承文明、保護文化遺產、傳播知識信息的重要場所，另一方面又是一個國家和民族的文化藝術象征，同時也是國家精神文明的窗口。一般來說圖書館都地處城市核心區，其建筑造型有很高的要求。一個成功的圖書館造型，能給人們帶來巨大的精神力量。

因此，圖書館建筑造型要特別注重意像表達，體現出建筑的語境。西晉陸機在《文賦》中有“意司契而為匠”之說，也就是說在進行圖書館建筑造型設計時，要注意原有造型的理念，而后考慮如何表現，即意像表達。

2.2.1 與借閱藏的特殊功用有機結合的建筑造型

圖書館是儲存和整理歷史文化知識、向大眾傳播文化知識信息的機構，其特點是有進有出，還有藏；有加工整理，還有傳播交流，這也是圖書館建筑獨具特色的基礎。因此傳統圖書館造型設計多為“工”“山”“日”或“出”字形，或者加上其他條形組合；其建筑藝術性在于壯觀宏大，功能固定，結構對稱，造型相對單一[5]。而現代圖書館藏借閱融為一體，其建造設計理念也因新材料、新技術的出現而發生翻天覆地的變化。新開放的國家數字圖書館，采用模結構技術，以高強度鋼架為支撐，采用懸掛方式，使整個建筑外觀如同一本懸放的書籍，幽雅別致。而廣州圖書館新館的建筑構思以“之”字為基礎造型，建筑意像表達出層層堆砌的書籍。這樣的造型不僅美觀，而且更具有靈動性，展現出自由、靈活、非對稱的建筑藝術美。

2.2.2 與周圍建筑環境完美融合的建筑造型

圖書館是幽雅寧靜的文化殿堂，放眼望去要與周圍環境協調融合，即能養眼又能靜心。建筑造型的意像表達能夠體現出高低、新舊、內外和而不同，相映成趣的藝術效果。如美國哈佛大學醫學院圖書館，周圍環境較為復雜，古典主義建筑較多，為此建筑師協調了新與舊的關系，采用了現實主義的現代化風格，其八層建筑為平頂并向外做大延伸出挑，與原古典建筑檐部相呼應，采其神似，又體現出圖書館的幽靜，表達了新舊建筑的延承與對話，別有情趣。而位于珠江新城的廣州圖書館新館，北面是超高的雙子塔，南面是廣東省博物館新館，西側是廣州市第二少年宮，西南是廣州歌劇院，處于現代化風格的地域環境，因而采用“之”字造型，以書籍的形狀為模塊，以石材做為建筑表皮，南北兩個出入口均采用大塊玻璃幕墻，4 000多塊定制的鋼化玻璃鑲貼在建筑外墻上；南北樓均呈平面圓弧、豎向相對傾斜，兩側也隨建筑扭轉而傾斜，第八層設置連桿鏈接，整體效果既獨特又相映成趣，與周圍環境實現完美融合。

2.2.3 功能多元化的建筑造型

現代化的圖書館建筑應當是多功能與完美造型相結合的藝術品。一座成功的圖書館建筑應當富含文化底蘊，彰顯時代特色，能夠與周圍環境一起共同塑造文化氛圍，充分發揮其功能。建筑構圖也不再是簡單的“方盒子”，而是將幾何體的平板、斜面、棱角、曲面相互結合，千變萬化，造就獨具時代特色和民族特色的新穎別致的文化宮殿[6]。如北京大學圖書館新館將模數式建筑與中國古典建筑風格有機結合；美國加州圖書館則將閱覽室與一系列開敞的庭院結合，成功將自然的天空、明澈的水體以及當地的沙漠植物、巖石等要素注入其中，滲透出科技、人性與自然的完美與和諧。這樣的圖書館建筑，不僅滿足了圖書館業務工作的硬件要求，還給人們帶來了精神享受，同時綻放出絢爛的感染力，帶給讀者無限的遐想與智慧的啟迪。

隨著圖書館功能外延的不斷擴大，圖書館的建筑設計也要體現出多元化，才能開展多種多樣的科學文化活動，充分發揮其文化展示與交流的作用?，F代化的圖書館已不再只提供一般的文化典藏、學術研究、文化交流與學習的傳統服務，而是逐步開展了教育培訓、講座、展覽以及音樂欣賞和影視觀摩等文化娛樂服務活動。為此，現代化的圖書館要設計建造演講廳、展覽廳、音樂影像廳、學術室、多功能廳，甚至有必要開辦咖啡屋、書店、商店、讀者快餐廳等休閑娛樂服務設施。不僅如此，考慮到未來社會的飛速發展，圖書館的建筑設計要有遠見卓識，還要留有變化余地，提高圖書館可持續發展的能力。如國家圖書館白石橋總館俯視圖好像一個大“H”型。

3 人工智能環境下圖書館的內部空間設計與利用

人工智能環境下的圖書館不再是一幢呆板的建筑，而是充滿現代氣息，具有人文色彩的有生命力的建筑。圖書館內外空間的延伸與融合，內部空間的合理組織利用，使其構成一個完整的有機整體[7]。圖書館內部空間的設計與其使用功能密不可分，其內部一般包括辦公用房、基本書庫、閱覽室和現代化設備用房四大功能空間。各功能區間要根據需要分配適宜的尺寸和建筑面積，采用合適的形體空間；以適應視聽設備、文獻資料、閱覽桌椅和書架等設施設備的設置，滿足人們的使用需求。

根據《圖書館建筑設計規范》規定，圖書館建筑采取的柱網框架結構宜用1.2m或1.25m的整倍數模數，柱網尺寸多為7.2m×7.2m或7.5m×7.5m，這樣有利于桌椅和書架的擺放，滿足了大開間的開放靈活性和多功能性，實現空間的重組并適應形勢的變化，將各種資源發揮出最大效益。各功能區要考慮采光、通風、空間形狀等因素，綜合研究決定用房的合理布置和層高，使之有機聯系在一起。

3.1 閱覽室和書庫的空間布局

閱覽室作為讀者研究學習活動的重要場所，其空間與環境要求高大、幽雅、寧靜，另外采光，通風都要合乎規范。閱覽室在設計上要盡可能多的采用自然光，用日光燈加以輔助。特別是閱覽室、開架書庫、咨詢服務及業務用房等采光等級應為Ⅲ級,天然光照度標準值為側面光（450lx），頂部光（300lx）。而書庫采光等級為Ⅴ級，天然光照度標準值側面光（150lx），頂部光（75lx），以便于書籍保存。照明設施要采用防爆燈。書庫內書架的長寬高，決定著書庫的層高，藏書量和書架的數量決定著書庫的使用面積。一般來說，閱覽室層高3.6m—4.8m，書庫層高為2.4m—3.6m。特別是書庫的凈高不應小于2.4m。有梁或管線的部位，其底面凈高不宜小于2.3m。采用積層書架的書庫，結構梁或管線的底面凈高不應小于4.7m。室內閱覽桌椅的最小間距見下表1。

排在一起的書籍非常重，長期存放，就一定要選擇牢固結實的書架，特別是橫板的支撐力要足夠大，因此書架最常見的尺寸標準是90×45×220cm。書庫書架連續排列兩端有走道的9—11檔，一端有走道的5—6檔。書架間距主通道1.2—1.5m，次通道0.75—1.1m，與墻間距0.6—1.0m；具體情況見下表2。

智能時代的圖書館已經逐步發展成為借閱藏一體化的空間格局，更加注重讀者的主導意識，成為開放式的自主服務模式，打破了原有柜臺的被動服務模式。讀者借閱資料可在書架間隨意而行，包括歸還書籍都可以通過出口處的電子終端機自助辦理。以國家圖書館新館為例，其閱覽室的劃分按書目總體分為社科閱覽區、工具書閱覽區、科技期刊閱覽區、報紙閱覽區以及少兒閱覽區等幾個大區，而且全部采取藏閱覽一體化，每個區域都是大開間布局，相互間既有區分又相互銜接，為讀者創造了一個從1層—4層的巨大的有機整體閱覽區，讀者可以隨意瀏覽和查閱；5層為科技和學術交流區；地下3層為基本書庫和《四庫全書》基藏庫。但讀者借還圖書目前還是與閱覽區分隔設置。

表1 閱覽桌椅排列的最小間距（m）

表2 書架之間及書架與墻體之間通道最小寬度（m）

3.2 辦公與設備用房的空間布局

圖書館辦公用房一般包括行政辦公、采編、輔導、咨詢、研究、信息處理、美工以及學習交流室、會議室等。其中業務辦公用房為主體，各種資源要優先配給，其空間布局要寬敞明亮，安靜幽雅，安全舒適；各區域布局要與業務工作流程緊密聯系，要滿足采購、交換、拆包、驗收、登記、分類、編目和加工等流程的要求，各環節相互銜接，隔而不離。

如今電子信息技術日新月異，數字化、智能化蓬勃發展，圖書館的業務也在不斷創新，電子計算機室、縮微資料室、多媒體閱覽室應運而生，其它技術設備用房諸如靜電復印、裝裱修復、照相、音像控制、消毒等，也逐步成為現代化圖書館的標配。有關用房空間大小可參照下表3。

表3 業務用房及工作人員人均最小面積（㎡）

另外，音像視聽室的控制室應符合下列規定：

①幕前放映的控制室，其進深和凈高均不應小于3m；②控制室觀察窗應視野開闊，兼作放映孔，其窗口下沿距控制室地面應為0.85m，距視聽室后部地面應大于2m；③幕后放映的反射式控制室，進深不應小于2.7m，地面宜采用活動地板。

3.3 公共活動空間和輔助服務空間的布局

現代化圖書館的公共活動和輔助服務空間包括門廳、辦證處、寄存處、陳列廳、培訓場所、讀者休息處、咨詢服務處及報告廳等，可根據圖書館的性質、規模及實際需要確定。如根據管理和服務的需要設置驗證、咨詢、收發、寄存和門禁監控等功能設施，配備筆記本電腦、手機的接入端口和充電設施，甚至銀行的ATM機等服務設施。多雨地區，門廳內應設置存放雨具的設施；嚴寒地區門廳應設門斗或采取其他防寒措施。寄存處應靠近讀者出入口，存物柜數量可按閱覽座位的25%確定，每個存物柜的使用面積應按0.15m2—0.2m2計算。

現代化的圖書館可根據圖書館的規模、使用要求分別設置新書陳列廳、專題陳列廳或書刊圖片展覽廳。報告廳超過300座規模的應獨立設置，并應與閱覽區隔離。若報告廳與閱覽區毗鄰設置時，應設單獨對外出入口。此外報告廳還應該設休息區、接待室及廁所、無障礙輪椅席位。圖書館的公共活動空間或輔助服務空間內應設置飲水供應設施，且應單獨設立，并與閱覽區隔離。供讀者使用的廁所衛生潔具應按男女座位數各50%計算，衛生潔具數量應符合現行行業標準《城市公共廁所設計標準》CJJ 14—2016的規定。

4 人工智能時代圖書館設計建造和空間布局的特性

人工智能時代的圖書館與傳統圖書館既有共性，又有其獨特的性能和優勢。在設計建造時既要保持圖書館基本功能屬性，還要融入現代科技和人工智能元素，以引領文化藝術的時代潮流，展現科技信息技術的發展成果。總體來說人工智能時代圖書館的設計建造有如下幾個特性：

4.1 安全實用性

圖書館的樓宇設計建造本質上同其他建筑物一樣，安全實用永遠是第一位的。不能單純以形式、氣魄是否莊嚴、雄偉來衡量其建筑的優劣，也要遵循經濟、實用、高效的基本原則[8]，另外要牢固安全，能夠抵抗各種災害也是基本原則。在此原則基礎上再追求智能化、可變性、藝術性等風格特性。這次巴西博物館火災，也給我們發出了安全的警示?，F代化的圖書館在建筑設計時，要按照統一層高、統一荷載、統一柱網的“三統一”原則進行各項工作，這樣才能打造出一座結構合理、功能齊全、安全舒適、寧靜典雅的文化藝術殿堂。

最為關鍵的是要配置現代化的智能視頻監控、火災/入侵探測、應急報警系統等一系列安防設施，這是現階段各大博物館及公共圖書館智能建設中的重中之重。整個建筑群可按功能和重要程度分別選擇安裝細水霧噴淋系統、干粉滅火系統和氣體滅火系統。根據《公共圖書館建筑防火安全技術標準》規定，善本庫、特藏庫、計算機網絡中心機房等重點和要害部位均應該設立氣體自動滅火系統和火災自動報警系統[9]。

4.2 智能互聯性

人工智能時代的圖書館將更多采用大數據智能化技術，不僅建筑本身實現高度智能化，而且管理和業務服務也更加規范和智能。在大數據支持下，圖書館之間能夠互聯互通，互借互還。如中國國家數字圖書館已經實現了與多個省市圖書館的互通互聯，提供跨區的查新和圖書資料借還服務，其在二層大廳設置的虛擬數字圖書館更是給人們帶來全新的體驗。

最為便利的是智能讀者卡，在圖書館內一卡通行，可帶儲值功能，除了支持傳統的外借、閱覽功能外，還可進行視聽、參觀展覽、聽講座以及休閑餐飲支付等。每個區域由電子閘機分隔，讀者隨便刷卡進出，互不影響。讀者的身份信息和有關借閱信息一卡全包括。自助終端機還可提供問詢、查閱、瀏覽和資料借還服務。如今已有部分公共圖書館在嘗試此種智能化的服務模式，如清華大學圖書館的問詢聊天機器人、南京大學圖書館的圖書盤點機器人、浙江理工大學圖書館的百度云人臉識別——刷臉借書，刷臉支付等。可以說智能化的圖書館帶著時代的烙印正在向我們走來。

4.3 人文舒適性

現代人生活和學習都追求“人性化”和“個性化”。因此，現代化的圖書館在注重時尚的外部造型的同時，還要在建筑設計中融入開放靈活和以人為本的理念。圖書館是為讀者服務的文化陣地，也是人們進行交流和學習的場所。因此，其在功能設置時要處處為讀者著想，要讓讀者在視覺、聽覺和心理上感到舒適。在建筑設計中，要注意聲、光、空氣、色彩以及溫濕度等環境的調節與使用搭配，盡量借用外部自然條件。室內溫度保持在18℃至21℃之間為宜，濕度保持在50%至60%之間，但絕對不能超過65%，否則，將不利于文獻的保存[10]。在空間布局上，要體現合理性、有效性，在結構上要具有靈活性、可變性。為滿足讀者對一般文獻藏、借、閱合一的服務需求，以最大化方便讀者利用為宜，內部建筑結構宜采用無墻的大開間布局。

這種新的布局和結構模式，使圖書館從外到內展現出令人賞心悅目的文化藝術境界，為讀者提供了方便舒適、溫馨清雅的環境，最重要的是可以讓讀者產生舒適感。這樣的建筑設計才能實現功能與造型的完美融合。這才是富有時代特色與文化藝術品位的現代化圖書館。

5 結語

科技的發展促進人類歷史不斷前進，人工智能令當今世界各行各業都在發生翻天覆地的變化。圖書館作為傳承文明、保護文化遺產、傳播知識信息的重要殿堂，也要把握時代脈搏，不斷完善自身使命，開拓創新其社會價值，這也是圖書館業界在新時代努力追求的偉大夢想。一座富麗堂皇的宮殿，無疑會令人敬重和崇拜，除此之外若還要使人們流連忘返并銘刻于心，那就要“內外兼修”“絢麗多姿”。一座智能化的現代圖書館帶給人們藝術品質享受的同時，更要為大眾提供開闊視界，提升自身價值的平臺，從而為圖書館發揮其社會效能奠定重要基石?？梢?，在人工智能時代設計建造一座現代化的圖書館，并對其內部空間的設計利用開展深入細致的研究非常必要。

（來稿時間：2019年6月）