结论：工厂将住宅性质的商品房改为员工集体宿舍，100平米的房子住20人是否合法，需结合房屋用途变更的合法性、消防安全、卫生条件以及是否符合当地政策规定等多方面因素综合判断。以下从不同角度进行分析：
一、房屋用途变更的合法性
规划用途限制：住宅性质的商品房，其规划用途通常为居住。若要将住宅改为集体宿舍，首先需确认该房屋是否允许改变用途。根据《民法典》及相关规定，改变房屋用途需符合城市规划和相关法律法规的要求，且通常需经过相关部门的批准或备案。若未经批准擅自改变用途，可能面临行政处罚。
产权人同意：即使房屋用途可以变更，还需取得产权人的同意。若工厂并非房屋产权人，而是租赁或借用房屋，则需与产权人协商并取得其书面同意，否则可能构成违约或侵权。
二、消防安全与卫生条件
消防安全：将住宅改为集体宿舍，需确保符合消防安全标准。根据《消防法》及相关规定，集体宿舍属于人员密集场所，需满足相应的消防安全要求，如设置足够的疏散通道、安装消防设施等。若100平米的房子住20人，可能因人员密集而增加火灾风险，需特别关注消防安全。
卫生条件：集体宿舍还需满足基本的卫生条件，如通风、采光、卫生设施等。若因人员密集导致卫生条件恶化，可能影响居住者的健康和生活质量。
三、当地政策规定
居住人数限制：不同地区可能对集体宿舍的居住人数有具体规定。例如，某些地区可能规定每间宿舍的居住人数不得超过一定数量，以确保居住者的安全和舒适。若100平米的房子住20人违反了当地政策规定，则可能面临整改或处罚。
其他限制条件：除了居住人数限制外，当地政策还可能对集体宿舍的建筑面积、设施配置等方面有具体要求。工厂在将住宅改为集体宿舍时，需全面了解并遵守当地政策规定。
四、法律建议
咨询相关部门：在决定将住宅改为集体宿舍前，工厂应咨询当地规划、消防、卫生等部门，了解相关法律法规和政策要求，确保变更用途的合法性。
完善手续：若变更用途合法且符合当地政策要求，工厂应办理相关手续，如向相关部门申请批准或备案、与产权人签订变更用途的协议等。
加强管理：在集体宿舍投入使用后，工厂应加强管理，确保消防安全、卫生条件等符合相关要求，为居住者提供安全、舒适的居住环境。
总结：工厂将住宅性质的商品房改为员工集体宿舍，100平米的房子住20人是否合法，需综合考虑房屋用途变更的合法性、消防安全与卫生条件以及当地政策规定等多方面因素。若存在疑问或不确定之处，建议直接向我咨询，以便获得更具体、更专业的法律建议。