現代鋼結構工業建筑設計分析——以青島某資源化示范工程設計為例

紀偉東，宋祥，劉蕾蕾

(1.山東建筑大學 山東省建筑節能技術重點實驗室，山東 濟南 250101;2.山東建筑大學 可再生能源建筑利用技術教育部重點實驗室，山東 濟南 250101)

0 引言

現階段，國外建筑師對鋼結構工業建筑的把握可謂爐火純青，各種有創意的形體與鋼結構組合的設計彰顯著高度工業化時代的審美特征。這些作品，簡潔而不簡單，多元化而又具備條理性，建筑內外空間在滿足使用功能的同時體現出強烈的個性特征。與之相比，目前大量國內工業園區的工業建筑是無特征的建筑物，呈現出大同小異的體量關系、缺少亮點的程式化立面、平鋪直敘的整體感覺，這是一個不容忽視的事實。因為較高質量的生產車間是不經濟的，所以這類建筑的設計被認為是合理的。但是基于建筑師這份創造美的工作的責任感，建筑師不能僅僅停留在這個看似“合理”的初步階段。當今業主也認識到企業形象辨識度的重要性，不愿再輕易放棄這種企業品牌宣傳的重要渠道，讓公司的員工和顧客很容易識別企業的特征，體現的越來越重要［1］。

事實上，工業建筑沒有自己的流派一說。建筑師應該依據業主實際需求并結合自己對企業理念的認識，應用不同建筑材料創造性演繹，實現設計作品的合理性［2］。如同以吝嗇著稱的汽車巨頭亨利·福特所說“好的設計是合算的。”因此，把握好建筑風格和建筑細節就能創造出精品建筑，而并不意味著需要大筆資金的投入。設計靈感的迸發，適度減少形式、材料和色彩就能給人留下強有力的美學印象［3］。文章中該工程實例的設計，就是遵循這樣的設計理念。將建筑師個人對企業需求的理解，通過設計手法上細致的創新融入到建筑的整個設計中去，改變了人們對鋼結構工業建筑原有的印象，在經濟因素允許前提下初步探索了一條適應我國現代鋼結構工業建筑設計的思路方法。

1 項目簡介

本工程為青島新天地生態循環科技有限公司青島廢舊家電及電子產品回收及資源化綜合應用示范工程車間，位于萊西市青島新天地生態循環科技有限公司園區內(圖1)。建筑類別為三類，耐火等級為一級，屋面防水等級為Ⅱ級。辦公部分的結構形式為鋼框架結構，加工車間部分的結構形式為門式剛架結構。

圖1 車間效果圖

建筑北側主體一層主要為辦公及車間附屬用房，層高4.8m，二層主要為產品展示用房。南側鋼結構部分為加工車間，柱頂標高為10.0m。總建筑面積為14373.9m2，其中辦公部分2866.4m2，加工車間為11507.5m2。

2 建筑設計

2.1 建筑形體

建筑體塊組合關系的設計靈感來源于電子產品集成芯片和集成電子元件的起伏凹凸的關系(圖2、3)。在建筑的屋檐和角部做了強調處理，使其凸出墻面，象征門式剛架結構，上粗下細，并且頂部向外傾斜，體現建筑的力度感和動感，也避免了傳統方盒子建筑的呆板和單調，象征著企業的活力與生機，并與屋檐的排水構造功能完美的結合在一起，體現了技術與藝術的統一。

圖2 車間實景照片1

圖3 車間實景照片2

2.2 立面設計

在四個建筑立面的設計上形成了統一的風格模式，凹凸產生的光線變化凸顯了建筑的風格特征(圖4、5、6、7)。辦公區相對于東西立面凹進，不僅強調了不同的功能體塊，而且在立面上和其相鄰的東、西立面產生交接對話。辦公部分主體結構采用鋼框架結構，局部屋面采用張懸梁結構。入口立面的外墻采用鋼桁架玻璃幕墻和明框玻璃幕墻兩種幕墻，體現工業建筑的現代感。玻璃幕墻和金屬板的組合勾畫出北立面整體輪廓，透過玻璃隱約可見組成空間結構的鋼結構構件。立面相對于地面的傾斜，造成一種動感，正是這種因素打破了常規廠房建筑的單調、平淡，使得建筑形體變得活潑，更親近于參觀者。

圖4 車間南立面

圖5 車間北立面

圖6 車間西立面

圖7 車間東立面

企業不是行政辦公機構，車間也不應是與外界隔絕的龐然大物。在這里，化整為零的設計手法，將車間原本最基本的盒子形態通過具象的塑造，運用建筑設計最基本的凹凸對比手法取得了豐富的立面體型。如此看來，工業建筑要取得好的建筑效果，弱化大體量，從小的體量上深入考量，運用簡潔的設計手法就能取得理想的結果［4］。

3 建筑材料

3.1 材料選擇

形式是建筑學語匯中多義合一的抽象概念，材料則是使形式具象化的物質手段［5］。壓型彩鋼板是近30年國際上迅速發展起來的一種新型建筑材料，在我國生產和應用也有十幾年的歷史。其具有豐富的肌理和色彩，可充分表現建筑的風格特征。該生產車間主要是進行廢舊家電的拆撿，實現資源的再利用，是環保節能的相關產業。建筑本身應體現低碳節能建筑理念，所以選用門式剛架作為建筑的結構形式，彩涂壓型鋼板作為建筑的圍護材料。鋼材是種可回收循環使用的材料，是綠色建材發展的趨勢［6－7］。

3.2 材料應用

該方案采用了壓型彩鋼板的兩種材質肌理，凸出的體量采用了0.8mm 厚的象牙白橫排波浪板，圍護墻體采用了0.5mm 厚象牙白色豎排波浪板(圖8)。條紋方向和大小的選擇，是建筑師綜合考量建筑長寬比和現場施工效果后確定的。最終建筑材料既有所區分又和諧統一，體現了工業技術的精益求精的理念。不同波紋排布方向，不同波紋大小，雖然本身材料相同，但在細節和整體上給人的感覺完全不同。豎向條紋如同其他建筑設計中的條窗、條形裝飾，可以拉伸建筑豎向線條。工程中，豎條紋板材應用區域和地面垂直，它與突出的斜向橫條紋造型體量形成對比，強調了整個車間體塊的豎向比例的同時，使斜面體量更加突出，弱化了建筑頭重腳輕的視差錯覺。

圖8 橫向、豎向波浪板實景

整個建筑顏色為象牙白色，除了北面玻璃幕墻和窗戶以外，并無其他色彩加入。遠觀之，如同一首白色的交響曲。色彩搭配方案，是由建筑師對建筑體量的邏輯關系的理解和企業要求等方面決定的。在設計者看來，這種穿插交代清晰、外觀造型符合內部結構空間的體量，理應用最簡樸的色彩體現。當然，簡樸并不意味著簡單。

4 內部空間

4.1 生產區

車間長寬都為109m，根據工廠生產工藝的要求，經過結構計算后，采用了縱向為4個門式連續跨形式。該體系在滿足了結構要求的同時，滿足了廠房對大空間的需要，獲得了良好的室內效果，并且保證了自重輕、截面合理，達到了經濟合理的效果。屋面設置了條型采光帶，使建筑室內在白天沒有人工照明的情況下也能獲得良好的采光效果，節約了能源(圖9)。采光帶順應屋面排水流向，高低起伏。強調了室內外空間的有機聯系，像優美的水袖綢帶纏綿延伸，照亮了室內枯燥的工作環境，結合鋼結構外露的構件，使空間顯得豐富生動。

圖9 車間內部實景照片

圖10 辦公區大廳效果圖

4.2 辦公區

辦公區室內空間由中部上下貫通的水景使門廳得到統一，門廳兩旁上下兩層為辦公和展示區域(圖10)。不同功能的鋼結構構件和玻璃幕墻、玻璃頂相結合，體現了鋼結構的特有表現力。進入大廳，正中T 形樓梯豐富了垂直方向的層次，下面是方形水景點綴。光線從透明屋頂進入，懸索構件的陰影散落在廳內各個角落。在梯段中間平臺看過去動靜景異，給人一種親切的歸屬感，將自然環境很好的融合進了室內大空間。

5 結語

路易斯·凱特爾曾經說，建筑美學效果在滿足實用目的之外，首要原則就是以最簡單的形式體現出美觀。優雅的工業建筑是通過采用基本結構參數，將建筑材料自身的造型特點淋漓精致的展現。它并沒有獨立于其他建筑形式遵循的美學原則之外。［8］相反，工業建筑多采用新技術、新建筑體系和材料，這就給了建筑師更多的創造空間。從這個工程實例可以看到，建筑師的設計出發點源于民用建筑，精簡了它身上附著的一系列冗雜元素，運用體塊關系的對比將建材特質發揮到滿意程度，最終呈現出與眾不同的建筑內外空間。由此可見，研究現階段生產技術條件下的工業建筑，應該從其高效率、高精度、高品質的自身性質特點出發，運用簡潔的設計手法體現工業建筑的風格特征。

［1］耐特H M.建筑美學與能效設計:商務、工業及行政辦公建筑［M］.孫巖，白楊，梁昕，譯.沈陽:遼寧科學技術出版社，2006.

［2］褚智勇.建筑設計的材料語言［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［3］弗羅利奇 伯克哈德，舒萊恩堡 森賈.金屬建筑設計與施工［M］.付曉渝，李琳，譯.北京:中國電力出版社，2006.

［4］宋祥，紀偉東.工業建筑美學與經濟性統籌設計初探［J］.工業建筑，2011，41(463):28－31.

［5］劉文鼎.材料對于形式的意義:從三個設計實例看建筑材料表達［J］.城市建筑，2011，80(5):54－56.

［6］張其林.鋼結構設計系列:輕型門式鋼架［M］.濟南:山東科學技術出版社，2004.

［7］葉紅.蘇州某標準廠房工業園區設計與思考［J］.工業建筑，2011，41(2):7－9.

［8］張建華，孫穎.當代建筑表皮的結構藝術表現研究［J］.山東建筑大學學報，2011，26(1):35－43.