楊曉婧 平潔靜 賀天海
(1.建研科技股份有限公司,北京 100000;2.上海建科結構新技術工程有限公司,上海 200023)
隨著我國經濟發展,產業加快升級使得傳統工業收縮,一些閑置、廢棄的舊工業園區占據著城市的優勢土地資源,但由于布局分散凌亂,普遍規模不大,給重新建設開發帶來困難。但工業建筑有設計荷載大承載力好,內部空間自由開闊等先天優勢,使得其改造設計有著無限的可能。在上海等傳統工業城市,舊工業建筑的改造再利用需求很多,并已有許多工業建筑成功改造為商場、辦公、展館等。例如世博會中由閑置廠房改造而成的展館[1],由原上海啤酒廠改建而成的夢清園蘇州河展覽中心[2],由浦東金橋的閑置廠房改建而成的集體公寓“金金公寓”等。
本文中案例位于上海市某出口加工區,廠區建于20世紀末,占地面積35 517 m2。主體由三棟鋼筋混凝土廠房組成(見圖1),戶外空間充裕,結構現狀較好。但存在建筑外立面過為老舊,進深較深,層高作為辦公過高等問題。為了賦予舊工業建筑新的生命,對廠區進行全面的升級改造,并保留現有的一些工業特征,節省預算,同時表達建筑生命的延續關系。設計充分考慮了保留部分和新建部分的關系,并給出詳細的拆除方案,實現拆除、改造、新建設計的一體化。
通過對工業廠區與辦公園區的對比分析,揚長避短,提出一套外部景觀、交通、立面及內部空間改造的系統解決方案。
三棟廠房均為二層框架結構,其高度與自然樹木的尺度接近,樹木對建筑的遮擋十分顯著,因此我們的設計理念是:優雅、自然、舒適,強調建筑與自然的融合,凸顯其與高層辦公建筑的差異性。利用原有高大喬木,擴展地面綠化面積,充分設置屋頂綠化,打造“公園式”辦公環境。

圖1 廠區平面布局
充分利用園區充裕的戶外空間,進行人車分流的交通設計,并對機動車、自行車、步行三種交通方式做了行為模擬。
三棟建筑均設置屋頂花園,與地面綠化景觀融為一體,將建筑隱藏起來,充分體現“不知廬山真面目,只緣身在此山中”的意境,同時又起到保溫隔熱的效果。由于本案例中建筑的文化價值較少,因此外立面設計整舊如新,充滿現代氣息。
三棟廠房建筑層高為5.4 m或6 m,放置一層辦公室層高過高,不僅浪費空間且空調耗能較大,完全放置兩層又過矮,內部空間顯得有點尷尬。因此我們提出局部夾層的折中方案,圖2為F棟夾層平面圖,空間布局錯落有致,公共空間保持較高的層高,避免有壓抑的感覺,辦公室層高低,突出辦公空間的獨立性。

圖2 F棟夾層平面示意圖
除空調系統,照明耗能是目前建筑耗能的主要構成,因此應盡量利用自然照明,節約能耗。該廠房建筑的進深很大,建筑中心部位較暗,這符合廠房的特點,作為辦公則不利于內部空間的自然照明。在建筑屋面的中部開大天窗(見圖3),樓面板局部拆除貫通如圖4所示,將自然光引入建筑最深處。

圖3 F棟屋面改造示意圖

圖4 F棟樓面改造示意圖
根據檢測結果,原結構現狀較好,因此在保證結構安全和滿足建筑要求的前提下,盡量利用原結構,最大程度發揮其經濟價值,根據建筑要求,主要結構改造內容有:屋面板、樓面板拆除,室內增層,新增樓梯,并根據改造后模型整體計算結果,采用鋼支撐對框架進行抗側能力加固。這里只介紹創新的室內增層技術。
1)依托原結構:a.部分依托原結構,適用于原結構跨度較大,承載力有一定富余的情況,由原結構和新增豎向受力構件共同承擔增層荷載;b.完全依托原結構,適用于原結構跨度不大,承載力有較大富余的情況,不增加豎向承重構件,并因此避免了新增基礎,通常工程量最小。
2)獨立于原結構:增層部分與原結構設縫完全脫開,常用于原結構承載力較差、材料強度較低的情況。
廠房原建筑層高放置一層辦公室層高過高,放置兩層過矮,跨度不大,因此設計了一種完全依托原結構的鋼結構增層方案——斜拉式鋼結構增層,在鋼梁跨中增加斜向拉桿,減小了計算跨度,見圖5。在不增加豎向承重構件的前提下,將9 m跨新增鋼梁的高度控制在250 mm,保證了室內凈高。

圖5 增層梁做法示意圖
增層鋼梁計算簡圖見圖6。

圖6 增層鋼梁計算簡圖
廠房較高的建筑層高給未來的空調使用增加了不必要的負荷,因此我們提出整套精確控制空氣方案。辦公室作為獨立的小盒子,采用保溫隔墻,保持適宜于人體的溫度,而公共空間采用弱空調,溫度介于室外溫度和辦公室溫度之間,作為辦公室和室外的過渡區域,節能的同時也避免了溫度突然變化給人帶來的不適。這種區別于以往辦公建筑的多層次節能空調方式,不需增加節能措施成本就可大大節約耗能。
隨著時代的發展,人們對建筑的功能要求不斷更新,舊建筑的改造需求越來越多,國內已有的案例多為單體改造,較少工業園區的整體改造。本文中的工業園為典型的工業建筑,通過交通、景觀、內部空間、結構加固、室內增層、暖通等一體化改造,以較低的經濟成本,實現了節能、環保、舒適的花園式辦公。該案例的整體升級改造將有效提升周邊的環境,為整個出口加工區的升級改造提供了很好的示范。
[1]張 松.上海產業遺產的保護與適當再利用[J].建筑學報,2006(8):16-20.
[2]李 剛.世博園某廠房增層改造與加固結構設計[J].建筑結構,2009(S1):663-667.