鋸齒形廠房發展及特征淺析
——以青島市棉紡織廠為例

杜 曉 青島理工大學建筑與城鄉規劃學院本科

石戀雪 青島理工大學建筑與城鄉規劃學院本科

鋸齒形廠房源于近現代主義的源頭—德國包豪斯風格，講究簡潔實用，因可定向采光，便于排風通氣，20 世紀早期在我國棉紡織工業中被大量采用，成為當時棉紡織業廠房建筑的象征。在有著紡織行業“上青天”盛譽的山東省青島市，這種建筑更是成為那個時代的記憶。隨著生產企業大批遷出市區，這種具有時代歷史意義的鋸齒形廠房被遺落在市區，部分鋸齒形廠房已被改造，然而如何保護和改造剩下的廠房成為大家需要思考的問題[1-2]。

一、鋸齒形廠房歷史發展

1、中華人民共和國成立前

（1）德戰時期

德國侵占青島時期，德商于1902 年在滄口設立德華繅絲廠，1905 年創辦了滄口繅絲局。1913 年，華新實業公司收購了德華繅絲廠，籌辦華新紗廠。在此期間，德國在青島市建設了許多工業設施，至1914年一戰爆發前，青島市已成為擁有較為完善配套工業設施的遠東地區重要的商貿殖民地。

（2）日占時期（包括兩次日占與1912—1949年）

1914 年，日本第一次侵占青島后，大批日本人在青島市投資辦廠。在紡織業方面，1917—1923 年，日商沿膠州鐵路線先后建起了大康（國棉一廠）、鐘淵（國棉六廠）等6座大型紗廠，其廠房結構形式主要為磚木結構、磚石結構，青島市紡織業總產量位居全國第二，成為重要的紡織城市。

在德占、日占期間，工業都在資本主義制度之下，所有建筑都服從于資本主義與剝削階級利益，廠房主要形式是木結構屋面，用木屋架、木柱、木窗，為磚木結構，造價低廉。投入使用一段時間后，廠房木材腐朽、屋面滲漏，工人們的工作環境較為惡劣。之后工人逐漸對這樣的工作環境表示不滿，廠房隨著歷史的推進得到了改善，建筑材料用了鋼筋混凝土，出現了較為安全可靠的廠房。

2、中華人民共和國成立后

中華人民共和國成立后，青島市棉紡織業迅速恢復生產。1952 年，青島市開始試行企業獨立經營制度，使產量大大增長。在社會主義建設事業突飛猛進時期，一切工業建筑，除在好、快、省條件下起建外，主要遵循3 個基本原則，其原則強調了工業建筑建設需要照顧工人工作中的安全與衛生，從那時候起人們開始考慮廠房結構對工作環境的重要性，以及部分結構對生產工藝和工作安全衛生的影響。

在技術的提升下，現在我國棉紡織業多使用單層無窗廠房，紡織業中鋸齒形廠房成為那個時代棉紡織廠房的標志。

二、廠房結構

1、鋼筋混凝土結構廠房

現存大部分歷史廠房采用鋼筋混凝土梁柱、現澆鋼筋混凝土板承重結構，青島市紡織產業所遺留的國棉二廠、五廠、六廠等大部分都為鋼筋混凝土結構，根據不同車間的功能設計鋼筋混凝土結構的不同構造形式，其中鋸齒形屋頂結構與柱網布置有所不同。此結構的主要構造特點是現澆鋼筋混凝土框架結構廠房材料中砂和石料所占比例很大，水泥和鋼筋所占比例較小，砂和石料一般都可以由建筑工地附近提供。鋼筋混凝土結構的承載力較高，鋼筋埋放在混凝土中，經混凝土保護不易發生銹蝕，因而提高了結構的耐久性。火災發生時，鋼筋混凝土結構不會像木結構那樣被燃燒，也不會像鋼結構那樣很快達到軟化溫度而被破壞，抗震性能好、節約用地。其缺點是鋼筋混凝土結構受柱網尺寸的限制承重不能太大，無法靈活布置柱網，施工難度較大、周期較長、工程造價較高；在紡織品生產過程中大量的半成品需要垂直運輸，生產效率較低，易產生疵品。

2、輕鋼結構廠房

輕鋼門式結構廠房采用輕鋼門式屋架結構承重。此種廠房憑借可車間跨距大、造價低廉、施工周期短、空間使用率較高等優點，在現在的廠房中應用廣泛。通過對鋼結構系統的優化設計，可使廠房含鋼量控制在24～28 kg/m2。相比木結構和鋼筋混凝土結構，輕鋼門式結構的缺點是保溫隔氣結構施工要求高，處理材料必須是保溫性能良好、隔氣性能強的材料。多數車間廠房經過幾年的使用后，原本的保溫防潮系統很難完善維持，一旦屋面隔汽層及保溫層失效，就會造成車間廠房的屋面大面積結露，影響車間工人作業，并且維修需要較大工作量。另外，輕鋼結構耐火性能差，為保證某些紡織類廠房，如丙類生產廠房的耐火等級要求，車間廠房必須噴涂價格較高的耐火材料[3]。

3、木結構廠房

木結構紡織業廠房現存較少，其包括木結構、木屋架、木望板（如青島國棉一廠的老生產車間和倉庫、國棉五廠老廠房），此結構廠房材料取材方便，但是不成規模，廠房內部的空間跨度不大，常采用短距離的木結構框架，不易控制柱網排布，木材強度不高、耐久性差、防火性能差、使用期間易遭蟲子侵蝕。此結構很快被磚混結構取代，進而又被鋼筋混凝土結構所替代。

三、空間特征

青島市紡織業廠房大多為單坡式工業廠房，鋸齒型的屋頂樣式，俗稱“鋸齒房”。光線從北面射進來，計算青島市一年四季每日采光最佳時間，最大限度地延長采光時間，延長工時，壓榨工人價值。鋸齒形廠房的特征主要是采用風道大梁、三角架結構承重和屋面板圍護結構。

1、單坡式鋸齒形廠房

這類廠房的窗戶全面向北，可以避免太陽的直射光，減少太陽輻射熱，這對炎熱地區很有必要，鋸齒形廠房的窗戶采光很均勻。國棉三廠為使增加冬季的陽光攝入，提高工廠溫度，改變天窗朝向為南向，但實踐效果南向天窗不妥當。此種天窗一般較高，空間較大，使攝入空間的光線有所緩沖，接觸到下方車間工作人員時溫和了許多。

例如，國棉二廠為典型的單坡鋸齒形廠房，內部空間保存完好，但是建筑整體質量一般，室內層高在5 m 以上。現改造為紡織谷的國棉五廠，設計者采用了當時世界上最先進的廠房理念，根據定制的設備尺寸，采用了不同的“鋸齒”跨度和高度，根據不同工序所需的溫濕度和保溫度，在房頂布置不同的保溫層數[4]。

2、雙坡式鋸齒形廠房

雙坡鋸齒形廠房分為2 種：無窗廠房和有窗廠房，自20 世紀60 年代，紡織業實力發展迅速，建成一批無窗廠房，有帶技術閣樓和不帶技術閣樓2 種，不再完全依賴自然光線采光通風，風道和照明燈具設置在頂棚，工廠使用吊平頂。此種無窗廠房不再受限于通風采光，可更加靈活布置柱距，使用大柱網，如在國棉二廠的部分紡織車間中還有所保留。除紡織廠房外，在青島市其他性質廠房也有所見到，四方機車廠大部分為雙坡鋸齒形廠房，整個廠區基本保持完好，廠區建筑大多建于第一次日本侵占時期到中華人民共和國成立初期，紅磚外墻、外加不同顏色的抹灰、木質門窗，平面多為規整矩形，廠房結構多為大跨度的混凝土排架結構。

3、拱形鋸齒形廠房

桁架的基本形式是拱形，在跨度內形成2個鋸齒屋蓋，屋架上弦的一段裸露在鋸齒形廠房外面，北向設置天窗，經濟效果與施工更可行。桁架的基本形式是拱形，在跨度內形成2 個鋸齒屋蓋，屋架上弦的一段裸露在鋸齒形廠房外面，北向設置天窗，經濟效果與施工更可行[5]。

四、通風采光

為避免陽光直射，保證光線攝入車間均勻穩定，廠房頂部設有朝北的大面積豎向玻璃窗。北向開窗避開了太陽東升西落而帶來的光線變化，使落入車間的光線是持續穩定的，避免了直射光影響車間工人視線和紗布制品的褪色，同時又有利于工廠溫度恒定。當時一個日本同學提出鋸齒形廠房采用南向采光，冬日陽光可以直接照進車間，提高車間內溫度，降低暖氣用量，而且光照充足，減少照明用電，所以當時在青島隆興紗廠、上海國棉三廠的2 家工廠試點，采用鋸齒形廠房天窗朝南的設計方案，但實踐證明效果并不理想。探求原因，主要是光線直接照射，會導致視線的炫目，看不清瑕疵點，而且光線射入廠房會產生丁達爾效應，平常看不到光線的存在，而在紡織廠里大量的“線融”漂浮在空氣中，形成“氣溶性膠體”，光線在膠體的作用下清晰可見，影響工人檢查產品。

此外，鋸齒形廠房的天窗可以作為平衡氣流的外排風口，通過其自然排風達到室內的送排風平衡，以省去平屋頂廠房由于機械風保持送排風平衡而多用的電能。

五、未來展望

當今世界已進入后工業化時代，城市更新換代迅速，新興產業取代了傳統工業，位于城市中心區的大量工業企業向外遷移。在“推倒重來”的開發模式下，老工業廠區中大量有價值的工業遺產被拆毀，作為曾經的生產建筑，其原本的生產功能在城市的發展進程中逐漸退去，留下空卻的建筑物已如廢墟般存在。

在此過程中，國家意識到在舊工業區改造的工程中工業遺產保護的重要性，但在改造過程中，鋸齒形工業廠房處于十分尷尬的地位，廠房空間尺度過大，不符合人體尺度，若像傳統改造方式，架構結構會對工業廠房造成破壞，“更新”的觀念與“原真性”保護修繕理念存在某種矛盾，“尋找恰當的用途”成為工業建筑改造一個非常重要的前置性條件，所以我們想采用“臨時性使用”內嵌盒子的概念[6]。

“臨時性使用”內嵌式盒子即對閑置的鋸齒形廠房的暫時使用，未明確以何種合理方式保護鋸齒形廠房的方式，這種使用不僅是自發的、非正式的和創造性的活動，而且通過這些使用能使鋸齒形廠房在城市發展過程中產生積極效應，進而得到增值。青島市工業遺產保護是一個逐步探討的過程，一些有價值的工業廠房的保護方式無法在短時間內確定，在此時間段內如何處置工業廠房是亟待解決的問題，而“臨時性使用”的改造方式給大家提供了一個合適的路徑。“臨時性使用”的小空間可以隨時拆除、隨時變化，其構造方式簡單，材料廉價易得，如使用廢棄集裝箱、輕質鋼材等材料，在盡可能不破壞工業遺產建筑風貌的前提下，使工業廠房得到最大化利用，深化青島市工業遺產的活化利用[7]。