基于工業遺存保護與利用的城市健身場所改建

■ 劉孟荀 LIU Mengxun 寧 可 NING Ke

0 引言

隨著我國產業結構的升級，城市發展逐漸從增量轉向存量，新的城市發展問題不斷涌現。例如，全民健身場地的不足便是其中一個不斷被提及的問題。于是，工業遺存與全民健身的結合逐漸進入人們的視線。在此背景下，本文通過研究當前工業遺存改造為全民健身館的現狀，從社會層面和建筑層面分別總結出其中存在的主要問題，并從建筑設計的角度提出解決方案，為此類改造提供理論基礎及設計依據。

1 工業遺存與全民健身場館

1.1 工業遺存建筑的概念

在工業化建設進程中，有許多建筑被用作運輸、生產和倉儲場所；到了后工業時代，伴隨著城市生產能力和經濟發展水平的提升，以及生產流程的智能化、科技化，這些建筑喪失了原本的作用，最終只能被改造、拆除或者廢棄，此類建筑即被視為工業遺存[1]。

相比于工業遺產這一概念，工業遺存所涵蓋的內容更廣泛。一般地，工業遺產是被包含在工業遺存當中的。簡單地講，工業遺產就是通過法律方式劃入到保護名錄當中的工業遺留物，即已受法律保護，不可隨便改建；而工業遺存則為沒有被劃入到保護名錄當中的工業遺留物，從法律的角度來講沒有受到保護，因而具備較強的可操作性及靈活性（圖1）[2]。

圖1 工業遺存定義圖示

1.2 工業遺存改造為體育健身場館的契合點

1.2.1 城市發展的結果

近年來，我國城鎮化快速發展，致使城市擴張迅猛。原來處于城市外圍的工業園區被包裹進城市，而隨后的環境污染問題和工業的升級迫使工業園區外遷，使得遺留下來的廢棄建筑成為城市發展的難題。由于城市的不斷發展，工業園區附近的各項基礎設施越來越健全、交通資源也越來越便利，城市開發有了新的進步，周邊的商業也越發繁榮，由工業遺存改造而成的全民健身館有了理想的區位優勢。和新建的體育場館建筑相比較，工業遺存改造而來的運動健身空間開發時間短、成本低，很好地滿足了群眾對便捷運動、低成本的基本要求，這對于全民健身事業的發展非常有利。

1.2.2 空間的高度契合

將工業遺存改造為體育健身場館，不僅是出于社會、經濟效益的考慮，更是由于這兩類建筑之間具有極高的契合度（表1）。工業遺存通常具有較大的空間跨度，內部空間大。一般情況下，廠房會按照柱距6～9 m設施排架，承載能力強，建筑穩定、堅固，并且內部也能夠完成二次分離；部分單跨廠房跨度在24 m 以上，而雙跨、三跨廠房的跨度更高，如此大尺度的空間狀態使得后期的改造項目有更多選擇。從結構上來說，工業遺存大部分屬于排架、拱、大型鋼架及鋼筋混凝土框架結構，空間結構較為穩固，承載能力較強，且空間架構耐久性比較理想，這意味著進行空間改造具有便利性和可行性[3]。

表1 改造契合度分析表

1.2.3 良好的社會效益

廢棄的工業遺存大多處在城市的核心區域，表現出比較理想的商業發展能力，也有利于創建城市社區15 min 健身圈。將工業遺存改造為健身體育場館，所需工程建設時間較短、投入資金較少，可在短期內達到盈利的目標；不僅如此，工業遺存更在無形中承托了工業文化，承載了一代人的回憶，采取改造的方式更顯其人文價值；此外，也可以實現對生態環境的保護，減少建筑材料和能源的使用等[4]。

2 選址

工業遺存的選擇直接影響著全民健身館未來的經營情況。按照工業遺存改造的區位條件，主要包括商業聚集區、居民聚集區、廢舊工業園區等3 類（表2）。

表2 用于改造的工業遺存區位

2.1 商業聚集區

商業聚集區一般周邊交通發達、城市配套齊全。在城市發展過程中，不同性質的產業不斷聚集，建成了以商業區或商業綜合體為核心的功能聚集區，從而形成了龐大的產業鏈。靠近商業聚集區的工業遺存可以借助“整體大于部分之和”的聚集效應，改造為與之相適應的體育健身場館，以新的功能融入商業聚集區。

2.2 居民聚集區

大多數工業遺存都位于城市邊緣，遠離城市中心。隨著城市的不斷發展擴張，其周邊逐漸形成了住宅區和工作區。大量人口的注入，就意味著巨大的消費市場和城市配套服務的完善。因此，將居民區附近的工業遺存改造為體育健身場館，利用城市閑置空間解決區域內體育設施不足的問題，可帶動區域的發展。

2.3 廢舊工業園區

廢舊工業園區一般位于城市郊區。由于遠離城市聚集區，交通條件相對落后，工業遺存現狀保持較好，具有較好的改造潛力。因此，在改造時，根據工業遺存現狀，可考慮將健身場館定位為體育綜合體，以此服務周邊區域乃至城市。

3 結構加固與重構

工業遺存原本的基本功能是工業生產，因此，其結構通常較為穩固。不僅如此，一些工業遺存還展現出了一定的工業審美價值和文化價值，所以應當對工業遺存展開保護性改造利用。在對工業遺存建筑品質展開評價的過程中，應首先對建筑結構進行測定，按其自身建筑結構質量，采用與之相適應的改造方法。

3.1 舊結構的加固與拆除

3.1.1 加固

改造過程中，對于較為堅固的工業遺存可直接保留其結構系統。基于對建筑原本的平面規劃、承重系統的維持，一般僅對構造不符合需求、強度較差的部分進行修復或加固，主要是采用合理的方式提升結構抗力、修補損壞的構件等。在諸多的修復加固模式中，以建筑結構來說，不但應保障經過修復的新舊構建能夠互相搭配協調，而且在完成局部加固后，需要對建筑總體進行檢查[5]。

3.1.2 拆除

不少工業遺存由于年代比較久遠，保存情況不理想，一定程度上限制了上類建筑的改造工作。于是，在一些項目的改造過程中，通過對其中某些結構構件的拆除和增設，完成對原結構的部分改造。由于這種方法可能會破壞結構體系的整體性，在進行拆除操作前，應先對改造項目進行全面考察。

3.2 新舊結構的組合

改造過程中，新舊結構的組合關系有3 種，即：獨立、部分依附和完全依附（圖2）。

圖2 新舊結構關系圖示

3.2.1 獨立

從結構受力的角度來看，新舊結構獨立是指新結構所承受的荷載直接傳遞給基礎，其新舊結構之間不存在相互支撐的關系。這種組合常用于原有結構承載力較差的工業遺存改造中。比如，要在工業遺存中增加新的功能空間，而舊的結構難以承擔這樣的負荷，此時，就應當運用全新的結構體系對新增功能空間進行支撐；且這種全新的結構體系不可影響舊有的結構體系，以防止對原結構造成不良影響；此外，應盡量維持工業遺存的基本結構特色[6]。

3.2.2 部分依附

部分依附是指新置入結構與既有結構產生了相互作用的關系，表現為：新結構的荷載一部分作用于舊結構，另一部分直接傳遞給基礎，能夠有效增強工業遺存結構的整體性（圖3）。需要注意的是，改造前應先對原有結構進行檢測，以確保改造后結構的安全性。這種改造手法比較經濟、簡單，是工業遺存結構改造中比較常見的方式。例如，在西安聚海籃球運動中心的改造中，經營方在原有的鋼架結構上局部搭接了鋼結構，作為入口的門廳空間及二層的運動空間（圖4）。

圖3 新置入結構與舊結構

圖4 改造中新置入的空間

3.2.3 完全依附

完全依附是指新結構完全依附在舊結構上，新結構的荷載完全作用于舊結構。這種改造方式的先決條件是舊結構體系堅固耐用，能夠滿足新結構體系的全部荷載，因此，需要對舊結構的荷載承載范圍進行計算，同時，要兼顧側推力等因素可能會產生的影響。常見的新舊結構表現形式有：懸挑、懸吊、屋頂加建。

4 功能置入與轉換

4.1 工業遺存模數化及運動場地尺寸

根據工業遺存空間類型，及其改造為全民健身場館之后所對應的運營模式，可分為單層工業遺存、多層工業遺存和特異型構筑物三類。其中，單層工業遺存的表現形式主要為鋼筋混凝土排架式廠房、鋼結構排架式廠房、鋼結構剛架式廠房及鋸齒形剛架式廠房等；多層工業遺存較常見的表現形式為鋼筋混凝土框架結構廠房，具有跨度較小、層高較低的特點；異型構筑物的表現形式為水泥廠的高塔、煤氣站的煤氣罐、發電站的冷卻塔、屯糧的筒倉等構筑物。根據相關研究與調研結果，對常見的單層、多層工業遺存空間尺度進行模數化匯總（表3）。

表3 工業遺存結構模數總結

不同的運動項目對運動場地尺寸的要求不同；即便是相同的項目，對賽事標準場地及訓練場地的要求也有一定的差別。根據《全民健身活動中心分類配置要求》（GB/T 34281——2017）中針對體育場地尺寸的規定，綜合實地考察獲取的有限材料和相關專業資料、生產設施材料，明確了幾種常見的場地大小（表4），針對不同的體育項目，設計符合相應要求的運動場地尺寸（圖5）。

圖5 運動場地尺寸對比

表4 小空間運動場地空間尺寸

4.2 場館功能組織重點

工業遺存改建為全民健身場館時，其內部空間功能應滿足體育建筑的基本需求，必備的功能空間有：運動空間和服務空間。本文只討論全民健身館各部分空間及運動場地功能組織的重點，優化其組合結果[7]。

4.2.1 功能集約

運動空間集中布置，以避免不必要的交通流線；同時，利用交通空間，高效地組織主體運動空間、更衣淋浴、衛生間及其他功能空間，主要有并列式、層疊式和立體式等3 種布局方式（圖6）。

圖6 功能集約

4.2.2 場地獨立

不同類型的運動場地之間應相互獨立。在進行場地置入時，應盡量組織在不同區域內，并利用隔斷進行空間上的阻隔，以避免不同運動之間相互干擾。調研發現，受場館空間限制，即便是同一種類型的運動場地，也可能因無法滿足場地之間安全間距的要求而產生干擾，因而需要做好場地之間相互獨立的分割（圖7）。

圖7 場地內分割

4.2.3 基礎設施齊全

運動空間的品質和基礎設施的數量能夠直接影響使用者的運動體驗；大部分全民健身場館由于對附屬設施的設置不夠重視，出現了數量不足、通風采光不好及衛生條件較差等問題。因此，將工業遺存改造為全民健身場館時，應重視基礎設施的設置，并通過增加飲水處、存包處等基礎設施，來提升健身館的運動體驗。

4.3 內部功能匹配

體育建筑運動空間與工業遺存模數化具有極大的契合度，因而在進行體育功能的置入時，應結合運動健身場地的空間尺度，合理地置入到工業遺存不同類型的空間中，從而明確運動空間內容。根據工業遺存的空間性質，全民健身場館的功能匹配可分為：單層廠房功能匹配、多層廠房功能匹配及特異型構筑物功能匹配[8]。

4.3.1 單層廠房功能匹配

工業遺存改造中，常見的單層廠房有：鋸齒形屋架空間性質廠房、排架及剛架形制的單跨廠房和多跨廠房。因此，將健身空間置入到單層廠房的具體類型可分為：小跨度單層廠房的功能置入、大跨度單層廠房的功能置入、單層多跨廠房的功能置入及單層空間分割為多層廠房的功能置入。在置入的過程中，應注意不同功能（即運動功能與服務功能）之間的組合方式，具體可分為：端部式、平行式、分割式及圍合式（圖8）。

圖8 服務功能與運動功能組合模式

4.3.1.1 小跨度單層廠房的功能置入

這種情況下，單層廠房的結構一般為鋸齒形屋架空間形制，層高較低、跨度較小，因而適合小空間運動項目；結合結構，可選取8 m×8 m及12 m×12 m 兩種模數進行運動空間的匹配分析（表5）。

表5 小空間運動匹配圖示

4.3.1.2 大跨度單層廠房的功能置入

單層工業廠房中，最常見的結構型式為排架結構及剛架結構。與柱網結構的單層廠房不同，排架式及剛架式單層廠房跨度較大、層高較高，能夠容納大空間運動項目。選擇跨度在30 m、24 m、18 m、12 m 的單層廠房空間板塊，與相應的健身場所對應[9]：12 m 跨度的廠房僅能容納標準羽毛球場地，18 m 跨度的廠房可以容納羽毛球、排球的標準場地，24 m及以上跨度的廠房可以滿足各類場地要求（表6）。

表6 大空間運動匹配圖示

4.3.1.3 單層多跨廠房功能置入

單層多跨廠房的功能置入，是以單跨廠房作為基礎進行的。由于空間跨度上的差異，置入過程中應該注重不同功能組合的合理性。首先，多跨廠房的面積較大，除了全部作為運動空間之外，還應考慮與其他功能相結合進行多功能改造；其次，考慮到跨度的增加對平面布局組合方式的影響，可將單跨空間作為模塊與服務空間進行組合，以保證交通流線的便捷及服務設施的高效利用，如丹麥哥本哈根的斯賈克特青年俱樂部，就是采用了多跨廠房功能組合的方式（圖9）。

圖9 斯賈克特青年俱樂部多跨廠房功能組合方式

4.3.1.4 單層廠房內部空間的多層分割

部分單層廠房的空間比較高大，在滿足不同運動場地空間需求的同時，還有富余空間，因此，可以通過增加結構的方式，將整個大空間分割為大小不同的運動空間繼續組合，可分為層疊式、并列式和圍合式等（圖10）。

圖10 空間組合方式

4.3.2 多層廠房功能匹配

多層廠房的結構為柱網框架式空間形制，空間形式比較簡單，可分為均質空間及大小空間組合兩種。其內部平面運動功能可以參考單層廠房空間的布置；而垂直方向上的空間需要考慮大空間健身運動和小空間健身運動的空間組合形式，主要有層疊式和圍合式兩種（圖11）。其中，層疊式是指大小空間用房在垂直空間上平行布置；圍合式是指大空間健身用房被小空間用房的組合所圍合。對于多層廠房的功能匹配結合空間結構上的改造，一般會采用托梁拔柱的手法，將大空間運動放在上層，小空間運動放在下層，以保證結構的合理性。

圖11 多層框架廠房空間匹配方式

4.3.3 特異型構筑物功能匹配

特異型體育建筑空間比較多樣，其內部空間不適合常規的運動項目；一些趣味性更強、對空間造型要求更高的運動，可以通過對此類建筑改造后達成。例如，德國的杜伊斯堡風景公園中具有“展覽、兒童娛樂及體育休閑模式”的糧倉花園，原本糧倉是儲存焦炭的設施，因為墻壁比較厚重，最后被設計成攀巖設施（圖12）。

圖12 德國杜伊斯堡風景公園的糧倉花園

5 空間操作與整合

在工業遺存改造為健身場館的過程當中，最為重要的問題是怎樣改造工業遺存的內部空間。為了讓建筑能夠達到健身場館的功能要求，可以通過對工業遺存原本空間的調整及整理，產生全新的空間組織模式[10]，主要涵蓋了空間劃分、空間整合及空間植入等3 個類型（表7）。

表7 空間操作與整合

5.1 空間劃分

按照全民健身場館的功能需求，對工業遺存進行垂直、水平方向上的區分，產生多個不同大小和規模的分離空間，從而展現其豐富的需求空間。這種改造主要體現在單層排架式工業遺存中。

5.1.1 水平分隔

在健身場館的改造設計中，工業遺存通常是一個通透的大空間。因此，首先需要分隔出入口大廳及服務空間，通常采取永久性分隔的辦法，通過輕質隔斷、承重墻體來完成對空間的劃分；其次，由于運動項目的差異，應采取適當的分隔以避免場地之間的干擾，一般采用繩網、網籠和家具等進行柔性分隔，并對使用者的安全起到保護作用。

5.1.2 垂直分層

垂直分層可以具體化劃分為局部分層和完全分層兩種類型。其中，局部分層是在部分區域加入夾層，并產生關聯上下兩部分的大空間，形成多樣化的空間形態；完全分層是把單層大空間轉變成多層空間，結合置入的體育功能場地空間尺寸，布置更多的運動場地。一般來說，垂直分層會被運用到空間較大、層高較高的單層大廠房中。

5.2 空間整合

空間整合是把工業遺存內的小空間轉變為大空間，從而滿足健身場館對運動空間尺度的需求，常見于鋼筋混凝土框架結構中。依靠對原本小空間的整理，形成開敞的大空間，進一步植入大空間運動，以增加場館運動項目的多樣性。

5.2.1 水平打通

水平打通是通過去除在工業遺存中的分隔墻體，來產生一個較大的水平空間。這個過程和水平分隔相反，目的在于把多個小空間關聯起來，最后形成一個面積較大的區域，從而增加運動功能置入時的靈活性。需注意的是，必須要保證去除的結構屬于非承重結構，避免結構出現穩定性風險。

5.2.2 垂直合并

拆除工業遺存中原有的梁、板等構件，通過垂直整合手法，形成大空間并植入大空間運動，最后達到多種運動項目復合的效果，以增加全民健身場館能夠運營的運動種類。

5.3 空間植入

在工業遺存內部或外部添加全新的空間體塊，以滿足新的功能空間需要。這樣的改造手法在健身館之中常被用來增加場館的使用面積。采用空間植入的改造手法，首先必須滿足2個條件：①確定結構能夠滿足荷載的需求；②在植入體塊時，應該滿足當前的法規及消防要求。在此基礎上，可以在工業遺存的屋頂及側面增加空間體塊，以滿足功能需求[11]。

6 結語

城市是發展的,變化是永恒的。舊工業建筑的改造需要與時代的發展、國民的需求緊密結合，使原有的場地煥發新的生機與活力。本文從工業遺存保護與利用的視角，探索工業建筑改造為健身場所的可能性，提出工業廠房改造的方向。通過對工業遺存特質與全民健身活動空間的解析，從結構加固與重置、功能置入與轉換、空間操作與整合等方面提出設計策略，探討將工業遺存改造為全民健身場館的設計全過程，為工業建筑改造為大空間、大跨度等運動場所提供的理論依據和實踐經驗。