工業建筑升級改造設計研究
——以廣東某新材料有限公司廠房提升改造項目為例

陳家翰

（廣州建筑產業開發有限公司，廣東 廣州 510000）

1 項目概況

廣東某新材料有限公司總部位于廣東省佛山市順德區，目前在廣東云浮和江門、江西、山東、福建、湖南、香港、印度、意大利等地設有多家全資及控股子公司，企業員工近千名。多年來堅持不懈地專注于超硬材料制品的研究和開發，現已成長為我國超硬材料制品行業的龍頭企業之一，位居全球陶瓷加工工具細分市場占有率前列，是國家火炬計劃重點高新技術企業、廣東省出口名牌企業、廣東省自主創新100強企業、廣東省創新型企業、廣東省現代產業500強項目承擔企業、廣東省民營科技企業，是“廣東省超硬材料及制品工程技術研究開發中心”依托單位。該公司研發和生產各類金屬結合劑、高分子材料結合劑和陶瓷結合劑的金剛石工具、立方氮化硼精細磨削工具及稀土永磁材料及制品，廣泛應用于陶瓷石材加工、機械零部件精密加工、3C產品加工、電機工程等領域。秉承“以至誠之心為客戶創造價值”的經營宗旨，不斷創新，贏得了50多個國家和地區廣大客戶朋友的支持和信賴。截至2020年11月，公司共申請專利160項，已獲授權專利117項，其中發明專利42項，實用新型專利75項，參與制定行業標準6項，主導制定廣東省企業產品標準11項。

本項目位于粵港澳大灣區與廣深科技創新走廊上的重要節點上。粵港澳大灣區是我國打造世界級城市群、參與全球性競爭的國家戰略載體，環灣城市紛紛聚焦環灣地區發展，佛山在南沙自貿區的基礎上進一步強化珠江沿線地區的戰略布局；廣州、深圳作為大灣區的核心城市，以及廣深科技創新走廊的重要支撐，佛山與兩個城市相互之間的聯系、協同將進一步加強，這為創新走廊上的板塊發展迎來了轉型升級和跨越式發展的戰略契機。

借助國家打造粵港澳大灣區的重大契機，圍繞佛山市的發展設想，產業園區核心區的打造完善園區功能，提升園區產業經濟發展；通過項目合理運作，實現區域價值提升，帶動園區經濟發展，引領園區向綠色建筑科技園、高端裝備制造業轉型。加快發展更高層次的開放型經濟，加快培育貿易新業態新模式，積極參與“一帶一路”建設，加強創新能力開放合作。

本次所改造廠房位于公司園區內，原為單層生產車間及倉庫，結構老舊（圖1），已難以再匹配新時代、新科技高端先進制造業的發展需求。本項目以粵港澳大灣區高端裝備制造創新中心和佛山順德的總體發展思路為基礎，堅持創新驅動、多元融合、集群集聚、節約集約的發展原則；突破土地財政和地產驅動為基本框架的傳統工業地產開發模式，打造以產業創新引領、創新資源流動、稅收財政為基本框架的新型園區；“以市場促園區、以園區爭市場”保障園區永久活力，助力灣區發展。項目建設符合國家、省、市推進粵港澳大灣區建設的政策方向，是佛山市建設“中國制造2025”試點示范城市的重要組成部分。

圖1 生產車間內部現狀

主要建設內容：拆除現有的單層生產車間（圖2），新建一棟5層研發生產聯合大樓。原有單層生產車間建筑面積約1320m2，改造后建筑總面積約6450m2，建筑高度20.5m，為多層丁類廠房，耐火等級二級，利用自身園區優勢，助于其產能和收入的增加，進一步升級產業鏈，提升地塊價值，提高基地的生產效能。

圖2 生產車間外觀現狀

2 改造設計思路探析

2.1 園區現狀

本項目所改造的生產車間位于公司園區內，改造后的建筑以高端裝備制造創新中心為主要功能，研發和生產各類金屬結合劑、高分子材料結合劑和陶瓷結合劑的金剛石工具、立方氮化硼精細磨削工具及稀土永磁材料及制品。

廠區范圍總用地面積52444.41m2，現總建筑面積29720.60m2，已建單層生產車間及倉庫8棟，辦公樓1棟及綜合樓1棟（圖3）。園區內有小溪流過，已建單層生產車間通過一定角度的扭轉，使園區內形成大量綠化空間，環境舒適宜人（圖4）。

圖3 園區現狀總平面

圖4 園區內舒適的環境

2.2 總圖設計思路

以創新、綠色、協調為理念，堅持環保優先，節能設計和綠色技術綜合應用，合理規劃充分發揮土地的利用率，打造集綠色低碳基地、智能制造基地、總部研發基地、交流培訓基地、展示交易平臺、投資運營平臺、生活配套組團的總部經濟體，形成產業引領、綠色環保的現代高端制造業生產平臺。

合理利用周邊的優勢資源，合理布置場地，有效解決各個功能分區的相對獨立和有機聯系，使改造完成后的生產車間交通更暢、環境更優、造型更美。

項目北側為32m寬的市政路，西側為14m寬的規劃路，東側為22m寬的市政路，南側為16m寬的市政路。地塊內設置環形消防車道，通過廠區道路通達至各建筑物，外部交通以周邊市政路為主。項目地塊內地勢平坦，在滿足業主的需求前提下，保留園區現狀舒適宜人的環境布局，盡量不破壞現有空間，拆除園區中心區域生產車間（圖5），改造為集生產、研發、倉儲、辦公、接待為一體的研發生產聯合大樓，與辦公樓、綜合樓相呼應同時，也有利于生產車間的交流，提高生產效率。

圖5 園區改造后總平面

2.3 結構選型對比

業主曾提出建造多層鋼結構廠房，于是根據業主的需求進行了多層鋼結構廠房與多層混凝土結構廠房對比。

（1）鋼結構自重輕，延性好，使用空間大，柱距及跨距大，施工周期較短，但整體性較弱，耐火性、耐腐性和密閉性較差。故鋼結構廠房能夠發揮其施工速度快、材料強度高的優點，且比較容易實現較大的高度、跨度和復雜的造型，但共振問題不可避免。

（2）混凝土結構自重大，剛度大，整體性較強，不易受外界侵蝕，密閉性較好，施工周期較長，細部節點簡單，有良好的防火及防水性能，裝修及圍護結構材料選擇不受限制，立面材質及色彩選擇較為豐富。相比于鋼結構，混凝土結構的防火性、防腐性、耐久性更有優勢，維護成本較鋼結構低。

（3）綜上所述，混凝土結構適合那些荷載較大、柱網較密的多高層建筑（如多層廠房、多層倉庫、辦公樓、宿舍等），以及對防火、抗侵蝕或氣密性要求比較高的建筑（如化工、生物醫藥類項目等）；而鋼結構更適合荷載較小的大跨度、大懸挑的單層建筑（單層廠房、物流倉庫等），以及對防火、抗侵蝕或氣密性要求比較低的建筑。

因此，擬建的五層研發生產聯合大樓，選擇混凝土結構更加適合。

2.4 平面設計

首層層高4.5m，其余各層層高為4m。1～3層為生產研發中心，4層為倉庫，5層為辦公、接待、學術交流，并設置屋頂花園。建筑總長55m，總寬24m，標準軸網選用經濟跨度8m×8m，既能滿足研究器械及倉庫較大的荷載，又能盡量減少梁柱截面寬度。

平面的布置上，把樓電梯和衛生間布置在東西兩側，盡量減少西曬的影響，同時減少兩端跨距至3.6m，滿足樓電梯空間布置的同時又能提高中部的空間利用率（圖6）。

圖6 建筑改造后標準層平面

2.5 外立面設計

建筑每層輪廓按照1°～3°左右不同角度進行偏轉，上層懸挑部分形成下層灰空間頂蓋，很好地解決了西曬問題，同時提供大量的室內外交流空間（圖7、圖8）。建筑形體簡潔、線條明確，具有高效感，隨著人的行進過程，會看到不同的建筑輪廓，同時產生豐富的光影效果，實現功能與美觀完美結合，打造具有當地特色的建筑形象。去工業化造型設計，使建筑、景觀、道路、場地融于當地文化，體現人文關懷。

圖7 室外效果（一）

圖8 室外效果（二）

整體環境設計中充分利用建筑旁綠地、屋頂綠化（圖9）等多種手法，為工作人員提供最大限度的活動場地的同時，力圖形成多層次多維度的立體景觀系統。建筑外圍護結構為雙玻構造體系內夾30cm空氣層，通過機械送風方式流通夾層內空氣，打造舒適的工作環境。

圖9 建筑改造后屋頂花園平面

3 結語

隨著粵港澳大灣區的發展契機，產業園區著手打造完備園區功能，實現區域價值提升，帶動園區經濟發展，越來越多的工業園區向綠色建筑科技園、高端裝備制造業轉型。文章從總圖設計思路、結構選型對比、平面設計及立面設計等系列問題出發，進行工業建筑改造設計中相關問題的研究和探索，以期為同類項目提供參考。