營造綠色健康的未來工廠
——科興凱信廠區(qū)設(shè)計

文/中國建筑設(shè)計研究院有限公司 余 浩 姚 麗

1 項目概況

凱信廠區(qū)位于北京大興生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，與科興現(xiàn)有園區(qū)毗鄰。該項目是在已收購的舊制藥廠基礎(chǔ)上改擴(kuò)建而成。項目西側(cè)、南側(cè)景觀良好，東側(cè)為擬建醫(yī)藥園區(qū)，北側(cè)為規(guī)劃公共配套設(shè)施用地，園區(qū)內(nèi)現(xiàn)存4棟建筑，總用地面積82247.57m2，總建筑面積155831.33m2，新建建筑規(guī)模89000m2。已建物流倉庫及其物流集散廣場占據(jù)用地南側(cè)，中試車間和宿舍占據(jù)用地西側(cè)，留下1塊較方正的用地，整個用地呈直角梯形，北寬南窄朝向東側(cè)和北側(cè)，東北方是地塊最主要的車輛和人員來向。

園區(qū)內(nèi)既有建筑是物流倉庫、配套宿舍與中試車間。用地南側(cè)的魏永路來往貨車較多，魏永路與用地南邊界之間間隔泄洪渠和綠化帶，用地西側(cè)是未建成的規(guī)劃路。

2 設(shè)計理念

2.1 從技術(shù)到藝術(shù)

傳統(tǒng)工業(yè)廠房設(shè)計僅考慮生產(chǎn)要求，凱信廠區(qū)的設(shè)計原則是將人放在核心位置。設(shè)計團(tuán)隊對人與建筑空間的關(guān)系進(jìn)行研究與創(chuàng)新，使情感需求及人性化在凱信廠區(qū)項目表現(xiàn)得更為突出，從功能布局的合理性及優(yōu)化交通流線等方面出發(fā)，創(chuàng)造健康、舒適、自然、和諧的建筑環(huán)境、室外景觀、文化氛圍等，使人們獲得更多安全感。各個生產(chǎn)車間形態(tài)完整且充滿力量，圍合而成的中心花園充滿自然與生機(jī)，為廠區(qū)提供人性化休閑空間，讓員工在高度緊張的工作氛圍中收獲放松感和歸屬感。

內(nèi)庭院柔美靈動的游廊與入口大門、下沉庭院融合，讓員工和來訪者通過開放的“藝術(shù)館”到達(dá)各個門廳，從而避免風(fēng)吹日曬。游廊設(shè)計不僅表現(xiàn)出科興的品牌形象，也蘊(yùn)含東方禪意，極具未來感（見圖1）。

1 內(nèi)庭院效果

2.2 安全高效

園區(qū)整體功能分區(qū)合理，交通流線清晰。在總體規(guī)劃上，倉儲區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、中試區(qū)、配套區(qū)相對獨立，此種布局方式安全且高效。倉儲區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和研發(fā)區(qū)彼此連通，提高了生產(chǎn)效率。

在貨物運輸方面，原料進(jìn)庫與成品出庫2條流線立體分層，互不干擾，高效便捷。園區(qū)物流設(shè)于地下空間，各生產(chǎn)單元物流通過空中連廊聯(lián)系，將地面空間盡可能留給人員進(jìn)行活動。地下空間采用環(huán)形貨運車道，第3層使用傳輸通道將各個廠房地上、地下連通，打造智慧物流系統(tǒng)，使廠區(qū)更加安全高效。

2.3 綠色健康

凱信廠區(qū)設(shè)計從前期階段場地研究到初期階段的布局形態(tài)、功能空間組織再到后期深化階段的材料構(gòu)造工藝等皆制定了針對性策略。場地研究階段針對場地內(nèi)外條件進(jìn)行分析，充分考慮配套設(shè)施的建設(shè)；初期階段以“人”為核心出發(fā)點，從人的身心健康出發(fā)，滿足人的使用需要，使生產(chǎn)功能與生活功能并重；后期深化階段針對建設(shè)周期及節(jié)能要求，采用模塊化快速建造體系和工業(yè)建筑常規(guī)材料，以節(jié)儉為設(shè)計策略，以適宜的技術(shù)打造友好型建筑環(huán)境。

3 設(shè)計要點及策略

3.1 一方宇宙——“暖心”布局營造更具幸福感的工作環(huán)境

凱信廠區(qū)新建車間呈“U”形布局，中央圍合形成90mx120m的景觀空間（見圖2），為科研人員在緊張工作之余預(yù)留放松身心的空間。人行出入口與車行出入口統(tǒng)一設(shè)置于園區(qū)北側(cè)，并連接城市道路。園區(qū)東側(cè)設(shè)置成品貨運出口和貨運入口。機(jī)動車可從市政路快捷進(jìn)入地庫。基地內(nèi)部貨運車輛、大型車輛出入口集中于東側(cè)和南側(cè)。生產(chǎn)貨運流線與人行車行流線分離，安全高效。

2 廠區(qū)夜景

各車間圍合的內(nèi)庭院是整個用地的核心活力空間，既是員工進(jìn)出的主要空間，又是員工休息交流的開放場所。標(biāo)志性游廊連接場地出入口與各建筑入口、下沉庭院等節(jié)點空間，打造科興門戶形象，豐富園區(qū)的空間層次，建立室內(nèi)外空間的互動聯(lián)系。結(jié)合下沉庭院設(shè)置露天小劇場，使地下室空間與室外空間連通，增強(qiáng)了空間的趣味性，為員工在工作之余提供休息場所，提升地下空間品質(zhì)（見圖3）。

3 下沉庭院實景（圖片來源：李季）

3.2 理性建構(gòu)——立面單元化的設(shè)計實踐

從結(jié)構(gòu)理性到建造理性的建構(gòu)理論出發(fā)，回應(yīng)凱信項目建設(shè)周期短、建設(shè)要求高、建設(shè)經(jīng)費有限等建造要求，針對性提出設(shè)計思路，即模塊化快速建造系統(tǒng)+工業(yè)建筑常規(guī)材料。

細(xì)胞聚集的形態(tài)具有優(yōu)雅美感，從這一形態(tài)中抽象出微妙變化的六邊形，使其成為立面肌理（見圖4）。類似4類核苷酸的不同排列可構(gòu)成千姿百態(tài)的DNA生命體，凱信廠區(qū)立面以代表生命的DNA六邊形苯環(huán)為建筑母體，基于室內(nèi)功能、造價、施工進(jìn)度、施工技術(shù)等要求，將六邊形模塊化并應(yīng)用于立面、屋頂?shù)忍帯２煌瑔卧K各自集成內(nèi)外飾面、夾心保溫、通風(fēng)百葉、采光窗、通風(fēng)器、泛光燈等組件。各個單元模塊均在工廠內(nèi)加工完成，運送至現(xiàn)場后直接安裝到龍骨上，由此既可滿足裝配率要求，又可提高施工效率，縮短施工周期。

4 廠區(qū)外立面

廠區(qū)整體造型優(yōu)雅、性價比高、整潔度好，極具科興風(fēng)格及現(xiàn)代風(fēng)格。在周邊略顯單調(diào)的工業(yè)廠房群中，這組理性、極少主義、技術(shù)至上的建筑群已成為卓爾不凡的存在。

結(jié)合立面六邊形單元共設(shè)計5種模塊：六邊形平板、六邊形凹板、六邊形百葉、六邊形玻璃、六邊形玻璃+通風(fēng)器。通過參數(shù)化手段將5種模塊巧妙地運用于立面上使其產(chǎn)生韻律感。看似隨機(jī)排列，實則較好地匹配了建筑內(nèi)部的功能需求。六邊形平板為基本單元，為滿足設(shè)備需求在機(jī)房區(qū)域、車間吊頂內(nèi)設(shè)置六邊形百葉；為滿足消防及使用需求在樓梯間和衛(wèi)生間設(shè)置六邊形玻璃+通風(fēng)器；為滿足自然采光要求在電梯廳設(shè)置六邊形玻璃。立面設(shè)計以六邊形平板為基底，以功能性六邊形單元為基點，對六邊形凹板進(jìn)行參數(shù)化的吸引與放射，形成靈活且規(guī)律變化的立面。立面六邊形單元固定采用釘膠式，可根據(jù)內(nèi)部空間的功能變化進(jìn)行立面單元更換，更換時僅需材料成本，施工簡單方便。

第五立面上的光伏板被置于建筑頂面空間，六邊形光伏板根據(jù)設(shè)備高度相應(yīng)抬高，形成高低起伏的屋面形式，巧妙消解了光伏板本身的沉悶感，也使凌亂的屋面更加整齊、輕盈。

3.3 景觀再生——輕質(zhì)構(gòu)筑物的探索與應(yīng)用

內(nèi)庭院游廊是凱信廠區(qū)設(shè)計的一大亮點，無論造型、結(jié)構(gòu)還是材料選擇方面皆是新挑戰(zhàn)和新嘗試。游廊建筑面積約4300m2，應(yīng)用鏡面復(fù)合板、碳纖維等輕型材料，通過柱體細(xì)化、曲線形態(tài)建構(gòu)等方式確立“白色、輕盈、流動、開放、自由”的建筑形式。游廊上表皮為8mm厚碳纖維材料，下表皮為白色復(fù)合鋁板，采用窄邊框設(shè)計以保證薄邊的視覺效果。連續(xù)的碳纖維材料和鏡面復(fù)合板由一系列柱距約20m、直徑250mm的柱子支撐，以提供視覺上的連續(xù)空間（見圖5）。

5 景觀游廊形態(tài)生成示意

碳纖維材料的創(chuàng)新應(yīng)用使游廊具有較小荷載，故可采用大跨度和大懸挑結(jié)構(gòu)。選用曲梁+鉸接鋼柱形式，同時不銹鋼立柱采用順曲線布置。利用此結(jié)構(gòu)，游廊仿佛“飄散的煙、浮動的云、流動的水”，其最終呈現(xiàn)的體量特征和尺度感與環(huán)境形成了良好呼應(yīng)。

3.4 綠色設(shè)計——低碳理念下的智慧園區(qū)營造

凱信廠區(qū)集約緊湊的布局形式和完整規(guī)則的體量極大地節(jié)約了土地，提高了生產(chǎn)效率，縮短了交通距離，保證了工業(yè)建筑在城市中的宜人尺度。立體分層交通流線智慧系統(tǒng)的建立提升了建筑功能和服務(wù)水平，為生產(chǎn)及工作提供便利。立面單元化的設(shè)計符合裝配式建造、模數(shù)化建造和工廠化預(yù)制要求，降低了建筑在建造、運行、改造、拆解等階段的成本。

在綠色技術(shù)應(yīng)用方面，屋面設(shè)置光伏系統(tǒng)，既提升第五立面的美觀度，也積極響應(yīng)國家節(jié)能減排政策。凱信廠區(qū)光伏總面積約3萬m2，每年可供廠區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施用電550萬kW·h，節(jié)約了市政用電（見圖6）。

6 光伏系統(tǒng)

雨水收集系統(tǒng)和海綿區(qū)域的構(gòu)建能促進(jìn)對雨水資源的利用，減少對市政水的使用。凱信廠區(qū)屋面設(shè)置雨水收集裝置儲蓄雨水，用于道路沖洗和綠地灌溉，減少了自來水用量（見圖7）。按北京市年平均降水量400～800mm計算，廠區(qū)屋頂面積約3萬m2，每年最多可節(jié)約自來水12000～24000t。

7 屋面雨水回收系統(tǒng)

4 結(jié)語

工業(yè)建筑設(shè)計不僅應(yīng)關(guān)注生產(chǎn)，更應(yīng)考慮人們的情感需求，營造更具幸福感的工作環(huán)境。基于此，凱信廠區(qū)設(shè)計打破廠房在城市整體環(huán)境中負(fù)面、呆板的印象，讓廠房變得“優(yōu)雅”。一片片廠房不再是城市的疤痕，而是城市的風(fēng)景。凱信廠區(qū)充滿未來感并體現(xiàn)生物科技美的狀態(tài)，既體現(xiàn)了設(shè)計團(tuán)隊關(guān)注城市風(fēng)貌、創(chuàng)造城市風(fēng)景的初心，又表現(xiàn)了科興品牌的文化自信，創(chuàng)造專屬于科興的建筑風(fēng)格與建筑精神。