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摘要:我国现代的工业建筑与过去相比无疑取得了不菲的成绩,但我放眼望世界就会发现我国的建筑设计水平还存在较大的差距。本文通过对现代工业建筑设计现状的分析,然后提出了一系列进一步完善现代工业建筑设计的应对策略。
关键字:现代;工业建筑设计;现状;策略
随着社会经济的不断发展,我国工业建筑的环境与需求也在不断地在进行各种转变。首先,在现代工业随着科学技术的进步而飞速发展,工业产品进一步要求精密化、自动化、微型化且环保化,工业生产变化的同时使工业建筑设计的要求也随之发生变化。其次,在各城市都有着经济技术开发区以及现代工业聚集地,人们对生活质量越来越重视,对城市的风貌也随之有了更高的追求。再次,企业之所以越来越重视工业建筑设计是因为其建筑能够有效反应其企业文化及精神面貌,是企业外观形象的重要部分。
我国工业建筑设计的现状
经济技术开发区的兴建
在进行现代城市总体规划的时候都会将新兴的工业区纳入,不仅仅是生产建筑,同时还要对辅助配套建筑进行完善,并且还对厂区环境进行更具精密的设计从而将城市现代化的风貌以及企业精神充分的展现出来。例如武汉的东湖新技术开发区、北京亦庄经济技术开发区、深圳八卦岭综合工业小区等。工业新区的建设还可以有效推进城市住宅区、商业区以及能源供应区的开发与建设。
2.旧城区改造的完善
在我国,无论是沿海还是内地都新建了许多以某个大型企业骨干为中心的工业基地或者工业城,例如武钢、宝钢、包钢、中国一汽、东风汽车公司、金山石化公司等。改革开放以来,旧的厂房都进行了一系列挖潜改造与生产结构调整从而使之焕然一新,中国第一汽车集团公司便是最好的例子。旧城区的老厂房有的就地更新有的易地重建。例如北京的大北窑金属结构厂就更换地址进行重建,而旧址则成为了中国国际贸易中心,整体建筑面积多达40多万平方米,如此看来易地重建有时候还能促成双向的发展。
新型工业建筑的兴起
在施工工艺技术的大力发展下,我国从国外引进了不少的现代工艺。将高新科技与新工艺融合到工业建筑之中,从而促使工业建筑的形式进一步发展与完善,促使现代工业建筑更具多样化、标准化与定向化。当前就出现了现代交通能源建筑、高多层厂房等新型工业建筑,它们不仅结合了通用性与灵活性的建筑要求,同时还使土地资源得到了充分利用。
现代工业建筑设计的应对策略
坚决遵守城市设计原理
所以,城市化要给予多方面的考虑,否则只会使这个国家的城市化陷入混乱的境地。现代城市所面临的各类问题中,属在城市中心的工厂或者是工业生产项目所造成的困扰最大。工厂不仅会给城市带来直接污染,同时还牵扯到城市机能与城市交通,对城市品质还有可能造成不良的影响。所以在进行工业建筑设计的时候要充分结合城市设计理论,有效协调城市与工业建筑的关系。在选择厂址的时候必须具备科学论证且通过了严格审查;城市中原有的工业厂房,影响不大的小型企业应该对其发展进行限制,敦促其进一步完善科学技术从而减少对城市的影响;而对于影响较大的,如生产规模大、污染干扰严重的重型企业则应该促使其进行逐步外迁。另外,还要有效利用城市设计原理来处理城市与工业园区的关系,积极吸取国外经验同教训。例如,苏州工业园的规划就十分成功的展现了文化古城同新型工业园的和谐共存。
注重工业建筑造型设计的个性特征
工业建筑与民用建筑是不尽相同的,然而它们之间的基本原理确实一致的。它们虽满足着人们不同的需求,但是应该同时具有时尚、优美且富有文化内涵的环境与建筑空间。所以在进行工业建筑设计的时候也应该同时赋予其艺术性,这也是一种文化的体现。在创作中可以将人文因素引入其中,并重视对地域性以及长索性的了解。同时,建筑师为了使自己的视野更为开阔,还要对地域文化脉络进行延续。这样一来不仅仅是开拓了视野,还能有效地改造与保护传统建筑,并且增进了工业企业与公众的沟通,对企业形象的树立带来了积极的影响。例如,2000年建成的广州羊城晚报印务中心,建筑师在设计的过程中要始终贯彻以展现工业美学与企业文化为中心,做到高感情与高科技设备的功能的有效融合,从而成功建立其了一座赏心悦目的新型工业建筑。
充分贯彻可持续性思想
由于经济与认识的原因,我国许多工厂只是一个单纯的生产场所。不仅选址不当、环境恶劣、设备陈旧、污染严重从而给城市环境质量带来极大的影响,与此同时这类工业企业还带来了论巨大的废物排放量。所以,在现代工业建筑中贯彻可持续性思想无疑具有着重大意义。首先,要工业建筑的热功能性要得到充分加强,并且促进被动式能源利用技术的发展。建筑师在设计现代化工业建筑的时候要充分考虑到平面设计、空间设计一家细部装饰处理,从而达到节能的效果。其次,关于工业建筑设计的指导思想方面要有机结合发展、环境以及人类等因素,从而使工业建筑在满足生产的同时还为劳动者创造现代化的工作环境,并且还要使自然免受侵害。再次,要对落后或者旧建筑的改造与再利用引起重视。建筑并非一次性消耗品,为了促使其充分到达自身使用周期,要对一些废弃的工业建筑进行改造,从而满足其他用途。例如中山岐江公园就是建筑师创造的一个特殊遗址公园,建筑师将已经废弃的粤中造船厂利用进来,然后对原有的机械设备、自然环境以及工业建筑物的景观进行了一系列设计与改造。
总之,建筑不仅仅是建筑,同时它还是一项艺术。建筑是在设计的时候不仅要结合高新技术凸显现代化还使建筑富含文化底蕴。我国现代工业建筑设计若要进一步完善,所采取的策略应当建立在其总体发展趋势的基础之上,与此同时还要与我国的理论基础、技术水平以及经济基础充分结合起来。
【摘要】回顾工业建筑发展历程,展望工业建筑设计发展趋势,总结目前国内工业建筑设计不足之处。
【关键词】工业建筑设计;趋势;不足
工业建筑的发展进程
十八世纪,随着工业革命的到来,生产技术发生了根本的变革,大量的使用机器,带来了大规模的工业建设,许多新技术与新形式产生,工业建筑也从此诞生了。它更加注重功能与形式相互适应,大胆尝试新的建筑材料和结构形式,建筑造型开始净化,摒弃了传统繁琐的装饰手法。
1909年德国现代设计奠基人之一的彼得·贝伦斯(Peter Behrens)在柏林为德国通用电气公司所设计的透平机制造车间(AEG Turbine Factory)被西方称之为第一座真正的“现代建筑”,成为现代建筑史上的里程碑。
作为包豪斯(Bauhaus)创始人的格罗皮乌斯(Walter Gropius)于1911年和梅耶尔(Adolf Meyer)共同设计的阿尔费尔德的法古斯工厂(Fagus Werk,Alfeld),采用非对称的构图;简洁整齐的墙面;无挑檐的平屋顶;大面积的玻璃墙;取消柱子的建筑转角等处理手法,和钢筋混凝土结构、玻璃、金属协调统一,产生了一种新的建筑形式美,它也成为第一次时间大战以前最先进的一座工业建筑。
大跨度建筑在十九世纪末开始有了很大的创新,尤其在第二次世界大战后的几十年又有了新的突破,此时利用钢筋混凝土薄壳结构来覆盖大空间的做法已经越来越多。工业厂房为了节约空间,倾向于坡度平缓的扁壳。1945~1951年的英国南威尔士布林马尔橡胶厂(Bryn Mawr Rubber Factory),通过采用厚度为9厘米的扁壳,柱网尺寸达到27×21米。
1955年由丹下健三设计的原町图书印刷厂是一座新型的工业建筑,在90米跨度悬臂钢桁架中部由一对钢筋混凝土柱支承,整个屋顶由十一件这种钢桁架构成,四面为玻璃墙面带遮阳设施,内部空间开敞灵活,反应了当时日本工业建筑已经步入现代化水平。
二十世纪八十年代,当时正值英国电子时代的没落,政府为了发展电子工业,投资建造了Inmos微处理器工厂,把这个项目委托给理查德·罗杰斯(Richard Rogers)。Inmos微处理器工厂的前身是罗杰斯十年前建造的Reliance Controls电子工厂,这个工厂的特点就在于它是一个可以生长的建筑,一个单层的钢结构厂房,36米跨度、中间无柱的车间,可以根据生产要求不断地灵活调整生产路线。
随着现代科技、工艺的发展,国外的工业建筑已经发生了很大的变化。通过建造联合厂房、多层或高层厂房,实现对土地的节约利用;通过对厂区绿化,把绿植引入车间和生活空间;通过对废气、废水、废渣等的排放进行综合治理,严格控制标准,避免由于现代化大生产,工业高速发展,对环境和生态平衡所造成的污染和破坏。另外,工业建筑的设计思路已经更新,更加重视艺术创作,发挥建筑师的作用,工业建筑的重要性也日益突出。
我国现代工业建筑的发展
我国自1949年解放以来,经过几十年的社会主义经济建设,大量的工业厂房和工业基地诞生。从最开始的效仿苏联工业建筑设计,到期间的、赶英超美,再到改革开放后的大发展。60年来,我国的工业建筑取得了辉煌的成绩,也走了不少弯路,付出了很多代价。随着中外设计合作的增多,更多的国外先进的技术被引进,我国的工业建筑也出现了新的面貌。主要表现在以下几个方面:
一批新兴的经济技术开发工业区拔地而起。这些新兴的工业区都纳入了城市总体规划。除了生产建筑之外,还有完善的辅助配套建筑、精心设计的厂区环境,体现了企业精神和城市现代风貌。工业新区的建设依托于旧城,同时又带动了城市商业区、住宅区、能源供应中心以及大市政的开发建设。例如深圳的八卦岭工业小区、蛇口工业区、厦门湖里工业区、沈阳南湖科技区、北京亦庄经济技术开发区、上海虹桥经济技术开发区等。
高科技的现代工业建筑蓬勃发展。随着工艺技术的发展,大量的高新技术被采用,主要体现在以下建筑类型:
多高层厂房,如河南平顶山锦纶帘子布厂是单多层结合的工业建筑,总建筑面积达17.31万平方米;上海丝织厂织机大楼为7层25米单跨的高层厂房,车间内部无立柱,全空调系统,技术夹层设在大跨桁架结构空间层内,采用钢绞线曲线后张预应力大跨度框架剪力墙体系。
灵活通用车间,如1986年建成的兰翔机械加工车间,宽72米,长192米,柱网为12米×12米,能承受不大于1吨的悬挂吊荷载。厦门工程机械厂的柱网扩大到18米×18米,灵活布置的悬挂吊起重荷载可达5~10吨。漳州港机厂的柱网达24米×36米,用悬臂吊和龙门吊解决15吨的运输问题。上述车间全都采用轻钢网架结构。
洁净密闭车间,如友达光电(苏州)有限公司、摩托罗拉南京研发中心等,造型简洁新颖、色彩明快、功能合理、技术先进,体现了现代工业建筑特点。
现代交通能源建筑,如北京空港四机位机库、北京与上海的空港配餐楼(工业化厨房)、波音747模拟培训中心等航空附属建筑都达到了新的水平,至于城市热电厂、水力发电站和核电站等在规模和技术等级上都已步入世界先进行列。
现代仓储建筑,如大型冷库、民航货运库、观光平台等都有了较大发展。
工业建筑设计的发展趋势
融合性
工业园区的形成,使不同功能建筑相互交叉。与城市的交通、市政、科技、文教和服务设施相依托;共同带动城市经济、技术、社会服务的发展。生产和生活、产业与科教、工业与民用等不同功能内容相互交叉、相互渗透。
可持续性
可持续发展的概念是当今社会发展的主题,其基本思想是既满足当代人的需要,又不对后人满足其需要的能力构成危害。从广义来讲,可持续发展战略诣在促进人类之间以及人类与自然之间的和谐,形成一种平衡的状态。
1993年美国国家公园出版社出版的《可持续发展设计指导原则》(The Guiding Princip of Sustainable Design)中列出了关于建筑设计的六项指导原则:
完善建筑空间使用的灵活性,以便减少建筑体量,将建设所需的资源降低到最小;
针对当地的气候条件,采用被动式能源策略,尽量使用可再生能源;
树立建筑材料蕴含能量和循环使用意识;
增强适用技术的公众意识,结合建筑功能要求,采用简单合适的技术;
重视对地段的地方性、地域性理解,延续地方场所的文化脉络;
减少建造过程中对环境的损害,避免破坏环境。浪费资源及建材。
属于广义建筑学范畴的工业建筑,同样也应该遵循这些指导原则进行可持续设计。
文化性
纵观当代建筑的发展思潮,从现代主义到后现代主义,到高技术派。到新理性主义,到解构主义,甚至这些年重新引起人们关注的新现代主义,建筑思潮的发展沿着一条不确定的轨迹一直向前,但在最近这十年,建筑思潮已不再像以前那么单一,明显,而是各种风格和理念的混杂,我们很难分辨出那一个是当代建筑思潮的主流。 从深层的原因分析,这种局面的到来是90年代以来文化及艺术多元发展的结果和最终反映,而对于建筑来讲,建筑思潮不过是艺术更新与变革的一种反映,建筑本质上最终仍然是功能,空间这一类东西对人的生活产生影响的东西,当然不是说形式和视觉上的形象对人类的生活不起作用,从这个层面去说,综合性可能正是目前普遍存在的一个现象。 当代建筑发展到今天,在注重功能技术的同时,越来越关注有关未来发展的种种因素,除了生态建筑和可持续建筑持续,有关建筑的种种探索一直未断,作为文明载体之一的工业建筑,承担的责任不仅仅是生产,工业建筑的设计实践已经成为现代建筑思想理论的核心。
创新性
现代社会随着技术的不断进步,新的技术手段不断孕育新材料的诞生,并且运用到实际的工程中去,材料技术的进步,迫使新的施工工艺的出现,从而带动了工业建筑外部形式的多样化发展。随着网壳结构、膜结构等新型结构形式的产生,一大批造型新颖的建筑纷纷涌现,多彩炫目,夺人眼球。
人性化
人性化设计的本质就是将人类工程学引入现代工业建筑中去。“人类工程学”作为一种边缘科学、方法论,是随着大工业生产和军事科学的发展而产生的。人性化设计必将要求建筑师摒弃传统的重生产工艺、轻人的行为、心理要求的倾向,将建筑设计的中心从以往的生产设备转移到以人为本的理念上来,重视并努力体现对人的关怀。在工业建筑空间设计上,创造让人产生归属感和亲戚感的良好生活环境,最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。
多元化
随着科学技术的提高,强大的现代资讯技术使得远距离的模仿成为可能。建筑可以超越其所在环境和地点的限制,人们能够随心所欲的得到需要的形象。当代建筑给人最突出的印象不在是各民族间差别迥异的传统建筑,而是全球性趋同的方格子建筑,这说明建筑趋同现象已经跨越传统和地域的界限,而成为全球性的了。“建筑文化的全球化与多元化是一体之两面”。
我国工业建筑发展的不足
我国正处在“十二五”期间,面临着建设宏伟蓝图的大好时机。工业建筑在取得长足的进步之后,要寻找差距、承认差距、扬长避短,走向世界。在市场化、全球化、地域化的世纪网络中,我们面临诸多的不足。主要表现在以下几个方面:
观念上的不足。工业建筑属于建筑范畴。建筑设计中的一般规律,工业建筑都存在,但工业建筑还有它自身的特点。对建筑师来说,工业建筑与体育馆、医院、住宅一样,都是不同功能、不同工艺类型的建筑。在建筑艺术上,工业建筑和民用建筑在功能布局、空间处理上是相通的;在新技术、新材料、整个设计程序、方法上也是相通的。我们有理由呼吁管理者、开发者和建筑师不带偏见地共同关心和提高工业建筑设计水平。
教育上的不足。工业建筑设计水平和建筑师的水平、学校教育、在职培训有着密切关系。在学校教育期间,应让学生对工业建筑有全面的认识。通过建筑史、设计原理、材料构造、工程实践等环节,让学生了解工业建筑的历史、现状和发展方向。通过对工业建筑的了解,培养学生运用科技新知识解决好工业建筑的整体性、综合性、灵活性等问题,并学会运用“工厂美学”、“机械美学”的观点来处理好工厂建筑大尺度、大比例、大色块、大空间的相互关系,进而训练其发展思维,鼓励其独创性。
建筑师发挥的作用不足。一般说来,工业建筑项目中的总设计师往往是由工艺专业人员担任,建设师仅仅负责参加前期工作,对地方规划局、建委的审查申报;在施工过程中进行综合协调。建筑师在工业建筑设计中的地位尚未被确认。另外,受到工艺、总图、结构和机电等专业的限制,建筑师的作用仅仅是对工业建筑外观形象加以修饰,对上述专业的设计内容一般没有发言权。而且建筑师在市场经济条件下对业主的服务存在误区,一种是缺乏服务思想,粗放设计,缺乏对建筑合理性和科学性的推敲,在工程设计中留下许多隐患,造成使用上的不便;一种是过分迁就业主的眼前利益,为节省投资成本,降低装修标准,放弃造价较高的新型材料,去掉与生产无直接关系的辅助用房、福利用房,使建筑本身失去内涵。
结束语
本章一方面从历史发展角度,谈论国内外工业建筑的历程,同时对国内近期的发展趋势做出一番阐述;另一方面总结归纳出国内现今与西方的差距。正是基于这种背景之下,我国建筑行业不断受到西方建筑文化的冲击。在新的时期内,建筑师们应该不断学习、取长补短,从而设计出优秀的工业建筑作品。
摘 要: 随着社会的发展和科技的进步,工业厂房设计从以往的以生产设备为中心朝着以人为本的方向发展,人的因素在建筑中越来越重要,创造让人产生归属感和亲切感的良好生活环境,最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。本介绍了当前我国工业建筑的现状, 从建筑设计角度探讨了现代工业建筑设计的设计思路。
关键词 :现代工业建筑; 设计思路; 发展趋势
正文:
经过近几十年的建设,我国工业建筑亦取得了辉煌的成就,特别在改革开放以后,工业建筑出现了新的面貌,无论在量还是在质方面都有了较大的提高。但以往在工业建筑设计中只考虑满足企业生产工艺和生产空间的要求,就是先生产后生活,重生产轻生活,在设计中建筑师难以发挥其应有的作用,工业建筑几乎成为生产设备外壳的简单包装。
现代工业都以电子信息工业、化学、生物、金属机械为主的高科技产业,即由劳动密集型提升为技术、咨询密集型。因此,现代工业建筑设计不仅要满足生产需要,同时还应满足生产产品的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等要求。纵向与我们自己的过去比,成绩斐然;横向与发达国家比,在观念上、体制上、技术上和教育上还在较大的差距。
1目前国内工业建筑的现状
1.1新建一批经济技术开发区
这些新兴的工业区都纳入城市总体规划, 除了生产建筑之外,还有完善的辅助配套建筑, 并有精心设计的厂区环境,体现了企业精神和城市现代风貌。
1.2旧城区改造
我国在沿海和内地都已建成许多以大型骨干企业为中心的工业基( 工业城) ,如宝钢、 鞍钢、武钢、包钢、一汽、二汽、一重、二重、金山卫石 化公司、扬子石化公司等。通过改革开放,近年来又使这些老厂房调整生产结构、挖潜改造焕发青春,如长春一汽——大众新厂。城中的老厂房有的易地重建,有的旧貌换新颜。
1.3新型工业建筑蓬勃发展
随着施工工艺技术的发展,引进了不少国外现代工艺工业建筑中大量采用了高新技术, 新工艺使得工业建筑形式不断发展,日趋完善,实现了标准化、定型化、多样化。例如多高层厂房、现代交通能源建筑等一批新型工业建筑的出现不仅满足灵活性、 通用性的要求, 还节约了土地。
2工业建筑设计的新思路
随着全球经济观念的推广,给工业建筑的发展带来了新的思想,工业建筑必然也会受到新思潮冲击而发生一些变化,工业建筑形象、空间的多重性等地位的重要性日益凸显。
2.1注重与城市规划相结合
工业建筑的规划设计必须依托于城市总体布局环境设计,工业建筑是一个较复杂的系统工程,涉及到方方面面。无论是新建厂还是改建厂,无论是在城市还是在乡村,无论是近期建设还是长远规划,都必须纵观全局、统筹安排,特别是对产生有污染源的工厂,要进行全面整治,达到国家治污排放标准,才能保证城市环境不受污染。
2.2大力贯彻可持续性思想
我国的工业建设在几十年的奋斗中形成了自己的工业体系,但由于经济上和认识上 的原因,许多工厂仅仅是单纯的生产场所,存在着选 址不当、设备陈旧、环境恶劣、污染严重等问题,极大地影响着城镇的环境质量,亟待加以改造。同时,工业企业的废物排放量也十分巨大,在工业建设和工厂设计中增强环境意识,用可持续发展的思想来指导我们的设计工作,无疑有着极为重要的意义。
2.3突出工业建筑造型特征
工业建筑虽然不能完全等同于民用建筑,但其基本原理是一致的。它们在满足不同使用要求的同时,也应创造宜人、优美、时尚、有文化内 涵的建筑空间及环境。因此,工业建筑同样具有艺术性,也是一种文化的 表现。其次,从工业建筑的形象意义看,工业建筑尽管以生产为基本特性,但这并不意味着它们总是以粗、笨、重、脏的建筑形象出现。在工业建 筑创作中引入人文的因素,重视对场所性、地域性的理解,延续地域文化脉络,有助于开拓建筑师的视野,有助于传统建筑的保护与改造,电有助于加强工业企业与公众的沟通、 树立企业形象及得到公众的认同。
2.4注重建筑空间
空间具有多重性,对当前的中国工业建筑姑且可分为三种——室内 空间、 室外空间、 过渡空间。当然从不同的角度有多种分法,但马丁·海德 格尔认为“ 空间从位置取得其存在, 而不是从空间本身。” 也许这正是空 间的基本所在。空间具有物质和精神的双重性,其大小、比例、形态、质感、颜色、环境、光线、空建筑与结构设计气质,都给不同的人以不同感受,或给同一个人不同时段以不同的感受。尤其在工业生产车间里面,这点更为显著,也许在工作的时间里,空间的本身和感受无时不在变化。工业的迅速发展对空间的可变性和适应性提出更高要求。其包括所有空间、也涵盖了所有空间的所有品质。
2.5重视建筑设计理念
(1) 构建开放的空间形象和集中的建筑布局,例如,在方案设计时可以考虑以线性的空间布局,生产区沿发展轴的排列、带状的绿化、沿城市道路的景观带等,形成园区开放、动态的空间体系。生产区内相对集中的布局方式, 以便为实现资源共享(动力、超净工房)和废水等集中处理提供保障。
(2)塑造优美的环境和 良好的城市景观:营造良好的园区环境,并注重建筑群体与环境的融合。一方面是工业生产的要求,另~方面也是现代高新企业展现自身形象、塑造标志性景观的需要。
(3)营造适于交流的场所和人性化的空间努力创造一个鼓励人与人之间,人与自然之间, 园区同城市之间相互交流的空间,并将对人性化的设计始终贯穿在每个空间中,使园区成为具有吸引力的能充分发挥人力资源聪明才智的场所。
3对工业建筑设计发展趋势探讨
为适应现代工业建筑的总体发展,工业建筑设计必须在符合我国经济、技术水平需要的基础上,朝以下趋势发展:
3.1现代工业建筑向大、高、轻方向发展
大:指的就是大空间、大体量和大跨度。高:指的是高层厂房和空间。轻:指的是轻质材料和轻型结构以及轻巧的造型。大空间和大跨度的设计使得工厂内容空间更兼灵活和充足,更能够适应现代化大型机械设备的更替,提高了厂房的利用价值。修建高层厂房可以减少土地的利用,节约道路投资,以此来扩大绿化用地,改善工厂环境。开始采用轻型的结构骨架,以及轻型的材料为主,比如带保温隔热材料的钢板等等。随着工业技术的不断改革,运输工具的不断革新,生产设备的自动化进程不断加快,厂房所能承受的负荷也大幅度减小。因此,很多工厂采用了轻型钢结构代替厚重的钢筋混凝土结构,对加快施工速度和保证施工质量都有着重大的推动意义。同时,由于轻型结构的厂房拆装方便,也有利于厂房的改造和扩建。
3.2工业建筑设计中贯彻可持续性思想
在工业建筑设计中贯彻可持续性思想:①必须加强工业建筑的热工性能,发展被动式能源利用技术。作为生产空间的工业建筑,因其投资大,容量大使用周期长,对企业的节能增效起着重要的作用。近些年来,我国新建工厂因产品精度要求和工艺水平提高、大都采用人工空调来调节室内温湿度,这样使得能源的耗费大大增加。因此建筑师在进行现代工业建筑设计时,从平面设计、空间设计到细部装饰处理,都应尽量从节能考虑。②在指导工业建筑设计的思想上,应将工业建筑与人类、环境、发展有机地结合起来 做到工业建筑既能适应生产工艺的需要,又为劳动者创造符合现代文明的生产生活环境,还不会使自然环境遭受侵。
4 结 语
建筑需要回归艺术,工业建筑也需要回归建筑。随着高科技产业区迅速蔓延、网络信息时代的到来、工业建筑的使用者知识水平和专业技能的不断增长、产品生产和更新换代周期的不断缩短,对工业建筑以及工业建筑环境设计提出了新的挑战。
【摘 要】 现代经济与社会的发展对工业的发展提出了更高的要求,工业建筑也要根据环境和企业项目的需求进行设计,本文对工业建筑设计的心要求,以及工业建筑的总体布置、内部空间设计、节能设计和发展趋势进行了简要探讨。
【关键词】 工业建筑 节能设计
一、现代经济发展对工业建筑设计提出新要求
近年来,随着社会经济的发展,工业建筑存在的社会环境、社会需求也在发生着变化,其设计要求主要表现在以下几方面。
1、在现代工业聚集区、各经济技术开发区等城市工业新区,人们对生产生活环境质量越来越关心,要求越来越高;城市工业新区的城市面貌和城市景观也有了更高追求。
2、工业建筑作为工业企业外观形象的重要因素,反映一个企业的精神面貌和企业文化,越来越被企业重视。
3、现代工业迅猛发展,科学技术进步,工业生产产品向的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等发展,工业生产的变化,对工业建筑设计的要求发生了很大的变化。
4、建筑新科技、新材料、新工艺的发展对工业建筑设计提供了更广阔的空间。
二、工业建筑的总体布置
工业项目特别是电厂项目的总图设计一般会有总图专业设计专项布置,总图以工艺流程为主,综合考虑经济、使用方便,合理地进行布置,建筑师在此阶段也需参与其中,与总图专业一起结合工艺管线环境要素,因地制宜地综合考虑建筑的单体布置、群体组合、道路形式、 空间序列安排及环境绿化等方面的问题。例如厂前生活办公区与厂房区的位置关系处理、人流进厂的视觉感受等,通过对总体布置的参与设计,可以提高整个厂区的功能空间及环境设计质量,增强工业项目总的人文关怀。
三、建筑内部空间设计
工业建筑其主要功能是生产,根据工艺设计体块布置相应的模块,如火力发电厂,主厂房一般由汽机房、煤仓间、集控楼、锅炉房等几大模块组成,整个设计一般以工艺流程的安排为主,但并不意味着建筑师一味地按工艺管道布置图被动地进行设计,建筑师应该与工艺专业进行沟通和配合,在不增加管道费用或者只是稍微增加个别费用,但能达到很好的空间效果的情况下,对设备、管线进行合理有序的综合布置,避免杂乱无序,特别是主要的疏散通道楼梯等人员流动比较大的地方,应尽量营造宜人的工作空间环境,以电厂设计为例,汽机等工艺专业应根据大的原则将各种类管道布置好,建筑师此阶段必须介入,与工艺专业进行沟通协调,在不影响大的原则的情况下,调整各类管道布置,营造一个好的空间环境 同时主厂房内部也有一些功能房间,如主控室、值班室、休息室、工具间、卫生间、工程师室等,这些房间人流相对比较集中,其位置主要由生产工艺的安排,工业设备的布置情况而定的,但其平面和外型只要用心设计,在条件限制的情况下创造出优美的室内小品,既可以满足生产使用功能的要求,又调节了厂房内部建筑空间效果。
同时,建筑师应通过色彩对室内空间进行设计,但在颜色使用时须统一协调,与整个项目的设计理念相符,如通过颜色对各类设备进行区分,将比较危险的设备管道涂以警示颜色,其他管道使用暖色,室内地板、天棚、柱子涂以相应的颜色,合理的颜色有助于美化室内空间,极大地提高企业的形象另外,建筑师应重视对采光、照明、通风的设计,以避免出现眩光、通风不畅等,努力为生产者提供舒适的室内工作环境,实现建筑的人性化设计理念在进行室内空间设计时,建筑师可以借鉴我国传统园林的一些设计手法,如渗透、借景、对景等来引进自然风光,改善内部环境。
四、工业建筑的节能设计
随着经济的高速发展,对能源的消耗越来越大,工业厂房的建筑设计需在满足经济、安全、美观几个原则的前提下,力求在设计阶段做到以最小的资金投入去获得最大的使用效益。 以电厂为例,我们在建筑设计中,一般采取以下措施来达到节能的目的:
(1)围护结构材料的合理选用。对有空调要求的建筑物的墙、天面隔热层等围护结构的材料,采用导热系数低、热阻值高、质量轻的隔热保温材料,如加气混凝土砌块、复合泡沫隔热板等新型材料;对综合办公楼等公共性建筑的设计,执行GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》,门窗采用涂膜玻璃、中空玻璃等材料,以有效地降低建筑物的能耗损失。
(2)充分考虑天然采光和自然通风。对厂区有人值班的建筑物或房间设计,充分考虑天然采光和自然通风,尽量减少人工照明和机械通风
(3)尽量降低建筑日常的维护管理费用。根据工业建筑的特点,在满足工艺及规范要求的前提下,尽量简化一般附属建筑的体型设计,减少开窗面积,采用稳妥可靠的构造措施 耐久实用的装饰材料,以降低日常的维护管理费用在节能设计上,建筑师应与工艺、采暖等专业共同协调设计,通过合理布设厂房剖面,在满足要求的情况下,尽可能降低采暖和空调降温的能量消耗。
五、对工业建筑设计发展趋势探讨
为适应现代工业建筑的总体发展,工业建筑设计必须在符合我国经济、技术水平需要的基础上,朝以下趋势发展:
1、现代工业建筑向大、高、轻方向发展。大空间和大跨度的设计使得工厂内容空间更兼灵活和充足,更能够适应现代化大型机械设备的更替,提高了厂房的利用价值。修建高层厂房可以减少土地的利用,节省占地面积,节约道路投资,以此来扩大绿化用地,改善工厂环境。开始采用轻型的结构骨架,以及轻型的材料为主,比如带保温隔热材料的钢板等等。随着工业技术的不断改革,运输工具的不断革新,生产设备的自动化进程不断加快,厂房所能承受的负荷也大幅度减小。因此,很多工厂采用了轻型钢结构代替厚重的钢筋混凝土结构,对加快施工速度和保证施工质量都有着重大的推动意义。同时,由于轻型结构的厂房拆装方便,也有利于厂房的改造和扩建。
2、现代工业建筑常采用单元化设计。单元化设计是指采用标准柱网设计成标准单元。单元化设计是为了适应建筑构件的工业化生产和机械化施工的需要而产生的一种设计方式,它可以减少装配式构件类型和规格,适应厂房的扩建,增加其通用性。常见的单元化设计方式有两种:
(1)一次性规划,分期按单元建造。为了便于分期投资、简化设计,适应工业化生产构件和机械化快速施工的要求,可采用一次性规划、按单元分期建造的方式。这样不仅方便设计和施工,而且扩建时对工厂原有的生产影响很小,各期建筑也可以保持相对独立和完整。
(2)由若干个定型单元组合成厂房。这种方式在缩短设计和施工周期、满足工艺要求和使用灵活性等方面,都有较突出的优点。这种单元是多功能单元,在满足多种功能要求的前提下,应做到结构基本统一。
3、重视工业建筑的人性化设计。人性化设计的本质就是将人类工程学引入现代工业建筑中。工业建筑作为生产资料,理所当然要为生产服务。在生产过程中,操纵生产的最活跃的因素是人,以人为中心来创造良好的工作和生活环境是不言而喻的。对于我国现代工业建筑的人性化设计,大致可以从两方面出发:首先是人与内环境的关系,即作为工业建筑使用主体的生产者与生产环境之间的关系,主要指人与人、人与机器之间的关系。其次是人与外环境的关系,即生产者与工厂外部环境、生活环境之间的关系。
4、工业建筑设计中贯彻可持续性思想。在工业建筑设计中贯彻可持续性思想,首先必须加强工业建筑的热工性能,发展被动式能源利用技术。作为生产空间的工业建筑,因其投资大,容量大使用周期长,对企业的节能增效起着重要的作用。近些年来,我国新建工厂因产品精度要求和工艺水平提高、大都采用人工空调来调节室内温湿度,这样使得能源的耗费大大增加。因此建筑师在进行现代工业建筑设计时,从平面设计、空间设计到细部装饰处理,都应尽量从节能考虑。其次,在指导工业建筑设计的思想上,应将工业建筑与人类、环境、发展有机地结合起来。做到工业建筑既能适应生产工艺的需要,又为劳动者创造符合现代文明的生产生活环境,还不会使自然环境遭受侵。
内容提要现代工业的蓬勃发展催生了大量工业建筑,然而它们大多面孔近似于民用建筑的“简化版”,缺乏自身特性的确切表达。作为工业产品(商品)设计、生产的“容器及载体”,工业建筑设计不能仅限于满足其功能工艺等物质诉求,在建筑形式上必须“量体裁衣”,满足特定产业、企业个性表达的精神诉求。本文以某科技产业园区规划设计方案为例阐述了现代工业建筑设计的方法和特色表达的途径。
关键词工业建筑、设计方法、特色表达
一、前言
19世纪欧美国家第二次工业革命之后,机器化大生产逐步取代了小规模手工作坊而成为社会生产力发展的核心,作为装载生产机器和劳动工人的“容器”——现代工业建筑诞生了。工业建筑为了追求生产的功能性与经济性,它与当时的先进技术紧密结合,造型简单,便于标准化快速建造,这一优点非常适应当时城市化扩张的需求,很快被吸纳到“民用”等其他建筑领域,逐渐形成了一套功能至上、带有技术主义倾向的现代建筑美学。新中国成立后,建设部紧随世界现代建筑发展的步伐,提出了建筑 “经济、适用、美观”的三个基本原则。这一方针在此后若干年适应了社会生产力的发展,对我国城市化建设起到了巨大的推动作用。
然而自上世纪90年代以来,随着世界经济的发展及信息时代的来临,发达城市的建筑形式作为一种时尚文化符号在全球各城市间迅速传播普及,千城一面的现象日愈突出。此时人们开始反思现代主义建筑过分强调功能理性,而漠视地域、人文等因素的弊端,寻找建筑除其功能之外的“意义”。时至今日,民用建筑领域对现代建筑理论的修正以及对“经济、适用、美观”原则的重新诠释已卓见成效,大多民用建筑正朝着“朴素的个性”方向健康发展。而工业建筑领域,建筑形象的转身却良莠不齐,大多工业建筑的面孔仍近似于民用建筑的“简化版”,缺乏自身特性的确切表达。
那么,如何才是工业建筑正确的设计方法?又如何进行建筑的特性塑造呢?为了更直观阐述作者对这两个问题的观点,下文以某TFT-LCD偏光片产业园区规划设计作为实例进行探讨。
二、规划实例分析
(1)项目背景
偏光片(Polarizer)是液晶面板关键零件(材质与电影胶片和相机胶片相似),其主要作用是可以将不具偏极性的自然光转化为偏振光,透过液晶的转向,来控制光线的穿透与否,进而产生面板明暗之显示效果。液晶显示产业的飞速发展促生了对偏光片的巨大需求。而在中国大陆,偏光片的生产厂商只有深纺乐凯和温州侨业公司。但这两家公司原有的生产线及工艺技术落后,只能生产低阶的TN-LCD型偏光膜,不能生产高阶的TFT偏光膜产品。该项目的建设投产,有望改变偏光片产业的原有格局,从而实现TFT上下游整个产业链全部国产化、高端化。
(2)地理区位
项目位于深圳市坪山新区聚龙山片区,用地呈南北向不规则扇形,地势平坦。南面是园区主要道路青松路,毗邻已建成的赛格三星园区,远处是群峰连绵的马峦山景区;基地东侧与建设中的湿地公园相接;其余两侧均规划有园区次要道路,西侧毗邻商住区,北侧毗邻聚龙山公园,区位环境优越。
(3)厂房栋数层数分析
根据TFT类产业生产工艺的要求,厂房的建筑层数不宜超过3层,而且单栋厂房平面尺度要求较大。构思初期我们进行了多种总图布局比选,发现布置3栋厂房时,单栋厂房平面尺寸最大仅能达到120×90米,尺寸稍小,可能制约将来生产线排布。因此最终采用了布置两栋生产厂房的方案,这样单栋厂房平面尺寸可以到达150×120米,给日后的生产线灵活排布及施工建设带来便利。
(4)功能分区与建筑布局
项目用地南临主干道清松路,布置研发办公区,利于烘托园区建筑形象。用地北接聚龙山公园,布置员工生活区,适合员工休息及活动。生产区位于地块中央,西面临接规划七路,货物进出便捷。生产区两栋生产厂房根据地形特点呈夹角布置,在中部设装卸货场,生产配套用房布置在货场东端,位于两栋厂房之间,管线短,对其他部分干扰小。
研发办公区西侧布置研发楼,东侧布置办公楼,两栋建筑与生产厂房共同围合成庄重大气的入口广场,提升园区建筑形象。
用地东侧毗邻湿地公园,适合人行及休憩活动,因此,用地东侧沿河布置休闲景观带,实现园区景观与湿地景观渗透融合,构成一个无明确边界的开放自然景观系统,体现高科技园区的人性关怀,激发员工的工作热情,实现城市、自然、企业的利益共赢。
整个园区根据其产业特点因地制宜布置为研发办公区、生产区和生活区三部分。各个功能区对内形成有机组团,对外形成富于韵律的完整界面,由东侧休闲景观带将整个园区串接为一个有机整体。
(5)建筑空间与景观
研发楼与办公楼围合的入口广场,一面迎向城市道路,另一面与优美的河面形成对景,如同园区的“客厅”与城市空间交融、对话,构成园区开放型空间节点。
两栋生产厂房之间的生产辅助用房周围不宜作为活动场所,但该空间却有利改善厂房通风、采光条件及景观视野,而且可以使硕大的厂房凭添了几分张力,此处构成园区私密型空间节点。生活区宿舍、食堂及北侧厂房共同围合出一个较大的生活庭院,为内部员工提供休息及活动场所,属于半开放型空间及空间节点。
各个景观节点采用点、线、面的手法由用地东侧的休闲景观带将其串接为一个抑扬有序的空间及景观序列,人们在轻松愉悦中沿河岸树木与草地到达园区的各栋建筑,体验高科技园区的人性化魅力。