王與祥 周書東 邢瀟璇 劉 亮 雙衛(wèi)峰 李漢輝 余 勇

(1.東莞市大業(yè)施工圖審查有限公司， 廣東東莞 523900； 2.廣東建青工程勘察設(shè)計咨詢有限公司， 廣東東莞 523900；3.東莞市建筑科學(xué)研究院有限公司， 廣東東莞 523820)

改革開放后，中國經(jīng)歷前所未有的城市化進(jìn)程，城市的快速發(fā)展使得城市工業(yè)重心開始向外轉(zhuǎn)移，原有的工業(yè)生產(chǎn)鏈逐漸外遷或產(chǎn)業(yè)升級，導(dǎo)致城市遺留大量老舊工業(yè)廠區(qū)[1]。老舊工業(yè)廠區(qū)記載著城市發(fā)展歷史，是城市發(fā)展的集體記憶。雖然這些老舊工業(yè)廠區(qū)其原有生產(chǎn)功能不能滿足時代需要，但該類老舊工業(yè)廠區(qū)仍具有較長使用壽命，大拆大建較為可惜，如能讓這些建筑進(jìn)行改造升級，使其滿足當(dāng)前城市產(chǎn)業(yè)的需要，讓老舊工業(yè)廠區(qū)發(fā)光發(fā)熱，未嘗不是一種好的方法。

綠色改造指的是建筑改造中最大限度地節(jié)約土地、材料、能源等，并減少污染；改造后的建筑能大大地減少對周邊環(huán)境的影響，改善周邊的生態(tài)環(huán)境，綠色生態(tài)改造技術(shù)將人、建筑與自然相互融合，力求營造可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境。

如何將老舊工業(yè)廠區(qū)與綠色改造技術(shù)相互結(jié)合是我國老舊工業(yè)廠區(qū)更新改造相當(dāng)迫切需要解決的問題，同時也是踐行堅持人與自然和諧共生理念的必經(jīng)之路，開展老舊工業(yè)廠區(qū)的綠色化改造技術(shù)研究十分重要。

1 工程背景

“東莞市楷模家居用品制造有限公司生態(tài)型家具及家具五金配件制造項目”為“工改工”項目，項目總用地面積8.579 6 hm2，于2016年納入“三舊”改造范圍，原有廠區(qū)是一個大型勞動密集型外資制鞋廠，共有廠房、宿舍等工業(yè)用房17棟、總建筑面積69 160 m2，如圖1所示。原鞋廠后因產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移而空置，新業(yè)主于2016年收購廠區(qū)并著手實施整體改造，總投資5億元，主要建設(shè)內(nèi)容由“舊廠工業(yè)活化”和“空地新建”兩部分組成：“舊廠工業(yè)活化”部分是在“三不變”改造模式(采取土地性質(zhì)不變、產(chǎn)權(quán)歸屬不變、建筑主體結(jié)構(gòu)不變)的情形下，保留原有建筑物進(jìn)行升級改造，以滿足新業(yè)主方的使用需求?！翱盏匦陆ā睘楣?jié)約用地，提高土地利用率，在廠區(qū)內(nèi)空地建設(shè)一棟新現(xiàn)代車間(L形建筑)和一棟辦公樓(新建覆土建筑)，新建建筑面積約76 815.931 m2(含地下室)。

整個項目為上個世紀(jì)設(shè)計建造的建筑，如今項目存在的問題有：外立面陳舊、生產(chǎn)空間不足、綠地配置不足、不能滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)生活需求和綠色建筑節(jié)能的要求。

2 老舊工業(yè)廠區(qū)綠色生態(tài)化改造理念及流程

針對上述問題，本項目主要從以下三個角度對老舊工業(yè)廠區(qū)進(jìn)行改造：1)空間布局的研究；2)新舊建筑的融合；3)綠色生態(tài)的踐行。通過科學(xué)的整體設(shè)計，利用屋頂光伏發(fā)電、合理組織室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境、覆綠色屋頂合理改造、新建覆土建筑、廢舊建材再利用等措施，實現(xiàn)資源高效循環(huán)利用、節(jié)能措施綜合有效、建筑環(huán)境健康舒適、廢物排放減量無害等目標(biāo)。本項目設(shè)計旨在基于以下指導(dǎo)思想展開[2]：

1)空間布局的研究：通過對平面功能的研究和空間序列的營造，實現(xiàn)工業(yè)園區(qū)空間布局合理，功能分區(qū)明確，交通便利，滿足人車分流等方面的要求。

2)新舊建筑的融合：本項目的建設(shè)中貫徹落實了綠色環(huán)保的理念，保留了原有的歷史文脈印記，主要從新舊建筑的元素提取與立面改造，以及廠區(qū)的景觀融合來展開。

3)綠色生態(tài)的踐行：通過綠色生態(tài)化的設(shè)計和廢舊材料的利用，踐行綠色生態(tài)理念，打造低能耗、低污染、低排放建筑的設(shè)計目標(biāo)。

相關(guān)思路流程見圖2。

3 空間布局的研究

空間布局方面，本設(shè)計主要從平面功能的布局及空間序列的營造兩方面進(jìn)行分析。

3.1 平面功能的布局[3]

1)場地分區(qū)：從廠區(qū)的實際地形與日常生產(chǎn)工作生活流線出發(fā)，將場地分為4個功能區(qū)域，如圖3所示。以主出入口的覆土辦公樓為界，主出入口南邊主要為員工生活區(qū)和生產(chǎn)車間；主出入口北邊為新建廠房與辦公展覽區(qū)。

2)建筑布局：新建廠房呈倒“L”字形，契合廠房平面功能布局，最大限度地利用自然資源，如自然采光和夏季季風(fēng)(圖4、圖5)，從而達(dá)到降低建筑總體能耗并提供良好熱舒適性的目的，同時向場地內(nèi)外提供大氣的建筑形象。新建覆土建筑建立在主入口廣場的中軸線上，用綠地作為南北區(qū)域的過渡銜接，增添場地的趣味性，實現(xiàn)綠色建筑理念。

3)交通組織[4]：結(jié)合現(xiàn)場實際地形與園區(qū)各建筑功能與平面，對廠區(qū)交通流線組織進(jìn)行分析與研究。并通過對廠區(qū)內(nèi)交通節(jié)點、交通線路以及交通設(shè)施進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化；實現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)人車分流、人貨分流，如圖6、7所示；改善廠區(qū)內(nèi)道路通行環(huán)境，從而提高廠區(qū)內(nèi)通行安全性及美觀性，利用新建的覆土建筑實現(xiàn)營造綠色交通線路的目的。

4)綠地配置：通過在建筑周邊設(shè)置適當(dāng)?shù)木G地、水池與廣場，提高綠地率，提高員工生活的趣味性，改善廠區(qū)的生產(chǎn)生活環(huán)境品質(zhì)[5]，通過設(shè)置屋頂綠化、光伏屋面與豐富周邊綠化，優(yōu)化建筑內(nèi)部環(huán)境的同時，可有效降低建筑能耗(圖8)。

3.2 空間序列的營造

廠區(qū)空間序列的營造主要從兩棟新建建筑進(jìn)行策劃，可分為以下四個階段：

1)開始階段：序列設(shè)計的開端，從進(jìn)入廠區(qū)主入口為界面，預(yù)示著將展開的序幕。

2)過渡階段：序列設(shè)計中的過渡部分，以覆土建筑的綠化坡地為界面，坡面徐徐上升引人實現(xiàn)過渡功能。

3)高潮階段：空間營造中序列的主角和精華所在，以新建覆土建筑坡地頂部及徐徐上升的新建L形建筑為主要視覺感官重點(圖9)，在這一階段，目的是讓人獲得在環(huán)境中激發(fā)情緒、產(chǎn)生滿足感等最佳感受。

4)結(jié)束階段：序列設(shè)計中的收尾部分，以新建建筑與天空為主，主要感官是由高潮回復(fù)到平靜。

4 新舊建筑的融合

在新舊建筑的融合方面，廠區(qū)的改造與建設(shè)貫徹了綠色環(huán)保的理念，既保留了原有的歷史文化印記，又突出了新時代的創(chuàng)新思維，主要從新舊建筑的元素提取，舊建筑的立面改造，以及廠區(qū)的景觀融合來展開。

4.1 舊建筑元素的提取

在建筑氣候分區(qū)中，嶺南地區(qū)夏熱冬暖且濕熱；因此，大多民居屋頂采用“兩層一瓦”的構(gòu)造形式，磚瓦是嶺南地區(qū)常見的形式(圖10)，其特點是利用空氣隔層達(dá)到較好的隔熱、通風(fēng)的作用。磚瓦相關(guān)鋪設(shè)工藝符合嶺南地區(qū)氣候特點[6]。

描繪記憶是表達(dá)建筑涵義的重點之一，建筑材料和構(gòu)造形式是表現(xiàn)建筑的重要方式，在該項目中，建筑外立面使用磚瓦的組合對外墻進(jìn)行改造，該組合具有良好的熱學(xué)隔熱性能；屋頂瓦片輕而薄，熱容量小，白天吸收太陽輻射熱少，溫升小，對室內(nèi)的長波熱輻射也少；瓦件散熱較快，太陽落山不久瓦面很快降溫，有利于室內(nèi)晚上向四周輻射散熱[7]，達(dá)到綠色建筑的目標(biāo)。

4.2 既有建筑立面的改造

既有建筑外立面的改造，是在保留原有建筑主體結(jié)構(gòu)的情況下，通過結(jié)合當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)與歷史傳承，對原有建筑立面進(jìn)行改造升級，如圖11所示。同時結(jié)合建筑本身廠房功能屬性，加入現(xiàn)代工業(yè)元素，凸顯傳統(tǒng)概念與現(xiàn)代概念的結(jié)合。

部分建筑立面改造將廢棄磚瓦作為主要材料。外墻用傳統(tǒng)的磚瓦來砌成，為建筑增添時間年輪的歷史厚重感，如圖12所示。同時，把舊瓦與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，在文化層面讓這個城市的回憶以全新的形式在廠區(qū)中繼續(xù)生存發(fā)展。這種以廢舊建筑材料為砌筑原材料的墻體在實用層面不僅堅固、美觀，而且經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，同時滿足建筑節(jié)能的要求。

4.3 新建建筑立面的選取

新建L形廠房地上8層、地下1層，設(shè)計風(fēng)格采用現(xiàn)代主義設(shè)計手法，平面為流線型曲面，輪廓隨樓層逐級退讓，營造出富有層次感的效果。幕墻采用大面積淺色玻璃窗，與樓體白色混凝土相呼應(yīng)，如圖13所示；簡潔明快的色彩搭配，活躍了廠區(qū)建筑氛圍。

新建覆土建筑地上2層，規(guī)劃高度9.5 m，設(shè)計利用L形廠房地下室的土方回填將建筑隱入綠色植被中，打造出原生態(tài)的“山體建筑”(圖14)，自然山體與辦公樓建筑融為一體，改善了建筑內(nèi)部的熱舒適性。提高場地綠化效果，提升了廠區(qū)的整體形象[8]；通過在坡地上進(jìn)行景觀綠化布置，搭配綠色植物與巖石景小品，為廠房營造良好的園林氛圍；同時，覆土建筑瀕臨主入口，有利于引導(dǎo)參觀者沿著山坡走上坡頂，舉目遠(yuǎn)眺，一覽廠區(qū)全景，帶給人們心曠神怡的視覺享受。

4.4 新舊建筑景觀面融合

在景觀與文脈關(guān)系的表達(dá)上，廠區(qū)試圖通過建立“分離”與“連接”這一形式表達(dá)與歷史相關(guān)的意義，而不僅僅出于視覺上的美觀。在廠區(qū)改擴建工程中，設(shè)計給予了新建建筑以邊界，讓它們與原有建筑部分聯(lián)系，同時在視覺上又是脫離的[9]。新建廠房與改造辦公室立面在幾何形式上采用不同風(fēng)格，但又在色調(diào)等方面有機結(jié)合，曲線強調(diào)出新舊的邊線，如圖15所示，中間則用綠化進(jìn)行銜接與過渡。

同時，在另一方面，通過新舊建筑間的融合，營造廠區(qū)內(nèi)豐富的景觀視角，新建廠房為現(xiàn)代主義設(shè)計主體，改建建筑立面延續(xù)傳統(tǒng)文化，通過選擇灰色調(diào)，使建筑融于廠區(qū)綠化中，與覆土建筑相映襯，如圖16所示，使廠區(qū)各個視角畫面層次更為多樣。

5 綠色生態(tài)的踐行

5.1 綠色生態(tài)的設(shè)計

1)土方回收利用，將建筑物隱入綠色植被中，打造原生態(tài)的“山體建筑”。

通過深度研究，精心策劃，合理安排工序，以綠色環(huán)保節(jié)能理念開展施工，首先建造L形建筑(帶地下室)，利用開挖廠房地下室的土方回填，作為新建覆土建筑的覆土土料，如圖17所示，既環(huán)保又減少車輛土方外運成本，減少施工對環(huán)境的污染。施工過程中嚴(yán)格按照設(shè)計的標(biāo)高進(jìn)行土方堆積，對坡度較陡的部位進(jìn)行掛網(wǎng)保護(hù)，避免土方滑坡。東西向及南向外墻周圍均設(shè)有擋土墻，屋面為種植屋面，北向外墻立面為種植墻面。擋土墻的設(shè)置使得建筑幾乎完全處于地下，其覆土深度達(dá)到植物生長的要求。

2)覆土建筑的綠色生態(tài)設(shè)計[10]。

新建覆土建筑四周的土壤具有良好的保溫隔熱性能，對主體結(jié)構(gòu)的保護(hù)能力較強，使得建筑外墻不用保溫材料即可達(dá)到節(jié)能的要求。利用墻體之間的熱室效應(yīng)，實現(xiàn)保溫效果，可減少空調(diào)的使用，大大降低建筑能耗。覆土減少建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度差，避免由溫度應(yīng)力產(chǎn)生的建筑裂縫，有利于延長建筑使用壽命。另外，覆土種植增加了場地的綠化面積，提高了場地的綠化率，對保持水土和凈化空氣具有重要作用。它降低了建筑表面溫度，有助于改善工程區(qū)域的氣候。

通過在辦公樓屋頂開設(shè)圓形天窗，保障室內(nèi)每一空間都擁有充沛的陽光。大片玻璃幕墻的設(shè)計，讓光線充分進(jìn)入室內(nèi)，如圖18所示，營造出通透明亮的視覺效果，實現(xiàn)了天然采光、自然通風(fēng)、景觀視線良好的辦公體驗。

5.2 建筑節(jié)能環(huán)保

1)利用太陽能發(fā)電。

建筑屋頂是建筑物接收太陽輻射量最大的部位，而且在通常情況下也是受到遮擋最小的部位。因此從能效的角度來看，屋頂是建筑利用太陽能最佳的位置。基于以上分析，本項目從節(jié)能和隔熱的角度進(jìn)行改造設(shè)計，充分利用既有宿舍樓屋頂，把既有建筑屋頂改造成為“光伏屋頂”，如圖19所示。設(shè)計實施的光伏屋頂達(dá)到了6 000 m2，不僅能夠起到良好的隔離功能，而且還能有效降低建筑物的能耗指標(biāo)。

2)合理利用室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境。

本項目通過合理的場地布置，夏季充分利用堆土形成的山坡以及新建L形廠房形成“U形”兜住東南季風(fēng)，結(jié)合架空層的通透性，給場地和架空層帶來良好的自然通風(fēng)效果，如圖20所示。

新建廠房的玻璃幕墻上設(shè)計了同層高的百葉窗，如圖21所示，保證了室內(nèi)空氣流通性及換氣次數(shù)，經(jīng)分析室內(nèi)換氣次數(shù)可達(dá)12～29次，有效保證室內(nèi)空氣質(zhì)量[11]。

3)綠色屋頂改造。

通過對現(xiàn)有建筑屋頂進(jìn)行種植屋面改造，如圖22所示，利用植物光合作用、葉面的蒸發(fā)作用以及對太陽輻射熱的遮擋作用來減少太陽輻射熱對屋面的影響，從而降低屋面室外綜合溫度；利用植物培植基質(zhì)材料的熱阻與熱惰性，降低屋面內(nèi)表面溫度與溫度振幅。經(jīng)測試，相同環(huán)境條件下種植屋面的內(nèi)表面溫度比其他屋面低2.8～7.7 ℃。

4)垂直綠化設(shè)計。

本項目充分利用既有建筑墻面、陽臺和屋頂?shù)鹊胤竭M(jìn)行種植，如圖23所示，采用喬木、灌木和草地相結(jié)合的方式增加廠區(qū)綠化率。植物可以通過反射、吸收、穿透等作用減少太陽輻射，降低環(huán)境溫度；葉片通過蒸騰作用給空氣提供大量的水蒸氣，增加空氣的濕度，降低空氣的溫度。此外，植物還可以控制和改變風(fēng)速、風(fēng)向，形成局部微風(fēng)，加快空氣的冷卻，從而給廠區(qū)提供舒適、節(jié)能的環(huán)境。

5.3 廢棄材料的利用

本項目利用原有廢棄磚瓦做裝飾外墻，如圖24所示，使廢舊建材變廢為寶，有效地節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，既滿足了現(xiàn)代工業(yè)廠房新的功能要求，又形成了獨具特色的建筑外觀形象。此外，廠房外墻增加一道幕墻，能夠起到良好的隔熱效果，有效地降低了建筑物能耗，從而降低了運營和維護(hù)成本，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

6 結(jié)束語

本項目以“東莞市楷模家居用品制造有限公司生態(tài)型家具及家具五金配件制造項目”為依托，在老舊工業(yè)廠區(qū)總體規(guī)劃方面，探索建立較為完善的“工改工”綠色生態(tài)改造設(shè)計。強化老舊工業(yè)廠區(qū)綠色生態(tài)規(guī)劃的戰(zhàn)略引領(lǐng)作用，落實更高質(zhì)量的綠色生態(tài)規(guī)劃措施，整合功能區(qū)各類發(fā)展要素，優(yōu)化建設(shè)用地規(guī)模調(diào)節(jié)機制，合理統(tǒng)籌生產(chǎn)、工作與綠色生態(tài)空間，全力打造綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)空間格局，為類似工程提供有益借鑒。