工業(yè)建筑改造研究
——以西十冬奧廣場改造為例

蘭宇崢

北京市八一學(xué)校 北京 100000

正文：

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的更新?lián)Q代，很多工廠舊有的的大型建筑不像電腦、機器這樣能夠隨意更換，而是被人閑置在原來的區(qū)域。但由于社會需要發(fā)展而空間越來越局促。這些建筑的重建或再利用顯得越來越急迫。原來人們一般選擇直接推倒重建，但這種方式往往會帶來巨大的浪費，同時也造成了生活記憶的流失，因此，更多的國家和地區(qū)開始嘗試建筑改造，保留歷史記憶，同時滿足新的使用要求。本文通過對西十筒倉的設(shè)計及改造過程研究，希望能夠總結(jié)一些相關(guān)經(jīng)驗以供參考。

一、工業(yè)改造發(fā)展進程

1.工業(yè)改造歷史

自從工業(yè)文明以來，工業(yè)建筑發(fā)展經(jīng)歷了多次轉(zhuǎn)變及發(fā)展，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，傳統(tǒng)工業(yè)文明受到了強烈的沖擊，大量傳統(tǒng)工業(yè)由于經(jīng)濟因素，環(huán)境因素等不得不遷出市內(nèi)，而余留下的大量舊工業(yè)建筑由于喪失了原來的功能成了社會的累贅。 “大拆大建，推倒重來”的重建模式模式，這種方式對人力和物力的消耗是十分巨大且不值得的，同時也不符合綠色環(huán)?？沙掷m(xù)的發(fā)展理念。于是，一種新的改造模式應(yīng)運而生：充分利用原有結(jié)構(gòu)的本身優(yōu)勢，在盡量小的改造，同時滿足新的功能及使用要求的前提下，依照舊建筑的原有風(fēng)格進行個性化的改造。

這種模式，往往開始于兩個維度：一個是私人工廠的改造，另外是政府主導(dǎo)的，有計劃的改造。前者大多是為了節(jié)省成本，后者則是站在更高的全生命周期發(fā)展的過程中來做這件事情。因此，后者占絕大多數(shù)。舊建筑改造，費用在一時間看來，遠超過新建的費用。但從整個建筑及行業(yè)的生命周期來看，花費是值得的，很多時候必須有政府的推廣及主導(dǎo)，甚至大型資本財團的引入才能有能力完成。

由于西方工業(yè)進程比我們開始早很多，因此在更新?lián)Q代過程中，很多工廠及工業(yè)區(qū)，無法避免的變成了被廢棄的區(qū)域或者場所。因此，工業(yè)區(qū)改造在西方開始的很早，不管范圍、規(guī)模還是改造的深度都遠超我國，特別是德國、英國、法國這些早期的資本主義國家。都有很多可以借鑒或者學(xué)習(xí)的工業(yè)改造實例。

2.魯爾區(qū)工業(yè)改造

在工業(yè)改造諸多實例中，德國魯爾區(qū)一直被人們奉為典范。曾經(jīng)的魯爾區(qū)在為本地帶來前所未有的繁榮的同時，也帶來了巨大污染。 隨著人類社會步入信息時代和環(huán)保時代，新型的生產(chǎn)技術(shù)和方式不斷涌現(xiàn)，全球的工業(yè)布局出現(xiàn)巨大轉(zhuǎn)變，往昔那些顯赫的傳統(tǒng)工業(yè)之都，再也不能成為國力的象征，均面臨著較嚴重的功能衰退和競爭優(yōu)勢喪失的困境。

魯爾區(qū)雖然也陷入困境，但魯爾區(qū)的地形地貌多種多樣，除了著名的萊茵河和利珀河流經(jīng)其間，區(qū)內(nèi)森林、湖泊、山巒、峽谷、沼澤、運河應(yīng)有盡有，工廠、住宅和稠密的交通網(wǎng)交織隨處是廠房、高爐、煙囪、礦井、鐵路、電塔、橋梁、油罐、涵洞、水塔、水壩、燈塔等工業(yè)遺跡，豐富的自然景觀和多樣化的工業(yè)遺跡為歐洲乃至世界所罕見。

最終，德國人確定了魯爾工業(yè)區(qū)的改造思路。首先明確提出：對這活生生的史跡，當(dāng)代人誰也沒資格在“除銹”的口號下將其推倒。其次，要以創(chuàng)意性的手法，使這份不可多得的人類歷史遺產(chǎn)華麗轉(zhuǎn)身并重放異彩。改造后的魯爾新區(qū)，成為了一個在完好保存原有景觀的前提下，融合遺跡觀賞、旅游度假、文化娛樂、科學(xué)展覽、體育鍛煉、培訓(xùn)教育、商貿(mào)購物和市民宜居等于一體的區(qū)域。

基于以上思路，世界各國都在嘗試各種方式讓工業(yè)園區(qū)重獲新生，我國也一直在做嘗試，但由于一方面需要投入大量的資金，同時因為國家的體制特點，改造往往需要大量部門的協(xié)調(diào)合作。而且好的改造改造要因每個被改造主體的基本情況不同做相應(yīng)調(diào)整。因此，我國出現(xiàn)的大量建筑改造往往是伴隨大型活動，由政府主導(dǎo)完成的。包括奧運會、世博會、以及即將到來的冬奧會。

二、西十筒倉改造設(shè)計

近年來隨著對可持續(xù)性發(fā)展的重視及冬奧會的申辦成功，占地面積極大的北京首鋼老廠區(qū)借助這個契機也將煥發(fā)新生。與魯爾區(qū)一樣，首鋼老廠區(qū)也有著悠久的歷史，且同樣由于社會的發(fā)展逐漸成為淘汰的對象。但豐富獨特的建筑結(jié)構(gòu)，穩(wěn)固扎實的建筑質(zhì)量，獨特的歷史地位，都使其成為了工業(yè)改造的重點關(guān)注對象。本次為冬奧會所進行的的首鋼工業(yè)改造，主要是為了突出剛勁簡潔的工業(yè)建筑風(fēng)格，反映可持續(xù)性發(fā)展的觀念，并為游客，運動員及奧運辦公人員提供一個舒適的生活及辦公環(huán)境。是一次響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的嘗試，更是一次對國內(nèi)大型國有企業(yè)舊址改造的實驗。

1.基礎(chǔ)信息

西十冬奧廣場改造前原名“西十筒倉”。西十筒倉位于新首鋼高端產(chǎn)業(yè)綜合服務(wù)區(qū)北部地區(qū)內(nèi)西倚石景山、永定河，東鄰貫通園區(qū)的晾水池東路，北側(cè)緊鄰城市快速路阜石路直達西二環(huán)，南毗民國時期留存的第二晾水池。

其中北側(cè)10個筒倉，南側(cè)6個筒倉，共16個筒倉為首鋼煉鐵廠用于存儲煉鐵原料的區(qū)域，是首鋼鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的第一道工序，主要用于存儲鐵礦、氧化石、焦炭、石灰石、白云石等工業(yè)煉鐵的原材料?！拔魇矀}”的歷史可追溯至民國時期的龍煙鐵礦公司，大量鐵礦石從龍關(guān)通過鐵路運輸至“西十筒倉”區(qū)域，而該段鐵路在當(dāng)時火車運輸系統(tǒng)中編組為“西十線”，“西十筒倉”因此得名，沿用至今。區(qū)域內(nèi)還有大量轉(zhuǎn)運站、通廊、空壓機站和返礦倉，也就成為了重點改造對象。

2.基本設(shè)計理念

改造后的筒倉，一高爐空壓機站和返礦倉是一個為人服務(wù)的可持續(xù)性項目；筒倉原本是為煉鐵服務(wù)的，但現(xiàn)在必須給它以新的功能，而新的功能和設(shè)計必須尊重歷史和基地特性，也就是使工業(yè)遺產(chǎn)在這里得到保留、繼承、和發(fā)揚；自然風(fēng)光在這里也有充分的體現(xiàn)，石景山、永定河、項目南側(cè)有百年歷史的工業(yè)晾水池，均使這片區(qū)域彰顯京西自然風(fēng)光。因此在這里自然資源、首鋼工業(yè)資源和人這三個元素的高度融合，就是本項目的最高設(shè)計理念。

3.總體方案設(shè)計

為了讓巨大笨重的筒倉既保留原有的工業(yè)特色，又能體現(xiàn)出獨一無二創(chuàng)新性，6座筒倉分配給三家設(shè)計院進行改造，于是呈現(xiàn)出了現(xiàn)在的三種風(fēng)格。

南5和南6筒倉設(shè)計靈感源自于中國象牙雕刻藝術(shù)將多余的材料移除，中國傳統(tǒng)象牙雕刻藝術(shù)注重于如何將本站的體塊使之盡量輕巧。這必須通過巧妙的雕刻和鉆取出多余的材料。使得象牙在意除了大量體積后仍能保存期原有的形態(tài)。將這種靈感移植到筒倉上，就能夠?qū)⑵浔恐氐母杏X徹底轉(zhuǎn)變，而最終的效果也成功表現(xiàn)出了開洞這種方式的可行性。

南3和南4筒倉由戈建建筑師事務(wù)所設(shè)計。通過研究生成筒倉圓柱形的母線，而產(chǎn)生出豎向線性的開洞設(shè)計思路，在保證了筒內(nèi)光照的條件下，盡可能的保護了筒倉的外表皮和風(fēng)貌。保留工業(yè)建筑中壯觀的空間質(zhì)量也是設(shè)計目標(biāo)之一，并對筒倉內(nèi)部各夾層的鋼結(jié)構(gòu)進行了特殊的設(shè)計：筒內(nèi)新的鋼結(jié)構(gòu)與原筒倉內(nèi)壁脫開，倉壁與新結(jié)構(gòu)被玻璃幕墻分隔開，這樣從筒倉內(nèi)也可以看到原筒倉壯觀的工業(yè)尺度。新鋼結(jié)構(gòu)為環(huán)形柱網(wǎng)，各夾層搭在環(huán)形柱網(wǎng)的鋼梁上，保證每層的使用空間內(nèi)沒有一根柱子，使用率極高。

南1、南2筒倉和配電室由華清安地建筑設(shè)計事務(wù)所有限公司設(shè)計。筒倉的開洞與外立面息息相關(guān)。筒倉本身為圓柱形，筒倉區(qū)域內(nèi)多數(shù)原有窗戶均為方形，同時考慮到另外4個筒倉的開洞方式，以及整體6個筒倉呈現(xiàn)出的立面效果，方形開洞成為南1和南2號筒倉形式。

有了設(shè)計靈感便形成了改造過程的基本理念：1對原結(jié)構(gòu)進行維修和保護，保證其擁有更長的使用壽命和更高的質(zhì)量。2新結(jié)構(gòu)與原有結(jié)構(gòu)相脫離，盡可能減少對原有結(jié)構(gòu)的依賴與破壞。3采用與原有結(jié)構(gòu)完全不同的材料和工藝，新的結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用與原有結(jié)構(gòu)完全不同的材料和工藝，明確相互的邊界和特征，強化新舊對比，使人更清楚地閱讀改造的過程。4保留原有壯觀的工業(yè)建筑尺度和豐富的外部空間形態(tài)，不破壞和改變原有的外部空間形態(tài)和建構(gòu)筑物設(shè)施。5人性化設(shè)計，增加新的交通和服務(wù)體系，對原有的維護結(jié)構(gòu)進行升級和改造，將空氣和光線引入到建筑物內(nèi)部，同時增加必要的保溫和防水措施。

4.結(jié)構(gòu)改造設(shè)計

在改造過程中5#、6#筒倉改建為辦公使用功能，筒倉內(nèi)部加建夾層，筒倉之間新增豎向交通的電梯間和交通平臺，筒內(nèi)和筒外加建均采用鋼結(jié)構(gòu)框架，鋼結(jié)構(gòu)框架和原筒倉連為整體結(jié)構(gòu)，改建后為高層鋼框架-鋼筋混凝土筒體剪力墻結(jié)構(gòu)，地上7層，地下2層，筒倉結(jié)構(gòu)高度30.30米，筒外徑22.00米，壁厚400mm，內(nèi)部夾層柱網(wǎng)7.8X8.4米，一、二層層高4.5米，其他4.2米，筒外僅在電梯四角設(shè)框架柱。內(nèi)部加建夾層鋼結(jié)構(gòu)框架，鋼框架柱采用圓鋼管，梁為焊接H型鋼，樓板采用壓型鋼板組合樓板；每層鋼框架梁與筒壁鉸接連接，在連接處的原筒壁內(nèi)側(cè)加設(shè)250X400鋼筋混凝土壁柱，壁柱與原筒壁植筋拉結(jié)，壁柱上預(yù)留埋件與鋼梁鉸接，各壁柱間沿筒壁內(nèi)側(cè)設(shè)鋼筋混凝土環(huán)梁，樓板沿筒壁內(nèi)側(cè)周圈通過鋼筋混凝土環(huán)梁與筒壁植筋連接；5#、6#筒倉之間新建鋼框架，在原同壁上設(shè)置對穿埋件與鋼框架梁鉸接，板與原同壁采用植筋拉結(jié)。根據(jù)建筑夾層使用和立面設(shè)計需要，在原筒倉壁上新開設(shè)了方形門窗洞口，對新開設(shè)的門窗洞口的周邊進行加固，洞口上下剔鑿露出豎向鋼筋彎折后加焊接筋連接，洞口左右剔鑿露出橫向鋼筋彎折后加焊接筋連接，對計算后需要加鋼筋或構(gòu)造需要加鋼筋的洞邊植筋，重新澆注后洞口外沿飾以木質(zhì)邊條。

以上利用原有直徑較大，壁厚較厚的原有筒倉作為加建改建建筑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)，加建結(jié)構(gòu)與原筒倉實現(xiàn)合理有效連接的設(shè)計，實現(xiàn)了建筑功能和立面改造設(shè)計。

關(guān)于地下空間的改造，內(nèi)部鋼柱柱腳利用原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，柱底鉸接坐于厚度為1400mm的墻頂-4.735標(biāo)高處，外部電梯基礎(chǔ)采用墻下條基加防水板，防水板與原底板設(shè)植筋拉結(jié)，外部電梯間地下室部分鋼筋混凝土外墻與原筒壁拉結(jié)并設(shè)置止水鋼板。

經(jīng)過不斷地加固和完善，筒倉的將原有的內(nèi)部空間充分利用，也基本保護了筒倉的外觀，不但提高了結(jié)構(gòu)強度，安全性也大大提升，完美的切合了當(dāng)初的設(shè)計理念。

5.外部形象設(shè)計

改造后的六個筒倉自西向東排列，身上布滿了圓形或方形的孔。建筑內(nèi)部被改造為八層的寫字樓，總建筑建筑面積22000平方米多平方米。筒倉的外墻加裝了玻璃幕墻，建筑頂端的鋼架結(jié)構(gòu)連廊不久后將被用于畫廊或餐廳。外掛電梯也在試運行中。本著修舊如舊的原則，保留了部分筒倉內(nèi)部原料斗內(nèi)錐體和部分料倉內(nèi)部工藝流程設(shè)備等原有的陳設(shè)，建筑外面除鋼結(jié)構(gòu)連廊、飄板等裝飾明快的湖藍色外，土建部分統(tǒng)一采用建筑物原有的混凝土色，體現(xiàn)出了獨特的工業(yè)氣息。

6.功能分區(qū)設(shè)計

該工程平面布局主要分為原筒倉改造區(qū)和原配電室改建區(qū)。其中筒倉區(qū)的主要功能為創(chuàng)意辦公，配電室區(qū)的主要功能為物業(yè)辦公和機房，同時6號筒倉和配電室的地下一層和首層作為一個整體用于工業(yè)遺產(chǎn)展示。

地下二層主要是利用原有的地下皮帶通廊空間改造為庫房，供工業(yè)遺產(chǎn)展示廳和創(chuàng)意辦公使用。

地下一層平面主要分為東西兩部分，東部為工業(yè)遺產(chǎn)展示大廳，由6號筒倉的地下一層和配電室地下一層組成。西部利用5號筒倉的地下一層空間為庫房，供地面一層的商業(yè)配套使用。其他部分為配電室和弱電機房。

一層平面主要分為東西兩部分，東部為工業(yè)遺產(chǎn)展示大廳，由6號筒倉的一層和配電室一層組成，其主要出入口位于配電室的南側(cè)。西部利用5號筒倉的一層做為商業(yè)配套，為創(chuàng)意辦公區(qū)提供服務(wù)，其南北兩側(cè)都有直接對外的出入口。配電室北側(cè)設(shè)有物業(yè)辦公區(qū)的獨立入口和整個筒倉區(qū)的消防控制室。

二層平面主要分為東西兩部分，東部為工業(yè)遺產(chǎn)展示大廳上空，配電室的其他部分為物業(yè)管理用房的辦公室和會議室。西部利用5號筒倉的二層做為創(chuàng)意辦公區(qū)。

三層平面分為東西兩個部分，東部5號和6號筒倉作為創(chuàng)意辦公使用，西部配電室作為物業(yè)管理用房的辦公室和會議室。

四層平面筒倉區(qū)作為創(chuàng)意辦公來使用，配電室屋頂為一屋頂平臺花園并與6號筒倉相連接。

五、六、七層均作為創(chuàng)意辦公來使用。

八層為東西向連廊作為餐廳和觀景臺。

7.被動式節(jié)能技術(shù)設(shè)計

在如此巨大的改造工程中，被動式節(jié)能的利用便顯得尤為重要。首先是采光，6座筒倉都在側(cè)壁設(shè)計了不同形狀的采光洞口。每個圓孔的尺寸交替變化，使采光更均勻，也讓筒倉的外觀更顯創(chuàng)意。同時所有圓孔都避開墻體內(nèi)部的柱子以提高對自然光的利用率，避免了無意義的能源浪費。

在筒倉墻體上鉆孔不僅可以為辦公空間提供良好的采光。同時鉆孔雕刻出的獨特造型并不會影響到墻體現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。并且其墻結(jié)構(gòu)上的開洞可以滿足辦公空間所需的自然采光。營造出豐富的視覺效果。為了隱藏增內(nèi)部增加的結(jié)構(gòu),設(shè)計了挑空的中庭部分。逐漸變化的中庭將結(jié)構(gòu)隱藏在樓板之間,并且進一步加強了采光和通風(fēng)效果，同時營造出夢幻的光影效果。

在通風(fēng)方面，筒倉采用了雙層表皮的設(shè)計，雙層表皮形成的中庭空間將形成空氣的流動，冷空氣從開口進入，帶走內(nèi)壁的熱量，由于溫度升高，熱空氣向上移動，最終通過被動通風(fēng)來達到降低室內(nèi)溫度的目的，并且形成對溫度控制。使得建筑內(nèi)環(huán)境更宜人，更適合人使用。夏季日照高度較高，房間內(nèi)部沒有陽光直射，冬季日照高度較低，房間日照充足。同時也有利于新的結(jié)構(gòu)體系與筒壁的脫離，更有利于對原有結(jié)構(gòu)的保護。

除了雙層表皮設(shè)計，空中花園的設(shè)計方法也得到運用。本設(shè)計通過筒倉的屋頂空間和筒倉壁與新建建筑外壁之間的空間，利用當(dāng)?shù)氐闹脖缓突ɑ埽⒘艘惶卓罩芯G化庭院體系。這種被動式生態(tài)技術(shù)能夠在夏季有效地降低進入室內(nèi)的空氣溫度，組織自然通風(fēng)，同時還可以起到凈化室內(nèi)空氣，愉悅使用者心情的作用。

三、結(jié)論與展望

綜上所述，筒倉的改造，成功的融合了工業(yè)建筑與現(xiàn)代建筑的風(fēng)格，無論從外觀，實用性，辦公舒適度還是環(huán)保角度，都從眾多的工業(yè)改造中脫穎而出，尤其是新技術(shù)的應(yīng)用，更為整個建筑增添了濃墨重彩的一筆。優(yōu)秀的改造不僅讓有著百年歷史的首鋼散發(fā)出新的活力，也讓人們看到政府主導(dǎo)下的大型活動為建筑改造帶來的契機，合理的規(guī)劃安排，精確地執(zhí)行力，才能保證優(yōu)秀的改造作品的完成。

西十筒倉改造意向效果圖