某衛(wèi)生用品廠房建筑設(shè)計(jì)難點(diǎn)及優(yōu)化探析

鞏偉 ，張怡 （.同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，上海 200092；2.中國海誠工程科技股份有限公司，上海 20003）

1 項(xiàng)目概況

國內(nèi)某知名銷售型企業(yè)在江蘇鹽城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建設(shè)一座日化用品生產(chǎn)、研發(fā)產(chǎn)業(yè)園，包括日化用品、衛(wèi)生用品、包裝用品等相關(guān)產(chǎn)業(yè)，集生產(chǎn)、倉儲、研發(fā)、辦公、展示于一體，總規(guī)劃用地約42h㎡，總建筑面積約28萬㎡，總計(jì)各類建筑單體30余棟。

根據(jù)企業(yè)發(fā)展和市場需求，該產(chǎn)業(yè)園首先建設(shè)一棟大型衛(wèi)生用品廠房。該廠房主要生產(chǎn)女性衛(wèi)生用品，規(guī)劃了10條生產(chǎn)線（其中一期4條生產(chǎn)線、二期6條生產(chǎn)線），建筑占地面積3萬多㎡，建筑形式以單層為主、局部二層相組合。

2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1 建筑功能復(fù)雜

作為產(chǎn)業(yè)園新建的第一棟工業(yè)建筑，該衛(wèi)生用品廠房除了滿足自身的生產(chǎn)功能外，還需要配置全廠的公用設(shè)施，類似一棟“工業(yè)建筑綜合體”，由多個(gè)生產(chǎn)功能不同的空間組合而成的工業(yè)建筑。經(jīng)過總結(jié)，提煉出該建筑有5大功能區(qū)塊（見圖1）。

①全廠公用區(qū)：包括消防水泵房（消防水池）、高壓配電室、冷凍站、信息機(jī)房等。②主要生產(chǎn)區(qū)：包括原料包材庫、紙機(jī)生產(chǎn)區(qū)、包裝生產(chǎn)區(qū)、高架暫存庫、風(fēng)機(jī)房等。③輔助生產(chǎn)區(qū)：包括空壓站、空調(diào)機(jī)房、低壓配電室、機(jī)修備件間、實(shí)驗(yàn)室、收發(fā)貨間（區(qū)）、更衣消毒風(fēng)淋區(qū)、生產(chǎn)辦公區(qū)。④辦公休息區(qū)：包括主門廳、主要辦公區(qū)、餐飲區(qū)。⑤參觀活動(dòng)區(qū)：包括參觀通道、展示區(qū)等。

2.2 生產(chǎn)流線眾多

該衛(wèi)生用品廠房功能區(qū)塊多，生產(chǎn)流線也多，各流線之間既要相對獨(dú)立、避免交叉，又要符合功能、匹配布局。經(jīng)過整合，歸并該建筑有7條主要流線（見圖1）。

①工藝生產(chǎn)流線：原料庫-紙機(jī)區(qū)-包裝區(qū)-暫存區(qū)-再包裝區(qū)-成品外運(yùn)。②包材運(yùn)輸流線：包材庫-運(yùn)輸通道-包裝區(qū)。③更衣消毒風(fēng)淋流線：一次更衣-洗手消毒-二次更衣-風(fēng)淋-紙機(jī)區(qū)。④主要辦公流線：主門廳-辦公區(qū)-餐廳。⑤參觀展示流線：主門廳-上二樓-參觀通道-下一樓-餐廳-主門廳。⑥設(shè)備維修流線：紙機(jī)區(qū)、包裝區(qū)、風(fēng)機(jī)區(qū)、水泵區(qū)4種維修路線。⑦二期設(shè)備運(yùn)輸流線：紙機(jī)區(qū)、包裝區(qū)、風(fēng)機(jī)區(qū)、暫存區(qū)4個(gè)預(yù)留區(qū)域。

圖1 功能流線分析圖

2.3 占地面積較大

該衛(wèi)生用品廠房東西長208m，南北寬145m，占地面積達(dá)30150㎡，建筑高度15m（局部23m），猶如一個(gè)“龐然大物”矗立在產(chǎn)業(yè)園內(nèi)。根據(jù)現(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2014）（下稱“《建規(guī)》”）的相關(guān)條文，該建筑屬于多層丙類廠房，耐火等級按一級設(shè)計(jì)。因?yàn)檎嫉孛娣e較大、建筑功能復(fù)雜，該建筑的防火分區(qū)、疏散距離面臨很多設(shè)計(jì)困難。

防火分區(qū)難分難合。根據(jù)《建規(guī)》的相關(guān)條文，該衛(wèi)生用品廠房設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，廠房的每個(gè)防火分區(qū)最大允許建筑面積≤12000㎡，倉庫的每個(gè)防火分區(qū)最大允許建筑面積≤2400㎡、且倉庫的最大允許占地面積≤9600㎡。雖然該廠房總建筑面積約32300㎡，但是因?yàn)楣δ軓?fù)雜、流線眾多，共劃分了11個(gè)防火分區(qū)。因?yàn)榉阑鸱謪^(qū)較多，又造成防火墻、防火門、防火卷簾、疏散樓梯等消防措施復(fù)雜。

疏散距離達(dá)到極限。根據(jù)《建規(guī)》的相關(guān)條文，該廠房內(nèi)任一點(diǎn)至最近安全出口的直線距離≤60m。在劃分防火分區(qū)后，如何合理設(shè)置安全出口（疏散門）的數(shù)量和位置，又是一件極具挑戰(zhàn)的工作。

2.4 參觀流線苛刻

建設(shè)單位是一家銷售型企業(yè)，除了重視建筑的外觀效果外，還非常重視企業(yè)的品牌宣傳和客戶參觀，力求為客戶提供舒適、多元、美好的參觀體驗(yàn)，對該衛(wèi)生用品廠房的參觀流線提出了5條嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)要求。

①流線順暢，不走回頭路。從主門廳上二樓至參觀通道后，要依次參觀原料、紙機(jī)、包裝、成品區(qū)域。②視線通透，減少遮擋物。二樓參觀通道設(shè)置3m高的通長落地玻璃，盡量避免結(jié)構(gòu)柱、墻遮擋參觀視線。③通道寬敞，高端且大氣。二樓參觀通道凈寬4m，凈高3.6m，金屬板裝飾，盡量避免突出物。④管線隱藏，避開視線區(qū)。水暖電管線盡量避開參觀通道，布置在陰影側(cè)，要有利于裝修隱蔽。⑤預(yù)留接口，對接外連廊。既要做好該建筑的環(huán)形參觀，又要滿足未來產(chǎn)業(yè)園的環(huán)形參觀。

3 設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.1 大跨度柱網(wǎng)優(yōu)化

方案之初，建設(shè)單位希望廠房內(nèi)部視野開闊，盡量采用大跨度，減少立柱的數(shù)量。經(jīng)過多次研討生產(chǎn)線的寬度、布局和操作方式，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的最優(yōu)跨度區(qū)間，最終選擇開間9m、主跨21m作為廠房的標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)；在21m跨度內(nèi)可以“背靠背”布置2條生產(chǎn)線，舒適合理。

該衛(wèi)生用品廠房的高架暫存庫是立體自動(dòng)倉庫。在未細(xì)化進(jìn)出貨方案時(shí)，倉庫出現(xiàn)了51m的跨距，屋面網(wǎng)架高度近3m，不但增加了建筑高度，還提高了工程造價(jià)。經(jīng)過研究分析，決定優(yōu)化進(jìn)出倉形式，通過減少2～3個(gè)貨位來增加柱位，保持和延續(xù)廠房21m的跨距，促使整個(gè)建筑采用統(tǒng)一的柱網(wǎng)格局，經(jīng)濟(jì)合理（見圖2）。

圖2 柱網(wǎng)布局優(yōu)化圖

3.2 收發(fā)貨區(qū)優(yōu)化

該衛(wèi)生用品廠房的東西兩端為原料庫和成品庫，需要寬敞的、遮風(fēng)避雨的空間來滿足收發(fā)貨操作。解決這個(gè)功能，一般是在外墻出挑大雨篷，這樣的話勢必會(huì)影響建筑的外觀和形象，遠(yuǎn)離企業(yè)的品牌期望。

綜合考慮倉庫面積、生產(chǎn)線長度、建筑形象等因素后，決定在東西兩端各留出2跨，18m 寬、100～120m 長的半圍合空間作為收發(fā)貨區(qū)域。如此，既提供了遮風(fēng)避雨的收發(fā)貨操作空間，還間接縮短了建筑長度、匹配了生產(chǎn)功能和面積，也有利于劃分防火分區(qū)和滿足疏散距離，更保持了建筑外形的方正、完整和整體效果，可謂一舉多得。

3.3 參觀流線優(yōu)化

建設(shè)單位十分重視客戶的參觀和體驗(yàn)，作為產(chǎn)業(yè)園新建的第一棟工業(yè)建筑，參觀流線既要立足本單體，又要兼顧未來發(fā)展。建設(shè)單位原來提出的參觀路線，從主門廳上二樓后，依次經(jīng)過原料、紙機(jī)、包裝、成品等區(qū)域后，參觀路線就戛然而止，下一樓結(jié)束或者在室外步行130m回到主門廳，如此參觀體驗(yàn)感較差。

綜合考慮建筑寬度、疏散距離等因素后，決定在建筑的南側(cè)設(shè)置一段60m長、15m寬的半室外展示區(qū)，延長參加流線、增加空間趣味、形成參觀閉環(huán)。當(dāng)參觀人流下至一樓時(shí)，可以經(jīng)過半室外展示區(qū)，到達(dá)餐廳用餐，然后在主門廳休憩后結(jié)束參觀行程（見圖3）。

圖3 參觀流線優(yōu)化圖

3.4 消防設(shè)計(jì)優(yōu)化

該衛(wèi)生用品廠房是典型的丙類多層廠房，根據(jù)《建規(guī)》和《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251-2017）的相關(guān)條文，需要設(shè)置排煙設(shè)施。該建筑超長、超寬，防煙分區(qū)又多，很難利用外墻排煙，所以大部區(qū)域都采取屋頂排煙。屋頂排煙有自然排煙和機(jī)械排煙兩種方式，哪種方式更合適呢？

經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，如果采用屋頂機(jī)械排煙，還需要另外在屋頂設(shè)置固定窗，并且固定窗的面積與屋頂自然排煙窗的面積相差無幾。綜合評判后優(yōu)先采用屋頂自然排煙。

4 結(jié)論

19世紀(jì)美國芝加哥學(xué)派的現(xiàn)代主義建筑大師路易斯·沙利文首次提出了著名的“形式追隨功能”的思想。這一簡明扼要的短語，不僅成為后來設(shè)計(jì)哲學(xué)的重要信條，也成為日后德國包豪斯學(xué)校的重要教義。筆者認(rèn)為這種思想也比較契合工業(yè)建筑設(shè)計(jì)。

在該衛(wèi)生用品廠房的建筑設(shè)計(jì)過程中，一直在處理著功能、布局、流線、柱網(wǎng)、空間以及外觀的相互關(guān)系，一直在合理匹配建筑功能與形式，希望達(dá)到設(shè)計(jì)與工藝的統(tǒng)一、技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑功能、工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益同步發(fā)展。