工業(yè)園區(qū)的節(jié)地設計策略探討

馬鶴瑛

同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司 上海 200082

自城鎮(zhèn)化加速以來，我國城市工業(yè)用地的規(guī)模飛速增長，迅猛的城市擴張背后常常是粗放建設模式，造成一些地區(qū)土地浪費、生產(chǎn)效能低下、環(huán)境污染、人口流失等現(xiàn)象。這其中有土地管理水平和節(jié)地理念普及不足的問題，也有工業(yè)園區(qū)規(guī)劃和設計水平不高的原因。

近年來隨著對工業(yè)節(jié)地設計的逐步重視，各地政府機構更加重視挖掘工業(yè)用地的潛力。同時，隨著產(chǎn)業(yè)升級帶來高科技產(chǎn)業(yè)的革新和發(fā)展，工業(yè)園區(qū)也從傳統(tǒng)的“工廠聚集地”形態(tài)模式逐步向功能豐富多元、空間舒適、配套完善的“多功能復合體”形態(tài)轉(zhuǎn)變，發(fā)展為今日城市新區(qū)多見的新興工業(yè)園、產(chǎn)業(yè)園、科技園。全新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式要求設計工作者對工業(yè)園區(qū)進行更加系統(tǒng)、深入的研究。

1 工業(yè)園區(qū)

本文所研究的“工業(yè)園區(qū)”泛指當下大量建設在城市新區(qū)的工業(yè)園、科技園、產(chǎn)業(yè)園等。工業(yè)園區(qū)的發(fā)展通常超越“產(chǎn)業(yè)”范疇本身，還促使休閑娛樂設施、綠地及生活區(qū)域的形成。園區(qū)內(nèi)有公用的研發(fā)、辦公、娛樂和公共服務設施，以及為產(chǎn)業(yè)類型匹配的中小型工業(yè)廠房。園區(qū)內(nèi)同時進駐多家具有一定的生產(chǎn)關聯(lián)性的企業(yè)，共享園區(qū)內(nèi)的空間、設施、資源甚至技術條件。“節(jié)地”并不是單純意義上的節(jié)約用地，也包括高效、靈活地利用有限的土地資源，增加可共享、可靈活利用的空間，創(chuàng)造生態(tài)環(huán)保的生產(chǎn)環(huán)境等。

雖然各類工業(yè)園區(qū)由于產(chǎn)業(yè)定位的不同在規(guī)劃、設計和建設上的側(cè)重點不同，建筑特點也千差萬別，但在節(jié)地問題上應有很多共通之處，本文希望從設計方法的角度探討工業(yè)園區(qū)在節(jié)地問題上的設計策略。

2 工業(yè)園區(qū)總圖設計節(jié)地策略

工業(yè)園區(qū)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)類型決定了其研發(fā)、生產(chǎn)工作受地理環(huán)境、交通物流、空間尺度及工藝設備等方面的影響較傳統(tǒng)工業(yè)要小很多，反而其基礎功能設施的共享機制更為重要[1]。所以，總圖設計對工業(yè)園區(qū)節(jié)地的影響更具有決定性。

2.1 功能結構的空間布局

工業(yè)園區(qū)的功能結構直接規(guī)定了其空間組織方式。工業(yè)化社會的工業(yè)園以生產(chǎn)為核心，其他均作為附屬功能存在，知識經(jīng)濟時代下，高新技術產(chǎn)業(yè)集中的科技園、產(chǎn)業(yè)園的用地更加多樣，功能結構一般包括科研區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、物流區(qū)和生活配套區(qū)。

科研區(qū)一般處于工業(yè)園區(qū)中比較安靜且穩(wěn)定的核心區(qū)域，良好的研發(fā)環(huán)境利于企業(yè)行為的正常運轉(zhuǎn)，是工業(yè)園區(qū)發(fā)展的動力所在，尤其高科技園區(qū)對建筑外部空間環(huán)境有較高要求，需要高質(zhì)量的綠化景觀和宜人的公共交流空間。在總圖布局時可以盡量采用向心式、圍合式以及軸線式的布局形式，使研發(fā)建筑樓群形成空間個性鮮明的建筑組團[2]。

生活配套區(qū)在空間上需要和科研區(qū)緊密聯(lián)系，保證企業(yè)研發(fā)人員工作的高效和便利。在高新技術產(chǎn)業(yè)集中的科技園，生活配套區(qū)不僅需提供居住、餐飲等基本功能，還常常包括共享交流、金融服務、娛樂休閑等一系列服務設施[3]。從土地經(jīng)濟性和功能性角度考慮，總圖規(guī)劃時這類非生產(chǎn)功能應盡量統(tǒng)籌考慮，以綜合體的形式布局在園區(qū)交通最為便利的區(qū)域，達到最大程度的共享狀態(tài)，同時可以和園區(qū)內(nèi)的集中景觀綠地及地下空間結合設計，利用下沉廣場、采光庭院等空間，不僅優(yōu)化了地下空間的環(huán)境質(zhì)量，同時極大地節(jié)約了地上空間。

生產(chǎn)區(qū)和物流區(qū)通常是工業(yè)園區(qū)占地面積最大的功能區(qū)域，也是各個企業(yè)各自獨用的部分，合理配置生產(chǎn)、物流建筑高度和建筑面積是工業(yè)園區(qū)節(jié)地設計的最重要的一環(huán)。傳統(tǒng)廠區(qū)服務于大型工業(yè)，建筑面積配置受制于生產(chǎn)設備和工藝，但新興產(chǎn)業(yè)園多服務于高科技產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)空間尺度受產(chǎn)品和生產(chǎn)設備影響小，反而更應從建筑設計角度尋求最優(yōu)的節(jié)地節(jié)能設計模式。工業(yè)廠房的防火單元面積根據(jù)生產(chǎn)類型、建筑高度的不同分級規(guī)定，以丙類工業(yè)廠房為例，多層廠房模塊占地面積多以2000至4000平方米單元最佳，高層廠房模塊則以2000至3000平方米單元為優(yōu)，規(guī)劃時需根據(jù)具體的產(chǎn)業(yè)類型定位合理配置，否則造成因消防設計導致的面積浪費是不必要的[4]。

2.2 建筑間距與道路結構的組織

工業(yè)園區(qū)通常以多層建筑為主，防火間距是建筑間距的決定性因素。園區(qū)內(nèi)工業(yè)廠房的建筑間距一般在10-18米之間，另外在有污染的項目中還需考慮衛(wèi)生間距和通風間距。生活區(qū)如配備公寓、員工宿舍時還要充分考慮居住類建筑的日照間距，可采取盡量將居住建筑設置在用地范圍的東南角或西南角的方式減少日照間距的不利影響。除了在規(guī)范層面控制建筑間距，在規(guī)劃布局時仍需通過設計手法提高用地效率。例如研發(fā)建筑單體的空間靈活度較大，平面形態(tài)在一定程度上可以根據(jù)總圖規(guī)劃布局的需要調(diào)整。

道路結構在工業(yè)園區(qū)規(guī)劃中對用地效率影響很大。工業(yè)園區(qū)的生產(chǎn)性質(zhì)決定了建筑需要有良好的車輛可達性，加之物流通道需要更大的道路寬度和轉(zhuǎn)彎回車空間，生產(chǎn)物流區(qū)域的道路往往占用較大比例的土地面積，根據(jù)以往的設計經(jīng)驗可以達到廠區(qū)面積的40%。工業(yè)園區(qū)尤其是高科技產(chǎn)業(yè)園的總圖規(guī)劃中，可適當優(yōu)化物流運輸方式，通過合并可共用的裝卸場地、整合物流通道、精簡道路結構的方式節(jié)約用地面積，達到緊湊高效的總圖設計。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)的建構

工業(yè)園區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)研究對于城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，目前許多工業(yè)園區(qū)往往存在開發(fā)強度過大、綠化空間功能單一、生態(tài)系統(tǒng)薄弱等問題。在后工業(yè)化的城市發(fā)展階段，因地制宜、充分利用可再生能源、建構可修復的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，促進工業(yè)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，應作為工業(yè)園區(qū)的節(jié)地設計策略中的重要補充。

良好的景觀綠地系統(tǒng)不僅是工業(yè)園區(qū)生態(tài)防護的主要支撐，也利于吸引優(yōu)秀的企業(yè)機構加入，在園區(qū)的招商運營方面帶來長久的經(jīng)濟效益，高新科技企業(yè)和其職業(yè)人群在心理需求上更加傾向于功能多樣、環(huán)境舒適、有活力的公共空間。因此，未來工業(yè)園區(qū)的景觀設計中需強調(diào)功能的“復合性”和空間的“可達性”，即營造以豐富多樣的景觀植被復合群落為主，拓展有文體娛樂、休閑聚會等功能，具有連貫便捷的步行系統(tǒng)和無障礙設施的景觀綠化系統(tǒng)，代替以往功能單一、僅具有可視性的草坪式綠地。在設計時可利用各個功能分區(qū)的空間特點有效布局景觀節(jié)點，如在園區(qū)入口廣場空間設置開敞的水景、綠化空間，在科研區(qū)和生活區(qū)建筑圍合區(qū)域設置較大的景觀植被群、休閑游園和餐飲運動場地，在生產(chǎn)區(qū)的條狀道路兩側(cè)設置適合散步、騎車的林蔭步道、休息區(qū)等，形成多層次的完整的景觀休閑健身網(wǎng)絡。

如今許多城市已紛紛著力于推進城鄉(xiāng)建設領域碳達峰，工業(yè)園區(qū)設計不僅需要滿足當下的生產(chǎn)，更有不斷擴大產(chǎn)能的需求，可再生能源系統(tǒng)的應用便成為其可持續(xù)發(fā)展的重點。相較于其他類型的公共建筑，工業(yè)園區(qū)建筑在可再生能源系統(tǒng)應用方面具有先天的優(yōu)勢，建筑屋面面積大、建筑設備少，建筑立面多為窗墻體系，形態(tài)簡潔平整，更適合大面積的太陽能光伏系統(tǒng)的集成設計，達到集光伏發(fā)電、儲能、直流配電、柔性用電為一體的光伏建筑一體化設計。另外，太陽能熱水系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)和空氣源熱泵系統(tǒng)等措施均應在新型工業(yè)園區(qū)的規(guī)劃設計中得到充分實踐，有效提高可再生能源綜合利用量，使工業(yè)園區(qū)建筑從能源的消耗者轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)者，從能源角度提升土地利用效率，是“生態(tài)化”的節(jié)地設計理念的升華。

3 工業(yè)園區(qū)建筑設計節(jié)地策略

工業(yè)園區(qū)的運營模式以租賃出售為主，在初期規(guī)劃時需要充分考慮招商運營的核心需求，落實在建筑單體層面上，就要深入研究建筑空間在通用性和靈活性方面的優(yōu)化，可以最大限度提升園區(qū)空間的利用效率，避免因設計不合理導致的園區(qū)經(jīng)濟效益低下。

3.1 建筑單體靈活性設計

研發(fā)工作具有獨立性和協(xié)作性并重的特質(zhì)，存在多種不同的工作模式。通常各個企業(yè)入駐前會根據(jù)自身需求個性化分配各類空間的面積比例和組織方式，所以這類建筑的平面設計中應最大程度統(tǒng)一柱網(wǎng)模數(shù)，做到結構體系簡潔化。不同于一般辦公建筑，科研樓建筑需要空間更大的實驗活動場所，單個集中的交通服務單元面積較大，容易對研發(fā)辦公空間造成限制，可以拆分成若干個小的單元。另外，研發(fā)設備有需要轉(zhuǎn)運的可能，需設計方便運輸?shù)呢浱輳d和通道，為運營管理提供最大的靈活性，從而適應企業(yè)內(nèi)部工作模式不斷轉(zhuǎn)變的需求，提高建筑的使用效率。在剖面設計的通用性方面，不需要考慮大型生產(chǎn)設備尺度和荷載，通常4.5米至5.0米層高可滿足大部分產(chǎn)業(yè)研發(fā)需求，標準層高以4.5-4.8米為主，首層因為可能需要放置較大的實驗設備，層高可達到5.5-6.0米。如今研發(fā)建筑設計出現(xiàn)從原來的多層向高層發(fā)展的趨勢，同時可以將豐富的空間環(huán)境要素整合在建筑群之中，例如下沉廣場、空中運動場地、交通連廊、觀景挑臺、屋頂花園等，既不占用研發(fā)功能面積，又可打造多維度、多功能的休閑空間，極大地提升園區(qū)節(jié)地設計的空間效果[5]。

生產(chǎn)活動以輕量化的產(chǎn)業(yè)類型為主，通用廠房一般可以滿足大部分生產(chǎn)需求，這大大延長工業(yè)建筑的使用壽命。通用廠房建筑設計需在層高、地面承載力、采光、通風和照明等多個方面考慮一定的通用性，并且盡量擴大柱網(wǎng)跨度，減少柱子的數(shù)量，最大程度減少生產(chǎn)工藝受結構體系的限制。同時,輕型產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)對空間要求不高，適合發(fā)展不同空間尺度類型的多層和高層廠房，如單層4000平方米的大型通用廠房多為1-2層，首層層高可達12米以上，滿足物流園區(qū)的空間需求，而單層2000平方米的中型廠房則多為3-4層，首層層高較高，標準層較低，全面覆蓋生產(chǎn)工藝的各個環(huán)節(jié)的空間需求，進一步增強廠房的靈活性。

3.2 建筑單體可發(fā)展性設計

根據(jù)實際工程的招商經(jīng)驗，一種四至五層、單層面積約500-800平方米的小型研發(fā)建筑很受發(fā)展初期的中、小型企業(yè)歡迎，這其中涉及園區(qū)發(fā)展的定位和土地平衡問題，僅從建筑設計的角度看，建筑單體的面積越小，無疑用地效率越低，而且存在企業(yè)發(fā)展的局限性問題。

在今天的工業(yè)園區(qū)建筑設計中，常常將小型建筑單體進行單元化設計，通過兩個或三個單元進行“兩拼”、“三拼”的組合設計，再根據(jù)企業(yè)實際情況拆分或合并租售。單元之間可用廊道等“連接體”聯(lián)系起來，也可僅用防火墻分隔，在功能、交通、防火方面各自獨立，但充分考慮未來聯(lián)通使用的可能性，如在最優(yōu)的聯(lián)通部位不設置樓電梯、機房、管井、消火栓等不便改造的交通服務空間，結構設計時預留未來聯(lián)通的荷載和結構構造，并考慮沉降不均可能造成的改造問題。這一“可分可合”的單元組合設計手法也可用于廠房建筑的設計中，在不影響園區(qū)總體布局的基礎上，省去廠房部分次要采光面的建筑間距，節(jié)約大量用地面積[6]。

這類可發(fā)展性設計方式滿足了現(xiàn)代企業(yè)不同發(fā)展階段中的產(chǎn)品更替、產(chǎn)能提升、規(guī)模調(diào)整等種種變化需求，企業(yè)根據(jù)自身情況靈活調(diào)整租用模式是工業(yè)園區(qū)節(jié)地設計、有效適應產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有力策略。

4 小結

立足于新的時代格局中，當代工業(yè)園區(qū)設計對建筑師提出了更復雜的要求。設計工作者不僅要從規(guī)劃層面綜合考慮工業(yè)園區(qū)“多功能復合體”的空間形態(tài)，更要將“生態(tài)化”的節(jié)地設計理念貫穿于工業(yè)園區(qū)建筑設計的全過程中。在總圖規(guī)劃階段布局合理、高效的園區(qū)的功能結構和道路結構，并充分利用區(qū)域的自然要素和可再生能源，構建面向企業(yè)和人的高效、生態(tài)的工業(yè)園區(qū)環(huán)境，在建筑單體設計中重點研究各類型建筑內(nèi)部空間的靈活性、通用性和可持續(xù)發(fā)展性，大大增強工業(yè)園區(qū)建筑的空間利用效率，延長工業(yè)園區(qū)的生命周期?，F(xiàn)代的工業(yè)園區(qū)節(jié)地設計理念必然是集節(jié)地、高效、創(chuàng)新、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展于一體的綜合概念，是由上至下、由大到小的多層次的節(jié)地設計策略系統(tǒng)的建立。