當代高品質(zhì)工業(yè)建筑的設(shè)計初探

陳釗

（廣州市設(shè)計院集團有限公司，廣東 廣州 510620）

1 工業(yè)建筑品質(zhì)設(shè)計的內(nèi)涵

當前，我國工業(yè)建筑正處于工業(yè)化、數(shù)字化、智能化技術(shù)融合應(yīng)用的關(guān)鍵時期，未來的工業(yè)建筑設(shè)計也必將面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。從目前來看，我國工業(yè)建筑設(shè)計存在著兩個問題：①工業(yè)建筑在空間形態(tài)、功能布局等方面仍缺乏整體感。工業(yè)建筑的建筑設(shè)計工作基本上還是停留在給工藝設(shè)備做個較簡單的包裝，給操作工人做個遮風擋雨的圍護[1]。②與現(xiàn)代科技相融合的技術(shù)手段和手段尚未得到廣泛應(yīng)用。因此，如何在新形勢下探索一種符合時代特征、具有高品質(zhì)內(nèi)涵的設(shè)計理念和策略已成為當下亟待解決的問題。

品質(zhì)設(shè)計（quality design）的概念最早由美國建筑師弗蘭克·蓋里于20 世紀50 年代提出，其目的在于提高建筑品質(zhì)，改善人們的工作環(huán)境。到了20 世紀60 年代，“品質(zhì)設(shè)計”已經(jīng)成為國際公認的建筑設(shè)計的一種理念，其內(nèi)涵主要包括3 個方面：①對“物”的品質(zhì)關(guān)注。②對“人”的品質(zhì)關(guān)注。③對“環(huán)境”的品質(zhì)關(guān)注。從建筑設(shè)計層面來講，其核心在于塑造符合人的行為習慣、感受需求、精神需求、文化需求等方面的環(huán)境，以使人們在其中能夠得到最大程度的愉悅。由此可見，工業(yè)建筑設(shè)計無論從設(shè)計理念還是設(shè)計手法都與品質(zhì)設(shè)計一脈相承。

高品質(zhì)的工業(yè)建筑和商務(wù)建筑對中國而言是不可或缺的，一方面，當前建設(shè)用地緊缺，土地價格節(jié)節(jié)攀升，因此需要提升土地規(guī)劃和土地利用效率。另一方面，如果公司想要吸引人才，或是留住現(xiàn)代制造工藝所需的高素質(zhì)員工的話，良好的工作條件和高品質(zhì)的環(huán)境更是基本條件[2]。

2 工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下的工業(yè)建筑設(shè)計特征

在工業(yè)建筑領(lǐng)域，工業(yè)化的主要表現(xiàn)形式是以標準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配式施工、信息化管理為代表的工業(yè)化。當前我國正在大力推進建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，工業(yè)建筑也要采用工業(yè)化的設(shè)計模式。例如，利用建筑信息模型（building information modeling, BIM）技術(shù)建立數(shù)字化三維模型，進行構(gòu)件化設(shè)計與預(yù)制。工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的設(shè)計特征，一方面通過優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升生產(chǎn)效率來降低生產(chǎn)成本，另一方面，也在一定程度上改變了工業(yè)建筑的傳統(tǒng)設(shè)計模式。從本質(zhì)上講，工業(yè)化、數(shù)字化、智能化是對工業(yè)建筑設(shè)計理念和實踐的創(chuàng)新，它是對傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計模式的顛覆和改造。在工業(yè)建筑設(shè)計中采用工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的設(shè)計方法，一方面可以有效提高工業(yè)建筑的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，另一方面可以通過科技手段實現(xiàn)工業(yè)建筑的個性化、人性化。例如：在傳統(tǒng)的工業(yè)建筑設(shè)計中，設(shè)計師需要對建筑外部空間進行很多次建模和渲染，這不僅費時費力，而且效果也不理想。而在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的背景下，設(shè)計師只需通過模型與渲染軟件即可快速生成滿足客戶需求的三維模型。在工業(yè)化背景下，由于自動化和信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計工具更加智能、更加高效。例如，在工業(yè)建筑設(shè)計中可以利用BIM 技術(shù)建立數(shù)字化三維模型進行預(yù)制化設(shè)計；利用CAD 軟件進行工廠化生產(chǎn)設(shè)計；利用ERP（enterprise resource planning）軟件進行信息化管理；利用云平臺等將項目全生命周期中各階段串聯(lián)起來。由此可見，工業(yè)建筑在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下設(shè)計特征發(fā)生了巨大變化。

具體而言，工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下工業(yè)建筑設(shè)計特征主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）標準化。工業(yè)建筑設(shè)計流程是按照標準化的流程進行設(shè)計與生產(chǎn)的，可以保證生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)。同時，標準化設(shè)計也可以減少設(shè)計中的不確定性，提高工業(yè)建筑的設(shè)計效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）數(shù)字化。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，工業(yè)建筑設(shè)計需要大量利用數(shù)字化技術(shù)和工具，如BIM技術(shù)、CAD 技術(shù)、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)等，進行三維建模、信息編碼、設(shè)計表達與協(xié)同管理。

（3）智能化。工業(yè)建筑的智能化包括智能感知、智能分析與控制等方面的內(nèi)容。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，工業(yè)建筑設(shè)計需要從微觀層面考慮智能控制問題，如利用智能感知技術(shù)對工業(yè)建筑進行自動化監(jiān)測、運行管理和優(yōu)化控制等。

（4）綠色化。工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下工業(yè)建筑的綠色化主要體現(xiàn)在以下兩個方面：①工業(yè)建筑設(shè)計要考慮生態(tài)化原則，積極采用節(jié)能環(huán)保的綠色材料與設(shè)備，如采用低能耗建材與設(shè)備等。②工業(yè)建筑設(shè)計要考慮數(shù)字化原則，利用信息技術(shù)手段進行全生命周期的設(shè)計與管理。

（5）工業(yè)化背景下工業(yè)建筑的空間設(shè)計呈現(xiàn)出個性化特征。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，人們的需求更加個性化和多樣化，因此需要通過個性化設(shè)計來滿足人們對空間的需求。例如：在傳統(tǒng)工業(yè)建筑中，由于受傳統(tǒng)觀念和建造工藝的影響，人們對空間的需求往往是功能性強而藝術(shù)感弱的。而在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，由于工業(yè)化生產(chǎn)能夠滿足人們對個性化空間需求的要求，因此人們在選擇建筑時更加注重空間環(huán)境和空間體驗。

（6）工業(yè)建筑的智能化、綠色化發(fā)展模式逐漸被應(yīng)用于工業(yè)建筑設(shè)計實踐中。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，由于工業(yè)建筑具有復(fù)雜性、高能耗、高污染等特點，因此在工業(yè)建筑設(shè)計中要通過應(yīng)用智能控制系統(tǒng)、綠色建材等技術(shù)措施，實現(xiàn)工業(yè)建筑的綠色化發(fā)展。

（7）工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下工業(yè)建筑設(shè)計更關(guān)注人的感受。法國雷諾集團的雷諾工程部下屬的一個舍埃（SERl）設(shè)計工程公司，專設(shè)了一個“人類工程部”。他們著重研究人類工程學(xué)在工廠設(shè)計和管理中的應(yīng)用[3]。

隨著人們生活水平的提高，人們對工業(yè)建筑的需求已經(jīng)從“住”轉(zhuǎn)向了“住”與“用”相結(jié)合。因此在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，工業(yè)建筑設(shè)計不僅要關(guān)注生產(chǎn)功能與空間環(huán)境，而且還需要關(guān)注人的需求，為用戶提供更多優(yōu)質(zhì)的使用空間和體驗。例如：在傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計中，由于存在大量的能源消耗和環(huán)境污染問題，因此在設(shè)計過程中需要將綠色建材和可持續(xù)發(fā)展理念貫穿到整個項目的全過程。在設(shè)計過程中，應(yīng)將施工設(shè)備所產(chǎn)生的空氣污染、水污染、噪聲污染等因素納入考慮，并結(jié)合廠區(qū)內(nèi)自然環(huán)境的設(shè)計，對其作進一步處理，以達到人性化設(shè)計的目的[4]。

在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，人們對城市環(huán)境提出了更高的要求，因此需要通過工業(yè)化設(shè)計來營造良好的城市環(huán)境。例如：在工業(yè)化背景下，由于大型工廠通常位于城市周邊或者城市郊區(qū)，因此在設(shè)計過程中需要充分考慮城市規(guī)劃和空間布局以及景觀規(guī)劃等問題。

（8）工業(yè)建筑的全生命周期管理模式被應(yīng)用于工業(yè)建筑設(shè)計實踐中。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，由于工業(yè)建筑的生產(chǎn)過程高度復(fù)雜，因此在設(shè)計過程中需要充分考慮整個項目的全生命周期管理模式，包括項目規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)計、運營管理等方面。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，由于工業(yè)建筑具有高能耗和高污染的特點，因此需要充分考慮節(jié)能環(huán)保問題。比如使用冰蓄冷和地源熱泵類或者是智能數(shù)碼類回收空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱，可以循環(huán)使用能源[5]。

（9）工業(yè)建筑設(shè)計注重城市文脈與環(huán)境的傳承。隨著工業(yè)化、數(shù)字化、智能化時代的到來，工業(yè)建筑與城市發(fā)展更加緊密地聯(lián)系在一起，因此需要注重城市文脈與環(huán)境的傳承。例如：在傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計中，由于城市空間缺乏連續(xù)性和凝聚力，因此需要充分考慮城市文脈與環(huán)境的傳承問題。

3 高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計的價值取向

從工業(yè)建筑的起源和發(fā)展來看，高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計的發(fā)展經(jīng)歷了一個由傳統(tǒng)到現(xiàn)代、由單體到片區(qū)、由工業(yè)建筑到區(qū)域的過程；從高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計的發(fā)展趨勢來看，從滿足使用功能需求到追求個性創(chuàng)新、從生態(tài)友好到節(jié)能環(huán)保、從數(shù)字化智能化到智慧管理與智慧服務(wù)；從高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計的價值取向來看，應(yīng)主要關(guān)注對城市文脈與環(huán)境的傳承、對城市環(huán)境品質(zhì)的提升、對城市文化內(nèi)涵的豐富和對城市空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并充分利用高科技手段打造智慧平臺、智慧管理與智慧服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合作者參與設(shè)計的若干個高品質(zhì)工業(yè)建筑項目的設(shè)計實踐，筆者總結(jié)出以下高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計的途徑和策略。

尊重場地、尊重環(huán)境，并充分考慮建筑與周邊環(huán)境的相互關(guān)系。

突出“綠色”元素，注重自然通風、自然采光和生態(tài)節(jié)能技術(shù)的運用，并注重建筑與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性。

從場地出發(fā)，以使用者為中心進行功能布局和空間組織，將使用功能需求轉(zhuǎn)化為空間結(jié)構(gòu)組織和設(shè)計理念。

通過合理布局、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、空間組織及節(jié)能措施等手段實現(xiàn)建筑形態(tài)、空間結(jié)構(gòu)與建筑技術(shù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一；充分利用高科技手段，打造智慧平臺、智慧管理和智慧服務(wù)。

4 實踐案例分析

高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計是一種體現(xiàn)以人為本的理念，注重城市文脈與環(huán)境的傳承，追求個性與創(chuàng)新，強調(diào)生態(tài)友好與節(jié)能環(huán)保，并充分利用高科技手段打造智慧平臺、智慧管理與智慧服務(wù)的工業(yè)建筑。筆者參與了若干個高品質(zhì)工業(yè)建筑項目的設(shè)計實踐，以弘亞數(shù)控總部為例。

4.1 項目概況

項目總建筑面積約7 萬m2。其中廠房約5.9 萬m2，配套辦公約0.9 萬m2，地下室約0.5 萬m2。規(guī)劃停車位不少于237 個。

基地位于黃埔區(qū)開創(chuàng)大道以西，瑞祥路以南，周邊多為工業(yè)園區(qū)。場地西南側(cè)為果樹場自然景觀，從南側(cè)高速路和開創(chuàng)大道可以看到場地的主要展示面。

現(xiàn)狀外部交通完善，但周邊支路路網(wǎng)尚未建設(shè)完成。對外交通主要依靠東側(cè)的開創(chuàng)大道、南側(cè)的蘿崗立交和北側(cè)的瑞祥路。

4.2 技術(shù)特色

4.2.1 契合場地的規(guī)劃

南側(cè)布置小體量的總部辦公配套，北側(cè)場地規(guī)則區(qū)域布置尺度較大的廠區(qū)，大小體量平行擺布滿足了工藝流程，又便于消化不規(guī)則場地的邊角。塔樓體量局部斜切的一方面適應(yīng)了場地，一方面也由此獲得了標志感。高低搭配的天際線處理，總部臨路的策略也進一步強化了園區(qū)的可識別性。

4.2.2 契合企業(yè)文化的立面

辦公塔樓方面，設(shè)計靈感來源于企業(yè)深耕的數(shù)控行業(yè)。我們提出生態(tài)光塔、數(shù)控銀邊的概念。圓角的科技造型、橫向金屬線條，展現(xiàn)了企業(yè)精工領(lǐng)域的卓越追求，同時也起到了建筑遮陽、隔熱遮陽作用。廠房方面，通過對橫向線條間隔尺度的推敲，適應(yīng)了內(nèi)部工藝的采光需求，石材與幕墻窗的使用平衡了品質(zhì)和造價。連廊方面，廣州夏季高溫多雨，常有臺風。風雨連廊和架空層為廠區(qū)提供了遮陽避雨的場所，工作聯(lián)絡(luò)可以不受天氣影響正常開展。

4.2.3 人性化的交流空間

共享邊庭方面，辦公塔樓西南角設(shè)置躍層空間，打破了層與層的部門隔絕，也利于不同部門間員工的共享與交流。退臺屋面方面，辦公塔樓西側(cè)裙房的退臺屋面設(shè)計，形成獨立的共享活動平臺。廠房屋面方面，辦公塔樓通過連廊與廠房屋面相連，提供了供員工活動休憩的第二地面，容納了球類運動場地和大面積種植區(qū)域。寬敞連廊方面，連接廠區(qū)和辦公的寬敞的連廊成為員工生活、交流的絕佳載體。

4.2.4 品質(zhì)感的工廠

材料與細部上，廠房立面采用石材、配套區(qū)域采用玻璃幕墻結(jié)合橫向型材，塑造細膩質(zhì)感。整體園區(qū)考慮海綿城市設(shè)計，結(jié)合下凹綠地，屋頂花園，打造高品質(zhì)園區(qū)。

4.3 綜合效益

高端智能家具生產(chǎn)裝備創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目是開發(fā)區(qū)弘亞數(shù)控有限公司在開發(fā)區(qū)重要的生產(chǎn)基地及總部園區(qū)。作為黃埔區(qū)家具加工設(shè)備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)進行轉(zhuǎn)型、升級、發(fā)展的重要研發(fā)項目，高端智能家具生產(chǎn)裝備創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目之初就以打造現(xiàn)代化的廠房及園區(qū)為目標。項目旨在建成集辦公、研發(fā)、制造、展示、生活于一體的新型、高效的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，為員工創(chuàng)造一個工作生活的最佳場所，也為黃埔新型廠區(qū)樹立一個新標桿。

5 結(jié)語

當前，高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計面臨的問題主要包括設(shè)計理念滯后、設(shè)計方法陳舊、設(shè)計標準體系不完善、建造技術(shù)落后等。其中，綠色生態(tài)是高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計的核心內(nèi)涵。在綠色生態(tài)方面，高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計應(yīng)充分利用現(xiàn)代科技，在建筑空間、建筑結(jié)構(gòu)、建筑節(jié)能等方面體現(xiàn)綠色生態(tài)理念。在節(jié)能環(huán)保方面，高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計應(yīng)充分考慮自然通風、自然采光和生態(tài)節(jié)能技術(shù)的運用，并注重與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性，做到人與自然和諧共生。

隨著技術(shù)的進步，工業(yè)建筑逐漸呈現(xiàn)出工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的特征。工業(yè)建筑的品質(zhì)設(shè)計已經(jīng)成為當代工業(yè)建筑設(shè)計發(fā)展的重要方向，在這一背景下，我們應(yīng)該深入研究如何在滿足工業(yè)建筑品質(zhì)需求的同時，以更多的創(chuàng)新和技術(shù)手段創(chuàng)造出更多人性化、生態(tài)友好、節(jié)能環(huán)保的高品質(zhì)工業(yè)建筑。