基于多式聯(lián)運(yùn)模式的港口物流建筑適應(yīng)性設(shè)計(jì)表達(dá)

鄭建平

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣州 510010）

0 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化和貿(mào)易自由化的不斷深入，中國(guó)作為世界最大的貿(mào)易國(guó)家之一，港口物流發(fā)展對(duì)于經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)至關(guān)重要。港口物流建筑是連接海運(yùn)、陸運(yùn)、鐵路和航空運(yùn)輸?shù)闹匾獦屑~，是集中協(xié)調(diào)物流活動(dòng)的主要場(chǎng)所。多式聯(lián)運(yùn)是指將不同運(yùn)輸方式進(jìn)行有機(jī)銜接（如海海、海河、海鐵、海公、?？章?lián)運(yùn)等），通過(guò)各種運(yùn)輸方式之間的協(xié)同，達(dá)到降低運(yùn)輸成本、提高運(yùn)輸效率的目的。而多式聯(lián)運(yùn)的應(yīng)用是保障樞紐高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，本文探討基于多式聯(lián)運(yùn)模式下的港口物流建筑適應(yīng)性設(shè)計(jì)策略，以期為港口物流建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供有益的參考。

1 港口物流發(fā)展概況

1.1 國(guó)際港口物流發(fā)展趨勢(shì)

從歷史上看世界港口的發(fā)展過(guò)程，國(guó)外發(fā)達(dá)港口基本實(shí)現(xiàn)了由第二代貨物增值效應(yīng)的服務(wù)中心轉(zhuǎn)向第三代國(guó)際物流中心，并逐步向第四代集商貿(mào)、金融、信息功能為一體的現(xiàn)代港口物流中心轉(zhuǎn)變，港口物流建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)以多式聯(lián)運(yùn)為基礎(chǔ)，注重運(yùn)輸模式的多元化和協(xié)調(diào)配合［1］。其中像歐洲的鹿特丹港、德國(guó)漢堡港、安特衛(wèi)普港等在港口物流發(fā)展建設(shè)都走在了前列，采用了全方位多式聯(lián)運(yùn)模式，特別是對(duì)海鐵聯(lián)運(yùn)的高度重視，鐵路集裝箱運(yùn)量占比已經(jīng)達(dá)20%～40%，而且還引入了自動(dòng)化、信息化技術(shù)，提高了港口物流的效率和服務(wù)質(zhì)量，這在一定程度上代表了港口物流發(fā)展的方向［2］。

1.2 國(guó)內(nèi)港口物流發(fā)展現(xiàn)存問(wèn)題

我國(guó)港口物流發(fā)展從港口物流形成的準(zhǔn)備期、引入期，再到起步發(fā)展期，經(jīng)歷著“以港建區(qū)”到“以區(qū)促港”的轉(zhuǎn)變，以此形成物流、人流、商流、資金流以及信息流匯聚的樞紐［3］。從多式聯(lián)運(yùn)模式發(fā)展來(lái)看，雖然在港口物流發(fā)展的帶動(dòng)和政策的支持下取得長(zhǎng)足的發(fā)展，然而，國(guó)內(nèi)集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)量預(yù)計(jì)到2025 年占比僅7%左右，與國(guó)外發(fā)達(dá)港口差距較大。國(guó)內(nèi)多式聯(lián)運(yùn)港口集裝箱物流園區(qū)建設(shè)與發(fā)展還處于起步階段，存在規(guī)劃建設(shè)缺乏科學(xué)論證、集疏運(yùn)系統(tǒng)和信息化程度低、運(yùn)作管理體制制約、人才及其缺乏等問(wèn)題。因此，針對(duì)集裝箱港口物流建筑規(guī)劃建設(shè)，提出基于多式聯(lián)運(yùn)模式的港口物流建筑適應(yīng)性設(shè)計(jì)理念，以提升物流及配套服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)港口經(jīng)濟(jì)的發(fā)展［4］。

2 多式聯(lián)運(yùn)模式下的港口物流建筑適應(yīng)性設(shè)計(jì)理念

港口建筑適應(yīng)性設(shè)計(jì)是一種旨在使建筑能夠適應(yīng)不斷變化需求和條件的設(shè)計(jì)理念，它強(qiáng)調(diào)靈活性、可調(diào)整性和可持續(xù)性，以適應(yīng)用戶的不同需求和外部環(huán)境的變化。以“整體優(yōu)化、動(dòng)態(tài)適應(yīng)”為原則，可從規(guī)劃要素、建構(gòu)要素等方面進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)表達(dá)［5］。

2.1 整體優(yōu)化

2.1.1 彈性的建設(shè)規(guī)模

以港口吞吐量反推物流園區(qū)建筑建設(shè)規(guī)模，采用貨運(yùn)強(qiáng)度法對(duì)港口多式聯(lián)運(yùn)的物流需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)，見(jiàn)式⑴，以便根據(jù)不同的物流需求進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)展［6］。園區(qū)內(nèi)鐵路和陸運(yùn)運(yùn)輸?shù)奈锪鹘ㄖ?guī)模需求，可以通過(guò)鐵路站場(chǎng)的設(shè)計(jì)運(yùn)量反算海鐵聯(lián)運(yùn)建筑規(guī)模需求，進(jìn)而確定陸運(yùn)建筑規(guī)模需求。

Lp=η Tp⑴

式中：Tp為港口吞吐量；Lp為物流園區(qū)物流需求量；η為物流園區(qū)物流需求量占港口吞吐量的比例（一般取值為0.6～0.8）。

2.1.2 靈活的功能組織

以功能要素劃分法，根據(jù)物流園區(qū)承擔(dān)的各類物流服務(wù)，從而劃分不同功能區(qū)，多式聯(lián)運(yùn)港口物流園區(qū)功能劃分為3個(gè)區(qū)域：聯(lián)運(yùn)區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、配套區(qū)［7］，如圖1 所示。功能區(qū)配比比例在不同地區(qū)有所不同，取決于物流需求和市場(chǎng)特點(diǎn)。根據(jù)中物聯(lián)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)物流行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的各功能區(qū)占地面積，一般情況下的配比如下：倉(cāng)儲(chǔ)功能60%，聯(lián)運(yùn)功能15%，配套功能10%（交易展示、辦公、餐廳、停車場(chǎng)等附屬設(shè)施用地）。這些是大致的比例范圍，實(shí)際設(shè)計(jì)中還需要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理的比例分配，以滿足當(dāng)?shù)氐奈锪餍枨蠛褪袌?chǎng)特點(diǎn)。

圖1 多式聯(lián)運(yùn)港口物流園區(qū)功能Fig.1 Functions of Multimodal Transport Port Logistics Parks

2.1.3 多元的場(chǎng)地布局

場(chǎng)地布局應(yīng)多元化組織功能區(qū)之間的流線，使其更加適合多式聯(lián)運(yùn)的需求，最大限度地提高土地利用效率。如港口物流園區(qū)前移緊靠港口，海鐵聯(lián)運(yùn)拆裝庫(kù)緊鄰鐵路裝卸堆場(chǎng)并設(shè)置在建筑首層等；儲(chǔ)存區(qū)與辦公區(qū)可以靈活的結(jié)合一起考慮，避免工作人員流線過(guò)長(zhǎng)；采用多層倉(cāng)庫(kù)與立體裝卸車道分層布置倉(cāng)儲(chǔ)和交通空間，以多元化場(chǎng)地布局適應(yīng)港口貨物流量大的需求。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮貨物和人員流動(dòng)的合理布局，貨物流線應(yīng)直通港口碼頭和鐵路堆場(chǎng)，預(yù)留有可調(diào)整擴(kuò)展的交通空間，適應(yīng)后期發(fā)展的交通空間需求。

2.2 動(dòng)態(tài)適應(yīng)

2.2.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)不僅需滿足結(jié)構(gòu)形態(tài)、結(jié)構(gòu)體系、樓板荷載、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等適應(yīng)性參數(shù)，還需考慮不同物流貨物的特殊要求［8］。為減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可考慮可持續(xù)建筑技術(shù)（BIM、裝配式、模塊化等），結(jié)構(gòu)跨度應(yīng)盡量選擇統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的大跨模式，以滿足標(biāo)準(zhǔn)化建造需求。

2.2.2 加強(qiáng)氣候適應(yīng)

建筑應(yīng)具備良好的抗風(fēng)抗震性能，以適應(yīng)港口地區(qū)的氣候條件和自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。建筑材料應(yīng)考慮港口濕潤(rùn)環(huán)境，采取防水和防潮措施，選擇抗腐蝕材料，以應(yīng)對(duì)港口環(huán)境中的腐蝕和侵蝕作用，確保建筑的長(zhǎng)期可靠性，同時(shí)建筑內(nèi)部還應(yīng)考慮港口地區(qū)的高溫和高濕度條件，提供良好的通風(fēng)和隔熱系統(tǒng)。

2.2.3 提升人居環(huán)境

建筑應(yīng)考慮到不同人員群體的需求，包括員工、管理人員、監(jiān)管人員、訪客等，提供合適的工作和生活環(huán)境。如包括提供充足的自然采光和通風(fēng)、舒適的工作空間和溫度、可達(dá)性強(qiáng)的布局等。此外，港口物流建筑應(yīng)與周邊社區(qū)協(xié)調(diào)，盡量減少對(duì)環(huán)境和居民的不良影響。

2.2.4 促進(jìn)環(huán)境友好

采用節(jié)能技術(shù)和設(shè)備，選擇可再生材料和可再生能源，降低港口物流建筑的碳排放；加強(qiáng)海綿城市的應(yīng)用，提升雨水收集、下滲、降溫消暑等能力，促進(jìn)生態(tài)平衡和環(huán)境美化。

2.2.5 協(xié)同智能技術(shù)

加強(qiáng)信息技術(shù)和自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，引入信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，提高物流操作的效率和準(zhǔn)確性，利用大數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化算法，對(duì)港口物流建筑運(yùn)營(yíng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物流建筑智能化管理和監(jiān)控。

3 基于多式聯(lián)運(yùn)的港口物流建筑適應(yīng)性設(shè)計(jì)實(shí)踐

結(jié)合廣州南沙國(guó)際物流中心（北區(qū)）項(xiàng)目，展開(kāi)多式聯(lián)運(yùn)模式下港口物流建筑適應(yīng)性設(shè)計(jì)實(shí)踐，主要包括以下幾個(gè)方面：

3.1 項(xiàng)目概況

廣州南沙國(guó)際物流中心（北區(qū)）項(xiàng)目位于廣州市南沙區(qū)龍穴島海港大道東側(cè)，西臨海港大道。項(xiàng)目用地面積167 647 m2，其中鐵路用地面積96 000 m2，建筑可建設(shè)用地面積71 647 m2。該項(xiàng)目地塊緊鄰鐵路裝卸區(qū)，考慮鐵路轉(zhuǎn)運(yùn)貨物多為生產(chǎn)性服務(wù)品，海鐵聯(lián)運(yùn)倉(cāng)庫(kù)盡量在首層使用，因此與鐵路站場(chǎng)平行布置3 座6 層倉(cāng)庫(kù)，方便鐵路裝卸區(qū)的貨物由西側(cè)直接進(jìn)出首層倉(cāng)庫(kù)；海陸、陸鐵物流貨物通過(guò)垂直車道（盤道）或垂直貨梯運(yùn)送至2層以上樓層倉(cāng)庫(kù)。倉(cāng)庫(kù)1～6層采用集裝箱車直入式設(shè)計(jì)，層層布置轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多式聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)空間的靈活分布，提升土地利用率和倉(cāng)庫(kù)周轉(zhuǎn)效益。

3.2 規(guī)劃要素

3.2.1 前置化的項(xiàng)目定位

該項(xiàng)目的規(guī)劃旨在提高港口物流的效率和服務(wù)水平，促進(jìn)物流活動(dòng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。借助MSFLB規(guī)劃方法（一種港口物流園區(qū)規(guī)劃方法），通過(guò)5個(gè)階段（市場(chǎng)分析、戰(zhàn)略定位、功能設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)、商業(yè)計(jì)劃）分析歸納項(xiàng)目定位［9］。該項(xiàng)目園區(qū)緊鄰鐵路和港口，作為集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)的樞紐，結(jié)合多式聯(lián)運(yùn)物流園的業(yè)務(wù)類型、功能類型、貨物類型等因素，總結(jié)項(xiàng)目定位為滿足海鐵聯(lián)運(yùn)物流運(yùn)輸，以民用日消品為主、生產(chǎn)性服務(wù)品為輔，同時(shí)面向電商和第三方物流開(kāi)展DC（配送、分銷）、CFS（處理拆拼箱貨）業(yè)務(wù)的綜合服務(wù)型物流園區(qū)，即具有海鐵聯(lián)運(yùn)功能的綜合物流園，如圖2所示。

圖2 廣州南沙國(guó)際物流中心（北區(qū)）Fig.2 Guangzhou Nansha International Logistics Center（North Zone）

3.2.2 可伸縮的項(xiàng)目規(guī)模

該項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模預(yù)測(cè)，是通過(guò)港口吞吐量反推海鐵聯(lián)運(yùn)物流倉(cāng)需求量，并以海鐵聯(lián)運(yùn)物流倉(cāng)為首層定量，推導(dǎo)出不同規(guī)模對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)（財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率和回收期）曲線，以確定項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模和業(yè)態(tài)分布。該項(xiàng)目從曲線表中得出，建設(shè)規(guī)模在17 萬(wàn)～35 萬(wàn)m2區(qū)間是較為合理區(qū)，考慮未來(lái)港口運(yùn)量增加的可伸縮性，同時(shí)結(jié)合業(yè)主開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、投資能力及等因素，以較大建設(shè)規(guī)模作為實(shí)施方案。

3.2.3 適變的項(xiàng)目規(guī)劃

⑴靈活的功能布局

因狹長(zhǎng)的用地形狀限制物流園建筑平面功能布局，該項(xiàng)目將辦公功能靈活的嵌入到建筑倉(cāng)儲(chǔ)功能區(qū)，裝卸區(qū)通過(guò)各層的運(yùn)輸通道連接各個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)空間，將倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、聯(lián)運(yùn)區(qū)、配套區(qū)三大功能以高密度方式融合在一起（見(jiàn)圖3），形成高密度集約的綜合物流園區(qū)。通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)港口鐵路站場(chǎng)的海鐵聯(lián)運(yùn)拆裝庫(kù)共同特征，并結(jié)合貨物類型和業(yè)態(tài)分布，該項(xiàng)目豎向樓層功能布置分別為：首層為海鐵聯(lián)運(yùn)倉(cāng)，2 層為普通倉(cāng)，3 層為拼箱倉(cāng)，4～6 層為跨境電商倉(cāng)。結(jié)合業(yè)主的需求，建筑柱跨以12 m×12 m 標(biāo)準(zhǔn)，滿足3 層貨架使用空間的7.2 m層高。

⑵可調(diào)整的流線組織

為提高物流倉(cāng)貨物的周轉(zhuǎn)效率，提升建筑功能的可調(diào)整性，該項(xiàng)目的貨物流線通過(guò)每層運(yùn)輸通道直接到達(dá)各層物流倉(cāng)裝卸口，如圖4 所示?？紤]物流車在運(yùn)輸通道中行駛的便利性和安全性，坡度通常小于8%，該項(xiàng)目為適應(yīng)港口貨物高周轉(zhuǎn)率特征，將坡度設(shè)計(jì)為4%。為滿足日后海鐵聯(lián)運(yùn)拆裝庫(kù)需求量增長(zhǎng)的要求，可將二層的普通倉(cāng)功能調(diào)整為海鐵聯(lián)運(yùn)倉(cāng)，并配備垂直貨梯運(yùn)輸系統(tǒng)。

圖4 靈活的貨物流線Fig.4 Flexible Goods Flow Line

3.3 建構(gòu)要素

3.3.1 建筑立面的主動(dòng)性設(shè)計(jì)

為適應(yīng)南方港口濕熱環(huán)境，該項(xiàng)目靠港口一側(cè)的建筑立面以主動(dòng)性設(shè)計(jì)為原則，通過(guò)淺色的豎向線腳擴(kuò)大圍護(hù)墻體的遮陽(yáng)系數(shù)，減少建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱量損失的同時(shí)，立面飾面材料主要是淺灰色或白色真石漆為主，深灰色面磚為輔，降低建設(shè)成本的同時(shí)增強(qiáng)圍護(hù)墻體飾面材料的耐久性。

3.3.2 建筑平面的適應(yīng)性設(shè)計(jì)

為適應(yīng)港口物流運(yùn)輸車的尺寸需求，倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的裝卸月臺(tái)采用可升降月臺(tái)設(shè)備；考慮陸運(yùn)物流車的特殊需求（如帶尾板集裝箱車），將月臺(tái)的側(cè)面設(shè)計(jì)出凹槽以便尾板的收納，提高月臺(tái)使用的適變能力。

3.4 其他要素

3.4.1 環(huán)境友好

基于項(xiàng)目地域性的氣候條件，并結(jié)合建筑屋面面積規(guī)模大的因素，該項(xiàng)目選擇太陽(yáng)能光伏發(fā)電再生能源，補(bǔ)償日間電氣用電量。為減少環(huán)境負(fù)面影響，在螺旋盤道下方設(shè)置了集中污水處理站。

3.4.2 智能技術(shù)

該項(xiàng)目的海關(guān)口岸功能物流倉(cāng)需求量較大，故海關(guān)監(jiān)管系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行相對(duì)集成，各自中央監(jiān)控設(shè)備在保安監(jiān)控中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)集中管理、集中監(jiān)控，各子系統(tǒng)間相互聯(lián)動(dòng)。同時(shí)，建立智能化港口物流管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多式聯(lián)運(yùn)的精細(xì)化管理，該系統(tǒng)可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物流信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，提高周轉(zhuǎn)效率和服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)的一體化融合發(fā)展［10］。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著全球貿(mào)易的不斷增長(zhǎng)，港口物流建筑在充分考慮多式聯(lián)運(yùn)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，為確保適應(yīng)用戶的不同需求和外部環(huán)境的變化，提出適應(yīng)性設(shè)計(jì)理念，以優(yōu)化港口物流園區(qū)的空間布局，提升園區(qū)功能的適變性，改善能源環(huán)境，推動(dòng)港口經(jīng)濟(jì)，為港口物流的聯(lián)運(yùn)增量和高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐，為現(xiàn)代港口物流建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供有益的參考。