淺談“工業(yè)上樓”背景下的高標廠房設計要點
——以仲愷高新區(qū)某項目為例

方幫華，張凱超

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，武漢 430010）

1 引言

國內(nèi)的傳統(tǒng)廠房主要有兩種類型，即“定制型”和“通用型”。 “定制型”廠房一般由某個特定的企業(yè)根據(jù)自身的需求進行建設， 該類廠房適用性較小， 只符合該企業(yè)自身的生產(chǎn)特征，一旦企業(yè)的生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)規(guī)模發(fā)生變化，原有廠房就不再適用，需要重建或擴建。 “通用型”廠房一般是根據(jù)某行業(yè)的生產(chǎn)工藝特征進行設計，具有通用性、配套性、集約性等特點，主要為中小工業(yè)企業(yè)集聚發(fā)展和外來工業(yè)投資項目提供生產(chǎn)經(jīng)營場所的發(fā)展平臺[1]。

本文所述實踐項目屬于一種建設標準較高的 “通用型“廠房，即高標廠房。 本文通過對平面功能布局、結(jié)構(gòu)形式、柱網(wǎng)尺寸、層高、樓地面荷載以及建筑設備等設計要點進行分析論述， 希望能夠為今后的高標廠房設計提供一定的有益經(jīng)驗。

2 項目背景及概況

隨著我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的加速和土地資源的日趨緊張，眾多城市在發(fā)展中均面臨著用地成本攀升、 原有工業(yè)用地利用率低、舊工業(yè)區(qū)改造周期長等問題。 近年來，為了能夠有效利用土地資源，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，各地開始積極探索“工業(yè)上樓”這種工業(yè)載體新模式。 以深圳為代表，青島、蘇州、中山、東莞以及上海等城市相繼出臺了“工業(yè)上樓”相關政策，積極探索與實踐“工業(yè)上樓”的發(fā)展模式。

高標準廠房（簡稱“高標廠房”）正是在“工業(yè)上樓”這種時代背景下的一種設計探索和實踐。 和傳統(tǒng)廠房相比，高標廠房一般具有以下幾個特征：首先，高標廠房平面布局靈活實用，通用性較高，能夠滿足大多數(shù)企業(yè)的需求；其次，高標廠房多為高層建筑，建筑高度在24 m 以上、50 m 以下，能夠高效利用土地；最后，高標廠房重視貨物交通組織設計，往往會配置若干部荷載較大的貨梯。

實踐項目位于惠州市仲愷高新區(qū)，總用地面積約41.00萬m2，總建筑面積約150.55 萬m2，容積率為3.5。 建設內(nèi)容包括高標廠房、員工宿舍、辦公大樓以及輔助用房等。 項目致力于打造產(chǎn)業(yè)集群效應顯著、功能布局合理、主體多元活躍、支撐服務完善的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，形成電子信息業(yè)和智能制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)集群。

3 高標廠房設計要點

3.1 平面功能布局

布局設計需要綜合考慮廠房面積、建筑結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)和物流等因素[2]。實踐項目一共有兩種廠房戶型，即“雙拼戶型”和“大平層戶型”， 兩種戶型的平面功能布局設計重點考慮功能實用、空間利用高效以及拆分靈活性等，如圖1 和圖2 所示。

圖1 “雙拼戶型”平面布置圖

圖2 “大平層戶型”平面布置圖

首先，每層廠房均設計有生產(chǎn)單元、貨梯廳和貨物裝卸平臺（或吊裝平臺）等貨物運輸空間以及衛(wèi)生間、茶水間等輔助空間。 此外，每個生產(chǎn)單元內(nèi)設置一處綜合管井和設備平臺，為將來的入駐企業(yè)預留管線和設備安裝空間。 配置齊全，功能實用，能夠滿足各類不同企業(yè)的生產(chǎn)需求。

其次，設計根據(jù)各功能屬性不同，采用分區(qū)設計的理念。簡單來說，就是將貨梯、樓梯、衛(wèi)生間、設備房、管井等交通和輔助空間集中布置在核心筒和建筑外墻， 盡最大可能保證每個生產(chǎn)單元的空間規(guī)整，做到空間利用高效。

最后，戶型設計遵循生產(chǎn)單元可自由拆分組合的原則。 “雙拼戶型”由2 個1 500 m2的生產(chǎn)單元拼接而成，中間是交通核，每個生產(chǎn)單元最外側(cè)布置衛(wèi)生間、茶水間等輔助功能；根據(jù)需要，每個1 500 m2的生產(chǎn)單元又可以進一步分割成2 個750 m2的生產(chǎn)單元。 “大平層戶型”由1 個3 000 m2的生產(chǎn)單元構(gòu)成，在生產(chǎn)單元南北兩側(cè)布置交通和輔助功能；根據(jù)需要，該戶型又可以500 m2為模數(shù)進行自由分割組合。此外，以上2 種戶型除了能夠在水平方向進行平面分割組合， 還能夠在垂直方向進行豎向組合， 能夠滿足不同規(guī)模的企業(yè)生產(chǎn)需求。 可以看到，廠房戶型采用的是一種模塊化的組合設計方式，戶型十分靈活，能夠滿足大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)需求，具備很高的通用性。

3.2 結(jié)構(gòu)形式和柱網(wǎng)尺寸

在結(jié)構(gòu)形式上，作為一種“通用型“的高標廠房，為了實現(xiàn)空間的靈活可變、滿足不同規(guī)模的企業(yè)生產(chǎn)需求以及兼顧經(jīng)濟合理，實踐項目選用的是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 框架結(jié)構(gòu)廠房在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)活動中也具備了較為廣泛的應用途徑[3]。

在實踐項目的設計過程中，通過市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前市場上的同類廠房柱網(wǎng)尺寸基本控制在8～10 m。 例如，東莞“松山湖·智谷”項目采用的是8.4 m×8.4 m 柱網(wǎng)、深圳龍華“共聯(lián)·都市智谷”項目采用的是9 m×10 m 柱網(wǎng)、惠州“惠泰·中南高科·智慧創(chuàng)新園”項目采用的是8 m×10 m 柱網(wǎng)、惠州“高盛·西湖智谷”項目采用的是8.4 m×8.4 m 柱網(wǎng)以及肇慶端州“雙龍科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)谷”項目采用的是8 m×8 m 柱網(wǎng)。 通過分析比較，不難發(fā)現(xiàn)當前的高標廠房柱網(wǎng)尺寸一般不小于8 m，且不大于10 m。實踐項目在設計過程中上，參考借鑒市場同類產(chǎn)品的經(jīng)驗，同時兼顧電子信息業(yè)和智能制造業(yè)的生產(chǎn)工藝特點和工程經(jīng)濟性，采用8 m×10 m 的柱網(wǎng)，提高工業(yè)廠房的靈活性、通用性和多樣性[4]，既滿足大部分企業(yè)的生產(chǎn)需求，同時將建造成本控制在一個比較合理的范圍內(nèi)。

3.3 層高和樓地面荷載

智能制造和電子信息涉及的行業(yè)較多， 其中有些行業(yè)生產(chǎn)過程中會使用重型生產(chǎn)設備的，如新能源發(fā)電、鋼鐵制造、電動汽車以及智能家居等， 也有些行業(yè)生產(chǎn)過程中只需使用輕型生產(chǎn)設備， 如電子元器件、 電子儀器以及電子專用設備等。 由于生產(chǎn)工藝的不同，部分企業(yè)在生產(chǎn)過程中就需要使用叉車、吊車等輔助生產(chǎn)設備，這類企業(yè)往往對工業(yè)廠房的建筑層高和樓地面荷載有更高的要求。

實踐項目在建筑層高和樓地面荷載設計上， 根據(jù)不同企業(yè)生產(chǎn)需求的不同的，設計了3 類不同的層高和樓地面荷載，盡量兼顧到各不同企業(yè)的生產(chǎn)需求，如圖3 所示。 廠房首層層高7.5 m、首層地面荷載2.0～3.0 t/m2，并且結(jié)構(gòu)柱上設計了牛腿，后期能夠安裝載重10 t 的生產(chǎn)吊車，能夠滿足那些生產(chǎn)過程中需要使用重型設備的企業(yè)的需求。 廠房2 層層高6.0 m、樓面荷載1.2 t/m2，能夠滿足那些對層高和樓面荷載要求較高的企業(yè)的生產(chǎn)需求。 廠房標準層層高4.8 m、樓面荷載0.8 t/m2，能夠滿足大多數(shù)的中、小企業(yè)的生產(chǎn)需求。

圖3 廠房首層設計參數(shù)示意

3.4 交通組織

實踐項目的交通組織設計遵循人貨分離和貨物運輸方便的原則。 “雙拼戶型”在廠房中間設置交通核，在交通核北側(cè)設置門廳和客梯，利用交通核北側(cè)空間組織人流；在交通核南側(cè)設置卸貨平臺和貨梯，利用交通核南側(cè)空間組織物流。 “大平層戶型”在廠房南側(cè)設置門廳和客梯，在廠房北側(cè)設置卸貨平臺和貨梯。 實踐項目的兩種戶型均做到了人貨分離、互不干擾。

此外，作為生產(chǎn)性的工業(yè)廠房，如何保證貨物運輸方便快捷是設計需要重點思考的問題。 實踐項目的每棟廠房都配有3～4 部3 t 和5 t 的大型貨梯； 并且在每層廠房都設置了卸貨平臺或吊裝平臺；同時建筑室內(nèi)外高差結(jié)合貨車裝卸貨特點，按照1.2 m 設計，方便貨車裝卸貨。 這種設計能夠保證每個生產(chǎn)單元的貨物可以借助推車或小型叉車從卸貨平臺直接運輸?shù)礁鳂菍拥纳a(chǎn)單元，促進生產(chǎn)貨物快速周轉(zhuǎn)，提高生產(chǎn)效率。

3.5 建筑設備

實踐項目作為“通用型”高標廠房，主要以出租為主，兼顧出售，未來入駐企業(yè)具備很大的不確定性和流動性。 因此，建筑設備設計的重點就是設計標準如何能夠滿足各類入駐企業(yè)的生產(chǎn)需求，并適應不同的管理模式要求。

用水方面，給水直接供應到每個廠房單元的衛(wèi)生間、茶水間。 電氣方面，工業(yè)廠房的設計不同于民用建筑，需要結(jié)合實際工藝情況進行考慮，廠房本身的建筑類型、生產(chǎn)的工藝要求及產(chǎn)品性質(zhì)、工藝設備的用電量、建設方的使用需求等在廠房設計時必須統(tǒng)籌兼顧，精益求精，達到最佳效果[5]。 另外，在設計過程中與其他每棟廠房在首層均設置一間100～150 m2的供配電房，每棟廠房的變壓器安裝容量為2 000～2 200 kV·A，廠房的用電負荷考慮了照明、動力以及空調(diào)等用電，用電負荷密度為80～100 W/m2，電力管線和設備安裝到每層的配電間。 空調(diào)方面，由于入駐企業(yè)不確定，在廠房的每個樓層均設計有設備平臺，該設備平臺作為預留的空調(diào)機位，待入駐企業(yè)進駐后，可根據(jù)自身企業(yè)需求合理地選擇安裝空調(diào)設備。此外，廠房用水和用電，均能夠按照最小生產(chǎn)單元進行單獨計量，方便后期管理。

4 結(jié)語

目前，關于高標廠房的理論研究和實踐都很多，一些地方也發(fā)布了相關政策和標準規(guī)范， 提倡鼓勵和支持高標廠房的建設。 本文結(jié)合實踐項目，從平面功能布局、結(jié)構(gòu)型式和柱網(wǎng)尺寸、層高和樓地面荷載以及建筑設備等幾個方面，對高標廠房的設計要點進行了論述， 希望能夠能為今后的項目實踐提供一些有益的經(jīng)驗和參考。

但是可以看到的是， 盡管當前在高標廠房的建設方面積累了一定的經(jīng)驗，但仍然存在這一些不足之處。 比如，如何制定交付標準，避免入駐企業(yè)進駐后重復施工，造成不必要的社會資源浪費；又比如，如何合理地設計供電系統(tǒng)，既滿足短期廠房出租率不高時的用電需求， 又能夠滿足遠期出租率較高時的用電需求，近、遠結(jié)合，合理有效地利用資源；還有，如何有效處置生產(chǎn)過程中的危廢品；諸如此類問題，均需在未來的設計實踐中進一步思考解決方案。