时间:2023-01-04 23:44:55
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工业建筑论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1.1基地现状条件
四川郎酒集团古蔺厂区位于四川省古蔺县东南,川黔交界的二郎镇,与贵州茅台酒厂隔河相望。此处气候温和,空气湿润,山清水秀,环境清幽,是得天独厚的酿酒之地。厂区沿赤水河,背靠青山,位于落差近150m的山麓上。厂区建筑穿插错落,层层叠叠,是典型的山地工业厂区。扩建区域位于原厂区西侧山腰处,毗邻原厂区生产车间,用地面积约4.6万m2,拟建生产车间规模约1.5万m2,窖池约200个,年产能6×103~7×103t。
1.2现有建筑状况
厂区现有的生产车间多为二十世纪七八十年代建造,大部分车间有40多年历史,均采用钢筋混凝土排架结构,门式钢屋架,钢筋混凝土屋面;少量辅助车间为砖混木桁架结构、青瓦屋面,年代超过半个世纪。因车间建造年代较早,对生产造成一定局限,如车间天窗狭小,室内通风排气较差,酒糟需长时间晾晒;室内光线昏暗,不利于生产作业等。这些问题的日益凸显,使车间产能已经不能满足市场迅猛增长的需求。
2工艺特点与创作指导思想
车间生产效率无法满足市场需求,车间建筑风格也无法传达郎酒历史源流;同时,基地起伏的地貌也对新厂区规划建设提出了挑战。因此,针对上述问题,在新建车间设计时,将指导思想确定为:“创作吻合生产工艺、传承历史文脉、适应当地环境的现代化工业建筑。”
2.1工艺生产特点
酱香白酒的香醇口感源于其独特的生产工艺,而生产车间也有特殊的工艺设计方法。酱香型郎酒的生产需历经粉粹投料、出甑摊晾、堆集发酵、入窖发酵、母糟翻拌、分层蒸酒等多道工序,如此七八轮后得到酱香原酒。这种特殊的酿酒工艺对车间设计提出了严格的技术要求,因此,生产车间必须满足功能组织得当、管线布设合理、空间尺度适宜、通风排气顺畅等要求。
2.2传承历史文化
生产车间除技术层面要求外,对一个近百年历史的中华老字号企业而言,更重要的是历史积淀的延续与企业文化的展示,这是企业在市场的核心竞争力,也是核心价值所在。对于厂区所处的环境而言,除了独特的酱酒文化,常年融汇其中的人文风情和历史文化,成为不可分割的重要组成,多种文化的融合,造就了独特的郎酒文化。当地的历史文化与现代化生产车间的互融,成为设计时着重推敲的问题。
3总平面设计
扩建厂区地势险峻,可建用地甚为宝贵,合理的建筑布局、精简的交通连接,能争取更多空间,获得更大产量,为企业获取更高效益。结合场地自身特点与周边环境特征,主要从以下两方面进行权衡。
3.1适应基地高差,平衡场地土方
场地南高北低,落差为35~42m,平均坡度为10°~12°,东西高差在9~24m,平均坡度为4.5°~6.1°。中部有南北走向沟谷,南侧为填埋场,风向多为东西走向,据场地状况综合考量,在坡度较缓的东部并列布置东西走向的车间,顺等高线前后跌落。车间纵向单元依据高差灵活增减,以取得较强适应性;其他区域依据地形分散布置,纵向长度灵活控制,提高土地利用率。单跨车间适应地形较强,但间距的退让会大大减少土地利用率;而双平跨车间对基地填挖较大,容易引发山体滑坡等次生灾害,且挡墙支护等防护措施,会投入巨额资金,造成浪费。因此,依据场地高差与坡度,并考虑间距及交通等因素,设置高低跨车间适应地形,取得车间数量与地形高差之间的平衡。
3.2加强道路联系,保证车流畅通
场地南侧是厂区的交通干道,由西至东沿山势向下,西北侧有厂区原始道路与场地邻接。因此,需依靠这两条道路解决地块内部交通。由车间排列方式与地形因素,东部设计成环型车道,串接每层每跨车间,保证高低跨车间能双面进车,也为消防提供了双面扑救场地。为保持车流畅通与运输便捷,车道回环处多有接口,在不同标高与东侧干道直接联系,确保车流大时道路畅通。环型车道还能有效地缓解坡度对厂区生产运输造成的压力,除了在车间入口处留出平坦路段便于车辆进出外,其他路段坡度均控制在7%以内,以化解场地内部落差。
3.3剖面适应环境,功能因地制宜
以总平面布局为基础,为与基地环境相适应,依据场地坡度、车间跨度、车道宽度及放坡尺寸等参数,计算出高低跨车间室内地坪差为4.0m,最大限度平衡场地挖填量,依此高差在山墙面设置配套房间,供值班管理之用,一举两得。另一方面,高低跨有助于将蒸酿中产生的大量饱含乙醇的高温蒸汽及时排出,减少金属物件的腐蚀:低跨车间产生的蒸汽经天窗或侧窗就近排放室外,高跨车间的蒸汽则经高跨天窗迅速排放,自身形成上升气流,具有良好的疏导作用。由此能使车间保持良好的工作环境,不必机械排汽,减少了运行费用,经济节能。
4建筑设计
在进行建筑设计时,针对生产车间的功能排布、外部造型、工艺技术、材质色彩等方面内容进行了细致考虑。
4.1灵活高效的功能排布
车间内主要由窖池、泥池、甑罐、晾堂及附属区域组成。其中,窖池区是生产车间的主体,也是影响产量的直接因素,窖池的大小与布置必须与车间内其他功能及柱网相协调,车间纵向采用6m柱网,结合发酵酿造工艺,考虑窖泥池及甑罐等空间,将窖池宽设定为2.8m。车间横向跨度采用15m,考虑车道与晾堂宽度,窖池长度控制为5.3m。如此设置能保证同面积空间中的产能最大化。泥池尺度以容量而定。按照郎酒酱香白酒的酿造工艺需求,各时期的投粮、入窖、封窖、翻拌、堆晾、蒸馏、出酒等工艺对车间内流线有较高要求,且车辆需要进入车间进行装卸,因此,车间内空间布置必须要精简便捷,并满足行车要求。设置窖池纵向一字排布,留出侧向晾堂供车辆通行,晾堂靠近侧窗也便于酒糟晾晒、母糟翻拌、堆集发酵等工序,这样线性的设置可使纵向行车在晾堂与窖池之间就近作业。甑罐集中放置于车间中部,邻接出入口,便于蒸制、灌注及原酒的运送,同时车间中部天窗最为高大,通风效果最佳,能使甑罐区的蒸汽快速排出,避免在内部空间聚集,减少墙面侵蚀,净化工作环境。泥池区使用频率低,一般作封窖之用,故置于车间端头,位于车间山墙处。
4.2传承历史的外部造型
从19世纪20年代至今,老厂区内的建筑,一部分是20世纪90年代及近期所建建筑,其建筑造型简单,内部为混凝土桁架结构,反映了工业建筑结构的时代特征;另一部分是二十世纪七八十年代修建的房屋,均为砖混结构,虽年代较久,但青砖砌筑、清水墙面、檐口叠涩及窗台线脚等特征,展现了近代建筑素雅平淡的风格,烙下了深刻的时代印记。这些建筑造型记载了企业发展的历史,具有代表意义。在酿酒车间设计时,车间外部造型承袭了早期建筑风格,运用设计语汇描摹历史印记;建筑内部结构采用门式排架结构,以取得宽阔空间。为满足生产需要,车间一般有固定的结构模式,受生产工艺及结构设备等条件限制,其内部空间的灵活性不及其他建筑,而对于外部空间而言,不受结构影响而有更大的创作余地。因此,对于生产车间的设计主要立足于建筑屋顶造型和建筑表皮设计。表皮作为附着在结构外表的围护结构,是建筑性格的直观表现。车间外表面采用纵横方式划分:护壁立柱为纵,水平勒线为横。护壁立柱处垂直墙面做双墙垛,顶部砌筑叠涩造型,与早期车间取得一致,墙垛间设置排水管道,造型时兼顾使用。水平窗与高窗嵌入水平勒线之间,并结合窗台、窗套突出立面形体。屋顶采用传统双坡屋顶,为化解车间超长体量、打破平直的屋顶轮廓,采用中高侧低、分层跌落的形式,以求变化。山墙及屋顶错跌处砌筑封火山墙,取得与周边建筑协调。
4.3自导通风与给排水设计
车间采用自导式排气措施。酿酒中蒸酿过程产生的大量蒸汽需快速地排出车间,若采用机械通风方式,气体量大难以满足需求,且常年运行,易耗损不节能。车间内的蒸汽主要由甑罐蒸酿及晾堂酒渣产生。蒸酿中产生的气体浓度大、温度高、较为集中;晾堂酒渣产生的气体浓度、温度不及甑罐区,但堆放量大、区域广,产生的蒸汽量也不容忽视。因此车间采用自然排气方式,通过平开窗、高侧窗及屋顶天窗形成空气环流,自导排气。新车间增大高侧窗及天窗数量与尺度,使排气更便捷顺畅;改变高侧窗开启方式为中悬式,使排气通畅。车间并用重力式与压力式排水系统。车间长度在72~120m,屋顶面积较大为2200~3600m2。车间屋顶外墙天沟处,采用重力流雨水系统,雨水散排至室外散水沟。车间屋顶内侧天沟处,采用压力流雨水系统,雨水排至室外雨水检查井。外墙落水管结合建筑立面设计,隐藏于护壁柱墙跺内,装点了立面。内天沟落水横管平行中轴布置,在两侧山墙处经落水管排出。
4.4材料选择和色彩搭配
材料的选择除有钢材与灰砖外,还采用青石、木材等相互搭配。车间外墙采用“十字式”与“顺丁式”相结合的灰色粉煤灰砖砌筑,分别运用在墙面与墙裙两处,砖墙用色以沉稳的青灰为底,线脚处采用白色抹灰勾边,以增强线条装饰感。屋面采用深灰色压型钢板,取得与原有建筑色彩的协调。屋顶檐口雨水槽喷涂浅灰色防锈漆,形成通长的水平线条。封火山墙墙头、侧墙、线脚等处采用白色抹灰勾勒,强化建筑体感。门窗采用木质窗框,在木材本色上稍加防腐清漆,使其呈现出较为自然的色彩。窗户采用传统花格图案,以求与当地原有建筑融合。墙基勒脚采用当地青石砌筑,形成沉稳质感。建筑色彩使用青灰为基色,更接近当地原有砖混建筑色彩。粉煤灰砖在烧制过程中的深浅差异,能在建筑立面形成不大的反差,使墙面更富有肌理变化。白色抹灰的线脚勾线、压顶与封边,使建筑体量更为挺拔,层次更为丰富。木材除了可增添色彩外,也在人体尺度下营造出亲和感。
5结语
(1)井塔、矿仓、筒仓、烟囱、冷却塔等工业建筑,外壁为整体式现浇,窗洞较少,截面为等截面或渐变截面,有利于模板的安装、固定和正常连续滑动。
(2)工业建筑采用滑模工艺,能够减少模板及其支撑等周转材料的投入数量,便于合理安排材料加工及安装时间,便于施工现场空间上的合理利用,减少劳务操作人员,并能够缩短施工时间。
2柔性滑模系统
2.1柔性滑模系统组成
柔性滑模系统一般由模板及其提升支撑系统、液压动力系统及操作平台系统组成。模板系统又包括模板、围卷和提升架等。
2.2柔性滑模提升支撑形式
目前,柔性滑模采用的提升支撑形式主要有开字架和简易门架两种形式。开字架,内平台为不拉结中空式,一般适用于构筑物为矩形平面布置形式。简易门架,内平台采用辐射梁拉杆,一般适用于构筑物为圆形平面布置形式。
2.3柔性滑模系统操作平台
(1)柔性滑模系统操作平台在滑模施工过程中,作为主要施工操作面,承受施工人员、施工材料、液压控制台、电焊机、振动棒、手推车、施工工器具、施工安全防护设施、消防设施、季节性施工保温设施等施工荷载及其自身的质量,同时也承受施工过程中操作平台上设置的垂直运输设备运转时的额定附加荷载、卸料对操作平台产生的冲击力、向模板内倾倒混凝土时混凝土对模板的冲击力和侧压力、模板滑动时混凝土与模板之间的摩阻力以及风荷载等动荷载。
(2)柔性滑模操作平台宽度,一般根据构筑物规模、截面形式、施工组织方式等因素确定,但操作平台结构必须保证足够强度、刚度和稳定性,才能满足结构施工和安全施工要求。柔性滑模操作平台宽度可对称设置,也可不对称设置。
(3)柔性滑模操作平台支撑,采用型钢或钢管安装成三角桁架或三角悬挑架型式,根据建筑物的截面形式,平行或环向布置。和刚性滑模相比,构造相对简易,安装便捷,多采用角钢或钢管为材料,安装成桁架或格构式挑架形式,可以作为操作平台的支撑,其安装宽度及质量则是影响柔性滑模系统的整体平衡的重要因素。
3操作平台宽度对结构施工的影响
3.1有利影响
3.1.1对操作平台质量影响
操作平台宽度较小时,能够减轻操作平台自质量,减少千斤顶和管路数量,可以选择额定压力较小的控制台。操作平台宽度较大则系统自稳性相对较好。
3.1.2对施工操作影响操作平台宽度较小时,杆件尺寸较小,便于加工和组装;操作平台宽度较大,杆件尺寸较大,但施工操作空间大,便于材料的贮存和运输。
3.1.3对施工质量控制影响
操作平台宽度较小,模板滑升过程中,由于质量轻,平台系统变形易调控,根据每班次平台水平度、结构垂直度的观测数据进行分析,发现垂直、偏扭现象后可以及时调整。操作平台宽度较大,自质量大,变形小。
3.1.4对工程成本控制影响
操作平台宽度较小,不仅节约了机具材料和人工,而且还缩短了施工时间,对工程成本控制起到良好的效果。
3.2不利影响
3.2.1对操作平台水平度的影响
柔性操作平台,特别是井塔类矩形截面构筑物,平台宽度较小,由于自身质量轻,极易受堆料不均的影响,造成操作平台的不平衡。平台宽度较大,平台自身质量较重,自平衡能力相对较好,但对矩形截面构筑物,平台宽度较大时,四角外挑较宽,支撑结构受力在角部发生变化,矩形构筑物4个墙角成为模板滑升的薄弱点,模板滑升过程中,常会出现墙角部位拉裂现象,影响了工程质量,外观成形也不好。
3.2.2对结构垂直、偏扭的影响
柔性操作平台宽度较小,若受到平台面堆料不均、混凝土下料不均匀、振捣不规范或风载等的影响,平台水平度出现偏差,支撑杆受压不均,爬升高度不一致,导致操作平台偏扭,结构出现垂直偏差;严重时还会造成局部支撑杆失稳,甚至发生坍塌事故。平台宽度较大,平台自身质量较重,出现垂直、偏扭等偏差时,不易及时调整,需分层次调整平台的水平度,才能保证支撑杆受力均匀顶升;同时平台宽度较大时,平台自身构件增大,千斤顶和管路数量增多,施工质量和安全生产的控制难度相应增大。
4对操作平台造成的不利影响控制措施
4.1滑模操作平台水平度控制
(1)当操作平台宽度较小时,沿构筑物周长方向连续对称设置型钢,适当增加平台的自身质量。
(2)当操作平台宽度较大时,矩形截面平台在四角对称增加型钢支撑,将外操作平台内外边缘进行拉结,促使滑模过程中外操作平台内外边缘的同步滑升。
(3)合理安排内外操作平台上堆放的物品,在满足施工要求的条件下,尽量均匀堆放各种材料和机具,保证操作平台的水平度。
(4)砼采用泵送或塔吊提料时,应在操作平台上合理布置集中料斗的位置,手推车的行驶路线、砼下料和浇筑要对称,保证操作平台上施工荷载的平衡。
4.2滑模操作平台偏扭控制
操作平台宽度过小、过大,滑模都会出现平台偏扭现象,宽度过小时更易出现偏扭。滑模过程中做好平台水平度观测,分析平台产生偏扭的原因。平台发生偏差后,应调节平台水平度,对平台上的材料、设备、工器具等进行整理,对称进行砼浇筑,保持平台质量的均衡。分层次调平支撑杆限位器高度,增加平台水平度的观测次数,逐步使平台水平度达到要求。
4.3结构的垂直度控制
滑模过程中发生操作平台偏扭时,常伴随着结构垂直偏差的出现。垂直偏差不大时,常采用调整千斤顶行程进行纠偏,使操作平台逐步趋向水平;垂直偏差较大时,一般使用手拉葫芦施加外力对平台进行反向牵引,直到建筑结构垂直度达到正常水平。
5成功案例
圆形截面构筑物(煤仓类):山西华晋焦煤集团韩咀原煤仓工程(2联体),单仓直径22m;内蒙古马泰壕原煤仓工程,单仓直径22m;内蒙古朱家峁矿原煤仓,单仓直径22m。上述煤仓类工程均采用内平台宽度为1.8m、外平台宽度为2.0m的柔性滑模操作平台。矩形截面构筑物:甘肃金昌某主井井塔工程,框架剪力墙结构,平面轴线尺寸16.0m×21.0m,建筑总高度86.2m,共计10层;甘肃金昌龙首贫矿副井井塔工程,框架剪力墙结构,工程轴线尺寸为17.0m×14.0m,建筑总高度51m,共计6层;山东莱新铁矿副井井塔工程,框架剪力墙结构,平面轴线尺寸为18.0m×16.0m,檐口高度为44.8m,建筑高度5层,局部6层。上述塔类工程均采用内平台宽度为2.0m、外平台宽度为2.2m的柔性滑模操作平台。上述工程柔性滑模平台宽度的选择,既满足了施工空间,也保证了滑模系统的整体稳定性及工程质量和施工安全。
6结语
夏桥矿区位于徐州贾汪区中心城区的西南部,是江苏省煤炭发源地,具有悠久的采矿历史。处于贾韩路和规划中的新华路的交叉处,东侧有人气已具规模的夏桥公园、规划中的江苏省煤炭主题公园、义乌小商品市场,西侧为规划中的住宅小区和商湖休闲度假村,北侧为既划分又连接主题公园的景观带,南侧为景观价值较高的电厂。机械厂厂房所处的优越地理位置,为创业园区日后的发展带来不可估量的机遇。与一般的民用建筑相比,机械厂厂房在空间布局、立面造型、结构设施等方面都具有很大的改造再利用优势。该厂房群具有高大开敞的内部空间,在改造时可以根据设计要求对空间进行自由划分,创造出丰富的室内空间效果;建筑立面整齐简洁,外墙为能够反映当时时代特征的清水红砖墙,且不作为承重墙使用,改造时具有很强的可塑性,可根据设计要求对其进行拆除或直接利用;建筑结构及基础承载力较高,在对建筑改造时只需对其进行简单的加固维护,就可以直接进行利用。
机械厂厂房跨度较大,大进深空间加大了自然采光和通风难度;建筑形式单一,均为矩形的大空间厂房,对于现代化办公空间日益灵活自由的发展趋势来说,可能会对改造再利用形成障碍;厂房颜色过于单调,且由于年久失修,造成门窗及内部破损较严重;厂房在建造时缺乏对建筑节能的考虑,厂房不具备一定的保温隔热性能,不能满足舒适度的要求。建筑南侧的主要通道为土路,且凹凸不平,人车流线不明确,附近没有停车场;缺少必要的基础设施及绿化景观,仅厂房群东侧的主要道路上有几棵行道树;目前周边居民多为矿区的下岗职工,老龄化现象很严重,不能聚集大量人气。
建筑空间改造
空间是建筑的灵魂,也是建筑功能的容器。旧建筑的改造再利用过程中,很大程度上就是空间再生的过程。空间改造对设计者最大的挑战就是如何在保留原有历史信息、满足新增功能的前提下创造出全新的空间体验。4栋机械厂房每一栋都是大跨度大空间,没有任何的空间划分,且彼此之间又相互独立,没有任何的交流和联系。为了解决这些问题,创造出适合青年人创业的办公及居住空间,笔者通过以下策略对这四栋厂房的空间进行改造(图5)。
1化整为零。化整为零即依据新功能的需求,采用垂直分层或水平划分等手法将内部大空间改造为较小的空间,然后再加以利用。
1)垂直分层。对于内部为高大空间的工业建筑,可以采用内部垂直分层的处理手法将高大空间划分为尺度适合使用的若干层空间,然后再加以利用。机械厂厂房从地面到檐口的高度均为7.0m,适合将其分为两层。保留原建筑结构,并对其进行必要的加固。根据平面布置需要增加新的构造柱,并保证新增的构件不对原有建筑的基础和上部受力构件造成损害。结构部分采用钢材,内部采用加气混凝土或石膏板等轻质隔墙,从而将建筑的自重降至最低。
2)水平分隔。在原有主体结构不作改动的前提下,水平方向增加分隔墙体,使得开敞空间转化为多个灵活性强的小型空间。由于办公空间需要的小型空间较多,因此在改造设计中,多处用到隔墙作为水平分隔。分隔墙采用加气混凝土或石膏板等轻质材料,对于隔声要求较高的房间,采用隔声效果较好的密实墙体。
2联零为整。在若干相对独立的建筑物之间,采用打通、加建连廊以及封顶联结等方式联结为完整的相互可流通的连续空间。
1)建筑间加连廊搭接。在相邻两建筑物之间采取加建连接廊的方式,使得彼此孤立的建筑相互贯通,形成整体。连廊可分为开敞式,也可为封闭式。厂房1和厂房2的间距为13.5m,在厂房1和2的西侧加连廊。厂房3和厂房4的间距为11.6m,在厂房3和4的东侧加建连廊。连廊的形式为开敞式,连廊结构及围护结构采用高强轻质的钢材和玻璃,既能减轻自重,又能同厂房的实墙形成虚实对比。这样使得厂房1和2、厂房3和4相互贯通,使原来相互独立的建筑形成了一个小整体。
2)建筑间封顶连接。将相邻的建筑物邻近处加顶封闭,使原来相互分离的若干建筑连接成为一个整体,将室外空间引入室内,或形成半室外空间,既增加了可使用的面积,又可以产生趣味性极强的高大开敞的共享空间。厂房2和厂房3之间的间距为34.35m,间距较大,在之间部分封顶,屋顶的形式为折线形,延续了厂房坡屋面的轮廓,与厂房屋面形成一种重叠的韵律,材料为轻质的钢与玻璃的组合。
3局部增建。根据新的功能和空间需求,在建筑外局部增建新的空间。在厂房1的西南侧、厂房2和厂房3的西侧、厂房4的北侧加建彩色的玻璃阳光房。其中厂房4增建的部分正对厂房3拆减的部分,形成了丰富的空间效果。这些增建的部分为休闲娱乐空间,这些空间的加入,使得原本单调的矩形空间变得丰富起来,为青年人提供了多姿多彩的休闲娱乐空间。
4局部拆减。将原有建筑物的非结构性外墙部分拆除,换成玻璃窗及结构性外廊,并将拆除的外墙对应的屋面拆除,换成玻璃屋面,以获得较大的灰空间,增加采光、满足观景需求。由于旧厂房的形式过于单一,用这种局部拆除部分非结构性外墙及部分屋面的手法,可以打破这种形式单一的局面。与此同时还应对结构部分进行必要的加固,保证建筑物的局部拆除不影响其整体结构的牢固性。厂房1和厂房2为集中办公空间,在建筑空间划分上相对于厂房3和厂房4的分散独立式办公空间较大,适合多数人集中办公。为了创造出交流共享空间,在厂房1和厂房2内设置交流展示区,形成空间丰富的中庭,同时也作为主入口的门厅使用。展示交流区的上方有栏杆围合的带型空间,这些空间向上方看,可以看到工业厂房原有的钢屋架,营造出艺术氛围浓厚的室内空间效果。厂房3和厂房4为艺术创作工作室,适合少数人进行各类艺术创作,其中厂房3设置夹层作为共享空间,加强青年艺术家之间的交流,创造出灵活的空间效果。每一栋厂房都配有休闲娱乐场所,不仅针对建筑内部的公共服务空间,也面向江苏省煤炭主题公园及周边小区服务(图6~8)。
建筑外立面改造
在旧工业建筑的改造设计中,对建筑立面形式的改造也是极为重要的环节。使旧工业建筑与其新功能和周围环境相协调是立面改造的关键所在(图9);立面改造手法也是多种多样。
1维持恢复原建筑外貌。由于这4栋机械厂厂房位于具有悠久采矿历史的夏桥工业广场这个大的地理环境中,加上煤炭主题公园的规划建设,使该地段成为历史价值和观赏价值较高的空间场所。对于这类建筑的改造,其外部形态的更新在更大程度上是一种外立面的修复与保留,维持建筑原有的历史风貌是改造设计原则。由于厂房闲置时间过长,其外部形态破损,门窗的破损程度尤为严重。在改造设计中,首先对外墙面进行细致的清洗,露出红砖本身的色泽。然后对破损墙面屋面依照修旧如旧的原则进行修复。由于原有的窗户破损十分严重,在改造中全部替换,代之形式与结构相同或相似的窗户。门的造型非常具有工业特色,在改造中进行保护性修缮。
2新旧元素形成对比。为了创造出新旧对比的新感受,体现时间的流逝和对过去与现在的传承关系。新旧材料的对比是显现旧工业建筑改造在利用历史性方面的主要手段。一般来讲,这种对比会让老的更老,新的更新,从而达到历史与现代穿插的时光效果。此次改造设计中,大量采用彩色的玻璃盒子穿插在建筑中,象征着七彩多样的青春年华。生动的视觉刺激给人带来激情和灵感,十分符合创业园的建筑性格。阳光透过七彩的玻璃盒子折射出色彩斑驳的光,带来无限的情趣。同时彩色玻璃与旧建筑的红砖形成一种强烈的视觉冲撞,体现出混搭的时尚感。
3新旧元素协调统一。为了使建筑保持原有的历史风格和文化特征,改造过程中新添加的元素虽然不求做到使用原有的建筑元素,但也不作突兀的对比变化。新添加的建筑元素应该在材料、形式和尺度上呼应原有的建筑,使新老元素达到协调统一的效果。这4栋工业厂房群的主要入口开在东侧,建筑的东立面为4个相同的形式,为了打破这一单一局面,将原有建筑中有代表性的特色元素加以提炼和适当变形,在厂房1的西侧用钢材构建成一个外轮廓为厂房东立面的镂空景观墙。这个景观墙距离厂房1的距离为3.3m。这个景观墙的材料与厂房屋架的材料相同,形式是厂房屋架的一个延伸。此外为了将这4栋彼此独立的厂房连接成为一个整体,运用了钢构架的连廊,这些连廊的材料可以很好的诠释建筑的工业气息,使新旧元素协调统一,形成对话。
建筑环境改造
百年的采矿历史给社会带来了巨大的财富,同时也带来了日益严重的环境问题。随着矿区的资源枯竭,采矿业的衰退,夏桥矿区留给城市的不仅仅是残破的工业建筑,还有被破坏殆尽的生态环境。建筑总是与周边的环境共存的,因此对旧工业建筑的改造还涉及到对其建筑环境和服务设施的改进,整体提高建筑所处的环境的水平,从而有效提高整个地段乃至整个城市的环境景观质量(图10~11)。
1场地清理。首先是对场地进行清理,把堆积在场地表面上的废弃物集中进行处理。对于没有污染的工业废料应当物尽其用,就地加工使用。对于有污染的工业废料,要进行相应的技术处理后再利用,无法利用的要外运后妥善处理。
2景观营造。在土壤中掺进了一些腐殖质和草籽,来增加土壤肥力,从而净化污染的土壤。在厂房的四周种植植被进行绿化,在厂房2和厂房3之间的空地进行集中绿化,成为中心景观区,并引入水景调节小气候。由于厂房的西侧有一片湖面,为了能将景观更好的引入厂区内,在厂房2和3之间的中心景观区的西侧进行延伸,设置一条景观桥延伸到湖面上,供人们观景驻足。东西向形成一条景观轴,向东延伸到煤炭主题公园,向西延伸到居住小区。
3基础设施植入。室外公共设施是外部空间的重要内容,对场地景观具有重要的视觉影响,也对外部环境的舒适度具有一定的影响。创业园西侧路为园区的主要道路之一,需要进行拓宽,来满足园区内的交通需求。东侧的道路紧邻煤炭主题公园,是创业园的最主要道路,且入口开在这一侧,需要对路面进行铺装及加固。在厂房2和3之间的中心绿地内设置座椅、路灯、电话亭、指示牌、垃圾箱、喷泉等公共设施,并将有工业特色的构筑物和工业设施引入其中,既增加了景观趣味,也使其成为可以引起人们对原工业区的联想和回忆的桥梁。
博世是德国最大的工业企业之一,从事汽车技术、工业技术和消费品及建筑技术的产业。近几年博世汽车技术正在大举进入中国,投身于迅猛发展的中国汽车工业。长沙博世研发中心的设计秉承“以人为本,持续发展”的设计理念,体现德国文化简约而严谨的理性特征,重视技术的艺术性,强调设计的逻辑性和建造的标准化。在满足不同使用要求的同时,创造出宜人、时尚的人文空间作为此设计的根本出发点。
一、以形态简约为第一诉求
形态简约,反对装饰是理性主义建筑于造型和风格的第一诉求。理性主义简约的主体形态表达,强调的是形制的秩序性与构造的严谨性,不仅如此它还被赋予了个体情感的诉求。
(一)建筑原型简约,轮廓清晰明了
本项目除了办公功能外,还有部分研发试验的功能。因此建筑形体处理遵循功能需要,形式上审慎,采用平面横向展开的方式。因建筑覆盖率相对较大,故层数控制在主体部分不超过五层,统帅全局,成为整个造型的主体,底层通透挑檐及柱廊把附属部分自然融和。整个建筑轮廓清晰明了,线条硬朗而干练,稳重却不失创造,通过强调体块间水平方向的相互穿插,形成了具有明显可识别的规律和秩序,显现出典型的工业设计理性的功能主义特征。
(二)景观营造内敛、宜人
景观的营造,摒弃繁琐的装饰,利用有限的空间打造出宜人的景观小品,旨在进一步强化空间的逻辑关系。在西侧主入口处,结合地形设计了层层叠落的装饰景墙及水池,景墙采用了灰色花岗岩,与建筑色系合为一体。接待厅的屋顶设计了种植层面,作为退台绿化的延续并与退台绿化形成一体,营造了一个宜人的办公室外环境,使人不仅能看到远处的绿化植被,还可以欣赏近处的花草树木。景观的表现与其环境有机结合起来,使之在建造里有艺术,使用里也有艺术。
二、以“功能理性”为原则
以“功能理性”为原则的理性主义建筑的设计,是基于环境、空间、需求等因素的逻辑推理过程。设计师通过研究因素问题寻找合理的设计思路。
(一)总体布局理性组织,建筑与场地高程完美结合
根据博世公司及当地规划部门的要求,结合场地的实际情况,为了与整个厂区的总体规划相协调,故呈板式东西布置。(图2)原有基地为一山丘坡地,而大楼选址位置是有较大高差错落的坡地,北侧城市道路至南侧厂区道路约有6米的高差。因此,如何结合地形完成建筑的合理布局成为设计的首要问题。经过与外方设计师及业主的各种可能性分析、比较,最后确定,西侧为厂区主停车区域,一层门厅接待区;北侧距城市道路较近,设置实验室主入口;南侧一层仅设产品展示厅及动力房。平面布置简洁合理,坡地上附房门厅的位置承上启下,内部空间方正有序,使各空间便利而高效。设计结合基地的特点,在总平面布置了个不同体量的功能空间,并使之与环境成为有机的整体,看似随意的构图却颇藏匠心,体现了一种构造的逻辑。
(二)功能分区明确,流线设置清晰
功能分区明确,各区域空间在平面布局上即相对独立,又便于联系,接待区迎向外来主人流方向,结合地形设置在二层办公楼与一层产品展示区的中部,标识性强,使服务路线短且便捷,与研发楼其他功能有机结合,利于管理。物流入口在建筑的东北侧,离城市道路近,既隐蔽又方便日常设备的进出。次入口接合接待区、产品展示区,内部办公人员人流流线设置有序,富于空间秩序的美感。动力区体现服务空间,分设在一层及顶层,使之对办公楼的影响最小化,并考虑今后的用地储备空间,及设备进出的隐蔽性,将其设置在建筑东南侧。各种人流和物流明确、清晰,使得建筑内部功能合理有序,提高了使用品质。(图3、4)
三、以高品质的建造技术为重点
理性主义对于技术的关注集中体现在了建造细部的构造手段和细部构造使用的合理性。卡罗苯茵·博施说过:“建筑的理想主义最后是在细部中得到了最好的表现,在惯用的整体处理手法已枯竭之后,细部可以提供建筑物生命力与令人惊讶的发现。”[1]由此可知细节对于建筑的体验至关重要。因办公楼为东西向布置,建筑物墙体采用高反射率的银灰色钢板,可避免大部分的热辐射,同时在钢板后又衬了100毫米厚的岩棉保温材料,确保冬季的保温节能效果,外窗均采用了断热铝合金型材及中空镀膜玻璃,很好的减弱了西晒对建筑节能的影响。外立面增加了智能百叶系统,通过对照度的感应和太阳照射角度的计算自动控制百叶的开度,可以遮挡太阳直射,节约空调费用。因此,在防止阳光直接射入室内的同时,尽可能保持良好的视觉效果,让自然光反射到室内天花板,增加室内的角度。[2]在外立面的细部设计中,给光控百叶及外墙保温、外窗等三个结合部位进行了缜密的细节研究与严谨的施工控制,在保证室内取得合适的光照度的同时,有效达到节能低碳和调节室内光线的目的,实现了功能与外观设计的高度统一。(图10-13)
四、以现代化工业材料为载体
工业建筑以材料为载体,使建筑本身更加真实、简洁、有力。借助材料的质地,不需要过多的修饰,纯粹地展现材料本身独有的表情和性格,与整个建筑融为一体,成就了浑然天成的工业建筑气质,这便是工业建筑的理性之美。
办公楼设计的初衷是为创造具有鲜明特点,体现博世精神品质的研发办公楼,进而使之成为长沙经济技术开发区的重要建筑之一。经反复考量,整个建筑大量采用钢板、玻璃及铝合金板等现代化工业材料。底层接待区及展示区轻盈而透明。在立面处理上,外墙饰面材料的多种选择给人以视觉过渡渐进的感受,力求通过现代材料及精致做工的结合来体现工业厂区办公楼的气质。不同材料及形体的互相穿插运用突出建筑的层次与质感,立面主体部分材料的处理灵活采用玻璃幕墙、铝板幕墙与波浪钢板进行间隔与交隔,银灰色波浪钢板很好的驾驭了整个建筑的格调。铝框玻璃幕墙外的光控铝合金百叶较好地体现了节能与装饰的复合功能,装饰铝板选用了深灰色及门斗处的“博世红”,结合廊柱设计,在材料的尺度选用上也进行了细致的考量及反复推敲,建成后的效果也给人画龙点睛的感觉。(图7-9)
五、理性主义在工业建筑发展中的意义
长沙博世研发中心项目设计体现了建筑“以人为本,持续发展”的思想,在经济、人文、和美学层面有着重要的意义,而且它对现有资源的节能环保和提高能效的建造技术,将绿色建筑的概念变为现实,具有不可替代的生态意义。
(一)提高了建筑的综合经济效益
长沙博世研发中心办公楼的设计形态简约,空间整体,布局规则,有效地缩短了工程的建设周期,合理地控制成本造价,把更多地财力投入到新技术的应用中。另一方面设计采用新型建筑材料和建造技术,提高了建筑的综合效益,从而使其具有明显的经济价值。在越来越多的建筑追求形式花样,盲目求新求异,铺张浪费、损害环境、浪费能源的今天,这种“反对浪费”、象征“节制”的理性主义“风格”,已经受到大众和社会的认可,也进一步说明了理性主义建筑社会需求的合理性及必然性。
(二)秉承“以人为本”,体现人文关怀
设计将自然环境、建筑与人造小品紧密结合;在结构细节的处理上严谨、细致,秉承了“以人为本”的设计理念,在满足功能要求的同时,创造出宜人、舒适和时尚的建筑环境,使企业人产生归属感,体现人文关怀,从而转化为更高的工作热情服务于企业。
(三)打造生态人与建筑的生态和谐
建筑外墙采用了节能环保和提高能效的建筑材料和建筑技术,使能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境,将绿色建筑的概念变为现实,打造了人与建筑的生态和谐。在自然资源有限且不可再生的情况下,这无疑显示出巨大的社会效益和生态意义。
(四)回归理性主义
美学特征工业建筑的理性美,其一是审美的回归,当人们的审美观念发生变化的时候,理性美的社会认同,已经使它成为文化上的进步,并上升为一种美学的原则。长沙博世研发中心,以清晰、完整的空间、适宜的结构形式和精美的细部处理充分证明了理性主义简约、严谨、逻辑性和秩序性的美学特征。在建造中通过功能、结构、材料、技术手段所表现出的美是将建筑语言转化成了技术理性美。这种理性之美的思想对工业建筑的设计有着普遍的指导意义。
六、结语
作者:王洲 单位:深圳新能电力开发设计院有限公司
通过数字技术对于建筑整体的模拟使建筑设计突破了图纸的平面以及模型的有限立体,无限激发了设计者的想象力和创造力。通过计算机技术将建筑与美学充分融合,建筑师借助于计算机将自己的意愿和感觉形成一种可视化的组合,如利用3D软件,建筑师建立起了复杂曲面形体以及独特结构的数字模型。在对沃尔玛配送中心周转库的设计过程中,在充分考虑其使用功能的同时,尽量追求建筑时间的缩短和物质投入的最小化。
设计手法和过程
通过对建设方提供的物流认真分析,对项目用地周边环境的多次考察。我们认为将货流入口设置在基地西侧金辉路上,既考虑货流的快捷方便,又考虑到对城市主要道路的压力相对较小。整个园区长边沿基地西侧、南侧的金辉路和锦绣路布置,使卸货区最大限度地展开,以获取最大的卸货空间。结合Prologis公司提出的分期开发要求,合理地布置了二期的建筑。一期各建筑(W-1-W-5)呈“L”型,沿基地西、南两侧布置,二期各建筑(B-6-B-9)集中布置在基地东北角,两部分建筑各成一区,分区明确,有利于分期建设。建筑设计中,从功能出发,首先是对屋面的考虑。传统的仓库屋面条形采光窗一字排开,往往导致采光不均匀,而且在消防设计中,开启和不开启窗面积分配不理想。在本方案中以650*650的小点窗和条形窗相结合,不仅采光均匀而且更容易控制可开启窗户的面积,满足消防要求,使其经济性、功能性实现最优化的统一。在立面设计中,建筑的表情更多地来自其材料的组织构成,材料对光的反射,表面质地的变化和色彩,材料之间的组合以及不同材料之间衔接所产生的变化。设计围绕着主要材料进行形象展示,充分保持钢结构的材料特性,同时在重点的入口部位通过尺度的放大提高企业的标识性,也为司机师傅指出了明确的入口方向。建筑细部设计中,注意数字设计,强调在限制中的创造。例如对于雨篷设计,由于建设方需要悬挑9m的大雨篷,于是在每一跨间设置600宽采光带,不仅改善了因大尺度出挑带来的采光问题,也打破了长长的雨篷所带来的单调感;例如条形窗,通过与空调专业的多次商榷,严格控制其高度,并增加横向线条构成,使其立面显得更加舒展。
通过项目设计得出的工业建筑艺术设计见解
(一)工业建筑设计中的美学思维要综合考虑厂房的功能,在此项目中作为配送中心周转库,首先要考虑其货物的灵活周转,周转的流程尽量简单化,货物出入尽量方便。在此基础上,再表达其建筑的象征性、抽象性等艺术特征,同时要考虑周边环境同建筑的协调性。(二)工业建筑外观设计在工业建筑外观设计时同样要遵循:“形式服务于内容”的设计理念,尽力使工业建筑做到简洁明快,通过建筑美学的相关经验使有限的空间无限放大,通过建筑的外观传达建筑自身所表达的特性,在人口和门的处理方面,主入口部分进行适当的变化和处理,可设置标准型景观,在突出人口醒目性、指示性的同时,改善门面的虚实关系,尽量做到立面丰富的效果。在窗的设计过程中,要合理进行窗的组合,同样需要照顾立面的虚实效果,通过窗的设立,增加厂房立面的建筑艺术效果。在墙面的设计过程中,可尽量利用建筑构件、线脚、抹灰等手法将墙面进行艺术性划分,或简洁舒适或挺拔雄伟,做到艺术的和谐。尤其应该注意的就是工业建筑色彩的处理,在强调整体性、统一性的同时,通过色彩的变化和搭配为工业建筑增加韵感。(三)工业建筑造型的设计建筑通过其造型传达其思想,工业建筑同样如此,通过空间和体型以及比例和尺度,加上色彩和质感构成了工业建筑的艺术气息。但是,工业建筑造型往往是受其内部生产工艺和生产设备、设施等因素所左右,通过建筑师的发挥空间相对有限,但即便是这样,在其造型的设计时要尽量运用工业建筑大小、高低、横竖、虚实以及材料的不同质感和色彩等处理手法追求工业建筑的外形美观,在满足功能的前提下,尽量使整个建筑的造型简洁大方。尤其是此项目还要有周转区、办公区、生活区,在进行联合建筑构造时,要注意办公人员和一线操作人员的方便组织协调,区与区之间的通行线路尽量封闭。(四)工业建筑艺术形象设计在生产、生活协调搭配的前提下,尽量对周边环境和建筑形象进行必要调整,在建筑设计之初,尽量弱化笨重和容易使人产生压抑感的建筑物,或者将这些建筑物进行后退处理,通过缓冲区以及景观带将这一类建筑进行隔离。尽量照顾观者感受,有目的地散其视觉注意中心,对其心理进行引导性观感。同时,工业建筑自身形象的创造方面也要注意其艺术形象,在美观功能、造价等因素共同制约下寻找艺术的平衡点,综合运用时代审美观点,在适应国情的前提下,尽量做到美的多样化。
【关键词】工业建筑;建筑设计,规划设计;景观设计
Industrial building design using modern design analysis
Liang Miao,Zhang Xin-jie
(Schenck (Tianjin) Industrial Technology Co., Ltd Tianjin 300385)
【Abstract】Industrial buildings are no longer just industrial plants so simple, it has been integrated into people's lives, more and more traditional architectural design is not suitable for the current trend of the times. Author of a paper province's large coal preparation plant project design, modern architectural design applications in high current industrial building design, fully reflects the large industrial intensive, people-oriented, sustainable development, protection of nature and ecological construction, He stressed from the inside to the outside of a rational structure, composition, application of new technologies, new materials and create simple geometric shapes and bright, modern industrial buildings reflect contemporary.
【Key words】Industrial buildings;Building design,Planning and design;Landscape design
1. 引言
(1)在几千年的历史长河中,中国人的祖先留下了辉煌的建筑文化遗产,然而,在将近半个世纪的建设,特别是近20多年的城市化加速发展的过程中,全国各地在城市的改造和兴建中,出现了不少令人遗憾甚至痛心的问题,说明在工业建筑设计中存在还没有摆脱传统束缚,运用现代建筑设计理念,放手创造新工业建筑的现象。
(2)近年来,我国每年完成的建设工程投资额中,工业建筑和民用建筑之间的百分比53:47,工业建筑占了建筑工程的一半以上,我国的工业建筑迅猛发展,与此同时,现代工业也已从早期以加工业为主转型为技术工业、电子信息工业、化学、生物、金属机械工业为主的高科技产业,即从劳动密集型转型提升为技术、资讯密集型。现代工业建筑设计需要适应并满足生产产品的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等要求,将工业建筑的特点、功能与地域、民族、文化、企业相结合,充分发掘并塑造独特的企业形象、丰富企业文化的内涵、追求工业建筑与环境的整体协调,创造我们这个时代的工业建筑新形象。
(3)某省某公司的大型煤矿选煤厂项目,建设内容有主厂房、筛分车间、皮带机栈桥、综合办公楼、食堂及倒班宿舍等。本次设计遵循现代建筑设计理念,坚持“以人为本”,在追求最佳效益、技术进步的同时,尊重现有环境,保护、利用、整合自然资源,建设成一个环境清新舒适、生产便捷高效、具有现念的绿色高技术产业基地。
2. 规划设计理念
2.1 构建开放的空间形象和集中的建筑布局:方案以线性的空间布局,如成品煤生产区沿发展轴的排列、带状的绿化、沿城市道路的景观带等,形成选煤厂厂区开放、动态的空间体系。生产区内相对集中的布局方式,为实现资源共享和废水等集中处理提供了保障。
2.2 塑造优美的环境和良好的城市景观:营造良好的选煤厂厂区环境,并注重建筑群体与环境的融合。一方面是成品煤生产的要求,另一方面也是现代高新企业展现自身形象、塑造标志性建筑的需要。
2.3 实现分期建设的步骤和持续发展的目标:线性的空间布局使厂区能够在统一的框架下自由生长,弹性化的建筑布局,从而使厂区始终处在动态的、充满活力的、持续的发展状态中。厂区建设树立科学发展观,做到远近结合、科学设计、突出重点、统筹考虑、一次设计、分部实施,做到既能满足当前煤炭生产的需要,亦为实现可持续发展创造条件,并能保证对周边及自身环境无污染的要求。
2.4 营造适于交流的场所和人性化的空间努力创造一个鼓励人与人之间,人与自然之间,厂区同周边城市之间相互交流的空间,并将对人性化的设计始终贯穿在每个空间中,使厂区成为具有吸引力的能充分发挥人力资源聪明才智的场所。
2.4.1 规划结构。
按照总体规划、分期实施、持续发展的目标,将一期、二期用地整体设计,形成了“一轴”、“一带”、“两环”的空间结构。“一轴”指贯穿用地的南北向发展轴,是将各主要成品煤生产的建、构筑物串接起来的连廊。规划中赋予其丰富的内涵:
(1)通过连廊加强了成品煤生产区内各建、构筑物间的生产和人员的联系。
(2)现代选煤技术的展示廊道。
(3)衔接一期、二期工程,实现可持续发展的空间骨架。
(4)体现人文关怀的休憩、交流场所。
“一带”是指位于成品煤生产区同煤炭科研管理区之间的带状绿化,既合理划分厂区功能分区,也是厂内“线性”模式的开放空间,为人员休息、交流提供良好的环境。“两环”即环绕生产区的大交通环路以及在一期用地内的小环路,是主要的人流、车流和物流的通道。
2.4.2 功能分区。
考虑到用地的不规则形状以及煤炭生产厂区一期、二期衔接的需要,将主要的成品煤生产区布置在用地的东侧,即用地相对规整、规模较大的区域,便于生产区的延伸和布局;将厂区内的管理区布置在场地的西侧。两个功能区之间以绿化带作为隔离和过渡,也是厂区内的休闲和生态区。
2.4.3 景观设计。
将综合办公楼同主厂房及筛分车间以整体的建筑群体形象展现在周边城市面前,建筑与城市道路间大片的绿地和水面更加衬托出厂区集中、开放的布局和现代的建筑形象。绿化带的设计掩映于各个建、构筑物之间。
3. 建筑设计理念
3.1 创造更为灵活的煤炭生产厂区室内、室外空间,各个建、构筑物间纵横交错的连廊、厂院空间,将阳光、新鲜空气、绿化植物引入煤炭厂区各个角落,营造舒适优美的工作环境,体现人文、生态的设计理念。
3.2 以一横一竖两道人文性质的连廊组合几个体块,横向的连廊以一组开放的绿化空间为主,使建筑空间内外有机的联系在一起,纵向的连廊为一个带有玻璃采光顶的序列空间,充分体现人文关怀的理念,在这一半私密性的空间中,作为建筑的真正灵魂核心――人,将被得到充分的尊重。空中连廊与蓝天白云结合在一起,将使这一个体现煤炭工业化发展和管道集中的“信息走廊”摆脱了给人冷冰冰的感觉,而洋溢着浓郁的人性品质,通过丰富的交往与过渡空间的设置,创造了停留与景观观赏空间,使高科技的工业建筑,具有浪漫宜人的诗情画意,科技和人文在此得到交融。
3.3 自20世纪70年代的能源危机以来,以节约能源和资源、减少污染为核心内容的可持续发展的设计理念逐渐成为工业建筑设计师们追寻的方向,曾经以展示现代工艺技术为主要特征的“高技派”也开始致力于关注本土文化和地域气候,形成了一套独具特色的气候观,走上一条从“高技术”到“生态技术”的探索之路。山西省多个大型煤炭选煤厂考虑企业自身可持续发展的要求,方案满足现有工艺生产要求,同时适应今后技术发展变化;采用有效节能和环保措施,注重工业厂房内各个建、构筑物的使用功能和生态特质。集中布置的大型选煤建、构筑物:根据生产工艺,各个建、构筑物是一个联系紧密的有机整体,集中布局有利于节约用地,提高生产效率。采用统一模数,达到构件尺寸统一、加速建设进度、节约能源和资源、减少建设投资的目的。工业建筑设计师们在注重建筑与城市文脉和自然环境相协调的同时,根据当地的气环境候条件,在建筑采光与遮阳、自然通风等技术环节上积极的尝试,建筑设计师们利用先进的结构、材料和工艺,他们最追求创造一种健康、舒适的人工建筑微气候,适宜的室内温度和湿度,并尽可能多地获得自然采光,最大限度地获得自然通风。建筑关系人类的生活质量,风格和形式是第二位的,“以人为本”的精神在此得到最深刻体现。
3.4 大面积、大体量的各种建、构筑物以其恢弘的气势,壮观的造型和精美的细部使其具备鲜明的个性和可识别性,形成特色鲜明、统一完整的建筑格调。丰富的建筑轮廓线,构成一组气势磅礴,造型优美的新型工业建筑。
4. 论文结束语
此方案经过缜密的分析、测评,在整体意念上,摒弃了传统工业厂区规划中各个选煤建、构筑物与综合办公楼,附属用房等具有民用性质空间的分割,对立状态,充分体现整体与和谐的理念,将各个选煤建、构筑物与综合办公楼等具有民用性质的建筑一体设计,以一个凯旋门的意象,把两大部分功能清晰地分开,但同时又把两大部分体量有机的结合在一起,“门”的整体意象又同时隐喻着“科技之门”和“厂区之门”的双重含义。造型设计具有强烈的个性,通过与各个建、构筑物大跨度、大尺度的连接关系形成壮观的建筑轮廓线,独特的建筑体形,个性化的现代工业建筑成为周边选煤产业的地标性建筑。
参考文献
[1] 吴丽丹.现代工业建筑设计[J].哈尔滨学院学报,2008,(4):80一81.
[2] 黄铭铭.浅谈现代工业建筑设计[J].广州建筑,2007,(12):194一195.
[3] 李贻传.工业厂区、工业建筑的规划与建筑设计体会[J].建材与装饰:中旬刊2007,(07).
关键词:旧工业建筑;改造;保护与重新利用;可持续发展
城市的发展是一个不断更新和改造的动态过程,在这种新陈代谢的过程中,如何对待现存的旧工业建筑是一个现实并值得思考的问题。
一、研究的必要性
人们普遍相信,工业化是经济增长的基础,工业技术的发展以及更进一步的工业哲学知识体系的建立是人类社会进步的先决条件。1973年第一次石油危机的爆发,使得这一信念产生动摇;进入20世纪90年代,更是进入了一个被迅速成长的信息社会、国际交流与全球经济深深影响的新纪元,同时“可持续发展”因为全球性的环境持续恶化而逐渐成为人类看待世界的基本共识。[1]这样的时代背景直接引发了后工业社会迅速崛起,而工业社会日益衰退。城市中的制造业、运输业、仓储业等持续衰退,金融、贸易、科技、信息与文化等新兴企业逐渐成为城市的主要职能行业,而这些旧型职业所建造的一些建筑并不符合新兴企业的结构构成,从来面临拆迁被淘汰的命运。
进入20世纪90年代,人们对产业类历史建筑的更新利用在欧美等发达国家中越来越重视,影响范围波及全球。事实上这些废弃产业不但具有珍贵的历史价值需要挖掘研究,还具有改造再利用的现实价值。
受欧美等发达国家的影响,中国在20世纪90年代进入了以更新再开发为主的发展阶段,因此出现了各种各样的旧工业建筑再利用的案例。然而在此过程中中国产业遗产正经受着历史上最严重的破坏和毁灭,以极快的速度消逝,包括自然损毁与人们基于急功近利思想的建设开发性破坏,如著名的沈阳铁西区产业类历史建筑在近年商住开发中几乎被完全消除,而类似情况在其他城市也非常普遍。[2]可见这是一个不得不面临的迫切需要解决的问题。
二、研究的科学意义
1、经济资源方面:通常建筑物本身的寿命高于其功能方面的价值,尤其产业类建筑因其特有的性质可进行多次使用更能的变更,而且废旧建筑更新利用也可缓解城市用地紧张,这样在经济资源方面进行了节约,既减少了因庞大、牢固建筑拆迁困难所多耗费的人力、物力、财力,又将这些废弃建筑变废为宝,体现资源节约的价值。而且在房价普遍超出人们承受能力的现在,旧工业建筑的重新利用缓解了房地产行业的用地紧张,因此也在减轻民众经济压力方面有一定的积极作用。
2、环境环保方面:一座建筑的建成需要耗费巨大的人力、物力、财力以及较长的时间,并且会造成很多不可再生资源的浪费,这对自然生态环境遭到严重破坏的当今也是一个严重的考验。就工业建筑改造再利用的开发方式可以减少多余建筑垃圾的形成,同时减轻施工过程对城市交通、环境等各方面的压力,这样既不浪费资源又不污染环境,符合持续发展的要求且有一定的环保意义。
3、景观地标方面:由于工业建筑特殊的使用属性造就其巨大高耸或者占地面积广大,在城市发展过程中一直具有一定的方位地标作用,是人们从景观层面认知整个城市的特殊构成所在。
4、人文历史方面:特殊时代产生的特殊产物都具有一定的历史研究价值,它们见证了整个城市文明进程的发展,承载中国发展的信息,如果随意拆迁破坏,不加以保护的话,将会把这些珍贵历史印记焚灭在漫长的历史长河中,最终造成这段历史的信息断层。
5、经济文化方面:旧工业建筑遗产的改造不但做到了重新利用、可持续发展,也带动了一方经济、文化的发展。例如北京的798艺术区,艺术家们利用了旧工厂原有的建筑架构,经过一番改造、利用变成画廊、艺术中心、艺术家工作室、设计公司、餐饮酒吧等各种空间的聚合,焕发成一个具有艺术与时尚气息,并具有国际化色彩的“SOHO式艺术聚落”和“LOFT生活方式”,引申出一种新的文化概念,在当今社会也引起了一定的关注并带动了经济、文化、旅游、人文等方面的发展。
三、工业建筑遗产的保护与再利用的未来
土地资源的稀缺、大众审美情趣的转变,都给重新利用工业遗产带来了契机。[3]但是如何正确的利用改造并且不破坏原有的历史文化遗留却也不是那么简单的问题。贺旺在其学位论文中明确提到分级保护的思想,关注对象也从单纯的工业建、构筑物扩大到工业区域甚至更大尺度的工业景观,较早期的研究有较大的突破。[4]遗产清单中只有一小部分最具典型性的工业建筑遗产能得到保护,那么其余的一些非典型性的建筑就可能遭到破坏,但是要让工业遗产这笔人类文明史上宝贵的物质和精神财富真正的渗透到百姓的平常生活中,延续到子孙后代的记忆中,一方面需要专业人士的更广泛、更深入的研究;另一方面需要带动公众的参与保护意识,并且进行有组织有目的得教育学习,唤起人们对工业遗产的兴趣以及对其价值的认同,这样也是最可靠的保护。[5]
不同城市有不同的历史,不同的历史造就不同的工业时期,也就有不同的工业地段,所以根据不同的情况采取不同的更新方法,进行不同的改造及重新利用,不要盲目的随意的追求的更新。结合当地城市的发展、以及旧工业建筑的实际情况,综合分析研究,进行部分或整体保护与重新利用,让其焕发活力,得到价值及运用的重生。这样既为当今千城一面的都市增添一抹特殊的色彩,并可结合经济、文化等方面成为城市特色,提升整个城市的文化底蕴,这样不但提高了城市的形象及品位并在资源节约、环境保护等方面具有一定的贡献。因此工业建筑遗产的保护与再利用的为了是有意义、有价值的。
四、总结
旧工业建筑是一个时代的产物,它是城市发展的见证,是历史文化的延续,也是某些人们的特殊回忆,更是让子孙后代客观、准确的了解父辈祖先那一段不同于后世的生活记忆。正如瓦尔特・本雅明(Walter Benjamin)所指出的:“建筑物表明了集体性的神话。”“即使是废弃的建筑物,也会留下种种痕迹,揭示出以往各时期的种种记忆、梦和希望。”[6]
现今社会,旧工业建筑改造的各类空间建筑在整个城市生活中有着一定的地位,并在某些城市成为了这个城市不可替代的身份象征,如北京798艺术工厂、上海城市雕塑艺术中心、滨江创意产业园等就工业建筑改造的案例,它们或低调或奢华或艺术或平凡的存在在我们的生活当中,为不同的人们提供着不同的服务、体现着不同的价值,成为人们生活、学习、工作、娱乐密不可分的一部分。
旧工业建筑的重生是有价值、有意义的,它们焕发了新生命也带给了人们崭新的生活。但是旧工业建筑的改造及重新利用一定也存在很多不足的地方,这需要在以后的改造中更加认真细致的研究。而且旧工业建筑遗产的重生不是一个简单的事情,他牵扯到各个方面,也需要多种学科间的配合,它不同与普通的文化遗产,因此要让旧工业建筑遗产得到真正、有意义的重生需要专业人士以及普通大众的共同努力,而且这是一个需要时间沉淀的过程,并不是短期可完成的项目课题。。。。。
遗产保护是城市文化发展的组成部分,而产业遗产再利用的实践将催生新的文化诞生,可实现文化创新与经济发展的双重目标。[7]
因此,旧工业建筑遗产不但关系到现在更关注到未来的城市建设及大众的文化生活的质量问题。“除旧迎新”去掉那些不能迎合现在城市发展的东西,让其变化、改造成一个新的建筑体系;“剔其糟粕,取其精华”不好的舍掉,好的保留,让旧工业建筑遗产得到质的重生,量的升华。
参考文献:
[1][2]王建国 蒋楠,后工业时代中国产业类历史建筑遗产保护性再利用,建筑学报,2006.8
[4][5]俞孔坚 方婉丽,中国工业遗产初探,建筑学报,2006.8
[3]贺旺,后工业景观浅析[D],北京,清华大学建筑学院,2004
关键词:工业建筑,电气工程,施工质量
电气工程是工业建筑工程项目的重要组成部分,是不可或缺的组成部分。电气工程是使整个工业建筑工程“活”起来的硬件,随着工业建筑智能化的迅速发展,电气工程的地位和作用越来越重要,直接关系到整个工程的质量、工期、投资和预期效果。随着科学技术的飞跃发展,现代化、自动化、电气化的普遍发展及其水平的不断提高,电气工程的质量在整个工业建筑工程质量中作用是非常大。电气工程质量直接影响到工业建筑物整体设备的安全运行、节能效果及工业建筑物投入使用后的使用功能。因此,加强对电气工程质量的控制是十分必要的。
1.工业建筑电气工程施工质量的影响因素
为有效提高工业建筑电气工程的施工质量,首先分析其影响因素是十分必要的。现存在的影响施工质量的问题主要是设计环节的弊病,笔者将其影响因素归纳为以下几点:
1.1电气工程设计不合理
该方面因素主要有设计违背或偏离设计规范的规定,安全性、可信性方面不执行设计规范。
1.2电气工程设计深度不足
现阶段的施工图普遍设计深度不达标,与建设部《建设工程设计文件编制深度规定》的要求还有一段差距。主要原因是设计文件的可行性差,如果涉及缺乏可行性,会导致施工过程中遇到许多困难,不可避免地引发一些错误。。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注,也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现,将影响项目建成的使用功能。
1.3相关专业设计文件衔接不清
不按规定协调配合的问题普遍存在,极易导致施工错误。设计文件是工程施工与监理的最主要根据,设计能否认真执行国家规定、设计文件的深度及相关专业的密切配合等问题都直接影响工程质量。。近年来设计质量滑坡现象已成为不争的事实,究其原因可能是多方面的。
由此可见,影响工业建筑电气施工质量的因素有许多,且其都是具有严重性影响的问题。但是,这些问题并非不能解决,只要设计单位稍加重视,比如组织设计人员认真学习相关设计规范,加强设计过程管理、重视设计会签与评审,便可以基本排除。
2.如何提高工业建筑电气工程的施工质量
2.1做好工业建筑电气工程施工前的准备工作
在工程项目开工前,电气安装技术人员应首先熟悉电气施工图纸,并会同土建施工技术人员共同查对土建施工图与电气施工图,列出哪些部分有交叉施工,根据土建施工进度计划,对有关基础型钢预埋、支吊架预埋和线路保护管预埋等,排出配合交叉施工计划,确定准确配合时间,以防遗漏和发生差错。在基础工程施工时,应及时配合土建做好强、弱电专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预埋、预留工作,避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;对需要预埋的铁件、吊卡、木砖、吊杆基础螺栓及配电柜基础型钢等预埋件,电气施工人员应配合土建提前做好准备,土建施工到位及时埋入,不得遗漏,将各种预埋件制作好,并做好必要的防腐处理,充分做好施工前技术与材料准备工作。
2.2严把电气工程设计关
通过上述分析,可知影响施工质量的主要因素在于工程设计,因此相关单位一定要做好电气工程的设计工作。要审查设计图纸是否符合相关规范或有关技术质量标准,设计是否合理和优化。对工业建筑智能化的设计,要防止盲目求大、求全,应以适用为主,考虑经济承受能力和投资取得的回报,要根据工程的具体功能情况,明确业主对其项目的定位和需求,应提供意见和建议与业主,及早协调明确要设置哪些系统,以便所设系统与主体工程同步进行。要审查设计是否体现了工程的经济性、施工便利性的原则,许多成熟的技术及材料是否在本工程中有所体现和运用。比如对高层住宅的设计,有些部位配电线缆可以不必采用耐火型,供消防用的采用阻燃型即可,可以节省一半的材料费用;尽量用阻燃PVC线管,既节约投资又方便施工。很多设计过于保守,变压器容量偏大,导致初期投资增加,投入使用后基本电费过高,既麻烦又浪费。
2.3严控电气工程施工关
施工是整个过程的重点环节,也是决定施工质量的关键。施工中必须根据已会审后的电气设计图纸和有关技术文件,按照国家现行的电气工程施工及验收规范,地方有关工程建设的法规、文件,经审批的施工组织设计进行。一要必须分清工程中的重点环节。。在电气工程质量监控中,确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备交接协调环节,明确关系,制定措施,根据规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。在施工中发现图纸问题应及时提出并处理,不允许未经同意私自变更设计。二是电气工程要与土建工程紧密配合,根据土建浇注混凝土的进度要求及流水作业的顺序,逐层逐段的做好电管铺设工作,这是整个电气安装工程的关键工作,做的不好不仅影响土建施工进度与质量,而且也影响整个电气安装工程后续工序的质量与进度。三要严格推行规范化操作程序,编制符合规范、工艺标准、可操作的质量控制程序。平时注意及时收集和整理资料,特别是隐蔽工程的验收资料及隐蔽签证。未经有关人员在隐蔽验收表上签字,不得进行下道工序,防止监督流于形式。
2.4规范电气工程
施工技术在电气工程施工过程中,要规范施工技术,要依据施工规范制定合理的施工程序及安全措施,根据不同的工程,不同的项目,不同的设备,制定出不同的技术要求,不同的安装工艺,电气安装施工人员必须严格按照国标,行规及企业的有关规定进行施工,不得违章操作。同时,施工人员必须经过按国家现行标准考核合格后,持证上岗工作,并且要对施工人员进行相关安全教育培训和技术交底;施工现场临时用电必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》及有关规定;施工现场用火,以及进行气焊,使用喷灯,电炉等,均应有防火或防护措施。施工中所用的电气工具必须符合工作电压,工作电流,工作频率和使用环境的要求,并应有漏电保护措施。
3.结语
综上所述,工业建筑电气工程已经在当前社会占有一定的地位,发展前景广阔。随着社会的不断进步和人民生活水平的提高,人们越来越重视工业建筑工程的施工质量,因为它直接关系着人们的生活与健康。对于目前发展速度较快的工业建筑电气工程,其施工质量更是不容忽视。因此,相关单位必须提高对工业建筑电气工程的重视程度,针对有关影响施工质量的因素,及时采取一定的有效措施。
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【关键词】新有机建筑,设计观念,方法研究
中图分类号:TU2文献标识码: A 文章编号:
一、前言
改革开放以来,我国的建筑行业取得了辉煌的发展成果,对我国经济的增长和人们生活水平的提高注入了新的活力。伴随着生态危机和能源危机的出现,人们对清洁,节能,生态,环保的建筑有着更多的青睐,而新有机建筑就是一种可以满足人们这种需要的建筑结构,通过遵循自然建筑与周边相关事物的内在自然规律,使得建筑设计更加生态发展的需要,更加符合低碳节能环保的社会经济需要,在生态环境恶化,能源危机加剧的情况下,加强对新有机建筑设计的分析探讨,具有深远意义。
二、有机建筑设计概述
1.有机建筑的概念
有机建筑(organic architecture)是现代建筑运动中的一个派别,代表人是美国建筑师F•L•赖特。这个流派认为每一种生物所具有的特殊外貌,是它能够生存于世的内在因素决定的。同样地每个建筑的形式、它的构成,以及与之有关的各种问题的解决,都要依据各自的内在因素来思考,力求合情合理。这种思想的核心就是“道法自然”(赖特十分欣赏中国的老子哲学),就是要求依照大自然所启示的道理行事,而不是模仿自然。自然界是有机的,因而取名为“有机建筑”。
2.手法主义与结构突破
波浪的曲线、不规则扇形、阶梯状平面,作为其具有代表性的三个有机形式语言,在他的设计中重复出现。阿尔托在纽约世界博览会芬兰馆通过内部空间的塑造,给使用者带来真实的空间感受,空间体验变成一系列的发现,从而达到了空间的连续性、整体性。芦原信义认为阿尔托是“用加法创造空间”,即先确定内部,再向外建立次序,虽然对外部空间会有一些损失,但是内部功能及空间理想状态能得到充分研究,所以每个局部都十分人性化、充满关怀。赖特则借助于建筑结构的可塑性和连续性去实现空间的整体性。用面或边界代替承重墙是赖特“捣毁方盒子”理念的全部内容,他引出了悬臂粱的概念,这使角柱丧失支撑功能,角落被打开,盒子随之消失,楼板和屋顶在空中伸展开来。而他的有机一开始便意味着把混凝土悬臂设计成自然、树状的形式,这种形式的构思从装饰引申到整个结构。
三、新有机建筑的特征及其手法运作
随着人类价值观念的转化,有机建筑试图重新诠释“建筑—环境—人”的关系,从人与自然的宏观高度以及可持续发展的角度深入考虑建筑问题。在建筑界,新有机建筑受到不同学派的启迪,以现代建筑偏情一支的理念为基础,发展中的有机建筑作为一种“活着”的传统,秉承继承与发展并行的思想与方法以及共生与互动的原则,随着意识与技术的变革不断的修正、拓展和深化,并在多层次、多角度的实践中,表现为一种多元综合、交叉与互补的趋势。
1. 混沌有机的同一整体:“人—建筑—环境”系统的建构
新有机建筑将“人—建筑—环境”视为有机系统的同一整体,并有意识地促成三者之间的互动与同构。
(一) 共生与重构
在与环境关系的处理上,有机建筑与环境的关系从适应性的有机融合转向更为主动的共生,甚至对环境进行重构。建筑与环境在自然与社会层面上的有机结合,作为所在环境内在自然结构秩序以及历史文脉的再现与延续,反映自然与人文形态的秩序性与复杂性;建筑生成后进一步与所在环境相互作用,与环境形成多重的动态有机关联与提升。
(二)建筑介入环境的方式
有机建筑以动态、谦逊的方式介入自然,嵌入、隐埋、隆起、融合、扭曲、翻转、皱折、切割多元化的手法随机应用或交揉构成,形成丰富的大地景观系统。其中与基地构架的契合是一项重要内容。
2.建筑形态与空间的多层次建构
(一)分形几何的转换应用:基于整体的尺度层级体系建构
从生态系统的观念来看,建筑自身也是一个不可分割的系统整体,并存在一系列的子系统,如结构构架系统、表皮系统、空间系统、设备系统等,每一个系统都有不同的尺度层级。
诞生于20世纪70年代的分形几何,将分维、尺度层级与自相似性等特性引入到设计领域,为表现复杂的结构、动态与韵律提供了灵感和尺度。比如,土层的隔热保温、保湿性能营造了展馆内的稳定气候布兰塞尔住宅“V”字形的体态两端与草地相连,中部缓缓凸起,使用空间被巧妙地埋于地下,屋面铺上植被融入环境横滨国际客运码头通过扭曲、褶皱和升降形成连续的表皮与空间,并隐喻“山谷、丘陵、缓坡、洞穴”。
(二)连续空间的建构
当代新兴的拓扑学为有机建筑提供了更多的想象空间,拓扑界面的流动性和粘连性消解了传统建筑学中墙体、地面和屋面之间的界限,使建筑空间融为一体。
乌什达一梵德雷建筑,以连续、丰富、整体且形态自由的空间隐喻灵活柔软的内脏,建筑将传统意义上模块化的地板、墙壁和天棚等建筑语汇以一种粘性的流动感表现出来,住宅内部与外部空间形成流动与互动,空间与活动的安排仿佛一个戏剧性的事件
(三)人性化的场所建构
除了建筑形态与空间,当代有机建筑还特别注重场所的建构,关注人造空间与自然空间的交互,注重多重事件的发生与体验,并尽量避讳传统建筑语言的片断性,追求深层次开放的有机空间体系。有机建筑追求自然意趣、奇异空间以及戏剧性故事情节的营造,从注重视觉的空间构成到注重感觉(听、触、嗅)的场所营造,还有对历史记忆的关注等,当代有机建筑完成了从空间到场所的革命性飞跃。
3.建筑“机能”的生态模拟:能动、动态与主动
进化中的生命有机体,在资源消耗上往往最为节约,而且具有自我调整能力。有机建筑旨在像有机体一样适应环境、优化自身机能,实现高效、低能耗与有机更新。新有机建筑关注建筑与气候环境之间的相互适应与互动过程。劳伦·亨德尔森(Lawrence Henderson)发展了达尔文(Charles Robert Darwin)的适应观,认为有机体与环境存在双向互动和协调的整体关系,强调各种因素相互作用并产生关联与影响,各个有机体为适应这些影响而产生变化。
有机建筑把万物变化的生动过程与静态形式结合起来,形式追随“能量”的过程,服从(而非抵触)自然界中各种活跃的力量并由此而生成特定的形态。这种“能量”,包含着自然结构的力量、风力、热流和水流、地能、电场与磁场,以及人体具有的微妙能量,如精神、意识等。这些能量的有机整合与互动,可以形成适宜的人居环境。
四、结束语 自然万物是进行新有机建筑设计的灵感源泉,这是有机建筑崇尚自然,遵循自然内在规律的特性所赋予的。在有机建筑设计过程中,任何有生命的机体,他们的内在结构和外部形态都会对有机建筑设计有着深远的启迪和影响,因此,在进行新有机建筑设计过程中,要本着尊重自然规律,遵守一切事物的内在联系的原则,通过科学合理的设计,使得建筑整体成为一个有机整体,成为一个不可分割的有机体,使得建筑整体能够和周边的自然生态环境,社会经济条件都能够有机的和谐共生,这种设计思想,不仅仅有助于改善人们的生活环境,也对促进社会生态文明建设,创造社会主义生态文明有着十分重要的影响。总之,这是新时期一种值得推广的建筑设计方法。
参考文献:
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关键词:铁西区老工业区生态安全评价 生态安全格局
一.引言
在中国工业化的发展进程中,我国陆续建立了一批的老工业基地,正是这些老工业基地的建立,推动了我国的工业化进程,为我国工业化发展产生了巨大的推动作用。在国家振兴老工业基地的背景下,城市产业结构进行调整,老工业区的功能发生了根本性的改变,生态安全评价在老工业区的功能置换中的关键步骤,是区域国土安全、生态安全与人居安全的重要保障。长期工业生产产生了大量的有毒有害气体以及烟尘、污水的任意排放,对城市的生活环境产生了威胁;随着产业结构等的调整,原有的产业纷纷迁出,导致了人口失业率的上升,伴随产生了许多的社会问题;此外,随着产业的迁出,劳动力的外迁,使得内城逐渐衰落、城市的中心地位消失、工业污染得不到及时的治理等。这些都是旧工业区社会问题较为严重的主要因素。如何保证社会的健康可持续发展,这些都是我们需要解决的问题。然而对于老工业区这一特殊资源,我国在土地空间规划、宜居建设等方面都缺乏系统和有针对性的技术支撑体系,更没有形成统一的建设标准。结合当前形式需求,急需开展相关问题的研究,这对于促进特大工业城市功能完善和生态建设,保障老工业区居民健康,构建环境友好型、资源节约型社会具有重要的意义。
如何更新城市旧工业区,使其可持续发展?初期的城市旧工业区的更新往往只注重眼前的利益,多会采用大拆大建的方式,没有意识到工业遗产、遗迹的文化价值、历史价值以及使用价值,造成了城市旧工业区历史记忆和城市文脉的割裂。沈阳的铁西区作为老工业基地,对于中国的工业发展做出了巨大的贡献,这里不仅聚集了具有高度文化价值的工业遗产,也记载着沈阳工业与建筑技术的发展、社会的历史,并充分的体现了具有丰富特色的沈阳工业文明。将铁西区老工业基地放在城市生态安全问题的大背景下,进行有机更新,使其既能保证文脉的延续性,又能满足生态安全的要求。铁西区目前的建设是否符合生态安全的要求,对其进行评价并依据评价结果对构建铁西区生态安全格局提出建议策略都是需要进一步深入研究探讨的,这些研究对于老工业基地的可持续发展具有指导性的意义。
二.研究区分析
2.1铁西区概况
素有“东方鲁尔”之称的沈阳铁西工业区,一度成为中国重工业的代名词。但在产业结构转型,土地使用性质政策性调整的历史背景下,大量工业旧建筑面临着去留的选择。各大中型企业如纺织、机械及重污染企业等相关行业纷纷调整、合并、转产或改建、搬迁,留下人量废弃或闲置的厂房、仓库。近些年来,旧工业建筑全部推倒重来大行其道,由于缺少完善的旧工业建筑价值评估,铁西旧工业建筑的保留、改造再利用实施程度并不高。随着鳞次栉比的高楼迅速取代了当年的红砖烟囱和钢铁厂房,热火朝天的工业生产景象也被快节奏的现代生活所替代,近百年的铁西工业区历史在这一刻停滞了。还未来得及留给人们片刻时间以理性思考、全面衡量,大批具有文化、历史价值的工业遗产便消逝在这座工业城市面前。类似沈阳铁西工业区的情况在全国各工业城市中普遍存在。当前,全球范围以可持续发展态度看待建筑遗产,建筑界更对旧工业建筑的改造再利用越发关注,我国旧工业建筑改造再利用也成为工业城市发展过程中亟待解决的科学问题。
随着城市化进程的不断推进,城市外扩速度不断加快,周边市郊逐步被吸纳入城市中,原来处于铁西工业区边缘的重工业厂区逐渐变成城市中心区,厂区所处位置地价也随之上涨。而推动老铁西工业区改革进程的关键便是推进土地资源向土地资本转化,以解决企业改革成本。运作土地资源,变土地资源为土地资本的重要途径就是企业搬迁改造。通过企业搬迁,可以全面盘活企业的土地资源,解决如何筹集企业改革成本这一问题。
铁西工业区共有20平方公里厂区土地可供置换,其中包括厂房、院落、铁路线用地等,每平方米可以产生1500元左右利润差价。于是,铁西区在全面规划的基础上,变土地资源为启动资本。首先由区政府先做出开发地块规划,由银行向区政府提供该地块企业搬迁的贷款资金,腾出净地,经整理后进入区土地储备交易中心,挂牌竞标拍卖,交易成功后再由银行收回贷款本息,以此创造出级差地租,不但为企业筹集到解决冗员、债务和产业升级的资金,也为城区解决了基础设施改造的资金、完善社会保障机制的资金。据统计,搬迁的100多户企业共腾迁面积595万平方米,获得土地收益140亿元。其中50亿元用于解决国有企业历史遗留问题,55亿元用于支持企业发展,35亿元用于城乡基础设施建设。
2.2铁西工业区价值分析
(1)铁西工业区承载的历史价值
铁西作为构成沈阳城市中心区的五大主要行政区划之一,面积为39.66平方千米。由于它单独坐落在铁路以西,与其他政区之间被贯穿于沈阳城内的长大铁路所隔开,故称为“铁西”。这是一块满铺着几百座大中型和超大型工厂的市区,无论是以它的恢弘规模还是它的壮观形象,称之为“东方的鲁尔”都毫不夸张,而且,它是一个坐落在城市中心区的“鲁尔”,是一个工厂更加密布,厂区容积率更高的“鲁尔”。
铁西工业区是中国工业的代名词,是一个不断创造奇迹的地方。铁西的工业文化无论从物质角度还是从精神层面,都是一种无价的人类遗产。即使当这个充满历史刻痕的老城区,这些过了时的老工厂迈入了全新的时代,它们给人们的记忆仍将是深邃的、永恒的。
(2)铁西工业区更新创造新价值
旧工业厂区区位往往较好,基础设施较完整,工业建筑大都结构坚固,具有大跨度、大空间、高净空等特点,其建筑内部空间具有使用灵活、结构坚固等特点,通过更新可以减少拆迁和建设费用,注入新的产业功能,满足不同需求,如商业、办公、展览、物流、居住等,创造新的经济价值。利用工业文化背景这一优势,旧工业区可以开发相关业态,例如创意产业,工业旅游,旅游纪念品出售等,不但延续了工业历史文化,还创造了新的文化价值,同时也提供了新的就业机会,带来新的社会价值。
三.铁西区生态安全评价研究
影响城区生态安全的主要因素有大气、水、土壤和生物多样性。从辽宁省的范围来看,铁西区是沈阳中心城区的重要组成部分之一,地理位置优越,交通便利发达,具有丰富的水利、森林、水产及生物等资源;其生态系统结构复杂,植被茂密相连。通过对相关资料、数据的收集,建立完善的指标体系。生态安全的评价是一个极富挑战性的课题,这除了生态系统本身的复杂性外,还受到人类自身知识缺陷和认识边界的限制,生态安全评价也不是某个单一学科能够解决和承担得起的,它需要不同学科的交叉、融合以及科学家的通力合作才有可能取得比较满意的成果。具体到生态安全评价内容,还需要进一步解决很多问题,包括生态安全因子的确认与计量、生态安全指标体系的构建、生态安全指标阀值(安全边界)的确定等等。从指标设计的宏观思路上看,不仅要反映生态系统各子系统的安全状态,还要反映各子系统之间的相互关系和相互影响以及行为主体的安全意识、应对能力和应对措施的效率等。
通过对国内外老工业区更新的成功实例的比较研究,总结经验方法及教训,分析我国以铁西工业区为代表的老工业基地宜居环境建设中存在的问题、困难和弊端,为了能够更好的保护具有特殊意义的铁西工业遗存,改善老工业区生态环境,从长远战略的角度对老工业基地更新中存在的相关问题进行研究,进行生态安全评价,并通过景观格局优化,为使铁西工业区能够可持续发展,提出可行的建设策略及建议。
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关键词:工业建筑;混凝土结构;裂缝;加固
中图分类号:TV331文献标识码: A
一、混凝土结构特点
混凝土结构就是由钢筋和混凝土组成的复合结构,在建筑中起着固定的作用,保证着建筑的结构和外观,混凝土则是对钢筋的加固和保护。有混凝土的包裹钢筋才不容易被腐蚀软化,不易发生各种弯曲变形。在建筑过程中一般根据建筑的规模和建筑的结构,设计钢筋混凝土的使用。按照国家标准对钢筋混凝土进行建造才能保证建筑的使用时间,以及安全可靠。如果施工中不加以注意导致钢筋混凝土出现裂缝,则会使钢筋容易被风化,更容易被腐蚀,对建筑的安全存在着重大的危险,如发现有此种情况应及时的采取补救措施。
二、混凝土结构裂缝的危害性
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会影响正常使用功能,甚至威胁到结构的安全。第一,降低了结构的耐久性、整体性、甚至承载能力。裂缝的普遍存在使得水分侵入结构内部,造成钢筋腐蚀,裂缝较宽时,将引起内力重分布。第二,影响正常使用,往往因裂缝的存在而丧失了防水功能。第三,裂缝的存在,尤其是裂缝比较明显时,会从心理上给使用者造成较大的恐慌感和压力,不利于身心健康,尤其对于综合楼项目而言,如何防止砼结构裂缝,将是质量管理工作的重中之重。
三、工业混凝土建筑结构常见裂缝原因
(一)因材料质量而导致裂缝。施工技术人员为了节约成本,减少工程预算,在购买材料时,不考虑材料的质量,只考虑材料的价格。购买一些价格低而质量偏差的钢筋混凝土建筑材料,因为劣质材料对工程的质量没有保证,在工程结束后的短时间内就出现了很多问题。钢筋混凝土建筑结构裂缝问题是最严重也是最突出的问题,这一问题的出现,不仅给建筑企业本身带来了负面的影响,而且还影响人们的生命安全。
(二)混凝土自身发生收缩及水泥水化。钢筋混凝土在发生水泥水化的过程中,大量的水分脱离水泥而被蒸发到空气中,在蒸发的过程中大量的热量通过混凝土排放到大气中,在热量通过混凝土的时候混凝土的温度突然上升,当混凝土水泥水化结束后,混凝土建筑结构的温度又突然下降,这种温度差的突变使混凝土产生了收缩变形、干缩变形、体积变形,从而使得整个混凝土的建筑发生裂缝。
(三)由施工技术而导致裂缝。建筑工程的施工技术不仅影响着整个施工单位建筑产品的质量与安全,而且还影响着整个企业在市场的竞争力。钢筋混凝土中含有大量的水分,在施工过程中大量的水分会随着天气温度的升高而不断的蒸发,使建筑结构产生很大的收缩,从而导致了钢筋混凝土建筑结构产生裂缝;建筑工地上的建筑施工技术人员对混凝土拌制过程中管理督促工作不到位及施工人员没有按技术要求施工,最后使混凝土搅拌不均匀、振捣不实,再加上后来混凝土浇筑不当和混凝土弹性模量不均匀导致整个建筑结构产生裂缝;在施工过程中,如果施工人员没有对钢筋与混凝土采取适当的保护,也会导致钢筋被腐蚀而混凝土出现质量问题,从而使得整个建筑结构中大量的钢筋出现错位以及混凝土结构出现断裂,这种情况的发生不仅仅导致了整个混凝土建筑本身发生了断裂,而且还影响建筑的坚固性和安全性能,另外混凝土的后期养护与维护工作也很重要,如果没有及时采取措施对混凝土结构进行养护与维护,特别是在混凝土建筑刚刚竣工后的早期养护工作做的不及时不到位,一般混凝土建筑结构更容易出现裂缝。
四、混凝土建筑结构的加固原则
(一)加固方案遵循总体效应原则
在混凝土建筑结构的加固方案设计中,要综合考虑建筑的总体效应,首先是要对建筑结构进行全方位的质量监察,发现问题的根源,并制定详细科学的加固方案,最重要是明确加固目的;再者要考虑到建筑加固之后对于建筑整体结构的影响,避免由于建筑结构局部的加固对整个建筑造成不良的影响,从而改变了整个建筑的特征,甚至影响到建筑物的抗震、抗剪切、抗风性能等。因此,加固方案制定是加固技术中的关键,要全面了解建筑结构的受力状况,消除加固工作带来的消极影响。
(二)加固材料的选择和加固强度计算
加固强度是加固设计中的关键,通常而言,结构强度的选择遵守以下的原则:
1、加固材料的选择和原建筑结构的材料选择一致,尤其是在水泥、等材料的选择上,保证其型号、种类、性能一致性;
2、如果没有确切的建筑结构材料强度资料,要进行强度级别监测,在确定加固材料的类型;
3、加固材料的质量等级要求较高,这样才能够充分的保证加固效果,在加固施工之中,其钢材的选择为一级或者二级钢材,同时使用标号高于32.5的水泥,充分提高加固建筑结构的性能。
(三)承载力验算
在混凝土建筑结构加固施工过程之中,应当验算建筑结构的承载力,并根据结构设计的实际情况确定承载力的大小。通常而言承载力的计算要除去结构的缺陷、损耗、腐蚀等不利因素,采用合理有效的方式进行组建。验算过程中,要考虑混凝土建筑结构在加固时的实际受力大小和特点,对加固材料的强度严格要求
五、混凝土工业建筑结构加固技术分析
(一)现浇加固法
这是最常用的一种加固方法,在桥梁、坝体等建筑结构中广泛应用,现浇加固技术要根据待加固建筑的实际状况确定加固方案,并在施工现场设置浇筑模具进行浇筑,保证混凝土浇筑之后的加固作用。现浇加固法的工程造价低,操作工艺简单,同时其加固效果明显,加固后的建筑结构性能得到明显提升,此外其应用范围广泛,不需要借助大型的机械设备,降低了加固设计成本。
(二)截面加固
混凝土建筑结构受到弯构件的压力过大,造成混凝土建筑结构使用性能下降。因此,加固设计可以根据图纸要求扩大界面面积,提高受弯构件的抗弯强度和抗拉强度,从而增强了混凝土结构的性能。截面加固法的设计方案简单,成本适宜,在混凝土梁柱、板面、墙体的加固应用中却得了良好的效果,但是截面加固法加固后,空间变小,同时施工时间较长。
(三)型钢外包加固法
型钢外包处理是在混凝土建筑结构构件的周围包裹型钢,通过型钢支撑来提高建筑结构的性能,这种方法的优点是不增加构件的截面面积,同时提高了构件的强度、承载力等,在梁体、建筑屋架、烟囱等高度较高的建筑结构中应用较多。但是型钢外包加固法在施工过程中需要专业的施工队伍进行操作,并在施工结束后,进行防腐处理,提高加固效果,同时其钢材用量较大,加固成本高。
(四)纤维粘帖加固法
随着材料合成行业的发展,涌现出了大量的高强度、高性能的合成纤维材料,并在混凝土建筑结构的加固中应用效果良好。通常要把纤维加固材料黏贴在固定的位置,提高建筑结构构件的受拉性能,例如在房屋建筑结构加固中,可以把纤维复合材料粘贴在构件的受拉位置,从而增强了局部结构的承载能力,实现了加固的效果。纤维加固法在施工中,受周围环境的影响较大,尤其是温度和湿度会极大影响加固效果,因此要把施工温度控制在5℃以上,同时对于加固表面要进行找平处理,提高加固建筑的美观性。
(五)化学灌浆加固法
化学灌浆加固是通过压力把加固浆液灌输到加固对象中,从而提升建筑结构的强度和承载力,化学浆液对于混凝土裂缝的处理效果明
显,可以和混凝土反应形成致密的结构,消除混凝土结构的质量缺陷,在水库大坝、地基、梁体等构件裂缝加固中应用广泛。化学灌浆加固法的关键是化学浆液的选择,要根据混凝土裂缝的类型选择合适的灌浆浆液配比,同时要控制好灌浆压力,避免压力过大造成灌浆孔的劈裂,同时也要避免灌浆过程中出现灌浆不紧密的操作问题。
(六)地基加固法
地基是建筑结构的关键,决定了建筑结构的质量,当前建筑结构的地基都是采用混凝土的结构形式,加固地基可以全面提高建筑结构性能。地基加固分为地基处理、地基加深、地基扩展等,增加筏板基础最为常用的一种加固方式,其施工成本较低,对建筑结构的整体不造成影响,同时加固效果明显。
六、结语
混凝土的裂缝是不可避免的,有害程度的标准是根据使用条件决定的,它的有害程度是可以控制的。为此,需要采取可学合理的措施进行预防,并要对裂缝采取有效的加固技术,从而确保工业建筑物的安全性。
参考文献:
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[2]张卫霞,张明府. 工业与民用建筑混凝土结构裂缝形成及预防措施[J]. 中华民居(下旬刊),2013,09:156-157.
1.1 碳纤维加固技术的研究现状及发展趋势
我国在利用碳纤维加固技术的研究和应用起步较晚,发展却很迅猛。1997年国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心率先开始了“碳纤维材料加固修补混凝土结构”的试验研究开发与应用,并被定为国家“九五”重点科技攻关项目.随后通过采用进口的碳纤维材料在北京、上海、辽宁、江苏等省市进行了一些实际工程结构的补强加固,并取得了较好的效果。
1.2纤维复合材料嵌入式加固技术
纤维复合材料嵌人式加固技术是将加固材料放人结构表面预先开好的槽中,并向槽中注人粘结材料使之形成整体。目前国外已经有了一定规模的研究和应用,国内在国家工业建筑诊断与改造技术研究中心开展了这项技术的试验研究,但尚未应用于工程实践。
2.砖混结构裂缝种类及其产生的原因
2.1干缩裂缝:多发生在墙面抹灰层内,一般沿墙面长度方向每隔一段距离形成一条裂缝,这种裂缝开始随时问而发展,以后逐渐稳定。另一种干缩裂缝则呈不规则的龟裂或呈放射状裂缝,此类裂缝宽度较小。产生的原因有:①抹灰用砂过细或含泥量较大;②水泥安定性不好;③砂浆过稀,抹灰不实;④抹灰层失水过快,养护不好等造成抹灰层收缩较大而形成裂缝。
2.2砖墙温度裂缝:一般有如下规律:① 顶层重,下层轻;两端重,中间轻;向阳重,背阳轻;且这类裂缝与温度变化有关。②砖墙温度裂缝随部位不同而呈不同的形状。产生的原因有:① 屋面保温层,隔热保温性能差;② 砖墙砂浆标号较低,砌筑质量较差;③结构构造上处理不当,如采用半圈梁 。
2.3地基下沉裂缝:一般共同规律是:下层多,上层少;纵墙多,横墙少;外墙多,内墙少;斜向多,竖向少。产生的原因有:①地基不均匀下沉;②房屋过长未留缝,沉降不一;③平面复杂,转角较多;④ 高低层相差较大,未留沉降缝;⑤荷载与分布不均匀;⑥ 使用不当,地基浸水或地下水位上升(多发生于湿陷性黄土地区);⑦ 地基施工质量。
3.砌体裂缝的类型和防治方法
砌体结构裂缝的类型有斜裂缝、水平裂缝和竖向裂缝三种。斜裂缝有的发生在有现浇混凝土挑檐的平屋顶房屋和无保温屋盖的房屋顶层纵墙面的两端,一般长度在1开间~2开间范围内,外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。有的发生在底层至二层外纵墙的两端,斜裂缝通过窗口的两个对角向沉降量较大的方向倾斜,裂缝下大上小。水平裂缝有的发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁下2皮~3皮砖的灰缝位置,一般沿外墙顶部连续分布,两端较中间严重。有的发生在底层至二层窗间墙的上下对角处,成对出现,沉降量大的一边裂缝在下,沉降量小的一边裂缝在上。竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。
根据裂缝产生的原因,要消除砌体裂缝。必须从根源上进行防治,尽可能在夏季或温暖季节,浇灌屋顶挑檐及圈梁混凝土,一般不要冬季施工。挑檐上最好做保温层,并达到规定的厚度:这样就能减小钢筋与混凝士和砌体之间的温差,避免顶部出现裂缝。根据建筑物的实际情况设置沉降缝、伸缩缝,提高结构刚度和施工质量,都能减少裂缝的发生。当然,处理好地基是防止墙体底部出现裂缝最有效的方法。
4.常用建筑补强加固方法
4.1 加大截面加固法
加大截面加固法是采用与原有构件同类的材料,通过增大截面的面积,提高构件的承载能力和刚度,达到对原构件进行加固的目的。
4.2 外包钢加固法
外包钢加固法是把型钢或钢板等材料包在被加固(钢筋混凝土)构件的外侧,通过外包钢与原有构件的共同作用,提高构件的承载能力和刚度,达到加固的目的。
4.3 外加预应力加固法
外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。
4.4 改变受力体系加固法
粘钢加固法方法是以减小结构的计算跨度和变形,间接提高承载能力的一种加固方法。为了减小构件的计算跨度,常采用增设支点(包括柱支座和弹性支座)和采用托梁技术,从而改变结构的受力体系,使承载能力得以提高。
4.5 粘钢加固法
粘钢加固法是将钢板用结构胶粘贴在混凝土构件的外部,以提高结构承载能力的一种方法。论文参考。这相当于构件的体外配筋。该项技术目前已趋于成熟。
4.6粘贴纤维复合材料法
粘贴纤维复合材料加固方法与贴钢加固法相似,只是加固用的材料是纤维复合材料,如玻璃纤维(GFRP)、碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)等。
5.结论