基于工业遗存保护与利用的城市健身场所改建

■ 刘孟荀 LIU Mengxun 宁 可 NING Ke

0 引言

随着我国产业结构的升级，城市发展逐渐从增量转向存量，新的城市发展问题不断涌现。例如，全民健身场地的不足便是其中一个不断被提及的问题。于是，工业遗存与全民健身的结合逐渐进入人们的视线。在此背景下，本文通过研究当前工业遗存改造为全民健身馆的现状，从社会层面和建筑层面分别总结出其中存在的主要问题，并从建筑设计的角度提出解决方案，为此类改造提供理论基础及设计依据。

1 工业遗存与全民健身场馆

1.1 工业遗存建筑的概念

在工业化建设进程中，有许多建筑被用作运输、生产和仓储场所；到了后工业时代，伴随着城市生产能力和经济发展水平的提升，以及生产流程的智能化、科技化，这些建筑丧失了原本的作用，最终只能被改造、拆除或者废弃，此类建筑即被视为工业遗存[1]。

相比于工业遗产这一概念，工业遗存所涵盖的内容更广泛。一般地，工业遗产是被包含在工业遗存当中的。简单地讲，工业遗产就是通过法律方式划入到保护名录当中的工业遗留物，即已受法律保护，不可随便改建；而工业遗存则为没有被划入到保护名录当中的工业遗留物，从法律的角度来讲没有受到保护，因而具备较强的可操作性及灵活性（图1）[2]。

图1 工业遗存定义图示

1.2 工业遗存改造为体育健身场馆的契合点

1.2.1 城市发展的结果

近年来，我国城镇化快速发展，致使城市扩张迅猛。原来处于城市外围的工业园区被包裹进城市，而随后的环境污染问题和工业的升级迫使工业园区外迁，使得遗留下来的废弃建筑成为城市发展的难题。由于城市的不断发展，工业园区附近的各项基础设施越来越健全、交通资源也越来越便利，城市开发有了新的进步，周边的商业也越发繁荣，由工业遗存改造而成的全民健身馆有了理想的区位优势。和新建的体育场馆建筑相比较，工业遗存改造而来的运动健身空间开发时间短、成本低，很好地满足了群众对便捷运动、低成本的基本要求，这对于全民健身事业的发展非常有利。

1.2.2 空间的高度契合

将工业遗存改造为体育健身场馆，不仅是出于社会、经济效益的考虑，更是由于这两类建筑之间具有极高的契合度（表1）。工业遗存通常具有较大的空间跨度，内部空间大。一般情况下，厂房会按照柱距6～9 m设施排架，承载能力强，建筑稳定、坚固，并且内部也能够完成二次分离；部分单跨厂房跨度在24 m 以上，而双跨、三跨厂房的跨度更高，如此大尺度的空间状态使得后期的改造项目有更多选择。从结构上来说，工业遗存大部分属于排架、拱、大型钢架及钢筋混凝土框架结构，空间结构较为稳固，承载能力较强，且空间架构耐久性比较理想，这意味着进行空间改造具有便利性和可行性[3]。

表1 改造契合度分析表

1.2.3 良好的社会效益

废弃的工业遗存大多处在城市的核心区域，表现出比较理想的商业发展能力，也有利于创建城市社区15 min 健身圈。将工业遗存改造为健身体育场馆，所需工程建设时间较短、投入资金较少，可在短期内达到盈利的目标；不仅如此，工业遗存更在无形中承托了工业文化，承载了一代人的回忆，采取改造的方式更显其人文价值；此外，也可以实现对生态环境的保护，减少建筑材料和能源的使用等[4]。

2 选址

工业遗存的选择直接影响着全民健身馆未来的经营情况。按照工业遗存改造的区位条件，主要包括商业聚集区、居民聚集区、废旧工业园区等3 类（表2）。

表2 用于改造的工业遗存区位

2.1 商业聚集区

商业聚集区一般周边交通发达、城市配套齐全。在城市发展过程中，不同性质的产业不断聚集，建成了以商业区或商业综合体为核心的功能聚集区，从而形成了庞大的产业链。靠近商业聚集区的工业遗存可以借助“整体大于部分之和”的聚集效应，改造为与之相适应的体育健身场馆，以新的功能融入商业聚集区。

2.2 居民聚集区

大多数工业遗存都位于城市边缘，远离城市中心。随着城市的不断发展扩张，其周边逐渐形成了住宅区和工作区。大量人口的注入，就意味着巨大的消费市场和城市配套服务的完善。因此，将居民区附近的工业遗存改造为体育健身场馆，利用城市闲置空间解决区域内体育设施不足的问题，可带动区域的发展。

2.3 废旧工业园区

废旧工业园区一般位于城市郊区。由于远离城市聚集区，交通条件相对落后，工业遗存现状保持较好，具有较好的改造潜力。因此，在改造时，根据工业遗存现状，可考虑将健身场馆定位为体育综合体，以此服务周边区域乃至城市。

3 结构加固与重构

工业遗存原本的基本功能是工业生产，因此，其结构通常较为稳固。不仅如此，一些工业遗存还展现出了一定的工业审美价值和文化价值，所以应当对工业遗存展开保护性改造利用。在对工业遗存建筑品质展开评价的过程中，应首先对建筑结构进行测定，按其自身建筑结构质量，采用与之相适应的改造方法。

3.1 旧结构的加固与拆除

3.1.1 加固

改造过程中，对于较为坚固的工业遗存可直接保留其结构系统。基于对建筑原本的平面规划、承重系统的维持，一般仅对构造不符合需求、强度较差的部分进行修复或加固，主要是采用合理的方式提升结构抗力、修补损坏的构件等。在诸多的修复加固模式中，以建筑结构来说，不但应保障经过修复的新旧构建能够互相搭配协调，而且在完成局部加固后，需要对建筑总体进行检查[5]。

3.1.2 拆除

不少工业遗存由于年代比较久远，保存情况不理想，一定程度上限制了上类建筑的改造工作。于是，在一些项目的改造过程中，通过对其中某些结构构件的拆除和增设，完成对原结构的部分改造。由于这种方法可能会破坏结构体系的整体性，在进行拆除操作前，应先对改造项目进行全面考察。

3.2 新旧结构的组合

改造过程中，新旧结构的组合关系有3 种，即：独立、部分依附和完全依附（图2）。

图2 新旧结构关系图示

3.2.1 独立

从结构受力的角度来看，新旧结构独立是指新结构所承受的荷载直接传递给基础，其新旧结构之间不存在相互支撑的关系。这种组合常用于原有结构承载力较差的工业遗存改造中。比如，要在工业遗存中增加新的功能空间，而旧的结构难以承担这样的负荷，此时，就应当运用全新的结构体系对新增功能空间进行支撑；且这种全新的结构体系不可影响旧有的结构体系，以防止对原结构造成不良影响；此外，应尽量维持工业遗存的基本结构特色[6]。

3.2.2 部分依附

部分依附是指新置入结构与既有结构产生了相互作用的关系，表现为：新结构的荷载一部分作用于旧结构，另一部分直接传递给基础，能够有效增强工业遗存结构的整体性（图3）。需要注意的是，改造前应先对原有结构进行检测，以确保改造后结构的安全性。这种改造手法比较经济、简单，是工业遗存结构改造中比较常见的方式。例如，在西安聚海篮球运动中心的改造中，经营方在原有的钢架结构上局部搭接了钢结构，作为入口的门厅空间及二层的运动空间（图4）。

图3 新置入结构与旧结构

图4 改造中新置入的空间

3.2.3 完全依附

完全依附是指新结构完全依附在旧结构上，新结构的荷载完全作用于旧结构。这种改造方式的先决条件是旧结构体系坚固耐用，能够满足新结构体系的全部荷载，因此，需要对旧结构的荷载承载范围进行计算，同时，要兼顾侧推力等因素可能会产生的影响。常见的新旧结构表现形式有：悬挑、悬吊、屋顶加建。

4 功能置入与转换

4.1 工业遗存模数化及运动场地尺寸

根据工业遗存空间类型，及其改造为全民健身场馆之后所对应的运营模式，可分为单层工业遗存、多层工业遗存和特异型构筑物三类。其中，单层工业遗存的表现形式主要为钢筋混凝土排架式厂房、钢结构排架式厂房、钢结构刚架式厂房及锯齿形刚架式厂房等；多层工业遗存较常见的表现形式为钢筋混凝土框架结构厂房，具有跨度较小、层高较低的特点；异型构筑物的表现形式为水泥厂的高塔、煤气站的煤气罐、发电站的冷却塔、屯粮的筒仓等构筑物。根据相关研究与调研结果，对常见的单层、多层工业遗存空间尺度进行模数化汇总（表3）。

表3 工业遗存结构模数总结

不同的运动项目对运动场地尺寸的要求不同；即便是相同的项目，对赛事标准场地及训练场地的要求也有一定的差别。根据《全民健身活动中心分类配置要求》（GB/T 34281——2017）中针对体育场地尺寸的规定，综合实地考察获取的有限材料和相关专业资料、生产设施材料，明确了几种常见的场地大小（表4），针对不同的体育项目，设计符合相应要求的运动场地尺寸（图5）。

图5 运动场地尺寸对比

表4 小空间运动场地空间尺寸

4.2 场馆功能组织重点

工业遗存改建为全民健身场馆时，其内部空间功能应满足体育建筑的基本需求，必备的功能空间有：运动空间和服务空间。本文只讨论全民健身馆各部分空间及运动场地功能组织的重点，优化其组合结果[7]。

4.2.1 功能集约

运动空间集中布置，以避免不必要的交通流线；同时，利用交通空间，高效地组织主体运动空间、更衣淋浴、卫生间及其他功能空间，主要有并列式、层叠式和立体式等3 种布局方式（图6）。

图6 功能集约

4.2.2 场地独立

不同类型的运动场地之间应相互独立。在进行场地置入时，应尽量组织在不同区域内，并利用隔断进行空间上的阻隔，以避免不同运动之间相互干扰。调研发现，受场馆空间限制，即便是同一种类型的运动场地，也可能因无法满足场地之间安全间距的要求而产生干扰，因而需要做好场地之间相互独立的分割（图7）。

图7 场地内分割

4.2.3 基础设施齐全

运动空间的品质和基础设施的数量能够直接影响使用者的运动体验；大部分全民健身场馆由于对附属设施的设置不够重视，出现了数量不足、通风采光不好及卫生条件较差等问题。因此，将工业遗存改造为全民健身场馆时，应重视基础设施的设置，并通过增加饮水处、存包处等基础设施，来提升健身馆的运动体验。

4.3 内部功能匹配

体育建筑运动空间与工业遗存模数化具有极大的契合度，因而在进行体育功能的置入时，应结合运动健身场地的空间尺度，合理地置入到工业遗存不同类型的空间中，从而明确运动空间内容。根据工业遗存的空间性质，全民健身场馆的功能匹配可分为：单层厂房功能匹配、多层厂房功能匹配及特异型构筑物功能匹配[8]。

4.3.1 单层厂房功能匹配

工业遗存改造中，常见的单层厂房有：锯齿形屋架空间性质厂房、排架及刚架形制的单跨厂房和多跨厂房。因此，将健身空间置入到单层厂房的具体类型可分为：小跨度单层厂房的功能置入、大跨度单层厂房的功能置入、单层多跨厂房的功能置入及单层空间分割为多层厂房的功能置入。在置入的过程中，应注意不同功能（即运动功能与服务功能）之间的组合方式，具体可分为：端部式、平行式、分割式及围合式（图8）。

图8 服务功能与运动功能组合模式

4.3.1.1 小跨度单层厂房的功能置入

这种情况下，单层厂房的结构一般为锯齿形屋架空间形制，层高较低、跨度较小，因而适合小空间运动项目；结合结构，可选取8 m×8 m及12 m×12 m 两种模数进行运动空间的匹配分析（表5）。

表5 小空间运动匹配图示

4.3.1.2 大跨度单层厂房的功能置入

单层工业厂房中，最常见的结构型式为排架结构及刚架结构。与柱网结构的单层厂房不同，排架式及刚架式单层厂房跨度较大、层高较高，能够容纳大空间运动项目。选择跨度在30 m、24 m、18 m、12 m 的单层厂房空间板块，与相应的健身场所对应[9]：12 m 跨度的厂房仅能容纳标准羽毛球场地，18 m 跨度的厂房可以容纳羽毛球、排球的标准场地，24 m及以上跨度的厂房可以满足各类场地要求（表6）。

表6 大空间运动匹配图示

4.3.1.3 单层多跨厂房功能置入

单层多跨厂房的功能置入，是以单跨厂房作为基础进行的。由于空间跨度上的差异，置入过程中应该注重不同功能组合的合理性。首先，多跨厂房的面积较大，除了全部作为运动空间之外，还应考虑与其他功能相结合进行多功能改造；其次，考虑到跨度的增加对平面布局组合方式的影响，可将单跨空间作为模块与服务空间进行组合，以保证交通流线的便捷及服务设施的高效利用，如丹麦哥本哈根的斯贾克特青年俱乐部，就是采用了多跨厂房功能组合的方式（图9）。

图9 斯贾克特青年俱乐部多跨厂房功能组合方式

4.3.1.4 单层厂房内部空间的多层分割

部分单层厂房的空间比较高大，在满足不同运动场地空间需求的同时，还有富余空间，因此，可以通过增加结构的方式，将整个大空间分割为大小不同的运动空间继续组合，可分为层叠式、并列式和围合式等（图10）。

图10 空间组合方式

4.3.2 多层厂房功能匹配

多层厂房的结构为柱网框架式空间形制，空间形式比较简单，可分为均质空间及大小空间组合两种。其内部平面运动功能可以参考单层厂房空间的布置；而垂直方向上的空间需要考虑大空间健身运动和小空间健身运动的空间组合形式，主要有层叠式和围合式两种（图11）。其中，层叠式是指大小空间用房在垂直空间上平行布置；围合式是指大空间健身用房被小空间用房的组合所围合。对于多层厂房的功能匹配结合空间结构上的改造，一般会采用托梁拔柱的手法，将大空间运动放在上层，小空间运动放在下层，以保证结构的合理性。

图11 多层框架厂房空间匹配方式

4.3.3 特异型构筑物功能匹配

特异型体育建筑空间比较多样，其内部空间不适合常规的运动项目；一些趣味性更强、对空间造型要求更高的运动，可以通过对此类建筑改造后达成。例如，德国的杜伊斯堡风景公园中具有“展览、儿童娱乐及体育休闲模式”的粮仓花园，原本粮仓是储存焦炭的设施，因为墙壁比较厚重，最后被设计成攀岩设施（图12）。

图12 德国杜伊斯堡风景公园的粮仓花园

5 空间操作与整合

在工业遗存改造为健身场馆的过程当中，最为重要的问题是怎样改造工业遗存的内部空间。为了让建筑能够达到健身场馆的功能要求，可以通过对工业遗存原本空间的调整及整理，产生全新的空间组织模式[10]，主要涵盖了空间划分、空间整合及空间植入等3 个类型（表7）。

表7 空间操作与整合

5.1 空间划分

按照全民健身场馆的功能需求，对工业遗存进行垂直、水平方向上的区分，产生多个不同大小和规模的分离空间，从而展现其丰富的需求空间。这种改造主要体现在单层排架式工业遗存中。

5.1.1 水平分隔

在健身场馆的改造设计中，工业遗存通常是一个通透的大空间。因此，首先需要分隔出入口大厅及服务空间，通常采取永久性分隔的办法，通过轻质隔断、承重墙体来完成对空间的划分；其次，由于运动项目的差异，应采取适当的分隔以避免场地之间的干扰，一般采用绳网、网笼和家具等进行柔性分隔，并对使用者的安全起到保护作用。

5.1.2 垂直分层

垂直分层可以具体化划分为局部分层和完全分层两种类型。其中，局部分层是在部分区域加入夹层，并产生关联上下两部分的大空间，形成多样化的空间形态；完全分层是把单层大空间转变成多层空间，结合置入的体育功能场地空间尺寸，布置更多的运动场地。一般来说，垂直分层会被运用到空间较大、层高较高的单层大厂房中。

5.2 空间整合

空间整合是把工业遗存内的小空间转变为大空间，从而满足健身场馆对运动空间尺度的需求，常见于钢筋混凝土框架结构中。依靠对原本小空间的整理，形成开敞的大空间，进一步植入大空间运动，以增加场馆运动项目的多样性。

5.2.1 水平打通

水平打通是通过去除在工业遗存中的分隔墙体，来产生一个较大的水平空间。这个过程和水平分隔相反，目的在于把多个小空间关联起来，最后形成一个面积较大的区域，从而增加运动功能置入时的灵活性。需注意的是，必须要保证去除的结构属于非承重结构，避免结构出现稳定性风险。

5.2.2 垂直合并

拆除工业遗存中原有的梁、板等构件，通过垂直整合手法，形成大空间并植入大空间运动，最后达到多种运动项目复合的效果，以增加全民健身场馆能够运营的运动种类。

5.3 空间植入

在工业遗存内部或外部添加全新的空间体块，以满足新的功能空间需要。这样的改造手法在健身馆之中常被用来增加场馆的使用面积。采用空间植入的改造手法，首先必须满足2个条件：①确定结构能够满足荷载的需求；②在植入体块时，应该满足当前的法规及消防要求。在此基础上，可以在工业遗存的屋顶及侧面增加空间体块，以满足功能需求[11]。

6 结语

城市是发展的,变化是永恒的。旧工业建筑的改造需要与时代的发展、国民的需求紧密结合，使原有的场地焕发新的生机与活力。本文从工业遗存保护与利用的视角，探索工业建筑改造为健身场所的可能性，提出工业厂房改造的方向。通过对工业遗存特质与全民健身活动空间的解析，从结构加固与重置、功能置入与转换、空间操作与整合等方面提出设计策略，探讨将工业遗存改造为全民健身场馆的设计全过程，为工业建筑改造为大空间、大跨度等运动场所提供的理论依据和实践经验。