工业建筑升级改造设计研究——以广东某新材料有限公司厂房提升改造项目为例

陈家翰

（广州建筑产业开发有限公司，广东 广州 510000）

1 项目概况

广东某新材料有限公司总部位于广东省佛山市顺德区，目前在广东云浮和江门、江西、山东、福建、湖南、香港、印度、意大利等地设有多家全资及控股子公司，企业员工近千名。多年来坚持不懈地专注于超硬材料制品的研究和开发，现已成长为我国超硬材料制品行业的龙头企业之一，位居全球陶瓷加工工具细分市场占有率前列，是国家火炬计划重点高新技术企业、广东省出口名牌企业、广东省自主创新100强企业、广东省创新型企业、广东省现代产业500强项目承担企业、广东省民营科技企业，是“广东省超硬材料及制品工程技术研究开发中心”依托单位。该公司研发和生产各类金属结合剂、高分子材料结合剂和陶瓷结合剂的金刚石工具、立方氮化硼精细磨削工具及稀土永磁材料及制品，广泛应用于陶瓷石材加工、机械零部件精密加工、3C产品加工、电机工程等领域。秉承“以至诚之心为客户创造价值”的经营宗旨，不断创新，赢得了50多个国家和地区广大客户朋友的支持和信赖。截至2020年11月，公司共申请专利160项，已获授权专利117项，其中发明专利42项，实用新型专利75项，参与制定行业标准6项，主导制定广东省企业产品标准11项。

本项目位于粤港澳大湾区与广深科技创新走廊上的重要节点上。粤港澳大湾区是我国打造世界级城市群、参与全球性竞争的国家战略载体，环湾城市纷纷聚焦环湾地区发展，佛山在南沙自贸区的基础上进一步强化珠江沿线地区的战略布局；广州、深圳作为大湾区的核心城市，以及广深科技创新走廊的重要支撑，佛山与两个城市相互之间的联系、协同将进一步加强，这为创新走廊上的板块发展迎来了转型升级和跨越式发展的战略契机。

借助国家打造粤港澳大湾区的重大契机，围绕佛山市的发展设想，产业园区核心区的打造完善园区功能，提升园区产业经济发展；通过项目合理运作，实现区域价值提升，带动园区经济发展，引领园区向绿色建筑科技园、高端装备制造业转型。加快发展更高层次的开放型经济，加快培育贸易新业态新模式，积极参与“一带一路”建设，加强创新能力开放合作。

本次所改造厂房位于公司园区内，原为单层生产车间及仓库，结构老旧（图1），已难以再匹配新时代、新科技高端先进制造业的发展需求。本项目以粤港澳大湾区高端装备制造创新中心和佛山顺德的总体发展思路为基础，坚持创新驱动、多元融合、集群集聚、节约集约的发展原则；突破土地财政和地产驱动为基本框架的传统工业地产开发模式，打造以产业创新引领、创新资源流动、税收财政为基本框架的新型园区；“以市场促园区、以园区争市场”保障园区永久活力，助力湾区发展。项目建设符合国家、省、市推进粤港澳大湾区建设的政策方向，是佛山市建设“中国制造2025”试点示范城市的重要组成部分。

图1 生产车间内部现状

主要建设内容：拆除现有的单层生产车间（图2），新建一栋5层研发生产联合大楼。原有单层生产车间建筑面积约1320m2，改造后建筑总面积约6450m2，建筑高度20.5m，为多层丁类厂房，耐火等级二级，利用自身园区优势，助于其产能和收入的增加，进一步升级产业链，提升地块价值，提高基地的生产效能。

图2 生产车间外观现状

2 改造设计思路探析

2.1 园区现状

本项目所改造的生产车间位于公司园区内，改造后的建筑以高端装备制造创新中心为主要功能，研发和生产各类金属结合剂、高分子材料结合剂和陶瓷结合剂的金刚石工具、立方氮化硼精细磨削工具及稀土永磁材料及制品。

厂区范围总用地面积52444.41m2，现总建筑面积29720.60m2，已建单层生产车间及仓库8栋，办公楼1栋及综合楼1栋（图3）。园区内有小溪流过，已建单层生产车间通过一定角度的扭转，使园区内形成大量绿化空间，环境舒适宜人（图4）。

图3 园区现状总平面

图4 园区内舒适的环境

2.2 总图设计思路

以创新、绿色、协调为理念，坚持环保优先，节能设计和绿色技术综合应用，合理规划充分发挥土地的利用率，打造集绿色低碳基地、智能制造基地、总部研发基地、交流培训基地、展示交易平台、投资运营平台、生活配套组团的总部经济体，形成产业引领、绿色环保的现代高端制造业生产平台。

合理利用周边的优势资源，合理布置场地，有效解决各个功能分区的相对独立和有机联系，使改造完成后的生产车间交通更畅、环境更优、造型更美。

项目北侧为32m宽的市政路，西侧为14m宽的规划路，东侧为22m宽的市政路，南侧为16m宽的市政路。地块内设置环形消防车道，通过厂区道路通达至各建筑物，外部交通以周边市政路为主。项目地块内地势平坦，在满足业主的需求前提下，保留园区现状舒适宜人的环境布局，尽量不破坏现有空间，拆除园区中心区域生产车间（图5），改造为集生产、研发、仓储、办公、接待为一体的研发生产联合大楼，与办公楼、综合楼相呼应同时，也有利于生产车间的交流，提高生产效率。

图5 园区改造后总平面

2.3 结构选型对比

业主曾提出建造多层钢结构厂房，于是根据业主的需求进行了多层钢结构厂房与多层混凝土结构厂房对比。

（1）钢结构自重轻，延性好，使用空间大，柱距及跨距大，施工周期较短，但整体性较弱，耐火性、耐腐性和密闭性较差。故钢结构厂房能够发挥其施工速度快、材料强度高的优点，且比较容易实现较大的高度、跨度和复杂的造型，但共振问题不可避免。

（2）混凝土结构自重大，刚度大，整体性较强，不易受外界侵蚀，密闭性较好，施工周期较长，细部节点简单，有良好的防火及防水性能，装修及围护结构材料选择不受限制，立面材质及色彩选择较为丰富。相比于钢结构，混凝土结构的防火性、防腐性、耐久性更有优势，维护成本较钢结构低。

（3）综上所述，混凝土结构适合那些荷载较大、柱网较密的多高层建筑（如多层厂房、多层仓库、办公楼、宿舍等），以及对防火、抗侵蚀或气密性要求比较高的建筑（如化工、生物医药类项目等）；而钢结构更适合荷载较小的大跨度、大悬挑的单层建筑（单层厂房、物流仓库等），以及对防火、抗侵蚀或气密性要求比较低的建筑。

因此，拟建的五层研发生产联合大楼，选择混凝土结构更加适合。

2.4 平面设计

首层层高4.5m，其余各层层高为4m。1～3层为生产研发中心，4层为仓库，5层为办公、接待、学术交流，并设置屋顶花园。建筑总长55m，总宽24m，标准轴网选用经济跨度8m×8m，既能满足研究器械及仓库较大的荷载，又能尽量减少梁柱截面宽度。

平面的布置上，把楼电梯和卫生间布置在东西两侧，尽量减少西晒的影响，同时减少两端跨距至3.6m，满足楼电梯空间布置的同时又能提高中部的空间利用率（图6）。

图6 建筑改造后标准层平面

2.5 外立面设计

建筑每层轮廓按照1°～3°左右不同角度进行偏转，上层悬挑部分形成下层灰空间顶盖，很好地解决了西晒问题，同时提供大量的室内外交流空间（图7、图8）。建筑形体简洁、线条明确，具有高效感，随着人的行进过程，会看到不同的建筑轮廓，同时产生丰富的光影效果，实现功能与美观完美结合，打造具有当地特色的建筑形象。去工业化造型设计，使建筑、景观、道路、场地融于当地文化，体现人文关怀。

图7 室外效果（一）

图8 室外效果（二）

整体环境设计中充分利用建筑旁绿地、屋顶绿化（图9）等多种手法，为工作人员提供最大限度的活动场地的同时，力图形成多层次多维度的立体景观系统。建筑外围护结构为双玻构造体系内夹30cm空气层，通过机械送风方式流通夹层内空气，打造舒适的工作环境。

图9 建筑改造后屋顶花园平面

3 结语

随着粤港澳大湾区的发展契机，产业园区着手打造完备园区功能，实现区域价值提升，带动园区经济发展，越来越多的工业园区向绿色建筑科技园、高端装备制造业转型。文章从总图设计思路、结构选型对比、平面设计及立面设计等系列问题出发，进行工业建筑改造设计中相关问题的研究和探索，以期为同类项目提供参考。