工业园区的节地设计研究

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随着产业升级带来高科技产业的革新和发展，当今城市产业发展模式对工业园区建筑设计提出了更复杂的要求，节地设计不再是一个单一议题，急需从节约土地、提高土地利用率的初级阶段升级为集节地、高效、创新、生态、可持续发展于一体的“生态化”设计理念转变。

关键词：工业园区；节地；总图设计；建筑设计

自城镇化加速以来，我国城市工业用地的规模飞速增长，迅猛的城市扩张背后常常是粗放建设模式，造成一些地区土地浪费、生产效能低下、环境污染、人口流失等现象。这其中有土地管理水平和节地理念普及不足的问题，也有工业园区规划和设计水平不高的原因。近年来随着对工业节地设计的逐步重视，各地政府机构更加重视挖掘工业用地的潜力。同时，随着产业升级带来高科技产业的革新和发展，工业园区也从传统的“工厂聚集地”形态模式逐步向功能丰富多元、空间舒适、配套完善的“多功能复合体”形态转变，发展为今日城市新区多见的新兴工业园、产业园、科技园。全新的产业发展模式要求设计工作者对工业园区进行更加系统、深入的研究。

1工业园区

本文所研究的“工业园区”泛指当下大量建设在城市新区的工业园、科技园、产业园等。工业园区的发展通常超越“产业”范畴本身，还促使休闲娱乐设施、绿地及生活区域的形成。园区内有公用的研发、办公、娱乐和公共服务设施，以及为产业类型匹配的中小型工业厂房。园区内同时进驻多家具有一定的生产关联性的企业，共享园区内的空间、设施、资源甚至技术条件。“节地”并不是单纯意义上的节约用地，也包括高效、灵活地利用有限的土地资源，增加可共享、可灵活利用的空间，创造生态环保的生产环境等。虽然各类工业园区由于产业定位的不同在规划、设计和建设上的侧重点不同，建筑特点也千差万别，但在节地问题上应有很多共通之处，本文希望从设计方法的角度探讨工业园区在节地问题上的设计策略。

2工业园区总图设计节地策略

工业园区内的产业类型决定了其研发、生产工作受地理环境、交通物流、空间尺度及工艺设备等方面的影响较传统工业要小很多，反而其基础功能设施的共享机制更为重要[1]。所以，总图设计对工业园区节地的影响更具有决定性。

2.1功能结构的空间布局工业园区的功能结构直接规定了其空间组织方式。工业化社会的工业园以生产为核心，其他均作为附属功能存在，知识经济时代下，高新技术产业集中的科技园、产业园的用地更加多样，功能结构一般包括科研区、生产区、物流区和生活配套区。科研区一般处于工业园区中比较安静且稳定的核心区域，良好的研发环境利于企业行为的正常运转，是工业园区发展的动力所在，尤其高科技园区对建筑外部空间环境有较高要求，需要高质量的绿化景观和宜人的公共交流空间。在总图布局时可以尽量采用向心式、围合式以及轴线式的布局形式，使研发建筑楼群形成空间个性鲜明的建筑组团[2]。生活配套区在空间上需要和科研区紧密联系，保证企业研发人员工作的高效和便利。在高新技术产业集中的科技园，生活配套区不仅需提供居住、餐饮等基本功能，还常常包括共享交流、金融服务、娱乐休闲等一系列服务设施[3]。从土地经济性和功能性角度考虑，总图规划时这类非生产功能应尽量统筹考虑，以综合体的形式布局在园区交通最为便利的区域，达到最大程度的共享状态，同时可以和园区内的集中景观绿地及地下空间结合设计，利用下沉广场、采光庭院等空间，不仅优化了地下空间的环境质量，同时极大地节约了地上空间。生产区和物流区通常是工业园区占地面积最大的功能区域，也是各个企业各自独用的部分，合理配置生产、物流建筑高度和建筑面积是工业园区节地设计的最重要的一环。传统厂区服务于大型工业，建筑面积配置受制于生产设备和工艺，但新兴产业园多服务于高科技产品生产企业，生产空间尺度受产品和生产设备影响小，反而更应从建筑设计角度寻求最优的节地节能设计模式。工业厂房的防火单元面积根据生产类型、建筑高度的不同分级规定，以丙类工业厂房为例，多层厂房模块占地面积多以2000至4000平方米单元最佳，高层厂房模块则以2000至3000平方米单元为优，规划时需根据具体的产业类型定位合理配置，否则造成因消防设计导致的面积浪费是不必要的[4]。

2.2建筑间距与道路结构的组织工业园区通常以多层建筑为主，防火间距是建筑间距的决定性因素。园区内工业厂房的建筑间距一般在10-18米之间，另外在有污染的项目中还需考虑卫生间距和通风间距。生活区如配备公寓、员工宿舍时还要充分考虑居住类建筑的日照间距，可采取尽量将居住建筑设置在用地范围的东南角或西南角的方式减少日照间距的不利影响。除了在规范层面控制建筑间距，在规划布局时仍需通过设计手法提高用地效率。例如研发建筑单体的空间灵活度较大，平面形态在一定程度上可以根据总图规划布局的需要调整。道路结构在工业园区规划中对用地效率影响很大。工业园区的生产性质决定了建筑需要有良好的车辆可达性，加之物流通道需要更大的道路宽度和转弯回车空间，生产物流区域的道路往往占用较大比例的土地面积，根据以往的设计经验可以达到厂区面积的40%。工业园区尤其是高科技产业园的总图规划中，可适当优化物流运输方式，通过合并可共用的装卸场地、整合物流通道、精简道路结构的方式节约用地面积，达到紧凑高效的总图设计。

2.3生态系统的建构工业园区的生态系统研究对于城市的可持续发展具有重要意义，目前许多工业园区往往存在开发强度过大、绿化空间功能单一、生态系统薄弱等问题。在后工业化的城市发展阶段，因地制宜、充分利用可再生能源、建构可修复的生态环境系统，促进工业园区的可持续发展，应作为工业园区的节地设计策略中的重要补充。良好的景观绿地系统不仅是工业园区生态防护的主要支撑，也利于吸引优秀的企业机构加入，在园区的招商运营方面带来长久的经济效益，高新科技企业和其职业人群在心理需求上更加倾向于功能多样、环境舒适、有活力的公共空间。因此，未来工业园区的景观设计中需强调功能的“复合性”和空间的“可达性”，即营造以丰富多样的景观植被复合群落为主，拓展有文体娱乐、休闲聚会等功能，具有连贯便捷的步行系统和无障碍设施的景观绿化系统，代替以往功能单一、仅具有可视性的草坪式绿地。在设计时可利用各个功能分区的空间特点有效布局景观节点，如在园区入口广场空间设置开敞的水景、绿化空间，在科研区和生活区建筑围合区域设置较大的景观植被群、休闲游园和餐饮运动场地，在生产区的条状道路两侧设置适合散步、骑车的林荫步道、休息区等，形成多层次的完整的景观休闲健身网络。如今许多城市已纷纷着力于推进城乡建设领域碳达峰，工业园区设计不仅需要满足当下的生产，更有不断扩大产能的需求，可再生能源系统的应用便成为其可持续发展的重点。相较于其他类型的公共建筑，工业园区建筑在可再生能源系统应用方面具有先天的优势，建筑屋面面积大、建筑设备少，建筑立面多为窗墙体系，形态简洁平整，更适合大面积的太阳能光伏系统的集成设计，达到集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电为一体的光伏建筑一体化设计。另外，太阳能热水系统、地源热泵系统和空气源热泵系统等措施均应在新型工业园区的规划设计中得到充分实践，有效提高可再生能源综合利用量，使工业园区建筑从能源的消耗者转变为生产者，从能源角度提升土地利用效率，是“生态化”的节地设计理念的升华。

3工业园区建筑设计节地策略

工业园区的运营模式以租赁出售为主，在初期规划时需要充分考虑招商运营的核心需求，落实在建筑单体层面上，就要深入研究建筑空间在通用性和灵活性方面的优化，可以最大限度提升园区空间的利用效率，避免因设计不合理导致的园区经济效益低下。

3.1建筑单体灵活性设计研发工作具有独立性和协作性并重的特质，存在多种不同的工作模式。通常各个企业入驻前会根据自身需求个性化分配各类空间的面积比例和组织方式，所以这类建筑的平面设计中应最大程度统一柱网模数，做到结构体系简洁化。不同于一般办公建筑，科研楼建筑需要空间更大的实验活动场所，单个集中的交通服务单元面积较大，容易对研发办公空间造成限制，可以拆分成若干个小的单元。另外，研发设备有需要转运的可能，需设计方便运输的货梯厅和通道，为运营管理提供最大的灵活性，从而适应企业内部工作模式不断转变的需求，提高建筑的使用效率。在剖面设计的通用性方面，不需要考虑大型生产设备尺度和荷载，通常4.5米至5.0米层高可满足大部分产业研发需求，标准层高以4.5-4.8米为主，首层因为可能需要放置较大的实验设备，层高可达到5.5-6.0米。如今研发建筑设计出现从原来的多层向高层发展的趋势，同时可以将丰富的空间环境要素整合在建筑群之中，例如下沉广场、空中运动场地、交通连廊、观景挑台、屋顶花园等，既不占用研发功能面积，又可打造多维度、多功能的休闲空间，极大地提升园区节地设计的空间效果[5]。生产活动以轻量化的产业类型为主，通用厂房一般可以满足大部分生产需求，这大大延长工业建筑的使用寿命。通用厂房建筑设计需在层高、地面承载力、采光、通风和照明等多个方面考虑一定的通用性，并且尽量扩大柱网跨度，减少柱子的数量，最大程度减少生产工艺受结构体系的限制。同时,轻型产品的工业生产对空间要求不高，适合发展不同空间尺度类型的多层和高层厂房，如单层4000平方米的大型通用厂房多为1-2层，首层层高可达12米以上，满足物流园区的空间需求，而单层2000平方米的中型厂房则多为3-4层，首层层高较高，标准层较低，全面覆盖生产工艺的各个环节的空间需求，进一步增强厂房的灵活性。

3.2建筑单体可发展性设计根据实际工程的招商经验，一种四至五层、单层面积约500-800平方米的小型研发建筑很受发展初期的中、小型企业欢迎，这其中涉及园区发展的定位和土地平衡问题，仅从建筑设计的角度看，建筑单体的面积越小，无疑用地效率越低，而且存在企业发展的局限性问题。在今天的工业园区建筑设计中，常常将小型建筑单体进行单元化设计，通过两个或三个单元进行“两拼”、“三拼”的组合设计，再根据企业实际情况拆分或合并租售。单元之间可用廊道等“连接体”联系起来，也可仅用防火墙分隔，在功能、交通、防火方面各自独立，但充分考虑未来联通使用的可能性，如在最优的联通部位不设置楼电梯、机房、管井、消火栓等不便改造的交通服务空间，结构设计时预留未来联通的荷载和结构构造，并考虑沉降不均可能造成的改造问题。这一“可分可合”的单元组合设计手法也可用于厂房建筑的设计中，在不影响园区总体布局的基础上，省去厂房部分次要采光面的建筑间距，节约大量用地面积[6]。这类可发展性设计方式满足了现代企业不同发展阶段中的产品更替、产能提升、规模调整等种种变化需求，企业根据自身情况灵活调整租用模式是工业园区节地设计、有效适应产业可持续发展的有力策略。

4小结

立足于新的时代格局中，当代工业园区设计对建筑师提出了更复杂的要求。设计工作者不仅要从规划层面综合考虑工业园区“多功能复合体”的空间形态，更要将“生态化”的节地设计理念贯穿于工业园区建筑设计的全过程中。在总图规划阶段布局合理、高效的园区的功能结构和道路结构，并充分利用区域的自然要素和可再生能源，构建面向企业和人的高效、生态的工业园区环境，在建筑单体设计中重点研究各类型建筑内部空间的灵活性、通用性和可持续发展性，大大增强工业园区建筑的空间利用效率，延长工业园区的生命周期。现代的工业园区节地设计理念必然是集节地、高效、创新、生态、可持续发展于一体的综合概念，是由上至下、由大到小的多层次的节地设计策略系统的建立。

参考文献：

[1]张翠娜.工业建筑节地的设计对策研究[D].哈尔滨工业大学,2009.

[2]王毅,陈静.可持续发展理念下的工业园区规划探索与实践[J].工业建筑,2008,12:37-40.

[3]谢薇薇.现在高科技园外部空间规划研究[D].华中科技大学,2006.

[4]姚威丽.高新技术产业园区景观规划设计探索[D].重庆大学,2010.

[5]唐林衡.“商品化”工业园区规划设计研究[D].西安建筑科技大学,2010.[6]陈征.工业园区空间形态的模式化规划方法探析[J].南方建筑,2004,6:64-66.

作者:马鹤瑛 单位:同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司