【期刊论文-建筑设计】现代工业建筑设计的深度思考——北京第一

1、编者按:工业建筑是建筑创作的一个重要类型。工业建筑和公共建筑一样，本质都是空 间和形象的夔造。对工业建筑来说，除满足特定的生产工艺对建筑环境的要求之外，还要清 足工作环境仔适度和精神愉悦的美学要求。在工业建筑的创作过程中的美学和文化层面把 握工业建筑功能，经济和美观的均衡，以及应遵循的建筑创作原则和成范的建筑体系，避免走 入创作误区，面对技术的进步和时代的要求，栽筑狎应不断地探索和积极地回应。中国工业建筑50年来经历了三个发展阶段的曲折历程，近些年来，中国工业建筑在新兴 经济技术开发工业区，旧城工业区改造和高新技术现代工业#筑等方面取得可喜的成就：我 国建筑师们借蓼国外工业建筑的成功经验，对中

2、国工业建筑设计面临的世纪挑战，绘出了精 美的蓝图。借2008年10月在北京召开的中国建筑学会工业建筑学术委员会第七届工业建筑学术研 讨会召开之际，我们选出以“工业人文科技”为主题的较有代表性的一些优秀文章，供读者 在此享受一下近年来我国有代表性工业建筑设计的饕隹之宴。现代工业建筑设计的深度思考北京第一机床厂新址建筑设计王长刚（中国中元国际工程公司 北京100089）摘 要：通过对北京第一机床厂重型厂房与研发中心建筑设计特点及创作思路的介绍.提出现代工业建筑设计所关注和面临的问题，并指出研究现代工业建筑发展势势的重要性和迫切性。；关健词：内容形式工业科技人文除形技术cfd模拟节能趋势.deep

3、consideration of modern industrial building designnew location architectural design of beuing no.l machine tool plantwang changgang(china ippr intcrational engineering corporation beijing 100089)abstract ： by means of the introduction to the architectural desi眇)characterislics and creation kkis of t

4、he heavy machinery woricshop and r&d center of beijing no. 1 machine tool plant, it b proposed that the ittues s be concerned and faced with in the desipi of a modem industrial building. and it is also obtained that the impoctance and imminence for studying the现代工业建式设计的果皮思身北京第一权乐厂新址京筑设计一王茂刚devel

5、opment trend of modem industrial building*.keywords ： content form indusuy tcience & technology conservation trend在社会发展日新月异的今天，现代主义建筑也 随着自身不断的发展和完善呈现出崭新的内涵和外 延。“内容和形式”只是现代主义建筑自然考虑的一 个方面，对自然环境和人类行为思想的真正关注、对 生态节能和可持续发展理论的不断实践、对各种自 然科学成果的重视和利用、对其他不同设计思想的 兼收并蓄等，使当今现代主义建筑的多样性成果展 现得淋漓尽致。早期现代主义建筑对功能技术的

6、尊humanities stealth technology cfd simulation energy重和应用、对光和空间的全新解读和塑造等精华则 被一如继往地传承下来，内容和形式”也不再成为 建筑界关注的话题。工业建筑作为广义建筑学范畴中的一员，既有作 者:王长刚男1965年出生高级建筑师e - mail：wangchanggang 收稿日期：2008-08-15 服务于工业生产的个性，又具有与一般建筑相同的 共性,作为人类文明的载体，工业建筑的设计原则是 现代主义建筑设计原则的集中体现；它所表现出的 企业文化性、科技性、经济性和生态性，使建筑审美 领域的艺术性得到了充分的扩展和表达，内在

7、功能 和外观形式也不再是建筑设计师的唯一思考。如何 发挥企业和个人的创新潜力，为企业提供高效舒适、 集“科技人文”于一体的工作和生活环境则是当代 建筑师必须思考的问题。北京第一机床厂具有50余年的机床生产历史， 为国民经济各行业提供各种类型的（数控）机床及大 型配套机械设备，产品畅销国内外。2002年根据北 京市总体规划要求，在顺义林河工业开发区兴建北 京数控机床生产基地（新址）。2005年投入使用后 通过引进日本圣和精机株式会社技术和数控机床精 密部件，并成功收购世界重型机床龙头企业（德国阿 道夫瓦德里希科侯机床两公司）后已成为世界一流 的现代机床制造企业。作为业内龙头企业的新址， 设计欲通

8、过建筑语言体现其“高效、快捷、精密、整 洁”的行业特点。新址厂区西北部规划为生产区，主要建筑包括 重型机床制造公司（a工厂）、数控机床制造公司（b 工厂）、精密零件制造公司（c工厂）和露天堆场；东 南部规划为办公区，主要建筑包括研发中心和室外 活动场。总体规划分区明确方便联系、交通组织自 成体系、空间结构方整有序；其中研发中心再造“方 城”、影现“合院”，对话北方工业区的特殊“地域文 化”，注重高技术与工厂美学的结合，展现出工业建 筑新的形象。工业建筑本质上作为现代新技术和新材料的主 要载体，其发展从19世纪下半叶开始、目前已成为 建筑师工作的一个新的领域，同时促进了建筑工业 化的发展。如今，

9、建筑师不仅要设计有形的加工生 产环境，研究工艺生产所需要的真实的空间，还要研 究隐形技术对工业建筑的渗透和支持。北京第一机 床厂重型机床制造公司（a工厂）的厂房设计正是在 满足生产新工艺对建筑诸多专业要求得以实现的基 础上真正体现出技术设计仍旧是工业建筑首要考虑 的问题，而建设周期短和经济性则是目前中国在建 项目共同面临的问即。a工厂生产产品的特点是体积重大（如数控龙 门锋铳床:龙门宽度为5m、机床重约80 t、最大零件 重约70 t）,精加工和装配生产对环境的温湿度要求 较高，以保证机床制造精度。生产厂房长204 m、宽 156 mc面积33 000 n?）、商24 m,单层钢结构、全空 调

10、系统;厂房由6跨组成、跨距24 30 m不等，吊车 轨高8-13-18 m不同.吊车重起重32、50、75 i、地 面承载50、80、150kn不等。对比传统重型工业厂 房，设计特点略有差异。1设计特点1）通过暖通cfd模拟工况、采用分层空调设计 来解决高大厂房室内空间的温度梯度要求（工艺要 求在垂直平面9 m高度以下的任意5 m范围内，温 度梯度不大于2t;水平平面每30 m温度梯度不大 于2t）。项目投入使用后的实测数据达到设计指 标，满足工艺要求。这是新时代数字与信息技术在 工业建筑中的具体应用。2）优化重型钢构厂房的整体与局部设计，使主 体结构用钢量（约100 kg/n?）达国内领先水

11、平、经济 性好。具体措施：钢柱与基础之间的插入式固接有 效地减小了承重柱断面；吊车梁以下部分设计为重 型钢构（承担吊车荷载并保证厂房整体刚度）、吊车 梁以上设计为轻钢结构（门式刚架体系），有效地控 制了整体用钢址;横剖面设计根据生产工艺跨度和 高度不同采用双坡（60 m + 96 m）登级屋面，合理解 决了大面积（外）排水问题，屋面坡度为3% 5%, 消除了防水隐患；对于12 m柱距（开间）厂房的屋 面结构设计采用并格式（6 mx6 m）屋面梁布置取代 传统的托梁方案，既确保了重型厂房轻屋盖的屋盖 刚度、又大大降低了屋面系统的用钢员;在屋面每坡 （48 m/60 m）的中柱柱顶设置45。斜撑连

12、接纵向梁, 解决了横-纵向屋面梁梁高相差较大的问题，既保 证了纵向力的合理传递.又减小了钢材用量;厂房外 恻在12 m柱距（开向）间增设墙架柱与屋面横向次 梁相连形成次刚架，既增大了厂房的抗能刚度、又考 虑到墙板跨度的限制；在厂房的高低跨部位，设计通 过上下柱段采用不同钢号来解决上下柱同截面时上 柱柱顶弯矩大（为强度控制）的问题，既有效地控制 了厂房面积（不增加插人距）、又降低了钢材用量;屋 面梁（24m/30m跨）采用变截面工字型钢、分三段拼 接，节约材料、方便安装;既满足工艺（运输）的要求、 又符合梁的弯矩分布情况。可见，工业建筑设计在经济性控制方面的着重 点是有别于民用建筑的。3）大面积

13、重型装配用铸梁平台的处理方案，解 决了地面变形对产品装配、谢试影响大的问题。重 型机床装配周期较长（一个月左右），要求装配区（面 积24mxs0 m内）平面度和垂直平面内的直线度允 差极小，槽铁的沉降量也不得超过0.02/1 000 mm。 该要求已接近于对设备基础的要求。对于约4 000m'作业面积的重型装配区地面， 设计采用桩基及cfg桩复合地基处理、上部浇筑整 体混凝土平台底板并安装t型槽铁，既提高了地基 刚度、保证了装配和调试精度，又节约了工程投资。4）大型数控精密机床设备基础（尺寸42.4 mx 14.4 mx 5.6 m）及“振设计，消除了周边不利环境 （厂房西侧150 m

14、邻京承铁路）对机床加工精度（机 床基础差异变形w»005 mm/m）产生的影响。具体 措施有：a.基础四周用聚茉乙烯发泡板进行隔振、替代 常规的隔振沟方案.方便施工降低造价。b.采用大直径滞注桩方案,提高地基刚度、减少 基础厚度,取消了基础预压措施。c.大体积混凝土浇筑，采用平行分层作业，降低 水化热影响、防止基础产生收缩裂缝。5）空调系统设汁在钢结构组合柱间5 m和10 m 高度处设置两层大型风机盘膏、图送下回，风机盘管 上设置的温控器及电动两通阀保证了厂房高度及长 度方向的温度均匀;厂房的新风则由新风机经敷设 在厂房顶部的新风管（新风送风口为圆形喷口）送 入;厂房大门皆设置热风幕

15、，冬季大门开启时会启动 风幕以阻挡冷空气侵入。工业生产的模式改变，使现代民用建筑中为人 服务的空调技术手段也在工业建筑中得以实现。6）目前，建筑实践中被广泛推广并符合国情的 节能措施在工业建筑设计中早已得到自然应用，如 节水、节电、节材、俣温、隔热通风等。a工厂选用了平天窗采光设计，使经过阳光板 射人的自然光线柔和、明亮、无炫光，晴天则能满足 厂房内的基本照明要求；阴天和夜晚通过顶部高效 的金属卤化灯、6 m高壁灯、设备局部照明来满足生 产使用要求；而厂房内分区设置的轻质隔墙则使空 调系统实现了分区控制、降低了能耗;根据工艺要求 设置的淬火机床设备冷却循环水系统，在冬、熨两季 分别通过自然冷却

16、和冷却塔发挥效用；结合钢柱组 合结构间隙安排的机电管道敷设，既节约了大斌支 架、又美化了室内环境;不同方式的供配电系统分类 设置、安全可靠;综合布线系统和火灾自动报警（联 动控制）系统提供了厂房的智能化控制和消防保障; 厂房用材轻质、高强,环保、经济，属可降解材料，符 合可持续性发展的理念。7）厂房外观设计顺其（工艺）自然，结合现代材 料笑造简洁、精工的形象，体现工业建筑的原初艺术 性，而a工厂扩建工程（在建）则影显出新时代数字 与信息技术对工业建筑和建筑艺术的潜在影响。8）厂房附属用房（生活、办公）在传统邻建（或内 或外）模式的基础上适当拉开距离，其间绿植结合自 然采光通风则是将人性化设计引

17、入工业建筑,营造 出优美的工作环境。工业设计是在现代人的生活方式和社会观念的 基础上琮合了,功能、材料与技术等而形成的技术美 学思想指导下的创造过程,具有感性因素，而工业建 筑设计则是在社会生产不断发展与变革的推动下适 时完成的理性活动。2建筑特色作为企业技术支持和对外联系窗口的研发中 心，建筑面积为10 800 一,三层高，其内容包括办 公、研发、试验、展示和销售等功能。设计在功能上 使各部分既相对独立，又互有联系；在建筑空间设计 上，富变化于方整之中，通过柱、棚、廊、墙等建筑基 本语汇，结合水、绿化、铺池等自然元素，创造出丰富 的建筑室内外环境空间。为更好地展现企业文化和企业形象，设计兼顾 行业特点的艺术性和经济性的有机结合，选择“简 约”来使研发中心的精髓一“空间”，得以延续和发 展,并最终让建筑室内外环境形成统一、自然的整 体，为人们提供一个风格清新、筒约雅致、舒适自然 的工作场所。设计同时注重材料新用：如金属网天花吊顶、墙 饰玻纤布滚涂等，既经济又方便维修。从上述实