工業建筑改造研究
——以西十冬奧廣場改造為例

蘭宇崢

北京市八一學校 北京 100000

正文：

隨著社會經濟的發展和工業生產的更新換代，很多工廠舊有的的大型建筑不像電腦、機器這樣能夠隨意更換，而是被人閑置在原來的區域。但由于社會需要發展而空間越來越局促。這些建筑的重建或再利用顯得越來越急迫。原來人們一般選擇直接推倒重建，但這種方式往往會帶來巨大的浪費，同時也造成了生活記憶的流失，因此，更多的國家和地區開始嘗試建筑改造，保留歷史記憶，同時滿足新的使用要求。本文通過對西十筒倉的設計及改造過程研究，希望能夠總結一些相關經驗以供參考。

一、工業改造發展進程

1.工業改造歷史

自從工業文明以來，工業建筑發展經歷了多次轉變及發展，隨著產業結構的升級，傳統工業文明受到了強烈的沖擊，大量傳統工業由于經濟因素，環境因素等不得不遷出市內，而余留下的大量舊工業建筑由于喪失了原來的功能成了社會的累贅。 “大拆大建，推倒重來”的重建模式模式，這種方式對人力和物力的消耗是十分巨大且不值得的，同時也不符合綠色環?？沙掷m的發展理念。于是，一種新的改造模式應運而生：充分利用原有結構的本身優勢，在盡量小的改造，同時滿足新的功能及使用要求的前提下，依照舊建筑的原有風格進行個性化的改造。

這種模式，往往開始于兩個維度：一個是私人工廠的改造，另外是政府主導的，有計劃的改造。前者大多是為了節省成本，后者則是站在更高的全生命周期發展的過程中來做這件事情。因此，后者占絕大多數。舊建筑改造，費用在一時間看來，遠超過新建的費用。但從整個建筑及行業的生命周期來看，花費是值得的，很多時候必須有政府的推廣及主導，甚至大型資本財團的引入才能有能力完成。

由于西方工業進程比我們開始早很多，因此在更新換代過程中，很多工廠及工業區，無法避免的變成了被廢棄的區域或者場所。因此，工業區改造在西方開始的很早，不管范圍、規模還是改造的深度都遠超我國，特別是德國、英國、法國這些早期的資本主義國家。都有很多可以借鑒或者學習的工業改造實例。

2.魯爾區工業改造

在工業改造諸多實例中，德國魯爾區一直被人們奉為典范。曾經的魯爾區在為本地帶來前所未有的繁榮的同時，也帶來了巨大污染。 隨著人類社會步入信息時代和環保時代，新型的生產技術和方式不斷涌現，全球的工業布局出現巨大轉變，往昔那些顯赫的傳統工業之都，再也不能成為國力的象征，均面臨著較嚴重的功能衰退和競爭優勢喪失的困境。

魯爾區雖然也陷入困境，但魯爾區的地形地貌多種多樣，除了著名的萊茵河和利珀河流經其間，區內森林、湖泊、山巒、峽谷、沼澤、運河應有盡有，工廠、住宅和稠密的交通網交織隨處是廠房、高爐、煙囪、礦井、鐵路、電塔、橋梁、油罐、涵洞、水塔、水壩、燈塔等工業遺跡，豐富的自然景觀和多樣化的工業遺跡為歐洲乃至世界所罕見。

最終，德國人確定了魯爾工業區的改造思路。首先明確提出：對這活生生的史跡，當代人誰也沒資格在“除銹”的口號下將其推倒。其次，要以創意性的手法，使這份不可多得的人類歷史遺產華麗轉身并重放異彩。改造后的魯爾新區，成為了一個在完好保存原有景觀的前提下，融合遺跡觀賞、旅游度假、文化娛樂、科學展覽、體育鍛煉、培訓教育、商貿購物和市民宜居等于一體的區域。

基于以上思路，世界各國都在嘗試各種方式讓工業園區重獲新生，我國也一直在做嘗試，但由于一方面需要投入大量的資金，同時因為國家的體制特點，改造往往需要大量部門的協調合作。而且好的改造改造要因每個被改造主體的基本情況不同做相應調整。因此，我國出現的大量建筑改造往往是伴隨大型活動，由政府主導完成的。包括奧運會、世博會、以及即將到來的冬奧會。

二、西十筒倉改造設計

近年來隨著對可持續性發展的重視及冬奧會的申辦成功，占地面積極大的北京首鋼老廠區借助這個契機也將煥發新生。與魯爾區一樣，首鋼老廠區也有著悠久的歷史，且同樣由于社會的發展逐漸成為淘汰的對象。但豐富獨特的建筑結構，穩固扎實的建筑質量，獨特的歷史地位，都使其成為了工業改造的重點關注對象。本次為冬奧會所進行的的首鋼工業改造，主要是為了突出剛勁簡潔的工業建筑風格，反映可持續性發展的觀念，并為游客，運動員及奧運辦公人員提供一個舒適的生活及辦公環境。是一次響應可持續發展戰略的嘗試，更是一次對國內大型國有企業舊址改造的實驗。

1.基礎信息

西十冬奧廣場改造前原名“西十筒倉”。西十筒倉位于新首鋼高端產業綜合服務區北部地區內西倚石景山、永定河，東鄰貫通園區的晾水池東路，北側緊鄰城市快速路阜石路直達西二環，南毗民國時期留存的第二晾水池。

其中北側10個筒倉，南側6個筒倉，共16個筒倉為首鋼煉鐵廠用于存儲煉鐵原料的區域，是首鋼鋼鐵生產環節的第一道工序，主要用于存儲鐵礦、氧化石、焦炭、石灰石、白云石等工業煉鐵的原材料?！拔魇矀}”的歷史可追溯至民國時期的龍煙鐵礦公司，大量鐵礦石從龍關通過鐵路運輸至“西十筒倉”區域，而該段鐵路在當時火車運輸系統中編組為“西十線”，“西十筒倉”因此得名，沿用至今。區域內還有大量轉運站、通廊、空壓機站和返礦倉，也就成為了重點改造對象。

2.基本設計理念

改造后的筒倉，一高爐空壓機站和返礦倉是一個為人服務的可持續性項目；筒倉原本是為煉鐵服務的，但現在必須給它以新的功能，而新的功能和設計必須尊重歷史和基地特性，也就是使工業遺產在這里得到保留、繼承、和發揚；自然風光在這里也有充分的體現，石景山、永定河、項目南側有百年歷史的工業晾水池，均使這片區域彰顯京西自然風光。因此在這里自然資源、首鋼工業資源和人這三個元素的高度融合，就是本項目的最高設計理念。

3.總體方案設計

為了讓巨大笨重的筒倉既保留原有的工業特色，又能體現出獨一無二創新性，6座筒倉分配給三家設計院進行改造，于是呈現出了現在的三種風格。

南5和南6筒倉設計靈感源自于中國象牙雕刻藝術將多余的材料移除，中國傳統象牙雕刻藝術注重于如何將本站的體塊使之盡量輕巧。這必須通過巧妙的雕刻和鉆取出多余的材料。使得象牙在意除了大量體積后仍能保存期原有的形態。將這種靈感移植到筒倉上，就能夠將其笨重的感覺徹底轉變，而最終的效果也成功表現出了開洞這種方式的可行性。

南3和南4筒倉由戈建建筑師事務所設計。通過研究生成筒倉圓柱形的母線，而產生出豎向線性的開洞設計思路，在保證了筒內光照的條件下，盡可能的保護了筒倉的外表皮和風貌。保留工業建筑中壯觀的空間質量也是設計目標之一，并對筒倉內部各夾層的鋼結構進行了特殊的設計：筒內新的鋼結構與原筒倉內壁脫開，倉壁與新結構被玻璃幕墻分隔開，這樣從筒倉內也可以看到原筒倉壯觀的工業尺度。新鋼結構為環形柱網，各夾層搭在環形柱網的鋼梁上，保證每層的使用空間內沒有一根柱子，使用率極高。

南1、南2筒倉和配電室由華清安地建筑設計事務所有限公司設計。筒倉的開洞與外立面息息相關。筒倉本身為圓柱形，筒倉區域內多數原有窗戶均為方形，同時考慮到另外4個筒倉的開洞方式，以及整體6個筒倉呈現出的立面效果，方形開洞成為南1和南2號筒倉形式。

有了設計靈感便形成了改造過程的基本理念：1對原結構進行維修和保護，保證其擁有更長的使用壽命和更高的質量。2新結構與原有結構相脫離，盡可能減少對原有結構的依賴與破壞。3采用與原有結構完全不同的材料和工藝，新的結構構件采用與原有結構完全不同的材料和工藝，明確相互的邊界和特征，強化新舊對比，使人更清楚地閱讀改造的過程。4保留原有壯觀的工業建筑尺度和豐富的外部空間形態，不破壞和改變原有的外部空間形態和建構筑物設施。5人性化設計，增加新的交通和服務體系，對原有的維護結構進行升級和改造，將空氣和光線引入到建筑物內部，同時增加必要的保溫和防水措施。

4.結構改造設計

在改造過程中5#、6#筒倉改建為辦公使用功能，筒倉內部加建夾層，筒倉之間新增豎向交通的電梯間和交通平臺，筒內和筒外加建均采用鋼結構框架，鋼結構框架和原筒倉連為整體結構，改建后為高層鋼框架-鋼筋混凝土筒體剪力墻結構，地上7層，地下2層，筒倉結構高度30.30米，筒外徑22.00米，壁厚400mm，內部夾層柱網7.8X8.4米，一、二層層高4.5米，其他4.2米，筒外僅在電梯四角設框架柱。內部加建夾層鋼結構框架，鋼框架柱采用圓鋼管，梁為焊接H型鋼，樓板采用壓型鋼板組合樓板；每層鋼框架梁與筒壁鉸接連接，在連接處的原筒壁內側加設250X400鋼筋混凝土壁柱，壁柱與原筒壁植筋拉結，壁柱上預留埋件與鋼梁鉸接，各壁柱間沿筒壁內側設鋼筋混凝土環梁，樓板沿筒壁內側周圈通過鋼筋混凝土環梁與筒壁植筋連接；5#、6#筒倉之間新建鋼框架，在原同壁上設置對穿埋件與鋼框架梁鉸接，板與原同壁采用植筋拉結。根據建筑夾層使用和立面設計需要，在原筒倉壁上新開設了方形門窗洞口，對新開設的門窗洞口的周邊進行加固，洞口上下剔鑿露出豎向鋼筋彎折后加焊接筋連接，洞口左右剔鑿露出橫向鋼筋彎折后加焊接筋連接，對計算后需要加鋼筋或構造需要加鋼筋的洞邊植筋，重新澆注后洞口外沿飾以木質邊條。

以上利用原有直徑較大，壁厚較厚的原有筒倉作為加建改建建筑結構的主體結構，加建結構與原筒倉實現合理有效連接的設計，實現了建筑功能和立面改造設計。

關于地下空間的改造，內部鋼柱柱腳利用原結構基礎，柱底鉸接坐于厚度為1400mm的墻頂-4.735標高處，外部電梯基礎采用墻下條基加防水板，防水板與原底板設植筋拉結，外部電梯間地下室部分鋼筋混凝土外墻與原筒壁拉結并設置止水鋼板。

經過不斷地加固和完善，筒倉的將原有的內部空間充分利用，也基本保護了筒倉的外觀，不但提高了結構強度，安全性也大大提升，完美的切合了當初的設計理念。

5.外部形象設計

改造后的六個筒倉自西向東排列，身上布滿了圓形或方形的孔。建筑內部被改造為八層的寫字樓，總建筑建筑面積22000平方米多平方米。筒倉的外墻加裝了玻璃幕墻，建筑頂端的鋼架結構連廊不久后將被用于畫廊或餐廳。外掛電梯也在試運行中。本著修舊如舊的原則，保留了部分筒倉內部原料斗內錐體和部分料倉內部工藝流程設備等原有的陳設，建筑外面除鋼結構連廊、飄板等裝飾明快的湖藍色外，土建部分統一采用建筑物原有的混凝土色，體現出了獨特的工業氣息。

6.功能分區設計

該工程平面布局主要分為原筒倉改造區和原配電室改建區。其中筒倉區的主要功能為創意辦公，配電室區的主要功能為物業辦公和機房，同時6號筒倉和配電室的地下一層和首層作為一個整體用于工業遺產展示。

地下二層主要是利用原有的地下皮帶通廊空間改造為庫房，供工業遺產展示廳和創意辦公使用。

地下一層平面主要分為東西兩部分，東部為工業遺產展示大廳，由6號筒倉的地下一層和配電室地下一層組成。西部利用5號筒倉的地下一層空間為庫房，供地面一層的商業配套使用。其他部分為配電室和弱電機房。

一層平面主要分為東西兩部分，東部為工業遺產展示大廳，由6號筒倉的一層和配電室一層組成，其主要出入口位于配電室的南側。西部利用5號筒倉的一層做為商業配套，為創意辦公區提供服務，其南北兩側都有直接對外的出入口。配電室北側設有物業辦公區的獨立入口和整個筒倉區的消防控制室。

二層平面主要分為東西兩部分，東部為工業遺產展示大廳上空，配電室的其他部分為物業管理用房的辦公室和會議室。西部利用5號筒倉的二層做為創意辦公區。

三層平面分為東西兩個部分，東部5號和6號筒倉作為創意辦公使用，西部配電室作為物業管理用房的辦公室和會議室。

四層平面筒倉區作為創意辦公來使用，配電室屋頂為一屋頂平臺花園并與6號筒倉相連接。

五、六、七層均作為創意辦公來使用。

八層為東西向連廊作為餐廳和觀景臺。

7.被動式節能技術設計

在如此巨大的改造工程中，被動式節能的利用便顯得尤為重要。首先是采光，6座筒倉都在側壁設計了不同形狀的采光洞口。每個圓孔的尺寸交替變化，使采光更均勻，也讓筒倉的外觀更顯創意。同時所有圓孔都避開墻體內部的柱子以提高對自然光的利用率，避免了無意義的能源浪費。

在筒倉墻體上鉆孔不僅可以為辦公空間提供良好的采光。同時鉆孔雕刻出的獨特造型并不會影響到墻體現有結構。并且其墻結構上的開洞可以滿足辦公空間所需的自然采光。營造出豐富的視覺效果。為了隱藏增內部增加的結構,設計了挑空的中庭部分。逐漸變化的中庭將結構隱藏在樓板之間,并且進一步加強了采光和通風效果，同時營造出夢幻的光影效果。

在通風方面，筒倉采用了雙層表皮的設計，雙層表皮形成的中庭空間將形成空氣的流動，冷空氣從開口進入，帶走內壁的熱量，由于溫度升高，熱空氣向上移動，最終通過被動通風來達到降低室內溫度的目的，并且形成對溫度控制。使得建筑內環境更宜人，更適合人使用。夏季日照高度較高，房間內部沒有陽光直射，冬季日照高度較低，房間日照充足。同時也有利于新的結構體系與筒壁的脫離，更有利于對原有結構的保護。

除了雙層表皮設計，空中花園的設計方法也得到運用。本設計通過筒倉的屋頂空間和筒倉壁與新建建筑外壁之間的空間，利用當地的植被和花卉，建立了一套空中綠化庭院體系。這種被動式生態技術能夠在夏季有效地降低進入室內的空氣溫度，組織自然通風，同時還可以起到凈化室內空氣，愉悅使用者心情的作用。

三、結論與展望

綜上所述，筒倉的改造，成功的融合了工業建筑與現代建筑的風格，無論從外觀，實用性，辦公舒適度還是環保角度，都從眾多的工業改造中脫穎而出，尤其是新技術的應用，更為整個建筑增添了濃墨重彩的一筆。優秀的改造不僅讓有著百年歷史的首鋼散發出新的活力，也讓人們看到政府主導下的大型活動為建筑改造帶來的契機，合理的規劃安排，精確地執行力，才能保證優秀的改造作品的完成。

西十筒倉改造意向效果圖