老舊科研用房的保護性改造設計探析

駱雯婷 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

1 項目概況

本項目為中國科學院之合肥科學島上的一處廢棄的老舊實驗室用房，項目建成于上實際80年代。占地3600㎡，改造前南邊空置房建筑面積3890㎡。主樓2層，二層內部超大平臺空間設計。項目地風景優美，景色怡人。本樓在島上的地理位置更是于湖邊絕佳觀景地，本著政府發布的保護水源地政策，最大化利用現有建筑優勢的原則，業主與設計方經過多番考察論證后，一致認為現有的建筑物內部結構柱網簡單規整，大跨度的平面空間有利于后期改造分割。外部建筑立面簡潔大氣，只需要局部改造即可具有現代建筑氣息，而且此樓與周圍環境已相當融合。立面上多層窗戶的分隔更是可以滿足后期內部加層后對各層各房間自然采光和通風的要求。結構上原樓為實驗用房，現狀結構穩定，內部樓板荷載原設計均為重型荷載，可以滿足后期加層改造要求。遂決定對本項目進行保護性改造設計，即將現有的兩層大空間內部實驗用房，通過夾層設計增加建筑面積改造為具備實驗辦公功能的現代建筑。

圖1 改造后透視效果圖

圖2 改造前一層平面圖

2 改造內容

①本建筑的原主要人流入口在北邊，是一個不足10㎡的小門廳，穿過此門廳經過一個防火門以后才能到達大空間內部。考慮到改造以后人流會更加集中到建筑物西邊和南邊，正好原有建筑西邊的原設備入口處為一約150㎡的大型門廳設計。人視角度站在此中庭可以仰視二樓平臺空間，本次改造利用此門廳改為實驗辦公樓大廳的主要人流入口，在此主入口處的北邊和南邊均設置樓梯和電梯將主要的交通流線打通。

②入口邊的南側增設一部疏散樓梯和一部人員電梯滿足日常人員的疏散與上下層之間便捷的聯接。

③入口大廳的北側，增設一部消防疏散封閉樓梯，并直接對外進行人員疏散，考慮到南側實驗用房的緊張，遂將男女公共衛生間設于此處。

圖3 改造前6m標高平面圖

圖4 改造后一層平面圖

④一層大廳層高大廳內為6.9m，大廳外南邊附屬用房部分6.6m，為此靠南邊可增加一層夾層設計，以此來增加建筑面積，改造后一層層高3.6m，二層夾層層高3.3m，滿足日常使用要求。夾層采用單廊和內走廊相結合的設計，房間靠南邊為主，靠大廳內為封閉式走廊，除局部幾個中間房間為會議室外，所有朝南向根據窗戶分割設計為實驗辦公用房。以此來滿足實驗辦公用房的自然采光通風要求。除此改造的部分外，一層大廳內部中間大空間為原二層設備平臺基礎，考慮到二期平臺的結構穩定性以及通風采光等相關問題，暫時維持現狀不變，將砌實墻改造后的實驗用房與這些設備基礎完全隔開，除留必要的檢修門外，形成一個獨立的廢棄空間。

圖5 改造后一層夾層平面圖

⑤本樓原建筑北邊主入口處朝東方向為不貫通的附屬設備用房，層高5.8m，原本設計方也認為此處有增加夾層的可能性，但是經多方現場查勘論證，此處雖然層高滿足增加夾層的可能性，但是屋面的框架梁高達1m左右，如果考慮到后期成形的實際凈高，梁下最低的地方只有2m左右，這個高度并不滿足日常的使用要求，所以經過商討以后決定本次改造僅打掉原有內墻，將這部分分隔為內走廊式實驗辦公用房，利用原兩頭的兩處疏散門滿足消防疏散要求。

⑥本次改造的重點是6m標高處實驗大廳內的改造。二層實驗大廳現狀層高為16m，如果將現狀的設備大桁車拆除以后，將形成一個建筑面積約為1500㎡，中間無柱網大空間設計。沿外墻分布四層外窗，屋面中間設一天窗，為原建筑排煙采光功能。本次改造將利用現有的平臺條件，沿大廳外墻東南北三面新增設三層鋼結構建筑，功能均為實驗辦公建筑，平臺上新增建筑物層高每層均為3.6m。正好每層均可以利用原外墻的外窗進行自然采光和通風功能。原建筑外墻排架柱開間為6m，本次設計正好將排架柱網一分為二，3m一個開間辦公室，每間實驗辦公室建筑面積約16.5㎡，滿足日常辦公要求。在西北角與東南角增設2處公共男女衛生間，每間均設不少于2個蹲位，滿足日常使用要求。兩處開水器亦設置于此位置，并與建筑墻體巧妙結合。

圖6 改造后6m標高平面圖

二、三層以上均為外挑走廊設計，建筑布局與底層相似，沿三邊形成U型走廊，并用三處疏散樓梯將之聯接，疏散距離均滿足消防設計要求，交通流線順暢合理。排煙機房設置在三層東北角靠外墻位置，與實驗用房有一定距離，并設置百葉窗滿足暖通要求。

⑦改造當中，發現項目地坐落于風景優美的水源地邊，為了不辜負這獨一無二的地理優勢，也是為后期在這里面工作的科研人員送上一份福利，設計決定將西邊入口新增設的樓梯和電梯均升至原建筑的屋面標高處，原屋面處也通過增設鋼梁上鋪設防腐木，不破壞原有的保護層，形成一個自西向東的3m寬的觀景棧道。這樣后期改造完成以后，在工作閑暇之閑，科研人員可以隨意到這觀景處來欣賞美景，放松身心。

全部改造完成以后，人視角度站在一層入口大廳處向上觀望即可看到二層大平臺，營造出視野寬闊的效果。通過新增電梯或樓梯可以方便快捷的進入一層夾層內，或是二層平臺上，所有的新增建筑通過三部樓梯，一部電梯形成整體鏈接。使之成立一個新的內部實驗辦公平臺系統。人視角度站在二層平臺大廳內，內部即為一個U型新建辦公建筑。三層的新增鋼結構從內部看是一個獨立的建筑物，從外部看又與原建筑外墻上的外窗有機的融合起來。這些外窗很好的解決了實驗辦公室的自然采光和通風要求。提升了平時員工在內部的舒適度。

在建筑物的外立面方面，一是將原有的塑鋼單層玻璃窗全部更換成節能效果更加優異的彩塑雙層中空玻璃窗，二是主要清洗原有的外墻飾面，保留原有磚墻色的建筑肌理，所有的線條全部粉刷為白色。新增外掛的樓梯間電梯間設計為玻璃幕墻形式，使之與老建筑物更好的融合起來，虛實結合。三是局部新增的外墻外窗也是與原外窗上下尺寸對齊，使立面保持完整性、統一性。改造后的建筑立面，即有老舊工業風的建筑特點，其立面簡潔統一又完全符合現代建筑的氣息特征。不過分包裝建筑立面，也不打破現有建筑與環境的協調氛圍。

圖7 改造后9m標高以上平面圖

建筑物北邊的附屬實驗廠房現階段仍在使用當中，所以不在本次改造設計范圍以內。改造范圍與北邊附屬的實驗用房也由現有防火墻完全隔開，消防系統也自成一套系統。

3 消防設計

消防設計方面，雖然這是一棟老建筑的改造設計，但是同樣也是需要滿足現階段的各種規范要求，在建筑防火設計規范方向，遵循最新的《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）（2018 版）中的相關要求，現狀建筑坡屋面高度小于24m，所以整體定義仍為多層民用建筑。因為現狀中還有在使用的部分以及這次將要改造的部分，故而將建筑一共分為4個防火分區，每個防火分區面積均滿足防火規范當中的要求。北側現狀正在使用的附屬實驗廠房自成一個防火分區，與前面的主建筑使用防火墻完全隔開。東邊的附屬用房和南北之間的設備用房自成一個防火分區。大廳內一層和夾層內的實驗辦公用房為一個防火分區。二層大廳內三層新鋼結構為一個整體的防火分區，并與樓下的防火分區采用封閉樓梯間分隔，樓梯間開設乙級防火門。所有的防火分區均采用防火墻將之隔開，需要開門的地方也開設甲級防火門向疏散方向開啟，這些均能滿足現行的防火規范要求。

樓梯本次增設了3部，2部位于大廳內，1部位于大廳口外設樓梯間，所以疏散樓梯均可以在一樓直接對外疏散，樓梯間的疏離均滿足現行的防火設計規范。其中有2部樓梯不僅是一層增加夾層部分的疏散樓樓梯，也是二層設備平臺上新增三層鋼結構建筑的疏散樓梯，兩部樓梯門于不同的防火分區，均采用封閉樓梯間將它們隔開。

4 其它專業設計

在建筑防排煙方面，由于當時的規范要求并沒有要求，所以遵循的是現行的防排煙規范《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB51251-2017），重新在二層平臺大廳內的新增三層建筑內設計一處排煙機房，主要滿足各內走廊與以前一層門廳處的機械排煙功能。二層設備平臺的大廳仍然可以通過原屋面的采光窗側百葉進行自然排煙，經本次復核后，滿足排煙規范要求。各房間內的面積均滿足自然窗戶排煙的要求。

在電氣和給排水方面，也是遵循現行的規范要求，電氣將通過原有的一層西北角處配電房增容設計，來滿足后期的用電要求。給排水增設樓上二層平面處噴淋設計，并將消防水管接至場地外一處消防泵房，來滿足用水要求。

5 結論

本設計利用建筑物內部層高和大跨度柱網的優勢，通過增加夾層的設計，最大化的增加建筑的使用面積，改造后增加可使用的建筑面積約2600㎡。這棟老舊的實驗建筑又重新煥發出來了生機，很好的保護了原有建筑物。保護性的修復使這棟老建筑保留了原有的歷史韻味，又讓它重新煥發出新的生機，也極大的緩解了業主對這類用房的需求。利用老舊工業建筑的鋼筋鐵骨，將內部的高大空間、框架結構等特點與現代建筑藝術相結合，既傳承了老建筑與生俱來的歷史肌理，保護其原生態感，又做了通風、安全、和諧的細節處理，使新舊空間互相結合、流動、自然過渡，打造成為了一個新的富有生命力的建筑物，這將是以后這些仍具有生命力的老舊建筑的另一種生命的延續。