某衛生用品廠房建筑設計難點及優化探析

鞏偉 ，張怡 （.同濟大學建筑與城市規劃學院，上海 200092；2.中國海誠工程科技股份有限公司，上海 20003）

1 項目概況

國內某知名銷售型企業在江蘇鹽城經濟技術開發區規劃建設一座日化用品生產、研發產業園，包括日化用品、衛生用品、包裝用品等相關產業，集生產、倉儲、研發、辦公、展示于一體，總規劃用地約42h㎡，總建筑面積約28萬㎡，總計各類建筑單體30余棟。

根據企業發展和市場需求，該產業園首先建設一棟大型衛生用品廠房。該廠房主要生產女性衛生用品，規劃了10條生產線（其中一期4條生產線、二期6條生產線），建筑占地面積3萬多㎡，建筑形式以單層為主、局部二層相組合。

2 設計難點

2.1 建筑功能復雜

作為產業園新建的第一棟工業建筑，該衛生用品廠房除了滿足自身的生產功能外，還需要配置全廠的公用設施，類似一棟“工業建筑綜合體”，由多個生產功能不同的空間組合而成的工業建筑。經過總結，提煉出該建筑有5大功能區塊（見圖1）。

①全廠公用區：包括消防水泵房（消防水池）、高壓配電室、冷凍站、信息機房等。②主要生產區：包括原料包材庫、紙機生產區、包裝生產區、高架暫存庫、風機房等。③輔助生產區：包括空壓站、空調機房、低壓配電室、機修備件間、實驗室、收發貨間（區）、更衣消毒風淋區、生產辦公區。④辦公休息區：包括主門廳、主要辦公區、餐飲區。⑤參觀活動區：包括參觀通道、展示區等。

2.2 生產流線眾多

該衛生用品廠房功能區塊多，生產流線也多，各流線之間既要相對獨立、避免交叉，又要符合功能、匹配布局。經過整合，歸并該建筑有7條主要流線（見圖1）。

①工藝生產流線：原料庫-紙機區-包裝區-暫存區-再包裝區-成品外運。②包材運輸流線：包材庫-運輸通道-包裝區。③更衣消毒風淋流線：一次更衣-洗手消毒-二次更衣-風淋-紙機區。④主要辦公流線：主門廳-辦公區-餐廳。⑤參觀展示流線：主門廳-上二樓-參觀通道-下一樓-餐廳-主門廳。⑥設備維修流線：紙機區、包裝區、風機區、水泵區4種維修路線。⑦二期設備運輸流線：紙機區、包裝區、風機區、暫存區4個預留區域。

圖1 功能流線分析圖

2.3 占地面積較大

該衛生用品廠房東西長208m，南北寬145m，占地面積達30150㎡，建筑高度15m（局部23m），猶如一個“龐然大物”矗立在產業園內。根據現行《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）（下稱“《建規》”）的相關條文，該建筑屬于多層丙類廠房，耐火等級按一級設計。因為占地面積較大、建筑功能復雜，該建筑的防火分區、疏散距離面臨很多設計困難。

防火分區難分難合。根據《建規》的相關條文，該衛生用品廠房設置自動滅火系統，廠房的每個防火分區最大允許建筑面積≤12000㎡，倉庫的每個防火分區最大允許建筑面積≤2400㎡、且倉庫的最大允許占地面積≤9600㎡。雖然該廠房總建筑面積約32300㎡，但是因為功能復雜、流線眾多，共劃分了11個防火分區。因為防火分區較多，又造成防火墻、防火門、防火卷簾、疏散樓梯等消防措施復雜。

疏散距離達到極限。根據《建規》的相關條文，該廠房內任一點至最近安全出口的直線距離≤60m。在劃分防火分區后，如何合理設置安全出口（疏散門）的數量和位置，又是一件極具挑戰的工作。

2.4 參觀流線苛刻

建設單位是一家銷售型企業，除了重視建筑的外觀效果外，還非常重視企業的品牌宣傳和客戶參觀，力求為客戶提供舒適、多元、美好的參觀體驗，對該衛生用品廠房的參觀流線提出了5條嚴苛的設計要求。

①流線順暢，不走回頭路。從主門廳上二樓至參觀通道后，要依次參觀原料、紙機、包裝、成品區域。②視線通透，減少遮擋物。二樓參觀通道設置3m高的通長落地玻璃，盡量避免結構柱、墻遮擋參觀視線。③通道寬敞，高端且大氣。二樓參觀通道凈寬4m，凈高3.6m，金屬板裝飾，盡量避免突出物。④管線隱藏，避開視線區。水暖電管線盡量避開參觀通道，布置在陰影側，要有利于裝修隱蔽。⑤預留接口，對接外連廊。既要做好該建筑的環形參觀，又要滿足未來產業園的環形參觀。

3 設計優化

3.1 大跨度柱網優化

方案之初，建設單位希望廠房內部視野開闊，盡量采用大跨度，減少立柱的數量。經過多次研討生產線的寬度、布局和操作方式，結合鋼結構的最優跨度區間，最終選擇開間9m、主跨21m作為廠房的標準柱網；在21m跨度內可以“背靠背”布置2條生產線，舒適合理。

該衛生用品廠房的高架暫存庫是立體自動倉庫。在未細化進出貨方案時，倉庫出現了51m的跨距，屋面網架高度近3m，不但增加了建筑高度，還提高了工程造價。經過研究分析，決定優化進出倉形式，通過減少2～3個貨位來增加柱位，保持和延續廠房21m的跨距，促使整個建筑采用統一的柱網格局，經濟合理（見圖2）。

圖2 柱網布局優化圖

3.2 收發貨區優化

該衛生用品廠房的東西兩端為原料庫和成品庫，需要寬敞的、遮風避雨的空間來滿足收發貨操作。解決這個功能，一般是在外墻出挑大雨篷，這樣的話勢必會影響建筑的外觀和形象，遠離企業的品牌期望。

綜合考慮倉庫面積、生產線長度、建筑形象等因素后，決定在東西兩端各留出2跨，18m 寬、100～120m 長的半圍合空間作為收發貨區域。如此，既提供了遮風避雨的收發貨操作空間，還間接縮短了建筑長度、匹配了生產功能和面積，也有利于劃分防火分區和滿足疏散距離，更保持了建筑外形的方正、完整和整體效果，可謂一舉多得。

3.3 參觀流線優化

建設單位十分重視客戶的參觀和體驗，作為產業園新建的第一棟工業建筑，參觀流線既要立足本單體，又要兼顧未來發展。建設單位原來提出的參觀路線，從主門廳上二樓后，依次經過原料、紙機、包裝、成品等區域后，參觀路線就戛然而止，下一樓結束或者在室外步行130m回到主門廳，如此參觀體驗感較差。

綜合考慮建筑寬度、疏散距離等因素后，決定在建筑的南側設置一段60m長、15m寬的半室外展示區，延長參加流線、增加空間趣味、形成參觀閉環。當參觀人流下至一樓時，可以經過半室外展示區，到達餐廳用餐，然后在主門廳休憩后結束參觀行程（見圖3）。

圖3 參觀流線優化圖

3.4 消防設計優化

該衛生用品廠房是典型的丙類多層廠房，根據《建規》和《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251-2017）的相關條文，需要設置排煙設施。該建筑超長、超寬，防煙分區又多，很難利用外墻排煙，所以大部區域都采取屋頂排煙。屋頂排煙有自然排煙和機械排煙兩種方式，哪種方式更合適呢？

經過對比發現，如果采用屋頂機械排煙，還需要另外在屋頂設置固定窗，并且固定窗的面積與屋頂自然排煙窗的面積相差無幾。綜合評判后優先采用屋頂自然排煙。

4 結論

19世紀美國芝加哥學派的現代主義建筑大師路易斯·沙利文首次提出了著名的“形式追隨功能”的思想。這一簡明扼要的短語，不僅成為后來設計哲學的重要信條，也成為日后德國包豪斯學校的重要教義。筆者認為這種思想也比較契合工業建筑設計。

在該衛生用品廠房的建筑設計過程中，一直在處理著功能、布局、流線、柱網、空間以及外觀的相互關系，一直在合理匹配建筑功能與形式，希望達到設計與工藝的統一、技術與藝術的結合，實現建筑功能、工藝技術和經濟效益同步發展。