工业建筑改造研究——以西十冬奥广场改造为例

兰宇峥

北京市八一学校 北京 100000

正文：

随着社会经济的发展和工业生产的更新换代，很多工厂旧有的的大型建筑不像电脑、机器这样能够随意更换，而是被人闲置在原来的区域。但由于社会需要发展而空间越来越局促。这些建筑的重建或再利用显得越来越急迫。原来人们一般选择直接推倒重建，但这种方式往往会带来巨大的浪费，同时也造成了生活记忆的流失，因此，更多的国家和地区开始尝试建筑改造，保留历史记忆，同时满足新的使用要求。本文通过对西十筒仓的设计及改造过程研究，希望能够总结一些相关经验以供参考。

一、工业改造发展进程

1.工业改造历史

自从工业文明以来，工业建筑发展经历了多次转变及发展，随着产业结构的升级，传统工业文明受到了强烈的冲击，大量传统工业由于经济因素，环境因素等不得不迁出市内，而余留下的大量旧工业建筑由于丧失了原来的功能成了社会的累赘。 “大拆大建，推倒重来”的重建模式模式，这种方式对人力和物力的消耗是十分巨大且不值得的，同时也不符合绿色环保可持续的发展理念。于是，一种新的改造模式应运而生：充分利用原有结构的本身优势，在尽量小的改造，同时满足新的功能及使用要求的前提下，依照旧建筑的原有风格进行个性化的改造。

这种模式，往往开始于两个维度：一个是私人工厂的改造，另外是政府主导的，有计划的改造。前者大多是为了节省成本，后者则是站在更高的全生命周期发展的过程中来做这件事情。因此，后者占绝大多数。旧建筑改造，费用在一时间看来，远超过新建的费用。但从整个建筑及行业的生命周期来看，花费是值得的，很多时候必须有政府的推广及主导，甚至大型资本财团的引入才能有能力完成。

由于西方工业进程比我们开始早很多，因此在更新换代过程中，很多工厂及工业区，无法避免的变成了被废弃的区域或者场所。因此，工业区改造在西方开始的很早，不管范围、规模还是改造的深度都远超我国，特别是德国、英国、法国这些早期的资本主义国家。都有很多可以借鉴或者学习的工业改造实例。

2.鲁尔区工业改造

在工业改造诸多实例中，德国鲁尔区一直被人们奉为典范。曾经的鲁尔区在为本地带来前所未有的繁荣的同时，也带来了巨大污染。 随着人类社会步入信息时代和环保时代，新型的生产技术和方式不断涌现，全球的工业布局出现巨大转变，往昔那些显赫的传统工业之都，再也不能成为国力的象征，均面临着较严重的功能衰退和竞争优势丧失的困境。

鲁尔区虽然也陷入困境，但鲁尔区的地形地貌多种多样，除了著名的莱茵河和利珀河流经其间，区内森林、湖泊、山峦、峡谷、沼泽、运河应有尽有，工厂、住宅和稠密的交通网交织随处是厂房、高炉、烟囱、矿井、铁路、电塔、桥梁、油罐、涵洞、水塔、水坝、灯塔等工业遗迹，丰富的自然景观和多样化的工业遗迹为欧洲乃至世界所罕见。

最终，德国人确定了鲁尔工业区的改造思路。首先明确提出：对这活生生的史迹，当代人谁也没资格在“除锈”的口号下将其推倒。其次，要以创意性的手法，使这份不可多得的人类历史遗产华丽转身并重放异彩。改造后的鲁尔新区，成为了一个在完好保存原有景观的前提下，融合遗迹观赏、旅游度假、文化娱乐、科学展览、体育锻炼、培训教育、商贸购物和市民宜居等于一体的区域。

基于以上思路，世界各国都在尝试各种方式让工业园区重获新生，我国也一直在做尝试，但由于一方面需要投入大量的资金，同时因为国家的体制特点，改造往往需要大量部门的协调合作。而且好的改造改造要因每个被改造主体的基本情况不同做相应调整。因此，我国出现的大量建筑改造往往是伴随大型活动，由政府主导完成的。包括奥运会、世博会、以及即将到来的冬奥会。

二、西十筒仓改造设计

近年来随着对可持续性发展的重视及冬奥会的申办成功，占地面积极大的北京首钢老厂区借助这个契机也将焕发新生。与鲁尔区一样，首钢老厂区也有着悠久的历史，且同样由于社会的发展逐渐成为淘汰的对象。但丰富独特的建筑结构，稳固扎实的建筑质量，独特的历史地位，都使其成为了工业改造的重点关注对象。本次为冬奥会所进行的的首钢工业改造，主要是为了突出刚劲简洁的工业建筑风格，反映可持续性发展的观念，并为游客，运动员及奥运办公人员提供一个舒适的生活及办公环境。是一次响应可持续发展战略的尝试，更是一次对国内大型国有企业旧址改造的实验。

1.基础信息

西十冬奥广场改造前原名“西十筒仓”。西十筒仓位于新首钢高端产业综合服务区北部地区内西倚石景山、永定河，东邻贯通园区的晾水池东路，北侧紧邻城市快速路阜石路直达西二环，南毗民国时期留存的第二晾水池。

其中北侧10个筒仓，南侧6个筒仓，共16个筒仓为首钢炼铁厂用于存储炼铁原料的区域，是首钢钢铁生产环节的第一道工序，主要用于存储铁矿、氧化石、焦炭、石灰石、白云石等工业炼铁的原材料。“西十筒仓”的历史可追溯至民国时期的龙烟铁矿公司，大量铁矿石从龙关通过铁路运输至“西十筒仓”区域，而该段铁路在当时火车运输系统中编组为“西十线”，“西十筒仓”因此得名，沿用至今。区域内还有大量转运站、通廊、空压机站和返矿仓，也就成为了重点改造对象。

2.基本设计理念

改造后的筒仓，一高炉空压机站和返矿仓是一个为人服务的可持续性项目；筒仓原本是为炼铁服务的，但现在必须给它以新的功能，而新的功能和设计必须尊重历史和基地特性，也就是使工业遗产在这里得到保留、继承、和发扬；自然风光在这里也有充分的体现，石景山、永定河、项目南侧有百年历史的工业晾水池，均使这片区域彰显京西自然风光。因此在这里自然资源、首钢工业资源和人这三个元素的高度融合，就是本项目的最高设计理念。

3.总体方案设计

为了让巨大笨重的筒仓既保留原有的工业特色，又能体现出独一无二创新性，6座筒仓分配给三家设计院进行改造，于是呈现出了现在的三种风格。

南5和南6筒仓设计灵感源自于中国象牙雕刻艺术将多余的材料移除，中国传统象牙雕刻艺术注重于如何将本站的体块使之尽量轻巧。这必须通过巧妙的雕刻和钻取出多余的材料。使得象牙在意除了大量体积后仍能保存期原有的形态。将这种灵感移植到筒仓上，就能够将其笨重的感觉彻底转变，而最终的效果也成功表现出了开洞这种方式的可行性。

南3和南4筒仓由戈建建筑师事务所设计。通过研究生成筒仓圆柱形的母线，而产生出竖向线性的开洞设计思路，在保证了筒内光照的条件下，尽可能的保护了筒仓的外表皮和风貌。保留工业建筑中壮观的空间质量也是设计目标之一，并对筒仓内部各夹层的钢结构进行了特殊的设计：筒内新的钢结构与原筒仓内壁脱开，仓壁与新结构被玻璃幕墙分隔开，这样从筒仓内也可以看到原筒仓壮观的工业尺度。新钢结构为环形柱网，各夹层搭在环形柱网的钢梁上，保证每层的使用空间内没有一根柱子，使用率极高。

南1、南2筒仓和配电室由华清安地建筑设计事务所有限公司设计。筒仓的开洞与外立面息息相关。筒仓本身为圆柱形，筒仓区域内多数原有窗户均为方形，同时考虑到另外4个筒仓的开洞方式，以及整体6个筒仓呈现出的立面效果，方形开洞成为南1和南2号筒仓形式。

有了设计灵感便形成了改造过程的基本理念：1对原结构进行维修和保护，保证其拥有更长的使用寿命和更高的质量。2新结构与原有结构相脱离，尽可能减少对原有结构的依赖与破坏。3采用与原有结构完全不同的材料和工艺，新的结构构件采用与原有结构完全不同的材料和工艺，明确相互的边界和特征，强化新旧对比，使人更清楚地阅读改造的过程。4保留原有壮观的工业建筑尺度和丰富的外部空间形态，不破坏和改变原有的外部空间形态和建构筑物设施。5人性化设计，增加新的交通和服务体系，对原有的维护结构进行升级和改造，将空气和光线引入到建筑物内部，同时增加必要的保温和防水措施。

4.结构改造设计

在改造过程中5#、6#筒仓改建为办公使用功能，筒仓内部加建夹层，筒仓之间新增竖向交通的电梯间和交通平台，筒内和筒外加建均采用钢结构框架，钢结构框架和原筒仓连为整体结构，改建后为高层钢框架-钢筋混凝土筒体剪力墙结构，地上7层，地下2层，筒仓结构高度30.30米，筒外径22.00米，壁厚400mm，内部夹层柱网7.8X8.4米，一、二层层高4.5米，其他4.2米，筒外仅在电梯四角设框架柱。内部加建夹层钢结构框架，钢框架柱采用圆钢管，梁为焊接H型钢，楼板采用压型钢板组合楼板；每层钢框架梁与筒壁铰接连接，在连接处的原筒壁内侧加设250X400钢筋混凝土壁柱，壁柱与原筒壁植筋拉结，壁柱上预留埋件与钢梁铰接，各壁柱间沿筒壁内侧设钢筋混凝土环梁，楼板沿筒壁内侧周圈通过钢筋混凝土环梁与筒壁植筋连接；5#、6#筒仓之间新建钢框架，在原同壁上设置对穿埋件与钢框架梁铰接，板与原同壁采用植筋拉结。根据建筑夹层使用和立面设计需要，在原筒仓壁上新开设了方形门窗洞口，对新开设的门窗洞口的周边进行加固，洞口上下剔凿露出竖向钢筋弯折后加焊接筋连接，洞口左右剔凿露出横向钢筋弯折后加焊接筋连接，对计算后需要加钢筋或构造需要加钢筋的洞边植筋，重新浇注后洞口外沿饰以木质边条。

以上利用原有直径较大，壁厚较厚的原有筒仓作为加建改建建筑结构的主体结构，加建结构与原筒仓实现合理有效连接的设计，实现了建筑功能和立面改造设计。

关于地下空间的改造，内部钢柱柱脚利用原结构基础，柱底铰接坐于厚度为1400mm的墙顶-4.735标高处，外部电梯基础采用墙下条基加防水板，防水板与原底板设植筋拉结，外部电梯间地下室部分钢筋混凝土外墙与原筒壁拉结并设置止水钢板。

经过不断地加固和完善，筒仓的将原有的内部空间充分利用，也基本保护了筒仓的外观，不但提高了结构强度，安全性也大大提升，完美的切合了当初的设计理念。

5.外部形象设计

改造后的六个筒仓自西向东排列，身上布满了圆形或方形的孔。建筑内部被改造为八层的写字楼，总建筑建筑面积22000平方米多平方米。筒仓的外墙加装了玻璃幕墙，建筑顶端的钢架结构连廊不久后将被用于画廊或餐厅。外挂电梯也在试运行中。本着修旧如旧的原则，保留了部分筒仓内部原料斗内锥体和部分料仓内部工艺流程设备等原有的陈设，建筑外面除钢结构连廊、飘板等装饰明快的湖蓝色外，土建部分统一采用建筑物原有的混凝土色，体现出了独特的工业气息。

6.功能分区设计

该工程平面布局主要分为原筒仓改造区和原配电室改建区。其中筒仓区的主要功能为创意办公，配电室区的主要功能为物业办公和机房，同时6号筒仓和配电室的地下一层和首层作为一个整体用于工业遗产展示。

地下二层主要是利用原有的地下皮带通廊空间改造为库房，供工业遗产展示厅和创意办公使用。

地下一层平面主要分为东西两部分，东部为工业遗产展示大厅，由6号筒仓的地下一层和配电室地下一层组成。西部利用5号筒仓的地下一层空间为库房，供地面一层的商业配套使用。其他部分为配电室和弱电机房。

一层平面主要分为东西两部分，东部为工业遗产展示大厅，由6号筒仓的一层和配电室一层组成，其主要出入口位于配电室的南侧。西部利用5号筒仓的一层做为商业配套，为创意办公区提供服务，其南北两侧都有直接对外的出入口。配电室北侧设有物业办公区的独立入口和整个筒仓区的消防控制室。

二层平面主要分为东西两部分，东部为工业遗产展示大厅上空，配电室的其他部分为物业管理用房的办公室和会议室。西部利用5号筒仓的二层做为创意办公区。

三层平面分为东西两个部分，东部5号和6号筒仓作为创意办公使用，西部配电室作为物业管理用房的办公室和会议室。

四层平面筒仓区作为创意办公来使用，配电室屋顶为一屋顶平台花园并与6号筒仓相连接。

五、六、七层均作为创意办公来使用。

八层为东西向连廊作为餐厅和观景台。

7.被动式节能技术设计

在如此巨大的改造工程中，被动式节能的利用便显得尤为重要。首先是采光，6座筒仓都在侧壁设计了不同形状的采光洞口。每个圆孔的尺寸交替变化，使采光更均匀，也让筒仓的外观更显创意。同时所有圆孔都避开墙体内部的柱子以提高对自然光的利用率，避免了无意义的能源浪费。

在筒仓墙体上钻孔不仅可以为办公空间提供良好的采光。同时钻孔雕刻出的独特造型并不会影响到墙体现有结构。并且其墙结构上的开洞可以满足办公空间所需的自然采光。营造出丰富的视觉效果。为了隐藏增内部增加的结构,设计了挑空的中庭部分。逐渐变化的中庭将结构隐藏在楼板之间,并且进一步加强了采光和通风效果，同时营造出梦幻的光影效果。

在通风方面，筒仓采用了双层表皮的设计，双层表皮形成的中庭空间将形成空气的流动，冷空气从开口进入，带走内壁的热量，由于温度升高，热空气向上移动，最终通过被动通风来达到降低室内温度的目的，并且形成对温度控制。使得建筑内环境更宜人，更适合人使用。夏季日照高度较高，房间内部没有阳光直射，冬季日照高度较低，房间日照充足。同时也有利于新的结构体系与筒壁的脱离，更有利于对原有结构的保护。

除了双层表皮设计，空中花园的设计方法也得到运用。本设计通过筒仓的屋顶空间和筒仓壁与新建建筑外壁之间的空间，利用当地的植被和花卉，建立了一套空中绿化庭院体系。这种被动式生态技术能够在夏季有效地降低进入室内的空气温度，组织自然通风，同时还可以起到净化室内空气，愉悦使用者心情的作用。

三、结论与展望

综上所述，筒仓的改造，成功的融合了工业建筑与现代建筑的风格，无论从外观，实用性，办公舒适度还是环保角度，都从众多的工业改造中脱颖而出，尤其是新技术的应用，更为整个建筑增添了浓墨重彩的一笔。优秀的改造不仅让有着百年历史的首钢散发出新的活力，也让人们看到政府主导下的大型活动为建筑改造带来的契机，合理的规划安排，精确地执行力，才能保证优秀的改造作品的完成。

西十筒仓改造意向效果图