城市工业用地更新改造及再生设计<br/>——以济南钢铁四分厂为例

城市工业用地更新改造及再生设计
——以济南钢铁四分厂为例

2018-07-02崔琰王欣贝札慕启鹏

山东建筑大学学报 2018年3期

崔琰，王欣，博·贝札，慕启鹏

（1.山东建筑大学建筑城规学院，山东济南250101；2.迪肯大学建筑与环境学院，维多利亚州澳大利亚3216）

0 引言

随着城市环境日益恶化，城市工业用地的更新及可持续性再利用成为研究的热点，多数工业城市都面临着原有城市工业用地重组或迁移所造成的工业遗产的生存和发展问题。工业遗产是工业文明的遗存，具有历史、社会、科技、美学等价值［1］，由建筑、机械、工厂、矿场和冶炼区、仓库等工业场所组成［2］。工业遗产是工业社会的缩影［3］，其保护与再利用对促进区域经济发展、延续城市文脉、保留群众集体记忆等具有重要的作用。我国对工业遗产的保护和实践起步很晚，改造再利用模式趋于单一化［4-5］。近几年，我国开始重视工业遗产的价值，并且开始进行适应性的改造研究。资料表明：上海近百个文化创意产业区里有一半以上对旧厂房进行了改造再利用。对废弃、搁置的旧工业建筑再利用是对旧城的更新，也使第三产业得到了发展。

国外对工业遗产保护的探索最早始于20世纪50年代，英国学者提出的工业考古概念，2003年国际工业遗产保护协会（TICCIH）发表的《关于工业遗产的下塔吉尔宪章》［6］对工业遗产的概念进行了权威界定，使工业遗产的保护更新的实践和研究进入迅速延伸和发展的阶段。对工业遗产的保护、改造、再利用，不仅符合城市可持续发展的理念，将对环境的影响降到最低，还能使城市甚至是街区的记忆得到完整保留。专家学者从生态学博物馆学、城市规划、旅游等各专业领域出发，对工业遗产的保护再利用展开了主题、内容各异的研究，其中也包括构筑物、设备、环境等工业遗存和工业构筑物。2010年，在芬兰坦佩雷的国际工业遗产联合会议中强调，对于工业遗产的保护再利用不应仅局限于物质空间，对工业技术、流程及产品的展示才能使工业历史的展示具有重要的意义，工业遗产的保护与再利用不是简单的对厂房或建筑空间的展示。北杜伊斯堡景观公园改造案例强调，工业文化的价值体现在对废弃的工业场地和设施的保护利用的理念和对策上，对厂区整体结构、工业设施、场地环境进行保护，对单体建筑及设施进行模式化利用，对厂区内群体建筑及设施进行综合利用模式和后工业景观公园模式改造。我国对工业遗产的更新改造研究起步较晚，中山岐江公园作为较成功的案例，将造船厂旧址改造成了一个以产业历史地段再利用为主旨的工业景观公园，对原有的自然要素如水体、古树及人工要素如铁轨加以保留，并对工业遗产加以更新、利用。总体上我国对工业建构物的保护重视不足，改造也大多集中在建筑保留和功能置换层面，对空间和场地的保护利用少有涉及。文章以济南钢铁厂（简称济钢）四分厂的原料基地为研究对象，对工业建构物进行价值评估，并对场地进行景观恢复，为工业遗产的保护更新奠定基础。

1 济钢工业用地概述

根据《济南市城市总体规划（2011—2020年）》，济南东部新区位于二环东路以东，北至工业北路。片区定位为以发展战略新兴产业、现代服务业和生活居住为主导功能的现代化城市新区，主要布局商业、商务、商住等。2014年，济南市政府把济南东部老工业区定为老工业区搬迁改造试点，到2022年完成搬迁改造的任务。在城市快速发展和城市结构不断调整的背景下保护和更新改造工业遗产是工业文明延续的根本。

1.1 济钢工业用地的发展历程

济钢集团建于1958年，隶属山东钢铁集团。济钢大体经历了初建时期、停缓建阶段、文化大革命时期和恢复整顿时期以及改革开放以来的配套改造、快速发展时期。济钢在历史发展中，先后兼并了济南第二钢铁厂、济南铁合金厂等大型企业，使其规模进一步扩大。1987年，山东省冶金总公司批准，济南钢铁厂更名为济南钢铁总厂；1994年，山东省人民政府批准济南钢铁总厂成立济南钢铁集团总公司，并组建济南钢铁集团；2010年新厂区建设完成。2015年济钢搬迁工程启动，预计2020年济钢搬迁工程完成。

1.2 济钢工业用地面临的问题

随着对工业遗产价值认识的逐步深化，保护及更新再利用越来越受到社会和政府的广泛重视，但仍存在问题，特别是缺乏城市层面整体的思考与定位。

（1）工业区更新改造问题与城市功能关系不协调工业遗产的开发没有与城市的整体规划密切结合，只是片面的考虑自身的发展，未能将要改造的工业遗产地块与提高城市的整体功能结构相结合［7-8］。

（2）自发式的保护目前济南部分工业遗产厂区、厂房的再利用大多是由设计师、摄影师及艺术家们改造成私人工作室，且不能与环境及整体的城市更新问题相呼应，难以形成良好的保护、更新再利用的机制，也无法从根本上保护工业建筑。

（3）独立式的工业遗产的保护与再利用难以凸显文化遗产的整体性价值，虽然可以局部保留历史的“片段”，但是无法延续城市的记忆与历史。

1.3 济钢工业用地的价值

济钢的变迁是城市发展的产物，是人类改造自然的活动产生的特殊景观。虽然工业活动破坏地形地貌、污染空气水体、造成土壤流失和生态系统的退化，但是遗址上遗留着与工业活动相关的大量遗产，同时承载着工业化里程中场地的历史以及人们共同的记忆。

（1）历史和人文价值

济钢见证了工业文明的发展与历史，是城市发展的一部分，其保留的冶炼设备具有整体性、原真性和唯一性。保留老济钢遗留下来的建筑物和构筑物，可以针对性的设立创意产业园、青少年教育基地、科技馆、餐饮等休闲旅游场所。园区内保留的建筑遗迹及构筑物更能引起济南人特别是济钢人的共鸣。

（2）技术价值

要建立老建筑、老厂房、新产业、新生命的规划格局，在修旧如旧的基础上，保留工业厂区的重要建筑和基本元素，如火车轨带、钢包、水塔、高炉等重要构件，形成博物馆模式，展示一个阶段内的炼钢技艺与流程。

（3）艺术价值

济钢独特的炼钢设备、精湛的炼钢工艺、怀旧的建筑氛围形成特有的吸引力。济钢厂区内的工业建构筑物及景观具有视觉美学品质，济钢的规划设计、空间布局、建构筑物的体量造型，如煤气柜、高塔、水塔的高大特殊的体量和煤气罐特殊的钢结构表皮材质带来的视觉，具有工程美、建筑美、景观环境美，带给人们强烈的艺术感染力，具有工业美学的艺术价值。

1.4 济钢工业用地的区位分析及功能分区

1.4.1 济钢工业用地区位分析

基地为济钢第四分厂工业园区，位于济南东部新区，其以高新技术产业位于工业北路与凤鸣路交叉口，南邻老胶济铁路，周边交通便利，是大片区的工业园区。

基地北面与西面主要为工业片区，南面为居住小区及大学，周边还有散布的几处居住村庄，功能分区较明显。周边的居住人群主要是济钢职工与附近村民。

1.4.2 济钢工业用地功能分区

整个厂区基地主要分为4大功能分区，分别为炼钢厂、炼铁厂、原料基地、水动力厂。原料基地主要功能为原料的料仓，储存、加工原材料，再运往其他区域。炼铁厂主要功能为冶炼铁水，供炼钢厂炼钢使用。炼钢厂主要功能为冶炼钢铁。水动力厂主要功能为整个厂区提供水动力。文章主要以原料基地为例探讨济钢工业遗产保护更新改造再生设计的方法，如图1所示。

图1 济钢工业用地片区功能分区图

2 济钢工业用地更新改造及再生设计

2.1 用地现有建筑、构筑物的质量与价值评价

通过对场地的调研与分析，依据《保护世界文化和自然遗产公约》和《近现代建筑遗产保护再利用综合评价》以及工业遗产价值评价体系预选标准框架中的工业遗产综合评价体系和标准与问卷调研相结合的方法，结合对厂区职工的现场调研及周边居民的问卷调研以及专业人士的现场评价，对场地中现有建筑的质量及价值进行评价。

2.1.1 评价指标体系

从技术价值、艺术价值和历史人文价值3方面选取10个因子对11处建筑或设备进行建筑价值判断和建筑保护倾向评价。得分分为3个档次：-1、0、1分。以一个独立的建筑体量、构筑物或空间为单位进行评估，其中-1分代表建筑某方面的负面影响，见表1。

表1 原料基地重要建构筑物价值评估表

2.1.2 具体评价标准

①历史久远度建成年限的长短。可作为参考价值，时间越长则分数越高。

②历史事件以及影响度建筑是否存在历史事件、特殊历史价值等。

③历史特色性是否体现了过去某一历史时期特色的生产工艺，比如在未来的一段时间，也许更多的机器生产会取代人工，一些值得纪念的传统工艺是否值得保留。

（2）建筑以及构筑物技术价值

①工艺精湛度是否采用了较高的建筑工艺和技术手段。可以通过建筑细节是否精致、建筑工艺是否特殊、建筑选材是否考究等作出判断［9］。

②功能完备程度建筑使用功能是否完备合理，水、暖、电、景观等配套是否齐备。

③建筑或构筑物完好度建筑的外观、结构、设备是否完好。

各行各业都需要合理的管理，只有合理的管理才能使工作高效有序。管理人员应仔细调查调查合同和概要，要停止盲目调查。有关部门要加强勘探工作，认真核实有关情况。对于某些数据和信息，应进行验证和验证，以避免因为低级错误造成巨大损失。有效的监理使工程科学化、规范化，提高了工程质量。

（3）建筑以及构筑物的艺术价值

①原貌差异度现在的建筑与旧有的建筑或者构筑物在外观，结构等方面的差异度，与原貌的差别是否很大，若建筑已无过去的影子则为负分［7］。

②特色性建筑物或者构筑物是否有特色，是否与其它建筑物雷同。

③建筑或构筑物的典型性是否体现了特有的生产工艺与流程。

④影响力建筑或设备是否代表了当时先进的生产力与生产技术。

⑤环境价值建筑物或构筑物与周围环境是否和谐统一。

2.1.3 评分标准

以总分制衡量。总分为负值：价值低，可拆除；总分＜5分（不包括5分）：价值中，可改造；总分≥5分：价值高，可改造修复［10-11］。

根据价值评估分析得出要保留的建筑物及构筑物。如原料传送带、进料验收处、传送钢架、料仓、铁轨、火车进料处、烧结处，尽可能地利用并展现其在原有工业流程中的重要作用，在改造加工中重新置入使用功能，添加新的活力。依据表格得出要拆除的建筑物及构筑物有转运站、控制中心、隔尘网等。

2.2 保护更新改造设计方法

2.2.1 生态修复设计——场地土壤及环境的更新保护

由于废弃厂区一般都存在不同程度的污染，对废弃厂区的改造首先集中在对其进行生态修复，使受到污染的土壤、植被能够通过科学技术得到改善［12-13］。根据前期调研分析，用于炼铁的原料主要有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）和菱铁矿（FeCO3）等，而矿粉里往往掺杂有杂质，其中最主要的有害杂质有硫、磷、砷、钾、钠、氟等，对区域内的空气及土壤都存在一定的破坏［14-15］，针对有害重金属选择相应的植物进行生态修复设计。

方案通过种植相关的具有净化功能的植物，以达到降硫、减少重金属元素的目的。随着时间的推移，污染物含量将越来越少，空气和土壤将逐步恢复到被污染前的状态。绿化同时形成了良好的景观，为游客提供了自然场所。

从原有植物和生态修复2方面考虑，选取的种植植物品种如下：

乔木类：毛白杨（Populustomentosa）、旱柳（Salix matsudana）、泡桐（Paulowniafortunel）、榆树（Ulmuspumila）、臭椿（Ailanthusaltissima）、槐树（Sophora japonica）、栾树（Koelreuteriapaniculata）、黄栌（Cotinuscoggygria）、女贞（Ligustrumlucidum）等。

灌木类：紫穗槐（Amorphafruticosa）、火炬树（RhusTyphina）等。

草本类：苜蓿（MedicagoSativa）、车前草（Plantagodepressa）、荔枝草（Salviaplebeia）、地黄（Rehmanniaglutinosa）、狗尾草（Setariaviridis）等。

2.2.2 地形的生成——雨水收集与利用技术

对原料基地的地形进行保留，利用废弃的原料土堆进行重新的场地平整布置，形成人工地势。加入海绵城市生态理念的设计手法。人为设计凹地作为雨水花园，组织汇水排水，如图2所示。对重点建筑的整体布局和结构框架进行保留，同时针对原有结构适当进行改造。基地中绿地等透水地面都可以用来收集雨水，并经过过滤、沉淀、杀菌等，重新用于景观灌溉或中水重新利用。

图2 生态设计海绵构思详图

2.2.3 工业建筑及设施的保护及再利用

（1）工业建筑的保护利用

在更新改造设计中，保留了大部分的构、建筑物，并对一部分的建筑增添全新的使用功能。原有的进料火车，在保留结构基础上进行空间重构，改变交通组织和功能。对于铁轨创意园区的建筑改造，将原先的建筑保留底层空间的开敞状态，上层改为展览、书吧、咖啡厅等休闲空间，成为游客停留驻足的室内空间，同时保留原有的室外走廊，作为室内外的一种互动空间。借鉴之前北杜伊斯堡公园保护改造的方法根据现存物特点，改造成为展览馆模式，形成工业遗产展示区、铁轨创意园区等。利用铁路的外部空间、支撑结构、设备设施等形成人们的参观流线，利用现存的钢构件等有特色构筑物形成展品或者景观小品供人们欣赏。

（2）工业设施的保护利用

保留场地内原有的传送带、火车和轨道，在园区增加一定的服务性设施；将场地内原有的厂房进行改造，作为室内空间使用，使其具备新的功能与活力；场地内的铁轨、钢架以及机械等可以作为艺术家和摄影爱好者等艺术创作的对象。将空间进行整体改造，对废旧的构筑物进行更新利用，如图3所示。

在场地内遗留的大量金属构筑物基零部件，是济钢工业的历史见证，如将工业设备有选择地保留，留存的部分有作为雕塑或者娱乐设施等存在于场地之中，既有大尺寸的翻料机、装卸机，又有精巧的各种机械配件，如图4所示。可以选择具有代表性的金属构建予以保留，用以展示这片区域的工业历史。有的保留着历史气息，也有的被重新组合设计，营造出充满现代感的设备与空间，成为公园内的风景线。

图3 翻车机厂房更新改造图

图4 构件材料保留利用图

2.3 保护更新改造设计构思

根据多次调研结果和场地分析，场地被料仓、传送机、运料高架和铁轨划分成多个线性空间，场地内空间被划分为4个景观形态各异的空间。济钢四分厂工业用地更新改造及再生设计在综合考虑场地内构筑物的历史价值、艺术价值和技术价值的基础上，决定构筑物保留与否。对工业废弃地的改造，不只是通过技术手段来改变土地的现状，还融入影响人们生活的社会文化。方案贯彻生态的思想，结合技术与艺术手法，打破原有线性空间的格局，营造宜人的多功能景观公园。

根据价值评定的结果，对场地内建筑和构筑物明确了保留和拆除的部分。根据调研总结，得到使用人群的需求，结合场地内原有的用地性质和遗留构件，划分了4个功能分区，以满足附近居民的多种生活休闲娱乐的需求，如图5所示。

Ⅰ梯形广场区域保留原有相对私密性的围合空间状态，作为市民的活动广场，根据人们的需求可置入不同的功能，出现不同的生活场景，可以穿行通过，也可以驻足停留。

图5 功能分区图

Ⅱ活力运动区以“运动”为主要功能主题，利用未移走的废料重新组织地形，做软性植被覆盖进行生态修复，软性植被加入一些海绵措施，减少径流。

Ⅲ工业遗产展示区挑选场地内原有的部分机械设备，或原样保存，保持锈迹斑斑的历史沉淀感，以工业设备为主题的休闲广场因此形成。

Ⅳ铁轨创意园区原有功能属性为炼铁厂中的原料运输部分，场地空旷，厂房较少，8条火车铁轨贯穿基地，植被稀少，空间划分后，将北侧的铁轨主要作为了生态园，并在此基础上进行部分改造和功能赋予，创造一个绿色的艺术生态园区。

2.4 济钢工业用地改造效果

原料基地地块经过改造更新设计后保留了原有的火车和轨道，主要道路采取对铁轨进行部分覆盖的方式，这也形成了基地内的主要步行通道。基地内小路利用铁轨和废弃木料进行营建，作为基地内的景观步行通廊。利用自然生长的树木，营建基地内的绿色小空间。在基地内加入一定的服务性设施，并且将场地内的旧厂房进行改造，作为人流休憩使用。基地内的铁轨，钢架，以及机械等可以作为艺术家、摄影爱好者的取景对象。基地的北侧也设置了自行车车道，贯通整个基地片区，可以为东侧居民提供健身，运动的场地，放松身心、亲近自然的场所，如图6所示。整体基地改造后效果，如图7所示。

图6 料仓更新改造后效果图

图7 基地整体改造效果图

3 结语

人类长期的社会活动对环境过度的利用，使生态系统的构成与功能遭受到严重的破坏，从而也破坏了其使用功能和美学价值。通过增与减的设计，在原有基础上更艺术化地再现原址的情景、讲述场地的故事、展现场所精神，充分满足现代人的需求，延续原有工业文化，注入全新技术理念，打造新型展示平台，创造文化融合的交流场所。文章本着可持续发展的基本原则，在城市工业用地的更新改造及再利用方面，探索新的设计思路，划分了梯形广场、活力运动区、工业遗产展示区和铁轨创意园区四大功能分区，形成集购物、展览、休闲、娱乐为一体的后工业景观公园，并控制环境恶化。

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