老旧科研用房的保护性改造设计探析

骆雯婷 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031）

1 项目概况

本项目为中国科学院之合肥科学岛上的一处废弃的老旧实验室用房，项目建成于上实际80年代。占地3600㎡，改造前南边空置房建筑面积3890㎡。主楼2层，二层内部超大平台空间设计。项目地风景优美，景色怡人。本楼在岛上的地理位置更是于湖边绝佳观景地，本着政府发布的保护水源地政策，最大化利用现有建筑优势的原则，业主与设计方经过多番考察论证后，一致认为现有的建筑物内部结构柱网简单规整，大跨度的平面空间有利于后期改造分割。外部建筑立面简洁大气，只需要局部改造即可具有现代建筑气息，而且此楼与周围环境已相当融合。立面上多层窗户的分隔更是可以满足后期内部加层后对各层各房间自然采光和通风的要求。结构上原楼为实验用房，现状结构稳定，内部楼板荷载原设计均为重型荷载，可以满足后期加层改造要求。遂决定对本项目进行保护性改造设计，即将现有的两层大空间内部实验用房，通过夹层设计增加建筑面积改造为具备实验办公功能的现代建筑。

图1 改造后透视效果图

图2 改造前一层平面图

2 改造内容

①本建筑的原主要人流入口在北边，是一个不足10㎡的小门厅，穿过此门厅经过一个防火门以后才能到达大空间内部。考虑到改造以后人流会更加集中到建筑物西边和南边，正好原有建筑西边的原设备入口处为一约150㎡的大型门厅设计。人视角度站在此中庭可以仰视二楼平台空间，本次改造利用此门厅改为实验办公楼大厅的主要人流入口，在此主入口处的北边和南边均设置楼梯和电梯将主要的交通流线打通。

②入口边的南侧增设一部疏散楼梯和一部人员电梯满足日常人员的疏散与上下层之间便捷的联接。

③入口大厅的北侧，增设一部消防疏散封闭楼梯，并直接对外进行人员疏散，考虑到南侧实验用房的紧张，遂将男女公共卫生间设于此处。

图3 改造前6m标高平面图

图4 改造后一层平面图

④一层大厅层高大厅内为6.9m，大厅外南边附属用房部分6.6m，为此靠南边可增加一层夹层设计，以此来增加建筑面积，改造后一层层高3.6m，二层夹层层高3.3m，满足日常使用要求。夹层采用单廊和内走廊相结合的设计，房间靠南边为主，靠大厅内为封闭式走廊，除局部几个中间房间为会议室外，所有朝南向根据窗户分割设计为实验办公用房。以此来满足实验办公用房的自然采光通风要求。除此改造的部分外，一层大厅内部中间大空间为原二层设备平台基础，考虑到二期平台的结构稳定性以及通风采光等相关问题，暂时维持现状不变，将砌实墙改造后的实验用房与这些设备基础完全隔开，除留必要的检修门外，形成一个独立的废弃空间。

图5 改造后一层夹层平面图

⑤本楼原建筑北边主入口处朝东方向为不贯通的附属设备用房，层高5.8m，原本设计方也认为此处有增加夹层的可能性，但是经多方现场查勘论证，此处虽然层高满足增加夹层的可能性，但是屋面的框架梁高达1m左右，如果考虑到后期成形的实际净高，梁下最低的地方只有2m左右，这个高度并不满足日常的使用要求，所以经过商讨以后决定本次改造仅打掉原有内墙，将这部分分隔为内走廊式实验办公用房，利用原两头的两处疏散门满足消防疏散要求。

⑥本次改造的重点是6m标高处实验大厅内的改造。二层实验大厅现状层高为16m，如果将现状的设备大桁车拆除以后，将形成一个建筑面积约为1500㎡，中间无柱网大空间设计。沿外墙分布四层外窗，屋面中间设一天窗，为原建筑排烟采光功能。本次改造将利用现有的平台条件，沿大厅外墙东南北三面新增设三层钢结构建筑，功能均为实验办公建筑，平台上新增建筑物层高每层均为3.6m。正好每层均可以利用原外墙的外窗进行自然采光和通风功能。原建筑外墙排架柱开间为6m，本次设计正好将排架柱网一分为二，3m一个开间办公室，每间实验办公室建筑面积约16.5㎡，满足日常办公要求。在西北角与东南角增设2处公共男女卫生间，每间均设不少于2个蹲位，满足日常使用要求。两处开水器亦设置于此位置，并与建筑墙体巧妙结合。

图6 改造后6m标高平面图

二、三层以上均为外挑走廊设计，建筑布局与底层相似，沿三边形成U型走廊，并用三处疏散楼梯将之联接，疏散距离均满足消防设计要求，交通流线顺畅合理。排烟机房设置在三层东北角靠外墙位置，与实验用房有一定距离，并设置百叶窗满足暖通要求。

⑦改造当中，发现项目地坐落于风景优美的水源地边，为了不辜负这独一无二的地理优势，也是为后期在这里面工作的科研人员送上一份福利，设计决定将西边入口新增设的楼梯和电梯均升至原建筑的屋面标高处，原屋面处也通过增设钢梁上铺设防腐木，不破坏原有的保护层，形成一个自西向东的3m宽的观景栈道。这样后期改造完成以后，在工作闲暇之闲，科研人员可以随意到这观景处来欣赏美景，放松身心。

全部改造完成以后，人视角度站在一层入口大厅处向上观望即可看到二层大平台，营造出视野宽阔的效果。通过新增电梯或楼梯可以方便快捷的进入一层夹层内，或是二层平台上，所有的新增建筑通过三部楼梯，一部电梯形成整体链接。使之成立一个新的内部实验办公平台系统。人视角度站在二层平台大厅内，内部即为一个U型新建办公建筑。三层的新增钢结构从内部看是一个独立的建筑物，从外部看又与原建筑外墙上的外窗有机的融合起来。这些外窗很好的解决了实验办公室的自然采光和通风要求。提升了平时员工在内部的舒适度。

在建筑物的外立面方面，一是将原有的塑钢单层玻璃窗全部更换成节能效果更加优异的彩塑双层中空玻璃窗，二是主要清洗原有的外墙饰面，保留原有砖墙色的建筑肌理，所有的线条全部粉刷为白色。新增外挂的楼梯间电梯间设计为玻璃幕墙形式，使之与老建筑物更好的融合起来，虚实结合。三是局部新增的外墙外窗也是与原外窗上下尺寸对齐，使立面保持完整性、统一性。改造后的建筑立面，即有老旧工业风的建筑特点，其立面简洁统一又完全符合现代建筑的气息特征。不过分包装建筑立面，也不打破现有建筑与环境的协调氛围。

图7 改造后9m标高以上平面图

建筑物北边的附属实验厂房现阶段仍在使用当中，所以不在本次改造设计范围以内。改造范围与北边附属的实验用房也由现有防火墙完全隔开，消防系统也自成一套系统。

3 消防设计

消防设计方面，虽然这是一栋老建筑的改造设计，但是同样也是需要满足现阶段的各种规范要求，在建筑防火设计规范方向，遵循最新的《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）（2018 版）中的相关要求，现状建筑坡屋面高度小于24m，所以整体定义仍为多层民用建筑。因为现状中还有在使用的部分以及这次将要改造的部分，故而将建筑一共分为4个防火分区，每个防火分区面积均满足防火规范当中的要求。北侧现状正在使用的附属实验厂房自成一个防火分区，与前面的主建筑使用防火墙完全隔开。东边的附属用房和南北之间的设备用房自成一个防火分区。大厅内一层和夹层内的实验办公用房为一个防火分区。二层大厅内三层新钢结构为一个整体的防火分区，并与楼下的防火分区采用封闭楼梯间分隔，楼梯间开设乙级防火门。所有的防火分区均采用防火墙将之隔开，需要开门的地方也开设甲级防火门向疏散方向开启，这些均能满足现行的防火规范要求。

楼梯本次增设了3部，2部位于大厅内，1部位于大厅口外设楼梯间，所以疏散楼梯均可以在一楼直接对外疏散，楼梯间的疏离均满足现行的防火设计规范。其中有2部楼梯不仅是一层增加夹层部分的疏散楼楼梯，也是二层设备平台上新增三层钢结构建筑的疏散楼梯，两部楼梯门于不同的防火分区，均采用封闭楼梯间将它们隔开。

4 其它专业设计

在建筑防排烟方面，由于当时的规范要求并没有要求，所以遵循的是现行的防排烟规范《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017），重新在二层平台大厅内的新增三层建筑内设计一处排烟机房，主要满足各内走廊与以前一层门厅处的机械排烟功能。二层设备平台的大厅仍然可以通过原屋面的采光窗侧百叶进行自然排烟，经本次复核后，满足排烟规范要求。各房间内的面积均满足自然窗户排烟的要求。

在电气和给排水方面，也是遵循现行的规范要求，电气将通过原有的一层西北角处配电房增容设计，来满足后期的用电要求。给排水增设楼上二层平面处喷淋设计，并将消防水管接至场地外一处消防泵房，来满足用水要求。

5 结论

本设计利用建筑物内部层高和大跨度柱网的优势，通过增加夹层的设计，最大化的增加建筑的使用面积，改造后增加可使用的建筑面积约2600㎡。这栋老旧的实验建筑又重新焕发出来了生机，很好的保护了原有建筑物。保护性的修复使这栋老建筑保留了原有的历史韵味，又让它重新焕发出新的生机，也极大的缓解了业主对这类用房的需求。利用老旧工业建筑的钢筋铁骨，将内部的高大空间、框架结构等特点与现代建筑艺术相结合，既传承了老建筑与生俱来的历史肌理，保护其原生态感，又做了通风、安全、和谐的细节处理，使新旧空间互相结合、流动、自然过渡，打造成为了一个新的富有生命力的建筑物，这将是以后这些仍具有生命力的老旧建筑的另一种生命的延续。