工业建筑创作中建筑、规划、景观的牵引与支撑

孙兆杰/SUN Zhaojie

自1983 年参加工作以来，我一直在产业园区规划（总图）设计、大学校园规划与大学建筑设计实践中探索。产业园区和校园规划看似是两个不同的行业，其实规划设计中有相通之处。二者在4.67km2产业园（7000 亩）+2km2大学园区（3000亩）的兰州大学“一带一路”创业港（图1）的项目中达到了一体化，都需要高度关注规划与建筑以及建筑单体之间的相互关系，促进它们之间的相互融合。

工业园区的设计需要各专业协同创新、共同作业，多专业的有效配合是项目成功的基础。规划、建筑、景观相互联系，成体系的设计方式是工业园区项目成功的关键点。各专业同步协同工作，消除专业之间的壁垒，实现专业之间的融合，并最终形成流畅的工作方法和高效的工作模式，也依赖于工艺与建筑专业之间的有效配合。在不断的探索实践和总结感悟中，我最终形成了“在建筑创作中建筑、规划、景观相互支撑和牵引”的创作指导思想，并总结提炼出一整套创作组织与工作开展的方法。项目的侧重点不同，有时要以规划（总图）为牵头专业、建筑和景观作为支撑专业共同推进方案创作；有时要以建筑为牵头专业、规划（总图）和景观作为支撑专业推进方案创作；而有时则要以景观为牵头专业、建筑和规划（总图）为支撑专业共同推进方案完成。有时在同一方案创作的不同阶段，建筑、规划（总图）、景观专业会不断转换角色反复推进。

1 兰州大学“一带一路”创业港（图片来源：孙兆杰）

工业园区的设计是一项涵盖了多个专业的复杂系统工程。工艺、建筑、规划、景观等众多专业的差异也决定了项目没有明确固定的操作程序。同一进程可能同时涉及跨度较大的不同专业，这就需要一个强有力的专业团队在总设计师的统一带领下时刻把控项目的整体进程。在园区建设中，应该由建筑、规划专业来总体控制项目进程，工艺设计与其他专业联合形成专业团队，由建筑、规划专业领头，明确园区建设项目的各个阶段、目标、分工，把控住建筑设计的各个阶段及节点，再将各阶段的任务下放至其他各专业，按照项目阶段同步推进，进行专业融合作业，最终形成总平面的规划、建筑、景观的一体化设计。

这个总设计师(建筑师)领导下的团队必须具备较高的专业和协作素养，总设计师需要具备园区建设全过程的完整知识储备，能熟练解决项目中遇到的各环节的问题，同时要把握时间节点和阶段的工作重点，从而协调各专业团队的联合作业。这个方法在工业产业园区的创作中起到了非常好的效果，使工业园区项目得以顺利推进。

1 工业产业园规划（总图）设计理念源起工业建筑的设计实践

我的建筑设计生涯始于进入工业建筑设计院，做了大量的各类常规军工建筑，涉及坦克、大炮、枪、弹、火炸药、光学等一系列生产军品的工业建筑，并逐渐向大学规划和大学建筑、产业园区、生态规划等领域延伸，逐渐形成了做建筑设计的基本原则和理念。

1983 年8 月26 日我有幸进入具有军工背景和深厚军工文化的兵器工业设计院。正是肩负国家国防安全与国家经济发展重任的兵工厂的建设与发展，赋予我这样一个初出茅庐的建筑专业学生更多工业建筑设计的实践机会。工业建筑作为新中国建筑的一个分支，起源于中国共产党红军时期创建的中央军委兵工厂（图2）。

2 兰州大学“一带一路”创业港（图片来源：孙兆杰）

因国家国防安全需要，兵工厂和辅助军工企业如雨后春笋拔地而起。以军工建设为积淀，民族工业也随之兴起。新中国成立后，苏联援助建设156 个重点项目，其中21 个兵工厂建设和几十个老兵工厂改造任务，由兵器设计院配合苏联设计院完成（图3）。

3 江西兴国官田中央军委兵工厂

4 山西新华化工厂

5 山西新华化工厂

6 津巴布韦某厂（图片来源：孙兆杰）

7 津巴布韦某厂（图片来源：孙兆杰）

这些项目的建成初步形成了我国兵器工业的战略布局，为新中国国防工业体系建设奠定了基础。通过向苏联专家学习和设计工作实践锻炼，兵器设计院力量不断壮大。三线建设时期，93 个工厂建设和三线地区老厂技术改造及扩建的设计任务全部由兵器设计院承担。设计人员以参加三线建设为荣，贯彻“靠山、分散、隐蔽” “山、散、洞”和“中、小、专、新、协”的方针，积极解决山区建厂、洞室改造等技术难题，积极采用新技术、新工艺，完成了大小三线近百个兵工厂的工程勘察设计任务，参与构筑了祖国大纵深的防御体系，也走出了我们自己的工程设计道路。

在我国兵器工业体系建设中，兵器设计院负责建设兵器研发生产的保障平台，提供全过程的工程设计支撑与建造服务。比如，国家下达了某一生产任务，我们要根据生产纲领确定厂房的规模、生产线和生产设备的布置、水暖电热等基础设施的配备，然后是工地现场服务，直到工厂建成，设备调试，投入生产。保障国家安全是我们的使命，必须严格按时间节点高质量地完成建设任务，满足产品工艺要求和业主经营发展需要，否则就会影响到产品生产、军队配备甚至国家安全。

在工业工程设计实践中，我有机会零距离接触建筑设计创意转化为实物的全过程，逐渐体会到设计落地的重要性。兵器设计院很多老专家都是新中国工业建筑设计和建设的亲历者，在他们的倾囊相授与技艺传承下，与车辆、机械、弹药、光电等各专业工艺设计师一起摸爬滚打，我经历了从学生到建筑师、从建筑师到工程师的一系列转变。

从国防工业到民族工业、从军用工业到民用工业，工业建筑与人民的生产和生活、城市的建筑与发展、国家的兴旺与强大密不可分，现代工业建筑的发展与社会经济变革和技术革命息息相关。今天，人类社会由工业时代进入到信息时代，人们不再认为烟囱林立、浓烟滚滚是工业发达、社会繁荣、城市现代化的象征，工业厂房也不再只是容纳人和机器的“容器”。现代工业建筑设计应该创造满足特定生产需要的空间，创造充满活力的生产环境。当前，经济发展转型、可持续发展备受关注。作为大量消耗能源和资源的建筑业，必须发展节能、绿色建筑，改变当前高投入、高消耗、高污染、低效率的生产模式，为此，建筑师承担着义不容辞的社会责任。工业建筑设计必须走节能、绿色生态发展之路，在建筑物的生命周期内，努力做到节能、降耗、循环利用，并抑制有害物质排放，使建筑与地区的气候、传统、文化以及周边环境相协调，创造经得起时间考验、历久而弥新的高品质工业建筑（图4）。

2 满足工艺要求和建筑需求的工业产业园规划设计实践

随着产业调整和城市的发展，兵器工业的军民结合事业发展为中央军工集团与地方政府在国家高新技术开发区和经济开发区中共建军民结合产业基地，建于1950-1960 年代的工业企业开始快速退出传统城区进驻开发区，为产业园区发展提供了难得的历史机遇。在建筑规划设计领域中，工业建筑规划设计，特别是兵器工业的建筑规划设计，总是被当作旁系来看待。即便在大学的专业课程里，工业建筑规划设计也从来没有被当作重要课程，但这些并不妨碍随国家发展而产生大量工业园区的设计需求。产业园规划设计介于单体设计与规划设计之间，包含单体设计和规划设计的有特定需求的设计，是建筑设计与规划设计的充分融合。在做园区规划及建筑方案设计时，提升设计品质是考虑的首要因素，同时还需注重生态环境、历史文脉、审美观念以及对建筑环境质量和舒适度的要求。当然，作为工业建筑的建筑师，在产业园区规划（总图）及建筑设计中更加注重功能和效率，不能过分的去工业化或过分的公共建筑化，需避免建筑材料以及建筑空间的浪费。设计时，要充分深入了解企业文化、地域特点及产品特性，关注工艺需求，并在设计中予以体现。只有掌握好规划与建筑设计两个方面的侧重点，并将其灵活地融合使用，才能创造出环境良好、科技领先、人文和谐的兵器工业园区。我们发扬在工业工程设计中“精益求精、一丝不苟”的精神，根据不同的产品需求，每一次设计都力求创新，解决了复杂的工艺产品对建筑的要求，取得了良好效果。

以下试举几例说明我创作实践中的理念和方法，各项目均体现不同工艺需求。

8 中国北方发动机研究所（天津）动力工程技术中心

9 中国北方发动机研究所（天津）动力工程技术中心

10 中国北方发动机研究所（天津）动力工程技术中心

11 中国北方发动机研究所（天津）动力工程技术中心

12 中国北方发动机研究所（天津）动力工程技术中心

13 中国北方发动机研究所（天津）动力工程技术中心

2.1 中国北方发动机研究所（天津）动力工程技术中心

项目规模：大型项目

用地面积：26.6hm2（400 亩）

规划建筑面积：220,000m2

中国北方发动机研究所（天津）动力工程技术中心（图5）于2004 年开始规划设计，2012 年建成，处于京津发展轴之间，临近高速公路、铁路、航空港及海港，中国北方发动机研究所隶属于中国兵器工业集团有限公司，是我国唯一的1200～1500 马力级大马力高速柴油机发动机的研发机构。项目建成之前，高速柴油机发动机的研发和生产分散在不同的地区和城市，研发生产手段和研发生产环境以及生产工艺相对落后。项目的建成提升了研发手段，更新了生产工艺，解决了研发、办公、实验、生产等分散、交通不便、运行成本高、时间紧张等根本问题，极大地加快了研发速度。1200～1500 马力级大马力高速柴油机研发机构的建成，解决了我国某重型战车的心脏问题，推动我国战车发动机的研发生产达到新高度，使我国重型战车达到了国际一流水平，给我国的军队装备建设提供了优良的武器装备，为建设我国现代化军队、保护国家安全提供了强有力的支撑和保障。

2.1.1 设计理念

1200～1500 马力级大马力高速柴油机研发和生产在国内没有先例，无论是各中心、研发、办公之间的工艺配合要求还是每个建筑里的工艺流程要求，均没有可供参照或借鉴的先例，其他对建筑的要求也都具有自身的特性，比如，建筑的振动问题，即大功率发动机的试制过程中运行时巨大的振动会对建筑物安全产生影响，同时设备的荷载对地面的承载力也有自身的特殊要求，设计时对设备基础进行处理解决了承载力和振动影响问题。生产产品的特殊性带来的空间结构问题，特殊的通风采光、空调、电力，以及工作环境职业卫生、排放环境等问题，都要求建筑项目总负责人必须先读懂工艺，并根据工艺要求来协调各专业之间的关系。

14 兵器工业（南京）信息化产业基地（14图片来源：孙兆杰，15摄影：李沉）

本方案的创作过程中，在满足工艺要求的情况下，从规划入手先解决工艺流程的应用和提升，以规划为牵引首先着手，提出设计规划草图与工艺专业和其他专业进行深化设计，在基本解决了工艺流程和规划(总图)中运输、安全距离、人流、物流等要求的前提下，开始进行单体建筑物的设计。此时，以建筑创作为牵引主要解决建筑物自身的建筑功能(工艺流程)、建筑空间、建筑形式等问题。逐步进入单体建筑的内部工艺研究调整，根据研发及生产工艺的需求完成建筑方案创意，带领团队一起完善并对工艺方案进行调整完成综合方案，讨论水、暖、电等专业的设计方案和相互协调问题。同时考虑到规划、景观的相互关系。然后把景观设计提到了牵引的位置。工艺人员、规划人员、建筑人员、景观人员作为主要各专业创作人员在项目创作的全过程中每一个评审节点都同时参与意见，又在不同的时间节点根据项目的具体要求起到牵引和支撑的作用。

2.1.2 设计亮点

（1）合理解决了项目的科研区、试验区、军民融合产业区、生产区，以及保障区等的不同功能要求的划分，既保障各个分区的自身使用要求，又能够便于联系、配合顺畅。主入口处的礼仪广场正面是展示及会议中心，研发楼和办公楼分设两边。军民融合产业区布置在北部。数字化柴油机中心、噪音较小的柴油机实验中心布置在西侧，噪音较大的柴油机实验中心布置在相对独立的东侧，以减少对其他建筑的干扰。

（2）满足了我国1200～1500 马力级大马力高速柴油发动机研发生产各工房中复杂的生产工艺对建筑设计提出的特殊、苛刻的要求（因涉密不能详细叙述）。

15 兵器工业（南京）信息化产业基地（14图片来源：孙兆杰，15摄影：李沉）

2.2 兵器工业（南京）信息化产业基地

项目规模：大型项目

用地面积：30.1hm2（452 亩）

规划建筑面积：160,000m2

兵器工业（南京）信息化产业基地（图6）于2003 年开始规划设计，2010 年建成，是中国兵器工业集团有限公司为实现我军武器装备跨越式发展、紧紧抓住信息化军事变革的核心和本质组建的兵器工业信息化产业基地。基地位于南京江宁开发区内，北距市中心7km，南距禄口国际机场7.5km。该基地主要生产军用光学产品、电子产品等，设置有联调中心和环境试验工房、单兵信息系统装配工房。项目的建成为我军武器装备的信息化跨越式发展奠定了基础，基本解决了我军武器装备信息化落后的问题，使我军武器装备信息化跨上了一个新高度，达到了国际同类产品的水平，有力支撑了北斗卫星的落地使用。

2.2.1 设计理念

创作在满足工艺要求的前提下以规划专业为牵引首先提出规划设计方案，再针对景观方案初步要求规划、建筑围绕景观进行推进。按照时间节点逐步使景观、建筑发挥牵引的作用，推动方案不断深化。整体要求是，将基地建设成网络化、智能型、高效率的现代化园区，充分满足我军武器装备当前及未来光电、信息产品的生产工艺流程和企业管理模式。规划建筑设计以简洁、典雅的布局，富有江南园林韵味的环境设计，充分体现了南京的地域文化和本土特色。以线性绿化带和水面加强了基地同城市环境间的联系与融合，形成了对外开放的空间系统，充分展示了园区的建筑形象。注重工业建筑设计的标准化、模数化设计，加强一、二期规划建设高效衔接，实现园区分期建设和可持续发展的目标。具体到建筑设计方面，除了此类工业建筑设计面对的特殊需求问题外，该项目设计武器装备信息化中的光学、电子产品和单兵信息系统的研发和生产，对建筑的超洁净问题、电磁兼容问题提出了特殊要求。

2.2.2 设计亮点

（1）合理布局，甲类生产区采用了集中式的布置方式，由北向南依次规划了综合库房和机加工房，二期光学加工工房、单兵系统装配工房及电子元器件制造工房组成的联合工房，一期的光学零件加工工房、光学及电子产品装配工房、联调中心和环境实验室。将物流通道设在基地北侧，满足了甲类生产区的各工房由原材料–机械及光学加工–产品装配–产品试验和调试的工艺生产流程需求，将生产关联性强与生产环境要求相对一致的光学和电子零件装配工房组成联合工房，并将生产办公、管理和生活辅助设施集中布置在联合工房的一侧，形成线性空间，加强了各工房之间人员、信息、管线的联系，为实现基地的网络化、信息化奠定了基础。

（2）合理解决并提升各工房中我国研发生产的武器装备信息化（光学、电子、单兵信息系统等）各部分复杂工艺对建筑设计的特殊要求（因涉密不能详细叙述）。

该项目为我公司的工程总承包项目，在工程设计之初，除了常规的设计过程之外，还要考虑工程实施中的工期、经济、质量等一系列问题。既要达到工艺要求，也要确保设计的完成度，保障经济、工期和质量，也就是中国兵器工业集团有限公司向国家承诺的“后墙不倒”的保障。

16 兵器工业（南京）信息化产业基地（摄影：李沉）

17 兵器工业（南京）信息化产业基地（摄影：李沉）

18 兵器工业（南京）信息化产业基地（摄影：李沉）

2.3 西安近代化学研究所梁家河基地

项目规模：大型项目

用地面积：100hm2（1500 亩)

规划建筑面积：80,000m2

西安近代化学研究所梁家河基地（图9）坐落于洛河之北洛南、商州、蓝田、华县4 县交界地的洛源镇，距洛南县城45km。梁家河森林谷属秦岭山脉，是温凉湿润亚热带高寒山区，四季分明，光照和雨量充足，自然生态良好，有丰富的植被和水资源。谷底内有常年不绝的梁家河曲折逶迤流出山谷。梁家河基地是选在沿山谷自北向南流淌的一条山涧，是一条常年不断的山涧水溪。整个项目用地沿梁家河分布，呈Y 形。项目建成后，为我国的军用高新化工产品的研制生产形成强有力的能力保障。

2.3.1 设计理念

以景观方案设计为牵引，结合环境和现有资源进行环境改善，将对环境的影响降低到最小程度。借用生态工艺技术和系统工程学方法，即达到资源价值增值，又保护生态环境，实现区域环境的可持续发展，为科研生产提供了良好的条件。因地制宜，根据地形特点合理布局。以高标准、高起点、前瞻性的生态原则，发掘研究院的文化内涵体现地方和企业文化，体现以人为本、人与自然的和谐共处，达到可持续发展的能力，做到生态、山水、融合、人文、科技。

2.3.2 设计亮点

（1）由于产品是高等级的危险品，在总体布局上利用基地地形将科研、办公、危险品研制和危险品库分别放在Y 形的3 个分散区域，利用自然山体将其分割开来。

（2）尊重环境，建筑顺应山势，大部分靠山建设，留出了少有的平地作为广场和水面，创造了良好的建筑空间和交通条件，减少了土方量，降低了工程造。

（3）入口处利用地形和水系形成了湖面景观。

19 西安近代化学研究所梁家河基地（19-21图片来源：孙兆杰，22.23摄影：李沉）

20 西安近代化学研究所梁家河基地（19-21图片来源：孙兆杰，22.23摄影：李沉）

21 西安近代化学研究所梁家河基地（19-21图片来源：孙兆杰，22.23摄影：李沉）

22 西安近代化学研究所梁家河基地（19-21图片来源：孙兆杰，22.23摄影：李沉）

23 西安近代化学研究所梁家河基地（19-21图片来源：孙兆杰，22.23摄影：李沉）

3 产业园区规划设计中建筑、规划、景观的相互牵引与支撑

社会工业化的高速发展带来经济总量的急速增长，人们对生产、工作环境的要求也在发生着变化。在工业园区改造与建设实践中，越来越多的业主对园区规划和景观提出了更高的要求。过去我们习惯于将整体厂区的设计称为总图运输设计，厂房建成后在空地上种上树木或冬青便称为“绿化景观”，建筑师在创作中应对项目中涉及的工作生活环境持一种人文情怀，满足时代发展对工业园区规划、景观设计的高品质要求。这也要求建筑师在满足建筑物基本工艺要求的同时，引入人文、环境、生态甚至心理学等多学科理念进行工程设计。规划阶段，要从单纯的注重形态的设计向综合设计发展，既要注重园区的功能分区、交通流线，还要注重建筑的空间、体量、尺度、比例、色彩、造型、构造和材料的选择，最终将不同的建筑物、构筑物整合成为一个有机体。建筑设计与景观设计阶段，强调尊重人的心理需求及情感体悟，顺应人的行为模式及精神诉求，坚持“以人为本”的理念，从生态绿色角度进行设计。

在工业建筑与园区建设中，园区规划、建筑设计与景观设计相互渗透、相互影响，都需要结合人文、历史、自然、人的行为心理等因素进行综合考量。园区规划中实现了对建筑设计和景观设计的引导以及具体实现的途径，建筑设计是对规划的具体响应，景观设计则是对规划的精雕细刻，三者共同构筑了展示工业建筑的生动平台。

同时，要从工业园区的定位、产品性质来确定设计原则和设计策略，在选址过程中要充分注意以下方面：

满足经济效益最大化，符合城市规划的要求，合理利用土地原有设施，便捷的交通，与自然环境相融合，留有足够的发展用地。

遵循“建筑、规划、景观相互牵引与支撑”的创作理念，我们设计并建成60 多个工业产业园区。小到25～35hm2的产业园区，大到16km2的产业基地（图8）都记载着我们规划设计团队的努力和业绩。

作为一名建筑师，我们要创作的应是负责任、高标准、高品质、经久、实用的建筑设计作品，能经得起时代的检验，能为社会的发展、大众的工作及生活带来更多美好。