旧厂房再利用的原则与方法研究
——以南京市秦淮区档案馆为例
2022-07-27南京长江都市建筑设计股份有限公司主任建筑师高级建筑师
文/王 亮 南京长江都市建筑设计股份有限公司 主任建筑师 高级建筑师 硕 士
引言
历史上的工业企业一般占据着现代城市极佳的区位,但随着社会和城市不断地发展,除极少部分工业企业外,大部分已迁至市外,这就造成大量的旧工业建筑的空置和废弃。在旧工业遗存中旧厂房的数量及体量占据主导地位。随着越来越多旧厂房改造的实现,人们逐渐认识到旧厂房自身的价值,旧工业建筑再利用问题已经越来越引起社会的普遍重视。但总体来说由于缺乏科学的设计原则和设计方案,造成改造成果良莠不齐的问题,特别是在改造质量和经济性方面没有取得恰当的平衡关系。文章着重研究归纳旧工业建筑改造设计的原则和方法,为该类型建筑改造设计提供思路。
1 背景
2017 年6 月业主委托我们对南京一处旧厂房进行改造设计,作为秦淮区档案馆新的办公地点。项目占地约5000 平方米,总建筑面积约为8500平方米,改造后功能主需满足区级档案馆使用要求,目前该项目已竣工验收并投入使用,运转良好。
项目位于南京市秦淮区老城南门西片区,紧邻明城墙(图1)。门西地区曾经是南京丝织行业的集中地之一,包括南京印染厂、南京第一棉纺厂、涤纶厂,目前棉纺厂和涤纶厂已经拆除。该片区历史上曾建有瓦官寺、万竹园、水系、名人故居等。
本次设计为整个片区的其中一栋,该建筑前身为棉纺厂厂房,建设时间为1952 年。由于90年代后期的改建,使得建厂初期的空间格局受到了一定程度的破坏,立面翻新给建筑单体及整体风貌造成了严重影响,改建之后原有工厂的风貌完全不可见(图2)。
2 原则
对基地、建筑、环境、历史等方面进行了全面的梳理,根据各种信息的汇总和评判,设计提出了以下的原则。
2.1 历史性原则
建筑承载了历史,也见证了当年的发展与繁荣。1942 年白下路208 号开设新毅漂染厂,首先开始使用机器生产,改写了简陋的工业染色历史;1951 年改名为南京染织厂;1955 年与私营的新丰整染厂合并,组成公私合营南京整染厂;1959 年更名为南京印染厂;1973 年南京印染厂开始征地迁厂扩建,选址于现在厂区凤游寺50号;1977 年新厂正式建成投产;1996 年底,该厂破产后并入南京印染装饰总厂,原厂房、生产线租赁给南京东亚漂染有限公司。随后该公司对整个片区进行了扩建和翻新。
值得一提的是,在1958 年到1959 年间,为便于棉花原料通过厂南外秦淮河水路运输,将明城墙拆除20 多米长的缺口以建设水运码头。拆下的城砖用于建造了厂区东侧的机修车间、翻纱车间和一段围墙。通过现场勘查,现场遗留的部分厂房确实由城砖修建。
建筑的改造必须以真实的历史为依托,在一定程度上回应和还原历史。这包括建筑原先的空间形态、结构形态以及外观形式。
2.2 安全性原则
旧厂房一般年代久远,加之后期各种无序随意地改造,结构在一定程度上遭到破坏。新的功能的植入,对结构产生新的要求,例如原先楼面荷载无法满足新功能需求、外墙强度不够、屋面破损等等,因此保证改造后的建筑在结构安全性方面尤为重要。
2.3 功能性原则
历史遗留下的厂房主要有单层高大空间厂房及多层厂房,空间性质和形态不同,但都是满足当时简单、高效的功能需求。改造后的空间必须以新的功能需求为目标,对原有空间进行重组。这就要求对建筑空间的高度、面宽、进深等方面进行仔细的研究。部分功能需对原有大空间进行加层设计,以增加空间的使用效率;部分低矮空间要进行楼面的拆除,以提高空间高度。不同的功能对空间的要求不尽相同,需区别对待。
图2 现状照片(图片来源:作者自摄)
图3 现场环境(图片来源:作者自摄)
图4 南侧违章建筑现状(图片来源:作者自摄)
图5 改造设计图(图片来源:作者自绘)
旧厂房建筑一般建设时期较早,疏散、节能、防火等方面基本无法满足现行规范需求,这就要求设计在改造时充分了解原建筑平面形态,根据新的需求布置合理的平面功能、流线、疏散,以及增加外围护结构的保温。
2.4 经济性原则
“经济性”是改造项目中必须要面对的问题。经济性是一种综合的评价,主要涉及投入与产出的比,是质量与经济的平衡。在质量相同的情况下,耗费资源价值量越小,其经济性就越好,反之亦然。纵观国内外改造项目,虽然有些改造项目质量高,但造价高昂;另外一些造价低,但是综合性能也低。在本项目的改造过程中,追求付出资金与获得价值的综合性能比,以求得到最佳经济性。
2.5 风貌协调性原则
建筑不可能独立存在,它必须依附于其周边的环境、风土、人情。为达到建筑与周边环境的有机统一,建筑风貌的控制是建筑改造需要考虑的重要方面。改造后的建筑本体需体现环境特征,室外空间环境的塑造与建筑一脉相承。协调和统一并非简单模仿,充分运用地域性的材料、符号并加以精准地分析、推导、变化、融合,展现建筑风貌和环境特质(图3)。
3 方法
3.1 拆除后期加建,还原历史建筑
为增加空间,厂房在20 世纪90 年代后期左右进行了外部加建及立面改造。建筑南侧增加了一排单层的违章建筑,结构形式为钢结构(图4);建筑东西两侧增加了徽派的烽火山墙,加建和翻新严重破坏了建筑的历史风貌。我们首先拆除违章搭建、烽火山墙、窗洞口遮阳板以及其他随意的装饰,以求还原建筑原先的基本形态,并以此为基础进行改造设计(图5)。
3.2 空间的高效利用
原厂房总长为89 米,宽度为28 米,柱网尺寸采用4×7 米,柱网及空间规整。建筑为多层厂房,层高约为4.5 米,非传统高大空间厂房。分析档案馆的主要功能,主要包括三个方面,一是各类库房及其相关的档案整理功能房间,二是办公用房,三是在此基础上扩展的展览、活动功能(图6)。档案馆各类档案库对层高及采光无特殊高度要求。结合档案馆功能需求及现有厂房空间,我们采取“回”字形平面布局,即沿建筑外侧布置走道、办公、辅助、研究用房,内部布置各类档案库。在一层入口附近布置门厅、展厅及对外的咖啡厅(图7)。充分利用原建筑进深大的特点,将不利因素转变为有利条件。底层相对公共的功能,也使得建筑更加开放。
3.3 可靠的结构加固
厂房为多层混凝土框架结构,结构清晰、受力合理,但原结构承载力无法满足新功能需求。特别是档案馆的各类库房,对楼面承载力要求较高,需对原有建筑基础及地上结构进行加固处理。本项目从实际出发,在原有框架结构的基础之上,结合现有档案馆功能分布,通过结构鉴定、分析、计算及现场测量,合理地采用混凝土框架柱加大截面加固法、外包钢加固法、框架梁粘钢加固法等方式,使改造后的结构满足安全需求。特别支出、结构计算时,在保证结构安全可靠的基础上适当留有余量,为使用单位后期功能的变化留有余地。
3.4 原有设施的最大化利用
根据经济性原则,设计争取最大化利用原有结构及建筑设施。原建筑东侧及西侧为4 层办公室,主体厂房部分为3 层。设计保留原建筑基本布局,东侧及西侧以小空间办公室为主,东侧增设卫生间。在主体厂房区域,依据原有柱网,内部以轻质隔墙进行空间围合。由于原建筑立面窗洞口十分规整,设计最大化保留原有外墙,靠外墙布置走道或房间。建筑底层相对开放,设计仅仅拆除底层柱间墙体,以落地玻璃窗填充,建筑更加轻盈和通透(图8)。
原始建筑东侧、西侧各设有一部楼梯,90 年代后期改造中,建筑西南侧增加一部室外疏散楼梯。根据现行防火规范要求,现有三部楼梯满足疏散距离及宽度要求,因此本次改造设计保留利用原有楼梯,以尽量减少投资,提高建设的经济性。其中西南角室外疏散梯存在安全隐患,设计将其进行封闭处理。根据功能需求,本次改造只需在入口两层通高门厅处增加一部便于上下联系的普通楼梯即可。
原建筑北侧设有货运电梯,梯井尺寸符合现在主流货用电梯需求,本次改造只需对梯井进行结构加固即可。原建筑西北角设有卫生间,本次改造也将其保留。
原建筑屋面结构基本完好,结构以上部分由于时间长久,损毁严重,本次改造对其进行更换,并增加防水及保温层,提高建筑空间性能。原屋面为瓦屋面,设计改为更加轻质的金属仿青瓦。
3.5 被动式的生态通风系统
图6 建筑平面图(图片来源:作者自绘)
图7 展厅效果图(图片来源:作者自绘)
图8 局部拆除柱子,使利用空间最大化(图片来源:作者自绘)
图9 建筑外立面材料(图片来源:作者自摄)
图10 成果展示(图片来源:作者自绘)
图11 体现地域性及现代化的立面材质及色彩处理(图片来源:作者自摄)
原建筑立面开设整齐的窗洞,最大程度利用厂房原有窗洞,采取被劫式的室内气流是本设计的主要策略。结合功能需求,将大量需要通风采光的空间沿建筑外皮布置,而将库房类的功能布置在建筑中部,合理地利用了建筑周边可自由通风的特性。建筑西立面原设计采用垂直绿化,一方面可缓解建筑的西晒问题;另一方面由于建筑西侧离城墙距离较近,垂直绿化的设置可以减弱建筑对城墙的压迫感。在后期施工图过程中业主由于考虑到维护问题,取消了垂直绿化。建筑经过几年的使用,自然生长的绿植已爬满西侧墙壁,与当时的想法不谋而合。
建筑在立面上采用双层表皮的设计,包括金属孔板和花砖两种方式,这在一定程度上满足了建筑遮阳的需求,同时双层皮的设计也可使建筑保留原有的窗墙体系(图9)。
3.6 建筑地域特色及现代性
老城南是南京极具地方特色的区域,拥有大量民居和历史遗存,属历史风貌保护区。该项目南侧及西侧紧邻明城墙,现在明城墙已经完成了环通,市民可登城俯瞰,因此该建筑的立面及屋面都需要谨慎处理(图10)。
建筑主要使用灰色面砖、金属穿孔板、青砖及木格栅等材料。原建筑外墙以灰色面砖进行铺贴,形成底色,以求和明城墙和谐。局部采用青砖砌筑,进一步和城墙取得对话关系。穿孔铝板及其他现代材料对建筑进行适度包裹,形成双层皮的效果,建筑立面层次更加丰富,同时也体现出建筑的时代性。玻璃幕墙及金属表皮以城砖砌筑的比例进行划分,这也和明城墙形成一种含蓄的内在关联。
受周围坡屋面民居建筑启发,建筑在入口门厅处设计连续金属坡屋面,以减小建筑体量感。一层高的雨棚进一步压低入口灰空间,尺度更加宜人,以取得大体量厂房建筑与周边小体量民居的内在联系。建筑以灰色为基础,局部配以浅灰色、木色、锈钢板等,展现建筑活泼的另一面(图11)。
结语
在档案馆投入使用后,该片区其他旧厂房的改造陆续完成。所有改造遵循本文所归纳的设计原则和改造方法,在功能、形态、经济、生态等方面均较为成功。我国现阶段面临大量旧厂房改造更新的课题,采用合理有效的设计原则和改造措施,发挥旧工业遗存的价值,这对我们的社会有着积极意义。