营造绿色健康的未来工厂——科兴凯信厂区设计

文/中国建筑设计研究院有限公司 余 浩 姚 丽

1 项目概况

凯信厂区位于北京大兴生物医药产业园内，与科兴现有园区毗邻。该项目是在已收购的旧制药厂基础上改扩建而成。项目西侧、南侧景观良好，东侧为拟建医药园区，北侧为规划公共配套设施用地，园区内现存4栋建筑，总用地面积82247.57m2，总建筑面积155831.33m2，新建建筑规模89000m2。已建物流仓库及其物流集散广场占据用地南侧，中试车间和宿舍占据用地西侧，留下1块较方正的用地，整个用地呈直角梯形，北宽南窄朝向东侧和北侧，东北方是地块最主要的车辆和人员来向。

园区内既有建筑是物流仓库、配套宿舍与中试车间。用地南侧的魏永路来往货车较多，魏永路与用地南边界之间间隔泄洪渠和绿化带，用地西侧是未建成的规划路。

2 设计理念

2.1 从技术到艺术

传统工业厂房设计仅考虑生产要求，凯信厂区的设计原则是将人放在核心位置。设计团队对人与建筑空间的关系进行研究与创新，使情感需求及人性化在凯信厂区项目表现得更为突出，从功能布局的合理性及优化交通流线等方面出发，创造健康、舒适、自然、和谐的建筑环境、室外景观、文化氛围等，使人们获得更多安全感。各个生产车间形态完整且充满力量，围合而成的中心花园充满自然与生机，为厂区提供人性化休闲空间，让员工在高度紧张的工作氛围中收获放松感和归属感。

内庭院柔美灵动的游廊与入口大门、下沉庭院融合，让员工和来访者通过开放的“艺术馆”到达各个门厅，从而避免风吹日晒。游廊设计不仅表现出科兴的品牌形象，也蕴含东方禅意，极具未来感（见图1）。

1 内庭院效果

2.2 安全高效

园区整体功能分区合理，交通流线清晰。在总体规划上，仓储区、生产区、中试区、配套区相对独立，此种布局方式安全且高效。仓储区、生产区和研发区彼此连通，提高了生产效率。

在货物运输方面，原料进库与成品出库2条流线立体分层，互不干扰，高效便捷。园区物流设于地下空间，各生产单元物流通过空中连廊联系，将地面空间尽可能留给人员进行活动。地下空间采用环形货运车道，第3层使用传输通道将各个厂房地上、地下连通，打造智慧物流系统，使厂区更加安全高效。

2.3 绿色健康

凯信厂区设计从前期阶段场地研究到初期阶段的布局形态、功能空间组织再到后期深化阶段的材料构造工艺等皆制定了针对性策略。场地研究阶段针对场地内外条件进行分析，充分考虑配套设施的建设；初期阶段以“人”为核心出发点，从人的身心健康出发，满足人的使用需要，使生产功能与生活功能并重；后期深化阶段针对建设周期及节能要求，采用模块化快速建造体系和工业建筑常规材料，以节俭为设计策略，以适宜的技术打造友好型建筑环境。

3 设计要点及策略

3.1 一方宇宙——“暖心”布局营造更具幸福感的工作环境

凯信厂区新建车间呈“U”形布局，中央围合形成90mx120m的景观空间（见图2），为科研人员在紧张工作之余预留放松身心的空间。人行出入口与车行出入口统一设置于园区北侧，并连接城市道路。园区东侧设置成品货运出口和货运入口。机动车可从市政路快捷进入地库。基地内部货运车辆、大型车辆出入口集中于东侧和南侧。生产货运流线与人行车行流线分离，安全高效。

2 厂区夜景

各车间围合的内庭院是整个用地的核心活力空间，既是员工进出的主要空间，又是员工休息交流的开放场所。标志性游廊连接场地出入口与各建筑入口、下沉庭院等节点空间，打造科兴门户形象，丰富园区的空间层次，建立室内外空间的互动联系。结合下沉庭院设置露天小剧场，使地下室空间与室外空间连通，增强了空间的趣味性，为员工在工作之余提供休息场所，提升地下空间品质（见图3）。

3 下沉庭院实景（图片来源：李季）

3.2 理性建构——立面单元化的设计实践

从结构理性到建造理性的建构理论出发，回应凯信项目建设周期短、建设要求高、建设经费有限等建造要求，针对性提出设计思路，即模块化快速建造系统+工业建筑常规材料。

细胞聚集的形态具有优雅美感，从这一形态中抽象出微妙变化的六边形，使其成为立面肌理（见图4）。类似4类核苷酸的不同排列可构成千姿百态的DNA生命体，凯信厂区立面以代表生命的DNA六边形苯环为建筑母体，基于室内功能、造价、施工进度、施工技术等要求，将六边形模块化并应用于立面、屋顶等处。不同单元模块各自集成内外饰面、夹心保温、通风百叶、采光窗、通风器、泛光灯等组件。各个单元模块均在工厂内加工完成，运送至现场后直接安装到龙骨上，由此既可满足装配率要求，又可提高施工效率，缩短施工周期。

4 厂区外立面

厂区整体造型优雅、性价比高、整洁度好，极具科兴风格及现代风格。在周边略显单调的工业厂房群中，这组理性、极少主义、技术至上的建筑群已成为卓尔不凡的存在。

结合立面六边形单元共设计5种模块：六边形平板、六边形凹板、六边形百叶、六边形玻璃、六边形玻璃+通风器。通过参数化手段将5种模块巧妙地运用于立面上使其产生韵律感。看似随机排列，实则较好地匹配了建筑内部的功能需求。六边形平板为基本单元，为满足设备需求在机房区域、车间吊顶内设置六边形百叶；为满足消防及使用需求在楼梯间和卫生间设置六边形玻璃+通风器；为满足自然采光要求在电梯厅设置六边形玻璃。立面设计以六边形平板为基底，以功能性六边形单元为基点，对六边形凹板进行参数化的吸引与放射，形成灵活且规律变化的立面。立面六边形单元固定采用钉胶式，可根据内部空间的功能变化进行立面单元更换，更换时仅需材料成本，施工简单方便。

第五立面上的光伏板被置于建筑顶面空间，六边形光伏板根据设备高度相应抬高，形成高低起伏的屋面形式，巧妙消解了光伏板本身的沉闷感，也使凌乱的屋面更加整齐、轻盈。

3.3 景观再生——轻质构筑物的探索与应用

内庭院游廊是凯信厂区设计的一大亮点，无论造型、结构还是材料选择方面皆是新挑战和新尝试。游廊建筑面积约4300m2，应用镜面复合板、碳纤维等轻型材料，通过柱体细化、曲线形态建构等方式确立“白色、轻盈、流动、开放、自由”的建筑形式。游廊上表皮为8mm厚碳纤维材料，下表皮为白色复合铝板，采用窄边框设计以保证薄边的视觉效果。连续的碳纤维材料和镜面复合板由一系列柱距约20m、直径250mm的柱子支撑，以提供视觉上的连续空间（见图5）。

5 景观游廊形态生成示意

碳纤维材料的创新应用使游廊具有较小荷载，故可采用大跨度和大悬挑结构。选用曲梁+铰接钢柱形式，同时不锈钢立柱采用顺曲线布置。利用此结构，游廊仿佛“飘散的烟、浮动的云、流动的水”，其最终呈现的体量特征和尺度感与环境形成了良好呼应。

3.4 绿色设计——低碳理念下的智慧园区营造

凯信厂区集约紧凑的布局形式和完整规则的体量极大地节约了土地，提高了生产效率，缩短了交通距离，保证了工业建筑在城市中的宜人尺度。立体分层交通流线智慧系统的建立提升了建筑功能和服务水平，为生产及工作提供便利。立面单元化的设计符合装配式建造、模数化建造和工厂化预制要求，降低了建筑在建造、运行、改造、拆解等阶段的成本。

在绿色技术应用方面，屋面设置光伏系统，既提升第五立面的美观度，也积极响应国家节能减排政策。凯信厂区光伏总面积约3万m2，每年可供厂区基础设施用电550万kW·h，节约了市政用电（见图6）。

6 光伏系统

雨水收集系统和海绵区域的构建能促进对雨水资源的利用，减少对市政水的使用。凯信厂区屋面设置雨水收集装置储蓄雨水，用于道路冲洗和绿地灌溉，减少了自来水用量（见图7）。按北京市年平均降水量400～800mm计算，厂区屋顶面积约3万m2，每年最多可节约自来水12000～24000t。

7 屋面雨水回收系统

4 结语

工业建筑设计不仅应关注生产，更应考虑人们的情感需求，营造更具幸福感的工作环境。基于此，凯信厂区设计打破厂房在城市整体环境中负面、呆板的印象，让厂房变得“优雅”。一片片厂房不再是城市的疤痕，而是城市的风景。凯信厂区充满未来感并体现生物科技美的状态，既体现了设计团队关注城市风貌、创造城市风景的初心，又表现了科兴品牌的文化自信，创造专属于科兴的建筑风格与建筑精神。