基于多式联运模式的港口物流建筑适应性设计表达

郑建平

（广东省建筑设计研究院有限公司 广州 510010）

0 引言

随着全球经济一体化和贸易自由化的不断深入，中国作为世界最大的贸易国家之一，港口物流发展对于经济的推动至关重要。港口物流建筑是连接海运、陆运、铁路和航空运输的重要枢纽，是集中协调物流活动的主要场所。多式联运是指将不同运输方式进行有机衔接（如海海、海河、海铁、海公、海空联运等），通过各种运输方式之间的协同，达到降低运输成本、提高运输效率的目的。而多式联运的应用是保障枢纽高效运转的关键，本文探讨基于多式联运模式下的港口物流建筑适应性设计策略，以期为港口物流建筑的规划设计提供有益的参考。

1 港口物流发展概况

1.1 国际港口物流发展趋势

从历史上看世界港口的发展过程，国外发达港口基本实现了由第二代货物增值效应的服务中心转向第三代国际物流中心，并逐步向第四代集商贸、金融、信息功能为一体的现代港口物流中心转变，港口物流建筑规划设计以多式联运为基础，注重运输模式的多元化和协调配合［1］。其中像欧洲的鹿特丹港、德国汉堡港、安特卫普港等在港口物流发展建设都走在了前列，采用了全方位多式联运模式，特别是对海铁联运的高度重视，铁路集装箱运量占比已经达20%～40%，而且还引入了自动化、信息化技术，提高了港口物流的效率和服务质量，这在一定程度上代表了港口物流发展的方向［2］。

1.2 国内港口物流发展现存问题

我国港口物流发展从港口物流形成的准备期、引入期，再到起步发展期，经历着“以港建区”到“以区促港”的转变，以此形成物流、人流、商流、资金流以及信息流汇聚的枢纽［3］。从多式联运模式发展来看，虽然在港口物流发展的带动和政策的支持下取得长足的发展，然而，国内集装箱海铁联运量预计到2025 年占比仅7%左右，与国外发达港口差距较大。国内多式联运港口集装箱物流园区建设与发展还处于起步阶段，存在规划建设缺乏科学论证、集疏运系统和信息化程度低、运作管理体制制约、人才及其缺乏等问题。因此，针对集装箱港口物流建筑规划建设，提出基于多式联运模式的港口物流建筑适应性设计理念，以提升物流及配套服务质量，促进港口经济的发展［4］。

2 多式联运模式下的港口物流建筑适应性设计理念

港口建筑适应性设计是一种旨在使建筑能够适应不断变化需求和条件的设计理念，它强调灵活性、可调整性和可持续性，以适应用户的不同需求和外部环境的变化。以“整体优化、动态适应”为原则，可从规划要素、建构要素等方面进行适应性设计表达［5］。

2.1 整体优化

2.1.1 弹性的建设规模

以港口吞吐量反推物流园区建筑建设规模，采用货运强度法对港口多式联运的物流需求量进行预测，见式⑴，以便根据不同的物流需求进行调整和扩展［6］。园区内铁路和陆运运输的物流建筑规模需求，可以通过铁路站场的设计运量反算海铁联运建筑规模需求，进而确定陆运建筑规模需求。

Lp=η Tp⑴

式中：Tp为港口吞吐量；Lp为物流园区物流需求量；η为物流园区物流需求量占港口吞吐量的比例（一般取值为0.6～0.8）。

2.1.2 灵活的功能组织

以功能要素划分法，根据物流园区承担的各类物流服务，从而划分不同功能区，多式联运港口物流园区功能划分为3个区域：联运区、仓储区、配套区［7］，如图1 所示。功能区配比比例在不同地区有所不同，取决于物流需求和市场特点。根据中物联统计国内物流行业数据统计的各功能区占地面积，一般情况下的配比如下：仓储功能60%，联运功能15%，配套功能10%（交易展示、办公、餐厅、停车场等附属设施用地）。这些是大致的比例范围，实际设计中还需要根据具体情况进行合理的比例分配，以满足当地的物流需求和市场特点。

图1 多式联运港口物流园区功能Fig.1 Functions of Multimodal Transport Port Logistics Parks

2.1.3 多元的场地布局

场地布局应多元化组织功能区之间的流线，使其更加适合多式联运的需求，最大限度地提高土地利用效率。如港口物流园区前移紧靠港口，海铁联运拆装库紧邻铁路装卸堆场并设置在建筑首层等；储存区与办公区可以灵活的结合一起考虑，避免工作人员流线过长；采用多层仓库与立体装卸车道分层布置仓储和交通空间，以多元化场地布局适应港口货物流量大的需求。设计应考虑货物和人员流动的合理布局，货物流线应直通港口码头和铁路堆场，预留有可调整扩展的交通空间，适应后期发展的交通空间需求。

2.2 动态适应

2.2.1 优化结构设计

建筑结构不仅需满足结构形态、结构体系、楼板荷载、基础设计等适应性参数，还需考虑不同物流货物的特殊要求［8］。为减少对环境的负面影响，结构设计可考虑可持续建筑技术（BIM、装配式、模块化等），结构跨度应尽量选择统一标准的大跨模式，以满足标准化建造需求。

2.2.2 加强气候适应

建筑应具备良好的抗风抗震性能，以适应港口地区的气候条件和自然灾害风险。建筑材料应考虑港口湿润环境，采取防水和防潮措施，选择抗腐蚀材料，以应对港口环境中的腐蚀和侵蚀作用，确保建筑的长期可靠性，同时建筑内部还应考虑港口地区的高温和高湿度条件，提供良好的通风和隔热系统。

2.2.3 提升人居环境

建筑应考虑到不同人员群体的需求，包括员工、管理人员、监管人员、访客等，提供合适的工作和生活环境。如包括提供充足的自然采光和通风、舒适的工作空间和温度、可达性强的布局等。此外，港口物流建筑应与周边社区协调，尽量减少对环境和居民的不良影响。

2.2.4 促进环境友好

采用节能技术和设备，选择可再生材料和可再生能源，降低港口物流建筑的碳排放；加强海绵城市的应用，提升雨水收集、下渗、降温消暑等能力，促进生态平衡和环境美化。

2.2.5 协同智能技术

加强信息技术和自动化设备的应用，引入信息技术和物联网等先进技术，提高物流操作的效率和准确性，利用大数据分析和优化算法，对港口物流建筑运营进行监测和优化，实现物流建筑智能化管理和监控。

3 基于多式联运的港口物流建筑适应性设计实践

结合广州南沙国际物流中心（北区）项目，展开多式联运模式下港口物流建筑适应性设计实践，主要包括以下几个方面：

3.1 项目概况

广州南沙国际物流中心（北区）项目位于广州市南沙区龙穴岛海港大道东侧，西临海港大道。项目用地面积167 647 m2，其中铁路用地面积96 000 m2，建筑可建设用地面积71 647 m2。该项目地块紧邻铁路装卸区，考虑铁路转运货物多为生产性服务品，海铁联运仓库尽量在首层使用，因此与铁路站场平行布置3 座6 层仓库，方便铁路装卸区的货物由西侧直接进出首层仓库；海陆、陆铁物流货物通过垂直车道（盘道）或垂直货梯运送至2层以上楼层仓库。仓库1～6层采用集装箱车直入式设计，层层布置转运平台，实现多式联运转运空间的灵活分布，提升土地利用率和仓库周转效益。

3.2 规划要素

3.2.1 前置化的项目定位

该项目的规划旨在提高港口物流的效率和服务水平，促进物流活动的协调统一。借助MSFLB规划方法（一种港口物流园区规划方法），通过5个阶段（市场分析、战略定位、功能设计、布局设计、商业计划）分析归纳项目定位［9］。该项目园区紧邻铁路和港口，作为集装箱海铁联运转运的枢纽，结合多式联运物流园的业务类型、功能类型、货物类型等因素，总结项目定位为满足海铁联运物流运输，以民用日消品为主、生产性服务品为辅，同时面向电商和第三方物流开展DC（配送、分销）、CFS（处理拆拼箱货）业务的综合服务型物流园区，即具有海铁联运功能的综合物流园，如图2所示。

图2 广州南沙国际物流中心（北区）Fig.2 Guangzhou Nansha International Logistics Center（North Zone）

3.2.2 可伸缩的项目规模

该项目的建设规模预测，是通过港口吞吐量反推海铁联运物流仓需求量，并以海铁联运物流仓为首层定量，推导出不同规模对应的项目财务评价（财务内部收益率和回收期）曲线，以确定项目建设规模和业态分布。该项目从曲线表中得出，建设规模在17 万～35 万m2区间是较为合理区，考虑未来港口运量增加的可伸缩性，同时结合业主开发强度、投资能力及等因素，以较大建设规模作为实施方案。

3.2.3 适变的项目规划

⑴灵活的功能布局

因狭长的用地形状限制物流园建筑平面功能布局，该项目将办公功能灵活的嵌入到建筑仓储功能区，装卸区通过各层的运输通道连接各个仓储空间，将仓储区、联运区、配套区三大功能以高密度方式融合在一起（见图3），形成高密度集约的综合物流园区。通过调研国内港口铁路站场的海铁联运拆装库共同特征，并结合货物类型和业态分布，该项目竖向楼层功能布置分别为：首层为海铁联运仓，2 层为普通仓，3 层为拼箱仓，4～6 层为跨境电商仓。结合业主的需求，建筑柱跨以12 m×12 m 标准，满足3 层货架使用空间的7.2 m层高。

⑵可调整的流线组织

为提高物流仓货物的周转效率，提升建筑功能的可调整性，该项目的货物流线通过每层运输通道直接到达各层物流仓装卸口，如图4 所示。考虑物流车在运输通道中行驶的便利性和安全性，坡度通常小于8%，该项目为适应港口货物高周转率特征，将坡度设计为4%。为满足日后海铁联运拆装库需求量增长的要求，可将二层的普通仓功能调整为海铁联运仓，并配备垂直货梯运输系统。

图4 灵活的货物流线Fig.4 Flexible Goods Flow Line

3.3 建构要素

3.3.1 建筑立面的主动性设计

为适应南方港口湿热环境，该项目靠港口一侧的建筑立面以主动性设计为原则，通过浅色的竖向线脚扩大围护墙体的遮阳系数，减少建筑外围护结构热量损失的同时，立面饰面材料主要是浅灰色或白色真石漆为主，深灰色面砖为辅，降低建设成本的同时增强围护墙体饰面材料的耐久性。

3.3.2 建筑平面的适应性设计

为适应港口物流运输车的尺寸需求，仓储区的装卸月台采用可升降月台设备；考虑陆运物流车的特殊需求（如带尾板集装箱车），将月台的侧面设计出凹槽以便尾板的收纳，提高月台使用的适变能力。

3.4 其他要素

3.4.1 环境友好

基于项目地域性的气候条件，并结合建筑屋面面积规模大的因素，该项目选择太阳能光伏发电再生能源，补偿日间电气用电量。为减少环境负面影响，在螺旋盘道下方设置了集中污水处理站。

3.4.2 智能技术

该项目的海关口岸功能物流仓需求量较大，故海关监管系统、安全防范系统及火灾自动报警系统进行相对集成，各自中央监控设备在保安监控中心进行联网，实现集中管理、集中监控，各子系统间相互联动。同时，建立智能化港口物流管理系统，以实现多式联运的精细化管理，该系统可以通过物联网、云计算等技术，实现物流信息的实时监控和管理，提高周转效率和服务质量，促进多式联运的一体化融合发展［10］。

4 结语

随着全球贸易的不断增长，港口物流建筑在充分考虑多式联运特点的基础上，为确保适应用户的不同需求和外部环境的变化，提出适应性设计理念，以优化港口物流园区的空间布局，提升园区功能的适变性，改善能源环境，推动港口经济，为港口物流的联运增量和高质量发展提供有力支撑，为现代港口物流建筑规划与设计提供有益的参考。