姜豪

（上海市機電設(shè)計研究院有限公司，上海 200040）

1 工業(yè)上樓的背景

工業(yè)是實體經(jīng)濟的主體，因此，保留工業(yè)產(chǎn)業(yè)會讓城市變得更健康、更有機能性。隨著城市發(fā)展規(guī)模不斷擴大，土地資源日趨緊張，工業(yè)用地供應緊缺，工業(yè)上樓由此誕生。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級加速，使高新技術(shù)跨界融合的新興產(chǎn)業(yè)企業(yè)對生產(chǎn)研發(fā)的空間環(huán)境和廠房建設(shè)標準要求更高，而生產(chǎn)和物流技術(shù)的提高，也使得工業(yè)上樓成為可能。這一手段可以有效解決城市內(nèi)部缺乏可用工業(yè)用地問題，另一方面，能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)對工廠的高效管理。

從20 世紀50 年代起，我國香港嘗試的工業(yè)大廈新型載體，至20 世紀80 年代，新加坡實踐的堆疊式工廠，韓國推行的首爾公寓式工廠，一直到21 世紀我國在珠三角、蘇州、青島、上海、武漢等地探索的工業(yè)綜合體、立體工廠、摩天工廠，根本目的都是一個——解決日益突出的土地資源緊缺與工業(yè)發(fā)展需求的矛盾[1]?！肮I(yè)上樓”模式應運而生且四處開花，各地政府出臺一系列優(yōu)惠政策加以鼓勵、力推，并制定相應的標準，切實提高工業(yè)用地節(jié)約集約利用水平。

2 工業(yè)上樓關(guān)注的內(nèi)容

通常情況下，適合“工業(yè)上樓”的產(chǎn)業(yè)主要為輕型生產(chǎn)、環(huán)保型、低能耗的高端制造業(yè)，如人工智能、生物醫(yī)藥、集成電路、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)制造及小規(guī)模中試等。該類工業(yè)建筑通常占地面積有限，工藝布局占地不大，生產(chǎn)流程無須緊密連續(xù)，工藝設(shè)備小而輕。設(shè)計團隊要在規(guī)劃階段對目標客戶進行系統(tǒng)深入的需求調(diào)研，針對性地規(guī)劃工藝布局、水平及垂直物流運輸、園區(qū)容積率、建筑層高、工藝荷載、柱網(wǎng)跨度以及公用服務配套等來滿足客戶需求。同時，多層及高層工業(yè)廠房，尤其是生產(chǎn)的火災危險性分類為丙類及以上的工業(yè)建筑，園區(qū)及單體的消防疏散、防爆泄爆以及消防設(shè)施等都是設(shè)計的重中之重。此外，生物醫(yī)藥類的潔凈要求，電子芯片類的防振要求，大型設(shè)備的荷載及凈高要求、機床上樓的設(shè)備運輸要求，相比傳統(tǒng)單層工業(yè)廠房，豎向維度立體復合的多層或高層工業(yè)建筑本身的設(shè)計限制及建設(shè)標準要高得多[2]。圖1 為某生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園項目透視圖。

圖1 某生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園項目透視圖

3 工業(yè)上樓的設(shè)計實踐

筆者工作于一家歷史悠久的老牌工業(yè)建筑設(shè)計院，長期從事工業(yè)建筑設(shè)計。從業(yè)20 年來，主持或參與過幾十個重大工程項目，包括各種定制類、標準類工業(yè)園區(qū)，通用類研發(fā)項目，經(jīng)歷過產(chǎn)業(yè)、規(guī)劃政策的調(diào)整變遷，深刻感受并體會到這一理念提出的背后含義。

對于定制類廠房，隨著各地工業(yè)用地開發(fā)強度普遍提高到容積率1.2~2.0，以往單純的大面積單層廠房已經(jīng)無法滿足土地規(guī)劃及合同條件中這一重要指標的要求，將重荷載、大跨度、高凈空以及局部需要設(shè)備基坑、大噸位行車等特殊工藝需求的車間設(shè)計為單層，其他通用型車間均考慮多層甚至高層工業(yè)上樓是企業(yè)應對規(guī)劃要求變化的必然選擇。另一方面，對于通用性標準廠房的設(shè)計，從最早的容積率0.6~0.8 的兵營式火車頭單層標準廠房（單層生產(chǎn)廠房+多層辦公輔房）演變到如今容積率2.5 甚至更高的多層、高層院落式、混合式標準廠房。隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的迅猛發(fā)展，產(chǎn)業(yè)園區(qū)客戶群從最初傳統(tǒng)的面向機械加工類為主到現(xiàn)在的生物醫(yī)藥、電子芯片、汽車零部件、人工智能等百花齊放的不同特色復合型新型工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

下面幾個案例以典型的定制工業(yè)廠房、標準工業(yè)廠房以及通用類研發(fā)項目為例，闡釋當今形勢下，工業(yè)上樓的必要性、設(shè)計特征要點等。根據(jù)不同園區(qū)產(chǎn)品定位、使用功能對于建筑物層高、面積、柱網(wǎng)、跨度、荷載及其他不同的土建機電需求，進行合理的組合布局，考慮生產(chǎn)所涉及的水平及豎向物流交通組織，形成多樣化、復合型的工業(yè)建筑，探索以打造新型生態(tài)產(chǎn)業(yè)園為目標的“工業(yè)上樓”設(shè)計模式。

3.1 定制廠房工業(yè)上樓典型案例

臨港某新能源汽車廠作為全國單位面積、單位體積出車量最高效的生產(chǎn)工廠之一，在規(guī)劃設(shè)計時，應有效利用土地，合理節(jié)約能源。不同于傳統(tǒng)車企的大平層車間，該廠涂裝車間、電池車間、電機車間、車身車間等主要單體，均實現(xiàn)工業(yè)上樓，更高效率、更智能化、更環(huán)保地制造新能源汽車。

以工廠內(nèi)某聯(lián)合廠房為例，該建筑為地上2 層（局部夾層）鋼結(jié)構(gòu)車間，生產(chǎn)工藝為焊接及總裝，占地面積約8 萬m2，總建筑面積約13.6 萬m2。建筑東西方向?qū)?72.4 m，南北方向長671.8 m，建筑高度23.95 m。該多層鋼結(jié)構(gòu)廠房生產(chǎn)的火災危險性類別為丁類，建筑物的耐火等級為二級。其中總裝車間為單層網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)，主要柱網(wǎng)24 m×27 m，車身車間為二層鋼框架結(jié)構(gòu)，主要柱網(wǎng)13.5 m×12 m。

設(shè)計規(guī)劃時，車間底層、樓層均采用3 kN/m2荷載滿足工藝使用需求，團隊將車間不需要使用設(shè)備基坑、輕載的空中輸送線或AGV 線體等生產(chǎn)線布置在樓層，物流通過貨梯及升降機、輸送鏈輸送上樓；各設(shè)備主線、分線間輸送規(guī)劃盡可能減少上下層傳送，減少樓板開孔及垂直物流，從而減少頻繁上下樓引起的生產(chǎn)節(jié)拍浪費；公用站房設(shè)置時充分考慮平面位置及各層配比，減少不必要的管線上下層翻越及過路管線，避免能耗浪費及管線干涉；通過工藝、建筑合理布局，將人流、物流流線分離，將生產(chǎn)、生活、辦公、機房等不同功能有機結(jié)合在一起，同時滿足工藝使用和消防疏散的要求；為了滿足機房運輸送線的懸吊以及多層廠房底層機械排煙、各類公配管線、工藝排風風管的布置，板底采用鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層將整個配套體系搭建在鋼柱和鋼梁上。

作為機械行業(yè)的典型代表，汽車產(chǎn)業(yè)因為產(chǎn)品體積較大，設(shè)備重量較大，以往除了涂裝車間外的其他沖、焊、總等車間均采用單層大跨度車間，隨著生產(chǎn)工藝尤其是機械運輸水平的提升，越來越多的新型汽車制造工廠實現(xiàn)工業(yè)上樓，集約用地，加大開發(fā)強度和提高單位面積產(chǎn)車率，從而提高工業(yè)用地的利用效率。汽車行業(yè)尚且如此，其他更輕量化、小型化的定制類機械、輕工、電子、化工等廠房，只要解決好消防疏散和垂直運輸問題，工業(yè)上樓更不在話下。

3.2 標準廠房工業(yè)上樓典型案例

某品牌華東產(chǎn)業(yè)集群基地項目（見圖2）定位智能制造、新材料、新能源產(chǎn)業(yè)，是電子信息產(chǎn)業(yè)的集聚平臺，打造以高端智能制造為核心、創(chuàng)新研發(fā)為引領(lǐng)、生產(chǎn)生活生態(tài)為一體的國際化產(chǎn)業(yè)園區(qū)。項目建設(shè)用地面積為6.8 萬m2，總建筑面積為13.7 萬m2，容積率達到2.0，由3 棟高標智造廠房、6 棟中試生產(chǎn)廠房以及配套宿舍樓、垃圾房、門衛(wèi)等組成。

該項目1#~3#高標智造廠房位于園區(qū)北面，呈品字形，均為丙類高層廠房；1#~6#中試生產(chǎn)廠房位于園區(qū)南面，其中1#~3#中試生產(chǎn)廠房為丙類高層廠房，4#~6#中試生產(chǎn)廠房為丙類多層廠房。以2#中試廠房為例，該建筑為6 層丙類高層廠房，占地面積1742 m2，建筑面積9170.5 m2，建筑高度29.5 m。建筑呈南北向布置，南北長64.4 m，東西寬25.8m，跨度8.2 m、9 m，柱距8 m。設(shè)計團隊根據(jù)業(yè)主招商部門需求，將廠房南北向設(shè)計為可分可合的兩個單元，首層地面荷載800 kg/m2，2~6 層樓層荷載500 kg/m2，均設(shè)置獨立的3 t 貨梯、客梯、衛(wèi)生間及設(shè)備吊裝口，可供不同的租戶同時使用，同時方便物業(yè)管理。單體建筑周圍設(shè)消防環(huán)路，沿西側(cè)道路設(shè)置卸貨面。5 層和6 層結(jié)合園區(qū)自然景觀設(shè)置層層退臺的面湖露臺，提升員工作業(yè)感受同時美化整個產(chǎn)業(yè)園區(qū)人文環(huán)境。

不同于以往針對機械加工類為主的大空間、大跨度單層標準廠房，多層甚至高層標準廠房多用于無固定工藝要求，具有較高通用性，可以分層、分區(qū)出租或出售的工業(yè)建筑。

由于該類工業(yè)建筑柱網(wǎng)、層高都具備一定的標準化、通用性，每平方米造價會相對較低，內(nèi)部隔斷可以根據(jù)用戶需求進行靈活的二次分隔，一些具備一定定制化設(shè)計要求的標準廠房甚至可以做到拎包入住，大大方便企業(yè)迅速投產(chǎn)，同時可以形成一定的上下游或相關(guān)產(chǎn)業(yè)集聚效應。此類園區(qū)單體占地面積一般1 500~4 000 m2，并不是很大，因此，總圖規(guī)劃的功能分區(qū)、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)更為靈活。筆者主持或設(shè)計的許多工業(yè)上樓的標準廠房都類似本案例，每層可分隔為1~4 個單元，布置相應的人流、物流出入口及配套的客貨梯，滿足首層及樓層用戶的客運、貨運物流無干擾，同時滿足可分可合的靈活性。每個建筑單體預留設(shè)備吊裝口、搬運通道，樓層均布荷載5~10 kN/m2不等。園區(qū)根據(jù)不同的產(chǎn)品定位和能耗需求，一般會統(tǒng)一配套建設(shè)或預留變電所、循環(huán)水泵房、鍋爐房、空壓站、冷凍站房、消防泵房等公用站房，以及物業(yè)辦公、餐飲超市等綜合管理服務場所。疫情之后，一些地方規(guī)劃部門甚至要求在園區(qū)中進行適量的住宿配套，以形成必要的內(nèi)循環(huán)。每個車間端頭或貼鄰位置會預留站房位置，同時也會預留相應的技術(shù)管井及排煙井道，方便后期進行機電改造的同時，不破壞園區(qū)立面形象[3]。廠區(qū)外立面通常采用涂料、彩鋼板、鋁板、彩鋼夾芯板等工業(yè)風質(zhì)感的材質(zhì)配合局部的玻璃幕墻打造現(xiàn)代化工業(yè)園區(qū)的科技感，提升園區(qū)整體形象，達到筑巢引鳳的目的。

3.3 通用類研發(fā)用地工業(yè)上樓典型案例

某高新產(chǎn)業(yè)園科技綠洲一期項目（見圖3）是科技產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代服務業(yè)基地。園區(qū)產(chǎn)業(yè)定位為世界、國內(nèi)知名企業(yè)為代表的高科技、高品質(zhì)、高成長、高效益企業(yè)，以總部經(jīng)濟、研發(fā)中心等作為主要客戶形態(tài)，形成以信息通信、計算機、光儀電、新材料、新能源等新型產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)集聚、企業(yè)集聚、服務集成的產(chǎn)業(yè)園區(qū)。項目由1#~15#樓、地下車庫以及配套開關(guān)站、管理室、非機動車庫、垃圾房等各類輔助用房組成。其中1#、4#號樓為一般配套民用建筑，其余建筑均為丙類工業(yè)廠房。項目總建筑面積約25 萬m2，其中地上建筑面積約17.6 萬m2，地下建筑面積約7.2 萬m2。

圖3 某高新產(chǎn)業(yè)園科技綠洲一期項目鳥瞰圖

為了打造“科技綠洲”，創(chuàng)造舒適的郊外工業(yè)園區(qū)環(huán)境，同時提供符合用戶需求的各種規(guī)模的廠房操作空間，設(shè)計團隊巧妙地將單體2 樓、3 樓進行有機組合，使之形成不同的組團，以滿足客戶對空間不同規(guī)模的使用要求；組團單位結(jié)構(gòu)能靈活應對用戶的不同需求，同時方形體量的組合能保證建筑平面及外觀靈活的獨立性；單體設(shè)計中采用分層退臺，形成屋頂露臺花園，打造各棟、各層專屬室外露臺景觀，提升園區(qū)整體空間品質(zhì)；建筑群落順應基地全年風向，呈45°斜角傾斜，體現(xiàn)了與自然和諧共生的理念，同時展現(xiàn)沿街立面與眾不同的、建筑與景觀融為一體的且不會給人造成普通沿街墻面壓抑感的建筑景觀。

本項目建設(shè)的標準廠房出售或出租給客戶，同時提供物業(yè)服務?？蛻羧罕容^分散，有“四高”企業(yè)，也有需求空間較小的企業(yè)。園區(qū)2 棟高層廠房大樓以及獨棟綜合型廠房的建筑平面與核心筒結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成極為靈活的平面結(jié)構(gòu)，租戶既可以同時租用上下幾層，也可以選擇一個組合而成的大型空間。集生產(chǎn)、研發(fā)、辦公、生活多功能為一體的通用類研發(fā)用地的工業(yè)上樓可以更好地支撐產(chǎn)城融合，通過建筑體塊和高度的變化，結(jié)合景觀、廣場、連廊等公共開放空間的穿插，塑造具有開放式、節(jié)奏感的城市展示界面，形成融入城市景觀的向上的力量，促進用地的混合開發(fā)和集約高效利用，打造自然豐富的城市天際線[4]。

4 結(jié)語

隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級加速及土地資源的日趨緊張，各地政府大力推廣“工業(yè)上樓”政策，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)園向新型產(chǎn)業(yè)園轉(zhuǎn)型步伐正逐漸加快。筆者通過一系列“工業(yè)上樓”項目的設(shè)計實踐，思考這類項目發(fā)展趨勢，總結(jié)出工業(yè)產(chǎn)業(yè)園的一些共性特征：

1）工業(yè)上樓的對象集中于具有輕型化、環(huán)保型、低能耗特征的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，同時控制其生產(chǎn)成本，盡量將重荷載、有吊車需求的生產(chǎn)線布置在底層，合理考慮升降機、貨梯、運輸坡道、吊裝孔等垂直運輸方式解決物流問題。

2）建筑通用化、規(guī)?；?、標準化，對柱網(wǎng)、荷載、層高、貨梯、卸貨平臺等作出相關(guān)統(tǒng)一標準，適應新興產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)物流需求。

3）工業(yè)建筑民用化，尤其是通用類研發(fā)用地項目，重要建筑立面外觀經(jīng)常采用玻璃、鋁板、石材等現(xiàn)代辦公樓風格，配套設(shè)施完善，景觀設(shè)計匹配園區(qū)整體品質(zhì)。

“垂直經(jīng)濟”是城市建設(shè)進入一個新發(fā)展階段后的必然選擇，“工業(yè)上樓”是作為城市更新、保障工業(yè)發(fā)展空間，提升空間承載力，促進高端產(chǎn)業(yè)集群，優(yōu)化要素資源配置的重要抓手。打造復合型的高容積率產(chǎn)業(yè)園區(qū)、立體工廠、摩天工廠，探索真正實現(xiàn)向天空要發(fā)展空間，推進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，有效改善建筑空間和環(huán)境品質(zhì)，實現(xiàn)產(chǎn)城融合，提升城市形象面貌，是新型產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃設(shè)計的創(chuàng)新模式。