刘 静
宁波市设联建设工程施工图审查中心 315040
内容摘要:
课题通过对工业建筑改造思路、改造案例的探讨总结,厘清工业改造项目在设计落实中存在的问题,分别从正向设计和逆向审查的角度,提出工业建筑改造设计和技术审查的策略,弥补了工业建筑改造设计中缺少整体合理、合规关系的理论缺陷。通过对工业建筑改造规范化、系统化和专业化的论述,就工业建筑改造在建筑设计层面提出现实性建议,尝试做出能指导设计和技术审查的有益探索。
关键词:工业建筑 改造设计 技术审查
引言
随着城市化的进程,产业退二进三的浪潮在城市及其周边展开。与城市共生的大片工业用地在规划层面出现土地性质的改变,大量工业建筑面临被拆除或改造的命运。
为避免社会财富的巨大浪费,实现工业建筑用地的可持续利用和工业建筑的合理改造、高效利用,在建筑设计和技术审查层面,尝试提出相应的思路和对策。
1、理论依据
我国经济增长受资源束缚,主要是自然资源紧缺、土地资源紧缺,人均资源不足。在建设方面,地价昂贵。
工业建筑改造,要求在建筑全寿命周期内容纳复合功能,减少资源浪费,体现建筑本质价值,这已经成为全球的共识。
2、课题研究意义
工业建筑改造作为时代飞速发展的产物,建造技术手段已相对成熟,各城市工业改造项目建设量逐年增加。但提及工业建筑改造在合理、合规方向的研究较为匮乏,这使具体改造缺乏指导性方针。盲目改造使建筑的使用率偏低并存在各种缺陷,结果降低了社会效益、经济效益,也无益于环境的保护。
课题旨在通过工业建筑改造的具体工程案例,厘清工业改造项目在改造设计中存在的问题,提供有针对的设计策略,提供合理的审查框架,从而为保证工业改造项目的顺利实施提供参考建议。本文分别从正向设计和逆向审查的角度,提出工业建筑改造设计和技术审查的策略,弥补了工业建筑设计改造中缺少整体合理、合规关系梳理的理论缺陷。
3、工业建筑改造为民用建筑的可能性与限制
工业建筑一般设有独立的厂区,场地相对富裕,其功能、流线、空间设计的主体是工艺流程,与民用建筑相比,存在结构可靠、承载力大、内部空间开敞、单元划分灵活的特点。
工业建筑根据火灾危险性类别分为甲、乙、丙、丁、戊;根据产业划分为医药化工、针织服装、制造锻造、精密仪器等;根据产业类别分为重工业、轻工业;根据市场使用,包括定制厂房、标准化厂房等类型。
随着绿色理念的发展,工业建筑发展也出现逐步采用先进技术的趋势,如洁净厂房设计,恒温恒湿系统应用等,可再生能源利用和屋顶绿化等生态化技术的应用也与时俱进。工业建筑为适应不断变化的工艺要求,也越来越多的采用模块化、标准化设计,出现了功能复合型空间,通用厂房就是在这种趋势下出现的具有包容性的空间形态。
工厂的性质不同,建筑设计自然也不同,如医药类厂房对洁净度要求高,水泥厂和金属制品类厂对结构有一定的限制等。生产工艺的不同限制了建筑的形式和空间。把现有工业建筑看做一个有机的、有生产性质的整体系统,分析其内外空间的各项物质要素,梳理其能源循环及与场地、与城市的关系,分析其改造为民用建筑的可能性与限制,是工业建筑改造的依据和基础。
4、工业建筑改造施工图审查案例及分析
工业建筑改为民用建筑,工程设计实施过程包括:政策在规划土地层面的确认,现有工业建筑的理解与分析,在功能、空间与使用上的创造性设计,施工图技术审查四个步骤。
工业建筑改造为民用建筑,基本不对建筑主体做大改动(或利用原建筑主体),根据民用建筑类型的相应规范,对建筑内部功能布局和外立面围护、建筑造型做改建,全面落实场地设计、结构设计、消防设计、节能设计、无障碍设计等及相关专业的各项内容。设计深度需要满足《建筑工程设计文件编制深度规定》(2016)中施工图设计的要求。
设计报审的内容包括:提供原主体工程合格的施工图纸;提供房屋安全鉴定报告;抗震鉴定报告;提供原主体的立项批文及产权证和相关权属证明(房产证、租赁合同);提供原主体单位的技术复核;提供岩土工程详细勘察报告(涉及到荷载比原结构增加);提供结构模型、结构计算书;提供给排水、电气计算书;提供节能计算书、浙江省民用建筑绿色设计表、绿建自评表;提供消防设计文件等材料。
本文通过宁波地区三个典型工业建筑改造案例的调研分析,从正向设计和逆向审查的角度思考工业建筑改造的优势和不足。
4.1案例一:某厂房改造为幼儿园
4.1.1设计概述
市区近郊九十年代建造的独立丁类厂房,占地面积4100平米,建筑面积2000平米,三层框架结构,L型布置,局部二层,南北向布置为主。柱网4m*6m,层高4m。改建为6班规模幼儿园。
4.1.2设计评述
1)场地选址和场地规模合适。能够合理布置分班活动场地和室外共用游戏场地;合理设置集中绿化场地;合理布置消防车道并布置回车场地。
2)建筑布局和建筑规模合适。L型布置,局部二层,南北向布置为主。托幼生活用房布置在当地最好朝向且满足冬至日底层满窗日照不应小于3h的要求。柱网4m*6m,层高4m,满足6班规模幼儿园幼儿活动、教师办公、后勤服务的功能要求,南侧局部二层上人屋面作为屋面活动场地,为幼儿活动提供多种可能。
3)保留建筑主要形体,利用结构框架柱网整合幼儿活动单元,增设内阳台、室外楼梯等空间元素,采用木材、金属等材质,对建筑表皮大胆改造,营造出空间丰富、造型活泼的幼儿建筑形象。
4)通过结构加固和抗震加固,保证改造建筑的结构安全。
5)通过消防、节能、绿建设计和无障碍设计,创造适合幼儿教学、活动的室内外空间环境。
4.1.3主要审查意见:
1)工业厂房改造为幼儿园,属于项目大类改变,应经相关主管部门批复同意并提供依据批文,作为设计和审查的前置条件。
2)应根据《托儿所、幼儿园建筑设计规范》JGJ39,复核调整安全疏散设计内容,幼儿园疏散距离位于两个安全出口之间为50m,位于袋型走道两侧为20m,疏散楼梯在首层应直通室外;原丁类厂房对疏散距离无要求,疏散楼梯踏步设置不符合幼儿使用尺度,利用原有楼梯时应予复核修改。
3)根据《托儿所、幼儿园建筑设计规范》JGJ39,复核深化安全防护措施,临空处护栏构造应防止儿童攀爬,防护栏杆从可踏部位顶部起算,净高不小于1.3m,采用竖向栏杆时,杆件净距不应大于0.09m;增设低窗防护设计;补充梯井防坠落、防溜滑措施。
4)应明确项目控制室内环境污染要求的类别,幼儿园为I类控制室内环境污染要求的民用建筑工程。应复核主体材料和装修材料选型。
5)其他专业:(略)
4.2案例二:某多层车间改造为多层门诊楼
4.2.1设计概述
市区近郊工业区,2000年建造的独立医药厂区,占地面积约4000平米,建筑面积约12300平米,含一座丙类厂房和一座厂区办公楼,三层厂房和四层办公楼通过内庭院相连,交接部分设置沉降缝。框架结构,南北向布置。办公楼占地70m*10m,柱网4m*8m,层高4.5m。厂房占地70m*45m,柱网6m*7m,层高5m。改建为某体检中心的综合门诊楼,主楼三层,配套办公局部4层。
4.2.2设计评述
1)场地设计:场地方正,在两个方向设置车辆出入口,并与城市道路衔接,区内消防车道环通,门诊出入口设置雨棚,附近设置车辆停靠场地。
2)建筑布局相对集中,修改内庭院为室内中庭,原厂房和配套办公部分一层连通,二层通过坡道连通,原厂区配套办公的三层、四层改造为门诊楼配套办公,独立成区。合理布置公共用房、诊室、医技用房等功能空间,首层设置若干分区的单独出入口,新增两部疏散楼梯,组织功能流线,满足医疗建筑洁、污分流及不同人流功能流线的要求。
3)保留原结构主体,保留原内庭院为中庭,将原厂房和办公建筑改造为一栋建筑,既满足医疗建筑大进深的功能布局要求,又改善了建筑内部环境的采光通风。建筑外墙基座采用干挂石材,上部采用涂料,开窗整饬,形体简洁,体现了医疗建筑现代、清洁的形象。
4)通过结构加固和抗震加固,保证改造建筑的结构安全。
5)通过消防、节能、绿建设计和无障碍设计,创造适合医疗活动的室内外环境。
4.2.3主要审查意见:
1)工业厂房改造为医疗建筑,属于项目大类改变,应经相关主管部门批复同意并提供依据批文,作为设计和审查的前置条件。医院选址还应复核当地规划、卫生、环保等主管部门的要求,并远离易燃、易爆、物品的生产、储藏区。
2)根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014,5.4.2条的规定,民用建筑内不应设置生产车间和其他库房。考虑改建工程中部分车间未进行实质改造,仅标注预留空间,业主应出具整体改建的承诺并在设计中落实合理的建筑功能。
3)应落实医疗建筑防火分隔,安全疏散的要求。提出封闭楼梯间,消防电梯,外墙救援口的相关要求。
4)补充医疗用房安全防护设计内容。补充医疗用房装修和防护事项,如医疗用房的地面、踢脚板、墙裙、墙面、顶棚等应便于清扫或冲洗,其阴阳角宜做成圆角,踢脚板、墙裙应与墙面平等。
5)应明确项目控制室内环境污染要求的类别,医疗建筑为I类控制室内环境污染要求的民用建筑工程。应复核主体材料和装修材料选型。
6)其他专业:(略)
4.3案例三:某工业厂区改造为商业广场
4.3.1设计概述
市区近奉化江边上世纪末建造的新材料厂区,占地面积约50000平米,建筑面积42000平米,含14座丁、戊类厂房及厂区辅助用房、宿舍。厂房(1-3)层,框架结构或钢结构,宿舍5层,框架结构。项目改建为社区邻里商业中心,建筑类型包括酒店、超市、影院、教育培训等。项目已提供宁波市规划局核发的《准予临时改变房屋用途土地决定书》,原用途工业厂房临时改为商业用房,分期改建,时间(2018-2023)年。
4.3.2设计评述
1)设计利用原有厂区建筑,拆除各类装置、设备,不对基地内建筑主体做改动,根据建筑改造类型确定建筑内部布局,对商业区建筑外立面做统一改建。新建消防水池、消防水泵房、生活水泵房、消控中心等配套设施。在原有场地肌理上尽可能做到人车分流,满足消防通行及救援的要求的同时实现商区交通的便利通达。
2)改建类型包括酒店、超市、影院、教育培训等。根据《旅馆设计规范》JGJ62、《商店建筑设计规范》JGJ48、《餐饮建筑设计规范》JGJ64、《电影院建筑设计规范》JGJ58等相关规范,落实消防设计、绿建设计、无障碍设计等全专业设计内容。项目总体规划、分期建设,保证建设造价与周期控制,顺利实现从工业区到商业街区的改造。
3)保留原厂区道路、场地的城市肌理,引入“花园街区”的理念,人车分流,在步行区域打造景观绿地,休憩小品,利用屋面平台、向阳墙面设置立体绿化。保留原建筑主体框架,根据建筑改造要求,采用拼贴、穿插、悬挂、扭曲等新兴建筑语言,打破原工业建筑群纯盒子的单调,以玻璃、金属、木材、陶板等新兴建材作为建筑表皮,配合霓虹、广告、液晶屏等设施,表现出商业建筑丰富多样、交融开放的特性。
4)通过结构加固和抗震加固,保证改造建筑的结构安全。
5)通过场地设计、建筑设计、室内设计、结构和设备设计,创造出适合各类商业、娱乐活动的室内外环境和富有特色的城市商业空间。
4.3.3主要审查意见:
1)前置条件:商业广场选址应复核当地规划、卫生、环保等主管部门的要求。复核交通组织、停车设计及配建计算内容。
2)场地设计:尽端式道路应设置消防回车场地。影院、超市等公众聚集场所需补充人员集散的场地要求。
3)消防设计:补充钢结构部分消防专项说明,明确用房钢结构屋面等主要承重构件的耐火极限要求。对各单体防火分隔、安全疏散、封闭楼梯间形式,消防电梯设置,外墙救援口设置等提出规范要求。
4)安全防护:使用中易受撞击部位的玻璃幕墙应有防撞击措施及警示标识。 观众厅屋面采用轻型屋面,应采取隔声、减震措施。
5)节能绿建和无障碍设计:深化节能计算和无障碍设计内容。补充无障碍停车、无障碍出入口,无障碍卫生间等设计内容。
6)幕墙设计、室内装修设计等专项设计内容应落实土建改造内容。
7)其他专业:(略)
4.4结合具体工程案例,总结工业建筑改造为民用建筑存在的主要问题
4.4.1项目选址不满足规划、环保要求,场地设计与周边环境衔接不够。
建筑功能、性质的更改,需要满足地块城市规划的要求,重点核实与周边场地及设施的衔接。
4.4.2项目大类(类别)改变,未经相关主管部门批复同意。
技术经济指标的变化,如建筑间距、容积率、绿地率、建筑密度、停车指标等,是否满足规划控制要求,应有规划部门的报备。对于分期分步改造的工业建筑,还应由业主出具整体改建的承诺。
4.4.3部分项目未按照施工图审查要求进行联审。
部分项目未按照施工图审查要求进行联审,仅以简单装修报消防验收后即交付使用,存在严重安全隐患。为实现工业建筑改造为民用建筑的结构安全,需要提供结构安全性鉴定、抗震鉴定,评估现有建筑结构,是否满足荷载、承载力要求。
工业建筑改建包括平面布局的调整,夹层的增设、疏散楼梯的加建,设备用房的设置等多种情况,还需要根据具体建筑功能设置观众厅、密集档案室等特定要求的空间,都需要进行全专业的设计和审查,才能保证建筑本质安全。
4.4.4工业建筑改造涉及民用建筑类型多,规范要求高,部分项目仅考虑结构设计要求,未能满足改造为民用建筑的相关要求。
1)室内外环境不满足专项设计规范要求。根据改造建筑特性重新梳理室内外环境要求,需要在建筑总体、平面布置、室内环境等方面落实专项设计规范要求。
2)在改造过程中消防设计、消防安全不到位。设计需要根据改造建筑特性重新梳理场地要求,整合消防救援各项要素,包括消防车道、回车场地的设置,场地和消防救援口的配合、消防设施的布置等,需要重新核定防火分区、防火分隔、安全疏散等设计内容。
3)没有落实民用建筑节能设计、绿建设计的要求,无障碍设施设置不到位。
4)没有满足项目属地政策性要求,如海绵城市、立体绿化,人防结建要求等。
5)改造项目的设计深度不足。未满足《建筑工程设计文件编制深度规定》(2016)中施工图设计的要求。
5工业建筑改造的设计策略和技术审查框架:
结合具体工程案例分析,工业建筑改造项目是函盖规划设计、建筑设计、景观设计、装修设计及各专项设计的系统工程。工业建筑改造,是实现“设备主体”到“人为主体”的转变,是通过改善外部环境,改造内部建筑空间,实现功能和形式的整合,使空间、风、光、热、绿的各要素形成统一的整体的过程,也是一个不断修正、不断整合的全动态过程。
5.1通过对工业建筑改造影响因素的分析,总结工业建筑改造的策略。
5.1.1灵活地改造工业建筑的空间,使新的功能与新的空间环境成为有机的整体。
实现宏观上与城市空间、中观上与厂区空间、微观上与功能空间的和谐统一,实现人、改造后的建筑、自然三者的可持续发展。
5.1.2根据改造建筑特性重新梳理规划要求,整合建筑本质要求。
通过场地设计、建筑设计、室内设计、结构和设备设计、幕墙等专项设计,落实结构安全、消防安全、室内外环境安全和绿色建筑要求,实现工业建筑的民用改造。
5.1.3信息化的介入
随着浙江省四库一平台和电子审图的开展,从设计出图、设计审查及批复的完整上传,每一个环节都有据可循。“多档合一”,使各部门之间资料共享,从而实现大数据的分析和决策,保证建筑改造全过程的安全合规。
5.1.4智能技术的广泛应用和生态化的技术策略。
通过计算机,如CAD应用、PKPM软件,斯维尔软件,绿建设计软件等,对建筑采光、通风、隔噪、围护结构节能等进行全方位精确计算、模拟,实现量化分析,从而实现建筑围护结构的设计改造与可再生能源的利用,具体应用有太阳能光伏板,遮阳系统等。
5.2配合省、市“最多跑一次”改革,决策部署大数据,通过分类审查、数字化管理,推动施工图联审机制,提出技术审查的框架,有利于进一步提高审批效率,改善营商环境。
5.2.1政策许可
应提供土地改性、项目立项的批文。临时改变用途的,应由自然资源和规划局核发临时改变房屋用途的证明。
5.2.2程序许可
关注设计全阶段,注重现有设计的依据合规。项目报审应提供立项批文、批复,提供原工程竣工验收图纸、相关专业计算书、原主体设计单位的技术复核、安全鉴定、抗震鉴定等资料。
5.2.3资质许可
针对工业建筑改造项目,对设计单位资质、设计人员资质提出要求。应由注册建筑师作为项目负责人,进行建筑、结构、给排水、电气、暖通全专业设计和联合审查,各专业设计图纸应有会签。
5.2.4技术许可
按照联合审查的要求,全面落实场地设计、建筑设计、室内设计、结构和设备设计、幕墙等专项设计的各项要求,实现工业改造项目建筑的结构安全、消防安全、室内外环境安全和绿色建筑要求。
结语:
工业建筑改造,政策允许,规划确认是改造的前提,对现有工业建筑的认识和理解是改造的基础,在功能、空间与使用上的创造性设计是改造实现的具体手段,高效审查和审批的统筹管理是实现工业建筑改造的机制保障。在各种制度创新、技术创新因素的影响下,工业建筑改造势必焕发出更多活力并实现可持续发展。