舊工業(yè)建筑改造再利用的實踐與探索

舊工業(yè)建筑改造再利用的實踐與探索

2003年，國際工業(yè)遺產(chǎn)保護協(xié)會（tic）在俄羅斯的下塔吉爾通過了下塔吉爾的憲法。在憲法中，它揭示了工業(yè)遺產(chǎn)的基本概念?！肮I(yè)遺產(chǎn)包括具有歷史、技術(shù)、社會、建筑或科學(xué)價值的工業(yè)文化財產(chǎn)，如建筑物和機器、車間、生產(chǎn)車間和工廠、礦工和加工精煉場地、倉庫倉庫、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)讓和使用場所、運輸和基礎(chǔ)設(shè)施以及用于居住、宗教崇拜和教育的場所?！?1)由此可見,工業(yè)遺產(chǎn)無論在時間范圍還是內(nèi)容方面都具有豐富的內(nèi)涵和外延。西安具有眾多的工業(yè)遺產(chǎn)。新中國成立之初,為了配合重工業(yè)在全國的地理布局,中央決定在陜西省西安市創(chuàng)建一座鋼鐵廠。從1958年起,中央從上海、東北、武漢等地調(diào)集冶金方面的專家和骨干來到西安,創(chuàng)建了當(dāng)時的陜西鋼廠。經(jīng)過7年的建設(shè),陜西鋼廠終于于1965年開始生產(chǎn),當(dāng)時它曾被列為中國十大特種鋼生產(chǎn)基地之一,占地面積約840余畝(約56hm2)(圖1)。最好的年份的鋼鐵產(chǎn)量達到逾20萬噸,主要產(chǎn)品有優(yōu)質(zhì)熱軋型材、熱軋線材、冷拉型材和鋼絲。20世紀80年代初期到90年代中期,陜西鋼廠抓住機遇、積極進取并高速發(fā)展。20世紀90年代末,由于鋼鐵產(chǎn)業(yè)的大的波動,陜西鋼廠的產(chǎn)業(yè)調(diào)整不當(dāng),設(shè)備陳舊,能耗增高,原材料依靠外地運進,交通運輸成本增高,市場優(yōu)勢降低,企業(yè)退休職工越來越多,導(dǎo)致企業(yè)負擔(dān)的養(yǎng)老金越來越多,雖經(jīng)過數(shù)次的改革,但終究失敗,于1999年停產(chǎn)。2000年開始尋求破產(chǎn)拍賣。2002年,西安建筑科技大學(xué)科教產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司(以下簡稱“西安建大科教產(chǎn)業(yè)公司”)以2.3億元的價格成功競拍了陜西鋼廠,之后,西安建大科教產(chǎn)業(yè)公司對陜西鋼廠的廠區(qū)進行了改造和再利用。1國家投資的優(yōu)勢西安建大科教產(chǎn)業(yè)公司在原陜西鋼廠的土地上展開了恢復(fù)發(fā)展的建設(shè)工作。為合理利用土地、廠房、設(shè)備等資源,妥善安置部分原陜西鋼廠職工,通過精心策劃論證,公司創(chuàng)造開發(fā)了三大產(chǎn)業(yè)平臺:工業(yè)平臺、開發(fā)平臺和教育平臺(圖2)。工業(yè)平臺:原陜西鋼廠破產(chǎn)后,依靠西安建筑科技大學(xué)的人才優(yōu)勢,從原來的干部工人中招聘1200名人員,整合了原鋼廠的優(yōu)勢,對具有一定先進技術(shù)的鋼鐵產(chǎn)品,進行了技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓,成立了西安建大冷拔材公司。將陜西鋼廠的拳頭產(chǎn)品進行了恢復(fù)生產(chǎn),并將西安建大最新的材料、最新的技術(shù)和最先進的冶金人才運用在該公司當(dāng)中。目前,已經(jīng)度過過渡期,順利進入盈利階段。開發(fā)平臺:西安建大科教產(chǎn)業(yè)公司對剩余的445畝約占總面積的52%的土地進行房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)項目——華清學(xué)府城住宅小區(qū)。華清學(xué)府城項目位于西安幸福路南段,東南鄰東方廠用地,北鄰摩托配件城及建材倉庫。華清學(xué)府城房地產(chǎn)項目建設(shè)周期四年,總建筑面積105萬m2,總戶數(shù)10000戶,總居住人數(shù)32000人,綠化率43%。教育平臺:華清學(xué)院是2004年西安建大科教產(chǎn)業(yè)公司在原陜西鋼廠北區(qū)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過國家教育部批準,聯(lián)合社會力量以新機制、新模式創(chuàng)建的一所獨立本科院校。2002年12月,經(jīng)過近一年的改造,滿足了基本的入學(xué)條件。2003年9月,建大華清學(xué)院第一批學(xué)生入學(xué)。先后利用原舊工業(yè)建筑約30萬m2,自建20萬m2,改造和新建建筑50余個。其中學(xué)院的3棟教學(xué)樓、學(xué)生餐廳、實驗樓、綜合服務(wù)樓、圖書館、教研樓和大學(xué)生活動中心等均是原有廠房或指揮室改造而成的。2對原組織的改造(1)功能分區(qū)西安建大華清學(xué)院的規(guī)劃設(shè)計按照整體協(xié)調(diào)、功能分區(qū)、動靜結(jié)合的原則,對原有的部分舊工業(yè)建筑進行了改建、加建、拆建等一系列的措施。在20世紀90年代,陜西鋼廠和其他的國有企業(yè)一樣,經(jīng)歷了不同階段的產(chǎn)業(yè)改革。其中就有從一體化經(jīng)營到各個車間的承包經(jīng)營,從承包經(jīng)營到各個小公司的獨立經(jīng)營等各種不同階段的發(fā)展。廠區(qū)內(nèi)的各種不同時期的建筑也形成了各個不同時期的功能分區(qū)特點。針對這種情況,按照大學(xué)的基本功能分區(qū)的計劃,再按照原廠區(qū)的路網(wǎng)及功能分區(qū),將原廠區(qū)劃分為教學(xué)區(qū)、住宿區(qū)、飲食區(qū)、商業(yè)服務(wù)區(qū)和運動區(qū)幾個不同的分區(qū)。將原來的煤氣制造站規(guī)劃為商業(yè)服務(wù)區(qū),將原有的軋機區(qū)劃分為教室,將原來的煤炭堆放區(qū)加以平整劃分為運動場,將原來東面的大型倉庫區(qū)拆除新建為學(xué)生的宿舍樓(圖3)。(2)主入口的考慮20世紀80年代,由于陜西鋼廠為了市場的需求進行不斷的制度改革,從原來的一體化經(jīng)營到各車間獨立經(jīng)營。所以部分小的車間也是在那時獨立修建的。在華清學(xué)院的整體規(guī)劃設(shè)計中,將部分已經(jīng)不太堅固的廠房車間進行拆除,拆除后的空地全部進行綠化,為學(xué)生和老師提供一個綠意盎然的休憩空間(圖4)。(3)構(gòu)筑物小品原陜西鋼廠的構(gòu)筑物如水塔、儲料池、煙囪等在再生設(shè)計中成為重點關(guān)注的對象。針對原第二軋機車間的情況,其露天跨緊鄰學(xué)生食堂,在改造設(shè)計中,拆除了原來的移動式大梁,保留原來的牛腿柱子。在兩個牛腿柱子之間制作不銹鋼宣傳欄,原來的牛腿梁噴刷顆粒噴涂,使原來的柱子既有質(zhì)感,又能很好地和不銹鋼宣傳欄融為一體(圖5)。這樣,既滿足了學(xué)生和老師閱讀報紙的需求,又能使原來的舊工業(yè)建筑再生利用,實為一舉兩得。(4)原路網(wǎng)保留與樹木保留由于原來運輸煤炭和鋼材的需要,陜西鋼廠廠區(qū)的道路和轉(zhuǎn)彎半徑的設(shè)計尺度較為大,承載能力也比較大。原廠區(qū)的道路保護程度較高,設(shè)施保存較好。廠區(qū)內(nèi)樹木經(jīng)過約50年的生長,高大成林。西安建大科教產(chǎn)業(yè)公司在興建華清學(xué)院的時候,原廠區(qū)的主要路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和行道樹進行原貌保留。在原有的基礎(chǔ)上,增加了分道和支道,以方便師生的出行。對原來的絕大部分樹木進行了原地保留,對部分占用新設(shè)計路網(wǎng)的樹木進行了移植。(5)機械設(shè)備的重新利用陜西鋼廠的東部庫房內(nèi)存放著報廢的大型軋機的齒輪件,經(jīng)過設(shè)計師和藝術(shù)家們的設(shè)計,將已經(jīng)破敗不堪的庫房拆除,將軋機的齒輪件移動至入口草坪西邊,使其成為一件后現(xiàn)代主義的雕塑。原陜西鋼廠煤氣制造站的兩個大型的排氣扇,現(xiàn)在已經(jīng)報廢。經(jīng)過建大藝術(shù)學(xué)院雕塑師的重新設(shè)計,將兩個排氣扇從原煤氣制造站的底座上拆除,拆除原有葉片,安裝新的葉片,安裝到食堂對面的草坪上,構(gòu)成了兩架大風(fēng)車式的雕塑作品(圖6)。3對原有建筑進行檢測舊工業(yè)建筑本來就有不同程度的安全隱患,為了消除其不安全的因素,進行了加固和完善,以達到安全使用的目的。西安建大華清學(xué)院采取了一系列的措施,保證各類舊工業(yè)建筑的安全使用。(1)安全隱患的定期檢查第一,對每處改造再生的舊工業(yè)建筑建立檔案,登陸各次的檢測過程及結(jié)果。第二,在對部分建筑改建的過程中,引入新的質(zhì)量檢測及管理體系。改建后,嚴格按照要求進行實體的各項檢測。第三,對舊工業(yè)建筑每年進行一次安全性檢測,對去年達標但是今年不達標的建筑進行登記注冊,匯總問題,進行加固,杜絕安全事故的發(fā)生。第四,對各類自然災(zāi)害如火災(zāi)、暴風(fēng)雪、暴雨、冰雹、地震等自然災(zāi)害提前預(yù)報,建立應(yīng)急小組,提前準備應(yīng)對各種安全隱患。(2)分級檢測制度在建設(shè)華清學(xué)院初期,學(xué)校組織專家針對廠區(qū)總圖和所有的建筑施工圖進行了審查,對照圖紙對原有的建筑物一一確定并編號。對原有建筑進行檢測并分類,經(jīng)過檢測得出每個建筑的檢測報告。學(xué)校再組織專家結(jié)合功能分區(qū)確定原舊工業(yè)建筑的去留問題。按照這樣的思路,除了拆除的建筑,對剩下的建筑或構(gòu)筑物進行分類檢測。第一,對于需要改建、加層、拆除部分的單層車間或多層車間,做全面的檢測,并進行加固,加固完了以后,再進行檢測。第二,對于不需要加層的原廠房,拆除原有的機動吊車,因為它已經(jīng)經(jīng)過大型吊車梁的考驗,所以不需要檢測,只針對原來的牛腿梁的局部濕陷性的地基進行檢測并加固。第三,針對原廠區(qū)的構(gòu)筑物如水塔、煙囪、牛腿柱等,不進行檢測,只要將其表面進行修復(fù)和粉刷即可。4靜壓樁、構(gòu)件的加固(1)地基加固在華清學(xué)院的校園建設(shè)過程中,對原車間建筑進行了地基加固。原來的建筑是工業(yè)用途,現(xiàn)在改為教學(xué)用途,所以在地基加固中選擇余地較大。但該廠區(qū)位于濕陷性黃土地基之上,所以地基的加固主要用于消除濕陷性黃土地基的影響。改造中,主要運用人工挖空灌注樁、灰土擠密樁、灰土井和靜壓樁頂升加固或者糾偏。在濕陷性黃土所采用的靜壓樁時,就得考慮其再次浸水后的負摩擦阻力的影響,最后采取了杜絕漏水的措施。具體是在建筑物的外側(cè)改造水網(wǎng),統(tǒng)一設(shè)置防水地溝,在頂升措施之后,在廠房的散水部分填3:7的灰土2m厚?，F(xiàn)在學(xué)院的部分建筑就是采用的靜壓樁措施,經(jīng)過10年的使用和監(jiān)察,效果良好。(2)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)加固原廠區(qū)的建筑經(jīng)過檢測以后,根據(jù)每棟建筑的具體情況,進行了建筑構(gòu)件的具體加固(圖7)。第一,原廠房的建筑部分構(gòu)件由于原混凝土的嚴重缺陷,所以采用了外包鋼技術(shù),這樣加強了混凝土構(gòu)件的橫向約束強度。第二,在華清學(xué)院的廠房改造餐廳的過程中,對部分原框架柱擴大柱子的截面,對梁擴大其截面。采用德國進口加固專業(yè)結(jié)構(gòu)膠,將鋼筋植入相鄰的構(gòu)件中。在部分建筑中,由于大型的設(shè)備不能進入,所以采用人工挖空灌注,在設(shè)備基礎(chǔ)上植入框架柱。5鍋爐輔助加熱系統(tǒng)(1)真空管——熱管式熱水器的應(yīng)用為了響應(yīng)國家號召,建設(shè)節(jié)約型社會,在改造過程中,大量使用新的環(huán)保節(jié)能設(shè)備和節(jié)能材料。真空管——熱管式太陽能熱水集熱器就是其中的一種先進設(shè)備。西安建大科教產(chǎn)業(yè)公司與甘肅省太陽能研究所合作,在學(xué)生洗浴中心的建筑頂部安裝可以儲水加熱40t的該設(shè)備。夏季基本解決了華清學(xué)院學(xué)生的日常洗浴用水,冬季或者雨天,采用鍋爐輔助加熱,即可滿足要求。真空管——熱管式太陽能熱水器比普通的熱水器集熱效果更好,自從采用該設(shè)備以后,大大降低了鍋爐煤炭的使用量,不僅節(jié)約了能源,減輕了華清學(xué)院的開支,還減少了對空氣的污染。(2)GRC板和泰柏板的應(yīng)用華清學(xué)院的圖書館是在原調(diào)度室和廠房的基礎(chǔ)上改建而成的。學(xué)院根據(jù)原工業(yè)建筑的外立面特點,組織相關(guān)的專業(yè)設(shè)計人員,在原有的鋼框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用橫向連接角鋼作為龍骨,選用泰柏板這種既能防水又輕質(zhì)的隔墻材料。泰柏板是一種由兩層電阻絲的鋼絲網(wǎng)片夾在其中的板材,網(wǎng)片內(nèi)襯聚苯板,通過八字形鋼絲對拉。安裝固定后,其外墻上再用水泥砂漿抹于其外,這樣更起到了防水的作用(圖8)。另外,目前就全國范圍內(nèi),建筑室內(nèi)的非承重墻普遍采用輕質(zhì)隔墻。到目前為止,輕質(zhì)隔墻的種類就達到將近100種。在陜西鋼廠的改造過程中,采用輕質(zhì)、隔熱、防寒、節(jié)能、隔音、無輻射、耐久性好和高強度的隔墻。所以采用的是GRC輕質(zhì)板材,GRC板材指玻璃纖維強化水泥板,是一種新型工藝合成的復(fù)合材料。該板材廣泛應(yīng)用于辦公室、教室、宿舍等的室內(nèi)隔墻。研究開發(fā)舊工業(yè)廠區(qū)校區(qū)的總體思路舊工業(yè)廠區(qū)的改造再利用對經(jīng)濟、社會、空間環(huán)境以及城市規(guī)劃等都產(chǎn)生深遠的影響。本文從尊重歷史、