谈机械工业厂房的建筑设计思路

一、机械工业厂房的设计原则

1.满足生产工艺要求

以三联合厂房为例，中间两跨需设置双层行车，以满足重型部件的加工装配，自然形成了中间高两边低的“山”字形造型，而二联合厂房则在边跨设置双层行车，这样也就形成了高低错路的阶梯状造型，这是生产工艺直接影响建筑造型的典型案例。对于大型机械厂房，由于工艺生产线的类型繁多，经常出现特殊工艺对建筑形体产生影响，如一重天津重工三联合厂房需要在山墙设置出码头大门，尺寸达到了32m×36m，体量巨大，已经成为建筑造型的不可忽略因素。再如三联合厂房机加跨需设置自动铁屑排屑线，主厂房外部需要设置铁屑装车站，这些由特殊工艺带来的特殊构件，对于厂房的整体性和协调性都有较大影响，在处理时必须认真对待，争取把不良影响转化为积极因素。

2.选择适宜的结构体系

机械工业厂房设计选取合理的结构系统，不仅能够更好地满足工艺生产要求，也能产生很好的经济指标效能。工业厂房按照选用的结构材料，可以分为混凝土结构工业厂房、钢结构工业厂房；现代工业厂房一般选用钢结构形式，具有是简洁、施工快速、高强、绿色（可回收利用）的特点。天津重工三联合厂房采用新工艺的钢管混凝土结构的车间效果。

3.合理布置辅助用房

辅助用房分为生产辅助用房和生活辅助用房，生产辅助用房包括变电站、空压站、设备控制间、材料库等，生活辅助用房包括车间办公室、休息室、卫生间等。辅助用房布置方式应按生产需要和卫生条件而定，可集中布置在厂房的一侧，也可分散布置在厂房内。大型机械厂房由于结构柱距较大，柱子本身也有一定的宽度，利用柱边和吊车死角等生产线无法充分利用的空间布置辅助用房是最为合理的方式，这种布局可高效利用厂房内的面积，辅助用房距离工作区较近，对生产和员工生活都带来了便利。由于大型机械厂房室内空间都很高，辅助用房可为多层并跨柱子设置，通过外挑走廊连接为一体，这种做法变分散布局为相对集中，扩大了使用面积,同时减少了楼梯数量，是值得大力推行的做法。

二、机械厂房的的建筑形象设计

过去很长时间,工业建筑的形象不受重视，仅作为生产线的外壳。厂房形象单一，厂区的环境也给人沉闷、呆板的感觉。近年来,这种现象已经发生了根本性变化，目前对厂房的立面造型已经达到了很高的要求。大型机械工业厂房由于受限于工艺布局，在设计灵活度上确实有较多限制，但基本的美学规律依然有效，统一中有变化是基本原则，建筑形象的所造依然不离形、色、质三方面。

1.形体的塑造

大型工业厂房一般为矩形，经常具有超长立面，这是机械厂房给人的最直观印象。工业厂房这种特性对于统一的形体是有先天优势的，以往的工业建筑形象不佳一个重要的原因是缺少变化，这种变化不是为变而变，而是功能需要的自然结果。比如厂房屋面经常为多跨的阶梯式坡屋面，既是工艺的需求也是结构限定的要求，大型厂房这种错落的外檐形成的天际线，本身就是一种丰富的变化。厂房中由于特殊的工艺要求会产生一些特殊的构件，如钢梯、平台、烟囱等，如果处理得当，都有可能成为统一立面中的点睛之笔。

2.颜色的选择

由于不同工艺的需要，工业厂区内经常排列着形体大小不同的厂房，运用统一的颜色可以使形体各异的建筑群体趋于统一化和整体化。机械厂房为大体量建筑，为减少形体的压迫感，多采用浅色系，优点是不过分突出主题，避免干扰视线和给使用者带来紧张感。但是如果颜色千篇一律，不免单调呆板，统一中缺乏变化，所以厂房经常使用同一色系的不同颜色组合，比如不同颜色的灰色系、蓝色系等，一重天津重工联合厂房外墙面即选择银灰色为主色系，屋面选择蓝色为主色系，通过颜色的深浅不同来获得丰富而不杂乱的色彩搭配，使色彩与环境形成和谐的整体。色彩的运用也同样需要点睛之笔，即基本颜色构成+局部色彩变化，在厂房外立面的重点部位、视线集中部位可采用颜色鲜明的色彩，增加了活跃因素。可选择点状、线状、面状等多种形式。一重天津重工联合厂房采用了多种形式的色彩局部变化，如在墙面转角和大门入口处采用了深灰色彩板(面状)，在檐口下设置了蓝色色带（现状），在山墙上设置了蓝色企业标示（点状），这种颜色上统一中的变化有效地丰富了厂房的色彩系统。

3.材质的应用

工业厂房的外围护材质一般附着在结构框架上，对主体起维护和装饰作用，直接构成了建筑的空间形体。大型机械厂房多为大跨度、大空间，传统的材料技术很难适应这种情况，彩涂压型钢板具有轻质、高强、保温隔热、美观耐用等优点，是工业厂房适宜的外围护材料。材质的纹理对比和虚实对比是厂房外立面设计的主要手法。由于采光板有各种版型和排布方法，不同的版型的表面在阳光下会产生不同的光影变化，横向和竖向具有不同的质感；虚实对比中的“虚”一般指厂房立面的透明部分，一般为玻璃，采光带等“，实”为彩钢板实体外墙。由于厂房自身的造型特点及通风采光需求，这两种做法对于厂房非常合适，只要运用得当，即使是一面平墙也能表现出丰富的变化。

一重天津重工联合厂房外墙及屋面全部采用双层保温压型钢板屋面，主要板型为灰白色竖向排版，转角及入口局部为中灰色横向波纹板，两者形成了不同肌理的材质对比。厂房外立面下部设条形采光窗，上部设置透明采光带，利于光影的变化来表现虚实对比，这种做法既有利于强调主导地位的造型效果，同时增加了外立面的韵律节奏，充分体现了厂房的现代感。以上从形、色、质三方面的分析可以看出，工业建筑与民用建筑在造型设计上并无太大差别，统一与变化、虚实对比、重复与韵律等建筑美学规律依然有效，反而是工业厂房由于功能的明确和简洁的造型使这种关系更加纯粹。

目前，机械厂房日益向大型化、联合化的趋势发展，随着工艺水平和材料技术的不断进步，厂房的建筑形体、布局也必将随之更加多元化，建筑师对于工业厂房的设计思路也将越来越宽广，目前对于工业厂房建筑设计的系统性研究尚不深入，这都需要建筑师进一步的研究努力。这既是市场目标的需求，也是建筑师的职责所在。

作者：于杰 徐德芳 龚政 单位：机械工业第一设计研究院 国家知识产权局专利局