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哈尔滨某老工业园区总体布局优化调整实践与探讨

2023-01-14 08:00:07

孙兆杰 魏志谦 王立苗

(北方工程设计研究院有限公司,石家庄 050011)

建国之初,我国为了建成比较完整的工业体系,打造了以重工业为标志产业的东北老工业基地,对我国的工业发展贡献巨大,可以说没有东北老工业基地的贡献,就没有中国工业辉煌的现在[1]。但随着城市经济快速发展,这些老工业企业发展陷入困境[2],国家针对这一情况出台了老工业基地调整改造专项规划,改造项目大有可为。老工业园区调整改造与新建项目差距巨大,规划设计中容易出现只重视使用功能而忽略了原有建筑的文化内涵和历史性记忆,只考虑设计方案的合理性而忽略实施难度等问题,因此在设计过程中需全面考虑各种影响因素,提出经济、合理、先进、适用的方案。

一五计划期间,以从前苏联援建的156个项目为中心,全国新建及扩建了近千个工业项目,奠定了我国走向工业现代化的初步基础。经过近70年的城市快速发展,工业大生产所遗留下的老工业园区处在了城市的中心地带,如何使不同环境下的老工业园区进行重生成为不得不解决的一项问题。我国的工业遗产建筑改造与再利用萌芽于 20 世纪 80年代初,但这一时期的改造意识并不强,工厂以拆为主;20世纪 90 年代开始我国的厂房改造研究进入了深层次的发展阶段。改革开放后产业结构调整,轻工业代替重工业,原有的一些老工业园区被逐渐闲置和废弃[3]。

伴随着可利用土地的不断减少所带来的经济压力,也伴随着人们日益增长的对历史保护和可持续发展的兴趣,现有环境的适应性再利用得到了越来越多的关注[4]。在北京、上海等大都市兴起以798工厂为代表的老厂区艺术改造、商业创意产业区项目,赋予旧工业建筑以新的生命力[5]。而对于体量较大、难以通过搬迁实现转型发展的企业,需要优化工业园区的安全生产、集群规模与空间分布,以满足国家产业结构调整及社会可持续发展[6]。因此对于以工业占据产业主导的城市以及一些重工业园区,如何通过原址调整改造实现企业转型与城市绿色发展相协调,成为当前一项值得研究的重要课题。

本案例位于黑龙江省哈尔滨市,工厂始建于1950年,具有60多年辉煌军工史,主要从事国家重型军用装备生产制造,在计划经济体制下,曾有职工上万人,属于典型的东北老工业企业。一方面,由于近年企业自身发展机制与市场经济的发展规律不相适应,出现内部缺乏原动力的状况;
另一方面,由于城市的快速扩张,这些早期处于城市边缘工业区的企业现被包围在城市的中心位置。对城市的生产生活带来了如环境污染、交通拥堵、城市景观被破坏等诸多问题,园区改造势在必行。

2.1 工厂规模与城市发展、自身定位不相适应。

工厂主厂区位于哈尔滨市道外区,紧邻哈尔滨东站与化工路(三环路),处于哈尔滨老工业区(图1)。据城市规划,该片区将以哈尔滨东站为依托发展为物流集散地,工厂需腾退过剩土地以适应城市发展。现工厂主厂区占地面积1 067.51 hm2,总建筑面积18.9万m2。实际生产使用厂房占总建筑面积比例约为一半,土地没有得到有效利用。摊子大、能耗高,生产体系不合理,造成工厂运营成本和管理成本居高不下。

图1 现有厂区航拍图Fig.1 The aerial image of the existing factory area

2.2 总体布局分散、物流交叉紊乱。

工厂现有的工艺、设备、流程、布局是根据企业生产需要逐步建设而成。由于历史形成的格局,科研生产布局较为分散,厂区改造基本上都是局部改善,填平补齐,缺乏顶层策划和体系设计,能力不匹配、系统不协调、综合效力低下的问题较为明显。装配、涂装、焊装、加工、热表处理、毛坯制造等工序,没有依照工艺流和物流规律进行设计和建设,总体布局分散,库区位于厂区中间,造成前后工序无法有效衔接,物流交叉紊乱,无效转运成本高(图2)。

图2 现有厂区布局及物流分析图Fig.2 Layout and logistics analysis diagram of the existing factory

2.3 基础保障设施老旧,存在安全隐患。

废水废气等治理效果较差,工人工作环境恶劣,危害较大;
厂房利用率低,水电气能源供应浪费;
库房分散在多个建筑物内,仍沿袭传统的库房管理模式,不能实现精益化生产管理。

多年来未对厂区基础设施进行整体改造,现有道路及室外管线现状较差。其中排水系统仍为雨污合流;
总降压变电站已运行半个多世纪,许多电气设备及元器件均已老化严重,大部分设备均为国家淘汰产品,室外设备的固定水泥杆塔由于年限太长,风化非常严重,随时有倒塌的危险,安全隐患非常突出。

以上问题是老工业园区存在的普遍问题,需提出全面的解决方案使企业涅槃重生,激发活力。

1)创新驱动、转型升级。以科技创新、技术创新和管理创新为引领,同时兼顾质量效益驱动,实现对市场的快速响应以及产品产业化与生产配套的快速转换,提升企业核心能力。

2)资源整合,重点提升。调整总体布局,优化产业结构。处置低效无效资产,并梳理核心工艺,优化整合,对保留地块重新规划。将核心主业集中布置在保留区域内,按照产品工艺流程规划调整地块总体布局,实现总体布局合理、物流组织顺畅。优化产业结构,缩减企业规模,减轻企业负担。

3)精益规划,降本增效。通过精益规划和设计,合理规划总体布局,优化总图布置和各建筑物之间的物流组织。贯彻精益生产理念,实行拉动式生产模式,主要自制零部件的制造与装配采用鱼刺型布局围绕总装线展开,形成“一个流”的运行模式。在提升核心制造能力的同时,通过精益管控降低人工成本、物流成本及制造成本。

4)绿色节能,协调发展。以绿色工艺和绿色建筑为主导,同时采用地源热泵、雨水收集和综合利用、能源综合管理等节能措施,规划建设绿色园区。因地制宜,节约土地,充分考虑可持续发展[7]。

整体方案以优化配置生产资源,实现集约化生产,降本增效为目标,结合城市规划和厂区土地使用现状,逐一对现有建筑物现状及使用功能进行鉴别鉴定,划定可处置范围及可保留改造范围,集中规划产业布局,集约使用土地。保留主要生产区和办公区,用于工厂布局调整和升级改造用地;
通过社会化协作退出非核心业务,腾退相应地块,根据城市规划,分批次、按程序、择机进行土地处置和开发(图3)。

图3 总平面规划Fig.3 General plan

4.1 布局优化

通过综合分析厂区周围及内部交通条件、功能需求,现有建筑物情况等因素,充分利用城市道路、合理利用不规则地块和边角空间,规划形成南厂区为主、北厂区为辅的空间结构。北厂区用于铁路运输和柴油供应,南厂区在保持现有整体格局的基础上,对动力辅助设施进行搬迁重建,对建筑及其功能进行整合、调整和补充,规划科研办公区、生产区及生产生活配套区三大功能片区(图4)。

图4 南厂区功能分区Fig.4 Function zoning of the south plant area

科研办公区位于南厂区北侧,扩建改造后的办公楼与规划的科研楼形成一组建筑,与现有厂房共同围合出开阔、得体、庄重的主入口广场。

生产区位于南厂区中部,根据工厂实际需求,在必要情况下少量新建,以优化调整现有厂房功能,改造、扩建为主,以最小的投入实现效益最大化。总体布局贯彻精益设计理念,梳理全厂工艺流程,优化建筑工艺布局,初步实现“一个流”的拉动式生产模式,形成自北向南的工艺流程主线,工艺布局显著优化,物流组织更加高效。

生产生活配套区内,有职工食堂和员工培训中心,新建了总变电站、水泵房及换热站。生活及动力供应设施配套完备,保障着工厂的生产和运营。

通过布局优化,实现厂区主次分明,内外物流简洁高效,各片区相对独立又互相支撑的协调统一(图5)。

图5 南厂区交通流线Fig.5 Traffic flow diagram of the south plant area

4.2 集约生产

摒弃“大而全”的规划理念,优化产线工艺布局,补充节能高效设备,精干主体,与城市共生共长,实现和谐、有序、高效发展。

通过社会化协作疏解铸造、锻造、粗加工、标准件加工等非核心制造能力。采用订单拉动式生产模式结合信息化管理系统实现准时配送,减少材料和半成品堆积,同时引进第三方库管方式,缩减库房面积和库管人员。加强信息化建设,推进企业智能制造进程。

调整改造过程中不但要对现有建筑物做好结构鉴定、空间分析、功能分析,对现有设备也要进行鉴定分析,可利用的做分类建档,做好搬迁改造方案,尽量减少对正常生产的影响,确保项目建设发挥最大化存量优势。

通过对各生产线优化重建,提升工厂的核心竞争力,从根本上实现企业产品升级、技术升级、工艺升级和产业升级。

4.3 绿色设计

对厂区景观进行整体提升,结合城市风格和工厂现有的建筑风格通过景观节点、带状绿化、文化廊道及人性化的开放空间,将厂区的几个片区凝聚成一个整体。区域内部的交通空间不仅要有起承转合的作用,还应该具有明显的人流导向性与视觉流动性,于细节处突出节点空间设计,使得人们在不同的行进过程中产生不同的感受[8]。文化廊道地面采用厂区原有的面包石铺砌,选用能代表各分厂典型工艺的旧设备作为景观节点,让人感受工厂悠久的文化积淀。景观绿植设计考虑东北寒冷地区特性,设置了梅花园、青松园、红枫园、丁香路等等,使厂区四季有景,处处有景(图6)。

图6 南厂区景观示意Fig.6 Landscape diagram of the south plant area

新建厂房采用联合厂房,降低建筑材料消耗,节约土地,为企业发展留有空间。结合工艺对于建筑不同空间、高度的需求进行厂房设计,使建筑形象整体流畅,富有现代感与创新性。建筑立面处理简洁大方,进退有序,高低得当,虚实结合,巧妙运用涂料、金属、玻璃、石材等建筑材料,达到与功能、地形、空间、形体的完美结合(图7)。

a—广场;
b—建筑物。图7 局部透视图Fig.7 Local perspective

利用天然降水、废水净化后补水、夏季空调冷却水汇集成细流,不仅仅美化景观,还可用于循环用水、园区绿化用水、道路喷洒及消防用水,达到节能、降温、降噪的作用。

引入精益生产和绿色制造理念,对于有污染的工序采取相应的治理措施,满足环保要求,保障工人的操作环境。

4.4 文化传承

本项目对旧建筑物改造过程中注重历史文化与新布局、新方式、新理念的传承交融,以“延续文脉,有机更新”为原则,使员工更容易接受企业的变化,从内心产生归属感,从而更好的实现企业文化传承。

本案例中焊接厂房是该企业年代最久远的建筑物之一,建于20世纪50年代,厂房柱子、屋架、吊车梁等所有钢构件都采用的是铆接工艺,后期建筑中已经很少能见到类似的铆接钢结构厂房(图8)。通过鉴定主体结构部分仍能满足使用需求,仅对部分墙体,屋面采光板进行了置换,最大限度的保留了原有建筑的历史文化元素,使企业拥有完整的历史印记。

图8 焊接厂房内部现状Fig.8 Internal status of the welding workshop

工厂的主办公楼也是厂区内历史最悠久的建筑物之一,经历了风风雨雨依然保留着当初纯真的样貌。虽然主体只有四层,但是层高较高,其体量与功能地位基本相称,建筑物本身结构鉴定也没有问题,保留利用价值较高。由于园区规划将厂区的主入口从原来的西入口改为东入口,因此作为园区主办公楼,该建筑物也存在主入口改向的问题。

设计师结合功能需求,在办公楼东侧接建门厅(图9),并在门厅入口处设置大型屏幕,解决了楼梯朝向问题的同时增加了宣传功能(图10)。接建部分效果与原建筑物保持统一,让员工能够通过熟悉的环境和风格自然过渡,让企业名片得以延续,让城市记忆不被贸然更替。

图9 办公楼立面效果Fig.9 Rendering of office building façade

图10 办公楼室内效果Fig.10 Rendering of office building interior

通过项目实施,优化了总体空间布局,处置了低效无效资产,疏解了非核心能力,提升了核心研发制造能力,改善了基础配套设施。有效解决了摊子大、冗员多、质量不稳定、经济效益差等制约企业发展的瓶颈问题,有力保障了企业当前和长远的发展需求,为建设一个行业领先、国内一流,现代化、数字化、柔性化的科研生产企业奠定了坚实基础(图11)。

图11 整体鸟瞰图Fig.11 General aerial view

老工业园区改造项目不同于新建项目,有其特殊性和复杂性,其特点主要有:区域内建设条件和周边环境已经确定不能更改,现状资源应尽量利用,工程建设进度计划应兼顾企业生产等。因此改造项目虽然投资和土建工程量相对较小,但实施难度远远高于新建项目,因此改造项目的规划设计应更具有科学性和前瞻性。

1)注重核心能力提升。老工业园区改造对企业的核心能力梳理至关重要,只有找到企业的经济增长点,才能使之有立足之本和发展之基。传统产业改造升级,对该区域资源进行有效的整合,通过高新技术配套整合,保留下来的工业能够拥有先进的生产和研发技术,促进产业结构的更好升级。同时推动企业创新,打造完整的生态链,对原有生产优化升级[9]。从问题中找课题,从需求中找建设重点,从分析影响企业发展的根本问题着手推进,通过工艺引领,规划支撑,注重技术创新,积极推进新工艺、新技术、新材料、新设备在项目中应用,梳理工艺流程、优化产线布局,运用新理念、新方法解决技术难题,以核心工艺技术推动工程设计质量。

2)充分利用现有条件。对现有条件的分析和利用是改造项目的又一项工作重点,包括外部环境条件、厂区内部物流、现有建筑物情况、现有基础设施情况、现有设备情况等。不但要分析用不用、改不改,还要在尽量减小对正常生产的影响下制定合理详细的搬迁改造计划和措施,以最少的资金投入获取最大的效益。

3)重视企业文化展现。老工业企业经过数十年的企业发展,有着自己独特的企业文化和历史积淀,是企业长期发展中遇到的市场和竞争的考验而不断改进所沉淀下来的文化瑰宝。企业文化展现有助于企业形象传播和员工激励教育,因此建筑要体现对人的最大关怀[10],规划设计中要结合展厅、参观流线、员工园地等融入企业文化的展现,使企业在拥有新形象的同时员工也能有新的精神面貌。

4)兼顾企业长远发展。老工业企业经历过辉煌,也遭遇了危机,在企业连年亏损的情况下,改造项目建设是企业转型升级,破局重生的关键契机。项目规划方案应着眼未来、加强谋划,考虑未来10到20年的发展制定目标定位,坚持规划先行,注重统筹协调,有序推进各项部署,确保企业实现转型升级和高质量发展。

随着时代发展,城市扩张,产业迭代,老工业园区改造势在必行,如何在有限的空间和框架中做好规划为我们提出新的课题。本文在总结了大量前期经验的基础上,结合项目实例,为老工业园区改造项目提供规划思路和注意要点,可供同类项目设计参考。

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Tags: 哈尔滨   工业园区   布局  

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