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“工業上樓”——全裝配多高層鋼結構廠房設計
一個好的設計,是唯美的,是創新的,是好用、實用的,也是極簡的,剔除不必要的東西,對細枝末節都要深思熟慮,節省成本,簡化施工方式,節約時間,合理布局,綠色、低碳,可經得起時間的考驗。
在近期的項目設計當中,我們發現隨著工業用地緊張,越來越多的業主,不斷創新產業空間的利用模式,不斷提高開發強度;廠房空間不斷縱向發展,廠房建設規劃實現從大型低密度廠房到多層廠房發展。在長三角、珠三角成功運營的“工業上樓”項目,在二三線城市也逐年增多。
2019年,自然資源部發布了《產業用地實施操作指引》,其中第十三條明確指出“鼓勵開發區、產業集聚規劃建設多層工業廠房,供中小企業進行生產、研發、設計、經營多功能復合利用”。
2022年11月,深圳舉行了“20+8”廠房空間建設簽約儀式,在接下來的5年里深圳將每年建設不少于2000萬平方米的“工業上樓”產業空間。
2023年9月,東莞提出將在5年內打造5000萬平方米高品質低成本產業空間,滿足優質企業發展需求。
如何理解工業上樓,又如何操作工業上樓,將成為未來中國城市發展的重要方向。
國內“工業上樓”產品的主要思路:
第一,增加建筑層高及荷載,滿足輕型工業的基本生產要求;
第二,分層設置,滿足企業不同需求。首層層高較高及承重較重,能夠滿足一些重型設備的需求;2-4層其次;4層以上的標準層控制在層高4.5米以及800kg/m2的承重;
第三,通過吊裝平臺、卸貨平臺、中轉平臺、物流中轉倉庫實現“上樓功能”;
第四,在工業大樓以外,在廠區內配置研發辦公、生活配套等設施,實現復合功能。
結合“工業上樓”具體項目,我院有針對性的做出《“工業上樓”項目設計技術統一措施》,用于“工業上樓”項目設計應用,內容涵蓋規劃、建筑、結構、水、暖、電專業,較多時候采用全裝配鋼結構設計方案是滿足“工業上樓”要求的優選方案。
主要設計目標為:因地制宜,通過合理的規劃設計、結構布置、設備選型等,結合建設方具體使用需求,設計過程中貫穿裝配化、工業化設計思路,并運用智能化輔助設計,在滿足建設方的建筑立面效果、使用功能、使用空間的同時為建設方節約建造成本、節省建造工期,實現綠色、低碳、可回收的多級目標。
以一個實際項目為例,簡要描述“工業上樓”設計。
//工程案例分析
2023年6月,貝格院受業主邀請,參與業主在開發區新建多層廠房項目。本項目總建筑面積約25000m2,占地面積11203.43m2,總長184m,寬度60m,主體平面為兩層,東西端頭局部為四層,主要使用功能為軸承加工組裝。
業主最初考慮的設計方案為多層砼框架廠房,如下圖所示,首層主要柱距為8m,跨度為12m×5,首層層高8m;二層抽掉兩排柱,中間主體采用輕鋼屋面,跨度為24m+12m+24m,原方案預估平米造價費用約1700~1800元/m2。業主對砼結構項目建設經驗較為豐富,但本項目層高較高,業主對采用砼結構的高支模費用始終存疑;與我院探討該項目時,業主并未對我方表達對高支模費用的顧慮,但我院技術團隊在分析此項目首先點出就是高支模費用的問題,建議業主采用免支撐全裝配多層鋼結構廠房設計方案。

一層平面(原方案)

二層平面(原方案)
切中要害,方有顯效。但實際工程不能停留在紙面,還是要以事實為依據,隨后我們帶領業主參觀了我們設計的多個全裝配多層鋼結構廠房項目,包括道恩新材料項目、新浩陽軸承項目等,如下圖所示。


經過參觀并充分溝通后,打消了業主的顧慮,確定由我院進行鋼結構方案設計。方案如下圖所示,在整體設計上,充分利用現有用地,并滿足城市規劃要求,合理布局;內外交通簡潔、暢通,功能分區完整配套,以白色、灰色為主色調,與周圍自然環境既體現個性又整體協調,力求展現城市建設的現代化面貌,為城市建設增彩添色。


我們對柱網進行了優化,首層主要柱距為8.4m,跨度為15m×4,首層層高8m;二層抽掉兩排柱,跨度為30m+30m,東西兩端跨為四層鋼框架。

一層平面(最終方案)

二層平面(最終方案)
平面布置上,一層跨度15m,靈活性更強,設備擺放排布方便,二層30m跨度,大空間,使用方便,二層荷載根據使用需求按照1.2t/m2,使得二層空間在完全滿足使用功能需求的同時可無限變換使用場景,豎向交通運輸設置卸料平臺和大載重電梯,實現靈活多變的使用空間。
建筑設計方面,內外墻體均采用裝配化輕質墻體,屋面采用輕質做法,在滿足防火要求和保溫的同時,最大限度的降低結構荷載并降低材料成本;在結構設計方面,采用全裝配的多層鋼結構廠房設計思路,三維模型如下圖,利用智能化輔助設計,充分發揮鋼結構的優勢,采用我院多項專利技術,實現樓板裝配化、梁柱裝配化,節點設計標準化;水、暖、電設計方面,采用管線分離,綜合布線的方式,較好的降低設備管線成本。

本項目工期較緊,我院在短時間內完成了規劃方案設計和施工圖設計,最終造價情況如下表所示。

本項目最終平米造價指標為1340元/m2,較砼框架方案每平米節省400~500元,總計節省約1000萬,現場作業量大大減少,現場基礎工程施工的同時工廠鋼結構構件同步進行加工,施工速度提升20%,為業主節省了大量經濟成本和時間成本,獲得了業主的稱贊,再一次說明向設計要效益的重要性。