宋一鳴 丁雪兒 華宇翔 陳薏寧 戎 筱

(上海大學上海美術學院,上海 200072)

0 引 言

在快速的城市化進程中,隨著城市發(fā)展轉型,原有的工業(yè)生產活動停止后,如何對工業(yè)區(qū)內的遺留建筑、設施等加以保留和更新利用,成為城市更新中的一項重要挑戰(zhàn)。工業(yè)區(qū)內的遺存建筑,有著區(qū)別于普通建筑的空間特點和歲月痕跡,成為城市中“不可重現”的人工景點[1]。21世紀以來,以德國魯爾區(qū)的埃森關稅同盟工業(yè)區(qū)和北杜伊斯堡景觀公園、英國維也納的煤氣罐新城改造等為代表的工業(yè)遺存改造實踐,不僅展現了歷史價值和社會文化價值,也為城市更新帶來了新的景觀價值和經濟價值。筒倉類工業(yè)遺存,其獨特的建筑形態(tài)、結構形式和內部空間感受,既賦予了舊工業(yè)遺存改造較強的歷史價值,又帶來了諸多挑戰(zhàn)。

1 筒倉的形成背景與改造發(fā)展脈絡

筒倉是特殊的倉儲建筑,也被定義為儲存散粒物料的立式容器。生產生活原料的儲存一直是人類生存的需求,隨著環(huán)境、材料和技術的發(fā)展,儲存設施逐漸從地下發(fā)展到地上。20世紀初,隨著蒸汽、電力驅動機器技術的成熟,容量大、占地少、生產率高的筒倉在世界各地大量興建,并用于水泥生產、糧食儲存、面粉制造等多種行業(yè)[2]。我國在20世紀20年代開始建造用于煤炭和建材行業(yè)的鋼筋混凝土筒倉;1938年建成的上海阜豐面粉廠為最早的立筒糧倉,由24個直徑10 m、高20 m的筒倉組成;隨后,筒倉建筑得到了快速發(fā)展,并被廣泛用于輕工、煤炭、建材、糧食、港口運輸等行業(yè),成為主要的倉儲設施[3]。到20世紀90年代,由于經濟和工業(yè)技術的發(fā)展,施工技術、機械化水平提高使得筒倉趨向于巨型化,伴隨著城市化進程的推動,原有的筒倉不再能夠滿足工業(yè)生產需求,許多筒倉被閑置、廢棄或拆除。

而由于筒倉鮮明的工業(yè)建筑形態(tài)特征和歷史文化價值,對該類工業(yè)建筑的保護再利用逐漸受到關注。國外的筒倉改造起步較早,Ricardo Bofill于 1975年將巴塞羅那水泥廠筒倉改造為辦公、住宅、展覽、閱覽的多功能綜合體,是早期筒倉改造的代表[4-6]。1995年,四位建筑師(Nouvel J、HIMMELBLAU C、Wehdorn M和Holzbauer W)分別對英國維也納的四座廢棄的煤氣罐進行改造,在保留筒倉原有結構和立面的基礎上,對其內部空間進行重構或拓展,既延續(xù)了城市文脈,又為新“煤氣罐城”注入了新的活力,也帶來了極大的社會和經濟效益[7]。2002年,MVRDV建筑事務所,將丹麥哥本哈根筒倉改造為弗洛茲洛雙子星住宅,是筒倉改造為高端住宅的一次激進嘗試。2015年,建筑師Heatherwick T將南非的42個混凝土玉米筒倉改造為非洲當代藝術博物館(Zeitz MOCAA)[8-9],通過對原始結構切割和空間重構,實現了歷史與現代的融合。

國內的筒倉空間改造設計發(fā)展較晚,2008年對杭州雙流水泥廠的改造是較早的實踐案例。隨后,兩屆深港建筑/城市雙年展為筒倉改造提供了契機,分別于2013年和2015年進行了蛇口浮法玻璃廠筒倉改造[10-11]和大成面粉廠筒倉改造[12]。2017年,柳亦春對民生碼頭8萬噸筒倉的改造,通過外掛扶梯強化立面效果,內部保留了全部筒倉并最大限度地利用各類空間滿足展覽功能需求,創(chuàng)造了更為豐富多維的空間體驗。近年來,以上海為例,先后出現了油罐藝術中心、藝倉美術館、灰倉美術館等筒倉改造實踐,使國內筒倉建筑的改造設計逐漸受到關注。

2 筒倉空間分析

2.1 筒倉的類型

1)按功能分類。根據筒倉的應用功能,可分為工業(yè)筒倉和農業(yè)筒倉。工業(yè)筒倉主要用于儲存煤炭、水泥、石灰等散裝物料,包括煤倉、水泥倉、石灰倉、油倉等;農業(yè)筒倉多用于存儲糧食、飼料等粉狀或粒狀物料,包括面粉倉、谷倉、米倉、鹽倉等。

2)按結構分類。根據筒倉的結構材料不同,可將其分為鋼筋混凝土筒倉、磚混結構筒倉、鋼結構筒倉等。其中,磚筒倉施工方便、造價低,但由于結構性能限制,多用于中小型糧倉,改造設計時成本不高,但倉壁開洞是其主要難點,需要對洞口周圍進行加固。鋼筋混凝土筒倉,儲存量大、堅固耐久,筒倉高度一般在30 m左右,可達到40 m以上,結構性能好,是我國應用最為廣泛的筒倉類型。鋼筋混凝土筒倉的單倉結構形式有支柱承重、筒壁承重和結合承重三種形式,在改造設計時可采取部分拆除、切割、局部加固等方法,但技術難度較大,成本較高[13]。

3)按平面形式分類。筒倉的單倉形式有圓形、矩形和多邊形,其中,圓形筒倉的應用最為廣泛。當儲存物料品種較多或儲存量較大時,會有多個筒倉。多筒布置可分為集合式和分散式,對于多排筒倉,既可正交布置,也可斜交布置。

2.2 筒倉構成

20世紀應用最為廣泛且目前遺存數量最多的筒倉為多筒深倉,除筒倉外,還包括筒上建筑(筒上層)、筒下層、工作塔和上下聯廊四個部分。筒上建筑是筒倉頂部的建筑,用于布置水平輸送設備,空間規(guī)整且常設有窗洞,可改造功能較多,再利用難度較小;筒下層位于筒倉下方,結構主要有筒壁支撐、柱支撐、筒壁和柱共同支撐三種,其中由柱支撐的結構形式可形成較為通透的空間,有較大的改造潛力;工作塔是提升機和其他工藝設備所在空間,平面多為矩形,通過上下聯廊與筒倉連接。

2.3 筒倉改造中的空間原型

包含筒倉的工業(yè)建筑原有功能多種多樣,根據其空間特點,可分為以下幾種(表1)：

1)單筒式。根據筒倉的高徑比不同,以1.5為界,可分為深倉和淺倉。

2)多筒式。根據筒倉布局形式,可分為集中式和分散式。集中式布局中,各個筒倉之間的距離較近,以深倉居多。單筒平面有矩形(如上海藝倉美術館)和圓形,其中圓形筒倉集中布置時會形成星倉。分散式布局中,各筒倉間距較大,且多為淺倉,例如上海油罐藝術中心(原龍華機場油罐)。

2.4 筒倉改造功能

現有筒倉空間改造設計案例中,多將既有工業(yè)建筑改造為公共建筑或居住建筑。本文對國內外相關筒倉空間改造案例進行了梳理,并結合2.3所述空間原型進行比較(表2)。由此可見,筒倉改造設計中,較多的改造功能是展覽、住宅、辦公,部分改造項目為商業(yè)功能,例如書店、餐飲等,也可與辦公功能結合。

表2 國內外部分筒倉建筑改造案例Table 2 Cases of silo space renovation in domestic and overseas

3 筒式空間的改造設計案例分析

3.1 單筒式

3.1.1淺 倉

單筒式淺倉,高徑比一般不超過1.5,是各類筒倉建筑中空間尺度較為接近公共空間的一類,常被改造為展覽空間、文娛演藝中心等。該類筒倉在進行改造設計時,需先根據功能劃分主要功能空間和與之相匹配的服務空間,其中,主要功能空間是改造的亮點。以上海油罐藝術中心的5個油罐為例,改造后將其中3個油罐作為展覽空間,2個油罐作為配套服務空間。承載主要功能的3個油罐中,1號罐與3號罐遵循了原有的圓柱形的空間形式,中心為展覽空間,沿罐壁設置參觀流線,形成圓形環(huán)繞式觀展體驗;而4號罐則在圓形空間中置入方形體塊,在油罐內部突出新舊對比(圖 1)。因此,該類淺倉改造需要在功能配置的基礎上,處理改造前后新舊空間之間的關系,既可以遵循原有的空間體驗,也可以通過新的空間形式形成對比。

3.1.2深 倉

深倉的高徑比超過1.5,筒倉尺度較大,且空間較高,往往超過了適合人使用的空間尺度,因此,改造設計中對筒倉空間進行垂直方向分層是一種較為常見的設計手法,可將原有的豎向空間分隔成適合人體尺度的多層空間。例如上?；覀}美術館設計中,將原先兩個15 m通高的封閉灰倉劃分為三層空間,使其接近人體尺度,以滿足后續(xù)不同功能的空間體驗;在民生碼頭8萬噸筒倉的遠期規(guī)劃中,也將原本的通高筒倉空間分割成若干個新的展陳空間,以更加充分利用內部空間[5](圖2)。

這樣垂直方向分層的設計手法也適用于將深倉空間改造為居住空間,對于平面尺度較大的筒倉,可以將垂直分層和水平分隔相結合。例如維也納煤氣包改造設計中,Nouvel J和Wehdorn M均通過該方式對直徑60 m、高70 m的深倉進行了重新分劃[7],前者沿筒壁環(huán)形間隔布置了18幢住宅塔樓,中間保留通高空間,利用玻璃穹頂和住宅塔樓的弧形玻璃,滿足住宅的采光需求(圖3a);后者將沿筒壁環(huán)狀空間分隔為四個住宅單元,單元之間通過連廊相接,垂直方向采用退臺形式,筒倉中間圍合出公共花園(圖3b)。對于平面尺度較小的筒倉,例如弗洛茲洛雙子星住宅,設計師同樣在垂直方向上將筒倉劃分為適合居住的層高,再以原有筒倉內部空間作為結構承重體、交通核和中庭空間,沿筒壁向外拓展形成環(huán)形住宅空間(圖4),筒倉內的采光中庭也給住宅提供較好的采光。

3.2 多筒式

為了擴大糧食、煤炭等其他材料的倉儲量,也為了方便生產管理,一些廠區(qū)內會建設筒倉群,即由一排或多排相同的單倉組成,根據倉群之間相接或分離的組合形式,可分為集中式和分散式兩種布局方式。

3.2.1集中式

在現有多筒集中式的筒倉建筑改造案例中,筒倉群中的單個筒倉以深倉居多,高徑比往往大于2。但筒倉數量有較大差異,2個至40余個不等,單倉的平面形式也有所不同,使得多筒集中式筒倉在改造過程中的新功能設定與空間設計策略也不盡相同。

1)空間再利用。多筒集中式筒倉中,倉筒底部的漏斗形出料倉,是具有鮮明特征的一種建筑構件,可加以利用,既能增加空間的趣味性,又可呈現筒倉建筑本身的歷史痕跡。出料倉部分與上方倉壁相接的筒倉不同,出料倉上大下小的漏斗形式為各倉之間提供了距離,可與流線相結合,布置合適的功能。上海藝倉美術館是對出料倉加以利用的代表之一,其前身為煤倉,在改造設計中圍繞出料倉空間設計游客流線(圖5),一是利用漏斗形出料倉底之間的空隙,讓流線在梯形空間中穿梭,增加布展面,讓游客近距離體驗歷史痕跡;二是將部分筒倉底部作為可供游客進入的“探索節(jié)點”,也可滿足一些小型布展需要;三是在筒倉底部置入公共空間,讓游客在倉底下方的咖啡館、書店等公共空間中可以觀賞筒倉內部的光影變化。民生碼頭八萬噸筒倉的改造設計中,同樣對出料倉進行了保留再利用,在該層空間結合原狀布置了出料倉特殊展廳,彰顯工業(yè)遺產特征。

2)空間整合。一些多筒集中式的筒倉群中,單個筒倉的筒徑過小,難以使用,則需要將多個筒倉空間在水平方向或垂直方向進行整合,使小空間形成大空間,便于功能與流線組織。

水平方向整合,即從建筑平面入手,通過將多個筒倉單元的平面連通,形成大空間,以滿足建筑功能的面積需求。如非洲當代藝術博物館中(圖6),單個筒倉直徑較小,難以滿足展覽等功能的空間需求,因此改造設計中,將十余個筒倉單元連通,整合成大空間,再在其中靈活布置展覽空間和相關輔助功能,外側的個別筒倉可獨立作為樓梯間使用。

垂直方向整合,需從剖面入手,根據建筑內部各功能之間的關系,在剖面上局部連通,在各空間之間建立視線、景觀或可達性等方面的聯系。這種整合方式常與建筑內的交通流線一起設計,結合一些公共平臺或貫通空間,形成亮點空間。如里卡多·波菲爾的水泥廠工作室(圖7),將建筑分層后局部連通,形成多個不同高度的貫通空間,左側貫通空間使筒倉的漏斗形出料倉底成為工作室的一部分,增加辦公空間的趣味性;右側貫通空間在不同標高的平臺之間增加了視線聯系。

3)空間重構。前兩種設計手法更注重原有空間特點和改造后的功能需求,而空間重構則更依賴于建筑師的設計概念,形式感較強,帶有一定的主觀性。例如非洲當代藝術博物館(圖8),以當地的“稻谷”為設計靈感,在原有建筑中置入“稻谷”形式的中庭空間,作為建筑的亮點與核心,其他功能均圍繞該空間展開。

3.2.2分散式

顧名思義,多筒分散式是指若干個筒倉分散布局在一片工業(yè)廠區(qū)內。一些筒倉群的單倉為深倉,筒倉間距離較近,可直接聯系成為整體,例如上?；覀}美術館,筒倉之間通過垂直交通相連;又如南京園博園先鋒書店,利用玻璃連廊將各獨立的筒倉閱覽空間相連。還有一些筒倉群中,單個筒倉以淺倉居多,各筒倉距離較遠,則需要對筒倉所在的工業(yè)園區(qū)進行整體規(guī)劃。如上海油罐藝術中心,原為龍華機場航空燃油罐,油罐廢棄之后,便成為該片區(qū)域上的“人造景觀”,改造設計將園區(qū)作為一個“景觀片區(qū)”整體設計,與基地毗鄰的上海當代藝術博物館共同形成濱江藝術區(qū)。該片區(qū)的規(guī)劃設計中將散落的5個油罐分別作為地景節(jié)點,筒倉外增加城市綠地和水景,并結合相鄰筒倉功能植入展覽、音樂等文娛活動空間,使得5個油罐空間既可供獨立參觀,又可形成連續(xù)的展覽流線(圖9)。

4 筒倉空間的改造設計策略

筒倉形式多樣,改造功能各異,本文根據國內外現有筒倉空間改造設計案例,從空間與功能、結構、流線、立面四個角度,淺析不同筒倉建筑改造中可采取的設計策略。

4.1 空間與功能

筒倉空間的改造,不是將新功能置入 “舊殼子”,而是讓新功能活化原有的非常規(guī)空間。筒倉空間與日常建筑的尺度差異是該類改造設計的難點,需要將原有筒倉的空間尺度轉換成新功能所需要的空間尺度,滿足新的空間體驗,因此,空間與功能相輔相成。對于多筒集中式的筒倉群,單個筒倉的高徑比較大時,可在垂直方向進行分層,水平方向上整合為大空間,由此滿足展覽、商業(yè)等功能的空間尺度需求。相對獨立的深倉可以改造為住宅、辦公等功能,根據筒徑大小,在筒壁內側或外側置入居住、辦公等單元,形成環(huán)形功能空間,利用內外兩側采光滿足功能對應的日照和景觀需求。獨立的淺倉空間尺度與一般建筑接近,適合主題展館、新型運動館等新功能植入。

4.2 結 構

筒倉結構一直是該類改造設計中的難點之一?，F有遺存筒倉多為鋼筋混凝土結構和磚混結構,改造形式可在局部加固的基礎上進行部分新建、部分拆除或兩者皆有。部分新建適用于將大空間轉化為小空間,例如將深倉垂直分層,或將大直徑筒倉內部進行水平劃分;也適用于在筒倉外部增加新體塊,例如藝倉美術館、弗洛茲洛雙子星住宅和維也納煤氣罐B座等。部分拆除適用于筒倉壁的拆除或開洞,常用于將多筒集中式筒倉整合為大空間,或改造后需要采光的辦公、住宅等功能,以非洲當代藝術館為代表的空間重構設計也需要對筒倉進行部分拆除。當對筒倉壁進行拆除時,需結合原有筒倉的支撐結構形式進行結構設計,尤其是磚結構筒倉,對倉壁開洞時需考慮洞口位置和跨度大小,并根據開洞形式增加鋼筋磚過梁或鋼混過梁。

4.3 流 線

筒倉建筑改造后的流線可分為功能式與體驗式。功能式流線指為滿足消防疏散、無障礙設計等交通需求的流線,多為垂直交通。此類流線所需平面空間相對較小,可以利用筒徑較小的筒倉,如雙子星住宅中將兩個小直徑筒倉改造為核心筒,組織建筑內部交通。體驗式流線指串聯建筑內主要功能空間、面向主要使用人群的流線,設計手法較為多樣,取決于原有筒倉空間類型。直徑較大的單個筒倉,筒倉空間較大,可沿筒倉內表面布置體驗式流線,如上海油罐藝術中心的每個油罐內部都有圍繞油罐內壁的環(huán)形流線,并在流線上設計多個面向濱江綠地的可供停留的節(jié)點空間,豐富流線節(jié)奏與空間體驗。筒倉間距較大的筒倉群,可在筒倉間增加連廊以串聯各筒倉空間,例如南京園博園區(qū)內的先鋒書店,將不同的筒倉設計為不同主題圖書區(qū),通過玻璃連廊銜接各圖書區(qū)。筒倉間距較小的筒倉群,可以在筒倉內部組織體驗流線,也可在外部設計環(huán)繞流線,如民生八萬噸筒倉,通過一條外置的玻璃走廊,使30個原有筒倉成為一個整體。而集中式的筒倉群,可利用筒倉底部的出料倉間隙,在建筑內部設置體驗式流線。

4.4 立 面

立面設計可以讓改造后的筒倉建筑錦上添花,但需根據建筑功能決定設計策略。如赫爾辛基的468筒倉(圖10),作為單筒式空間,被改造為社區(qū)的光影藝術中心,僅僅作為“光影”表演的劇場,因此立面設計結合光影秀進行了開孔和光電裝置設計;而以Hobart、Summer Hill等筒倉公寓(圖11)為例,對筒倉立面進行了較大改動,既滿足了居住功能的采光要求,又通過窗洞設計突出了新舊對比。此外,立面改造還可以向外側拓展空間或增加建筑構件,例如弗洛茲洛雙子星住宅、丹麥 Logten筒倉改造,將新建住宅功能懸掛于筒倉外側;又如民生八萬噸筒倉的外置玻璃連廊,以及非洲當代藝術博物館頂部的多面弧形玻璃構件(圖12),既呼應了筒倉群原本的立面秩序,又增加了建筑整體感。

a—1號罐;b—3號罐;c—4號罐。圖1 上海油罐藝術中心展覽空間Fig.1 The exhibition space of TANK Shanghai

圖2 民生八萬噸筒倉遠期規(guī)劃[5]Fig.2 Long-term renovation plan of 80 000-ton silos on Minsheng Wharf

圖3 維也納煤氣包改造住宅Fig.3 Renovation of Gasholders London

圖4 弗洛茲洛雙子星住宅平面改造前后對比Fig.4 Comparisons of plans of Gemini Residence before and after renovation

a—倉底下方公共空間;b—剖面示意;c—倉底之間梯形交通空間。圖5 藝倉美術館內部Fig.5 Inner space of Modern Art Museum Shanghai

圖6 非洲當代藝術博物館平面整合分析Fig.6 Plane integration analysis of Zeitz Museum of Contemporary Art Africa

a—工作室內景;b—貫通空間視線分析。圖7 里卡多·波菲爾工作室剖面Fig.7 Section of LA FBRICA

圖8 非洲當代藝術博物館-概念重構剖面Fig.8 Section of Zeitz Museum of Contemporary Art Africa

圖10 赫爾辛基468筒倉Fig.10 Silo 468 in Helsinki

a—Hobart筒倉;b—Summer Hill筒倉。圖11 筒倉Fig.11 Hobart Silo and Summer Hill Silo

圖12 非洲當代藝術博物館Fig.12 Zeitz Museum of Contemporary Art Africa

5 總結與展望

優(yōu)秀的工業(yè)建筑改造,能為城市打開一扇了解過往歷史的生動窗口,為市民與游客帶去獨特的文化體驗。本文在國內外筒倉建筑改造案例的研究基礎上,從空間、功能、結構、流線、立面等維度淺析了不同筒倉空間適用的設計策略,希望能為未來的筒倉建筑及工業(yè)遺存改造設計提供一些參考。然而,工業(yè)建筑改造設計是復雜的議題,空間設計策略只是其中一環(huán),不同國情或地區(qū)的文化特征、發(fā)展需求,以及項目的定位、經濟投入等都對實踐項目有重要的影響,需要綜合考量。