基于遗产保护的老旧工业区可...新理论及关键技术和工程应用_张杰.pdf

建设科技 41一 等 奖2022 年“华夏建设科学技术奖”获奖项目（一等奖）基于遗产保护的老旧工业区可持续更新理论及关键技术和工程应用张杰1，2 刘伯英1 霍晓卫3 刘岩3 解扬3 胡建新4 张国伟2 潘鹏1 孟璠磊2 李婷3 徐慧君3 张冰冰4 张飏3 陈拓3 张弓3(1.清华大学,北京 1 0 0 0 8 4;2.北京建筑大学,北京 1 0 0 0 4 4;3.北京清华同衡规划设计研究院有限公司,北京1 0 0 0 8 5;4.北京华清安地建筑设计有限公司,北京 1 0 0 1 9 2)摘要 项目组针对我国工业遗产保护与老旧工业区更新的国家重大需求，通过系统的技术研发与验证性实践，创新性地提出多尺度、多层次的工业遗产系统性保护利用与城市绿色发展相结合的理论，在规划层面建构遗产保护要素与低碳形态因子结合的空间结构更新优化方法，在建筑层面建立基于工业遗产保护的建筑加固与绿色低碳改造再利用关键技术，在运营层面研发工业遗产空间环境与产业功能可持续发展适配关键技术，突破了工业遗产充分有效保护与绿色高效利用的技术瓶颈。技术成果直接推广应用于北京、景德镇、重庆、昆明、南昌、铜川等地多项老工业区和工业建筑保护与更新工程，经济、社会、环境效益显著。关键词 老旧工业区；工业遗产；保护与更新；可持续发展Sustainable Renewal of Old Industrial Areas based on Heritage Conservation:The Theory,Key Technological Innovation and ApplicationsZhang Jie1，2,Liu Boying1,Huo Xiaowei3,Liu Yan3,Xie Yang3,Hu Jianxin4,Zhang Guowei2,Pan Peng1,Meng Fanlei2,Li Ting3,Xu Huijun3,Zhang Bingbing4,Zhang Yang3,Chen Tuo3,Zhang Gong3(1.Tsinghua University,Beijing,100084;2.Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing,100044;3.Beijing Tsinghua Tongheng Planning and Design Research Institute Co.,Ltd.,Beijing,100085;4.An-Design Architects Co.,Ltd.,Beijing,100192)Abstract:In response to the national major needs for the heritage protection and the renewal of old industrial areas in China,the project team innovatively proposes a theory of combining multi-scale and multi-level systematic protection and utilization of industrial heritage with smart urban development through technological research and verification practices.At the planning level,a spatial structure renewal method is constructed that combines heritage protection elements with low-carbon form factors.At the architectural level,key technologies for building reinforcement and green low-carbon transformation and reuse are established.in accordance with industrial heritage protection At the operational level,key technologies are developed for the adaptation of new urban functions in the industrial heritage spatial environment.The technological bottleneck has been broken through.to enable fully and effectively protection and utilization of t industrial heritage in a green and efficient way.These technological achievements have been directly promoted and applied to many protection and renovation projects for old industrial areass as well as building in Beijing,Jingdezhen,Chongqing,Kunming,Nanchang and Tongchuan,with significant economic,social,and environmental benefits.Keywords:old industrial areas,industrial heritage,conservation and renewal,sustainable developmentDOI:10.16116/ki.jskj.2023.11.00742 建设科技特 别 关 注The Special Focus“华夏奖”专刊我国老工业区遗存规模大、分布广、价值与要素特色鲜明，经过城市高速发展，现大多已位于城市核心地带，但在长期发展与产业迭代过程中，产生了产业与区位价值错位、土地与空间利用效率低、环境污染严重、人居环境劣化、工业遗产破坏等突出问题，影响城市高质量发展。既有相关规划设计理论和技术方法不能满足老旧工业区保护与更新过程中工业遗产系统保护利用、功能与环境综合高品质提升的要求，主要存在以下共性问题：（1）缺乏城市尺度工业遗产系统的整体保护方法；（2）缺乏适于存量发展阶段的老工业区空间环境绿色更新规划方法；（3）非标准化状态的多类型既有工业建筑缺乏改造利用技术标准；（4）更新功能定位“程式化”。对此，项目组历经十余年深入研究，产学研高度融合，基于多项量化模型计算、城市全样本实证和示范基地试验，创新研发一项理论与三项关键技术，开辟了老旧工业区可持续发展目标下保护与更新的新路径，为“坚定历史文化自信”“高质量发展”“双碳目标”等国家战略需求提供了有力支撑。1 工业遗产系统性保护利用与城市绿色发展相结合（HLAR）理论图1 老旧工业区可持续更新理论和技术框架基于工业遗产产业在时间、空间维度的“历时性、共时性、共生性”关联，拓展建构多尺度、多层次的工业遗产体系，包括一套工业遗产价值特色评估指标体系、一套“工业区厂区/街区单体可移动非物质”多层次保护要素指标体系，支撑“空间全覆盖、要素全囊括”的要求，为工业遗产充分保护奠定理论基础。基于“复杂性科学”和“系统工程”的技术路线，打破学科界限，从根本上找到遗产保护与低碳绿色发展的契合点，创立工业遗产多因子评价与保护利用管理指标体系，提出空间环境-产业功能“双更新”的研究方法与流程（见图1）。2 基于遗产与低碳城市形态两类要素耦合的空间结构规划方法研发基于机器学习技术的建筑传统风貌特征识别评价技术，提出了与我国既有规划设计体系衔接的“工业区-厂区-单体”及相关景观环境与非物质文化遗产的多层次系统保护利用方法（见图2），通过特色空间资源整合，将工业遗产要素最大程度资源化，为规划管理和实施提供支撑。创新性地将基于“城市空间形态-生产生活能耗”关联计算得出的节能空间形态因子与工业遗产保用利用关键要素相结合，提出遗产保护与节能减排相结合的综合规划设计方法，综合解决老旧工业区空间环境改善与遗产可持续利用相协同的技术难题，为存量更新工程提供了新的规划设计理论和方法。图2 “工业区-工业厂区-工业单体”多层次要素关系3 工业遗产建筑加固及绿色低碳生态化改造再利用关键技术针对老旧工业建筑建成年代、材料结构类型、原有建设标准、损坏程度、改造后功能差异大等难题，提出通用的结构鉴定方法流程、评价指标体系以及针对性的加固改造技术集成，解决我国非标准化的老旧工业建筑结构改造和再利用的安全性难题，为规划设计在建筑层面创造技术前提。图3 工业遗产建筑绿色低碳生态化改造再利用部分技术示意以最小干预原则，研发大跨度、高空间老旧工业建筑生态化改造关键技术，包括围护结构热工性能改造、建设科技 43一 等 奖自然通风性能改造、自然采光性能改造、材料再利用、环境改造及景观修复等五个方面（见图3），解决工业遗产建筑再利用面临的保护原真性、改造可逆性的难题，大幅提升了“工转民”的功能适宜性和节能效果。4 工业遗产空间环境与产业功能可持续发展适配关键技术图4 功能同位网络与功能近邻网络在陶溪川片区功能适配分析中的应用图示构建全国老旧厂区更新数据库，包括“国家-省-城市-工业厂区”四个层级、经济、产业、人口、建筑设施等多维度数据集，支撑全国各地类型各异的功能定位研判需求。研发城市、片区、建筑尺度的产业功能定位与空间规划设计落位的“双量化”综合技术集成，创建四种产业关联图谱网络体系、同位网络体系及业态空间比邻分布概率计算公式，解决城市产业发展方向和片区、地块功能业态研判的技术难题（见图4）；创建基于全国样本数据的“就业-商业-邻里”三级中心圈层结构量化模型，揭示各级空间单元低碳发展的最优定量形态指标，提出城市结构评价与优化方法；将基于时空数据的人群画像分析、时空棱柱分析技术迁移应用于城市规划领域，为预测老旧工业区内人群和业态提供量化技术支撑；创新性构建“平面-组团-店铺”三个层级业态模块单元体系，揭示业态模块和人群行为偏好的空间量化特征，解决了复合功能空间落位规划设计的量化技术难题。5 示范项目集成应用上述技术成果已应用于北京、景德镇、重庆、昆明、南昌、铜川等地不同空间尺度的10项老旧工业区更新规划设计工程，环境、社会、经济效益显著。以景德镇陶溪川片区为例：（1）通过立足城市整体视角的工业区-厂区（街区）-建筑多尺度的系统规划、建筑、景观等综合更新设计，工业遗产特色要素得到了有力保护，工业文明与集体记忆得以延续传承。（2）通过建成遗产要素与节能空间形态因子相结合的规划设计方法，对街坊形态、开放空间、道路体系、公服系统、户型选择等形态指标的优化，保护的同时大大提升了节能效果，改善了社区生活环境，为年轻人就业创业、促进人才流动、平抑市场提供了有力支撑。（3）通过大数据辅助产业功能更新研判，使景德镇陶溪川文创街区形成了以陶瓷文化创意产业为核心的产业集群，提升了老旧工业区的活力，片区发展为城市副中心，为引领城市整体提质升级和跨越式发展作出了重要贡献。陶溪川文创街区已成为国内老旧工业区高质量转型发展样板，以文化产业创新扩大就业渠道，吸引了超2万名海内外“景漂”落户创业，为社区提供了大量就业岗位，显著带动了片区及城市的产业和经济发展。片区从原单一生产功能片区转化为包含文化、商业、体育、居住、社交等的功能混合区（见图5），使持续千年作为中华文化金名片的景德镇陶瓷产业在当下得到延续和升华，海内外影响巨大。图5 景德镇陶溪川文创街区示范工程C