随着城市化进程的不断加快、产业结构的更新转型及环境保护的需要，许多城市中的工业企业在退二进三的大背景下相继外迁，原先的旧工业厂房逐渐搬空、闲置，一些旧工业厂房遭到废弃和拆除。这些遗留下来的厂区旧址中，有一些保存完好的厂房和构筑物，它们见证了一个城市在某个年代工业发展的历史，将其废弃和拆除不仅是一种资源浪费，也将会抹去一段历史记忆[1]。同时人们意识到：城市的更新再开发也应遵循合理有序、分步进行的方针，盲目地大规模开发新建应加以控制。因此，将有条件的旧工业厂房加以改造再利用作为科技、文创孵化园区，已成为当前越来越多城市的共同选择。
集装箱模块化建筑是以集装箱体作为功能单元模块，模块在工厂内生产，结构制作、室内装饰、设备设施安装在生产线上集成，可按照国际集装箱海陆联运标准运输到世界任何地方，最后在现场按照设计要求以及建筑规范组合搭建成的装配式建筑。
在旧厂房的改造利用中解决孵化园区不同功能的需求并保留时代的记忆、将集装箱建筑与旧厂房改造结合、将模数化设计理念运用于孵化园不同的功能空间和变化丰富的空间模式，都在扬州软件园孵化基地项目的规划设计中得到了有益的尝试。
1 项目概况
扬州软件园位于扬州市生态科技新城核心区，规划占地面积约33.7万m2，计划建筑面积约63.5万m2。先期将通过改造利用原晨洁日化旧厂房建设扬州软件园产业孵化基地，以承担软件类科技企业的培育和孵化功能。根据相关企业特点、所从事的专业和发展阶段等特性，提供有针对性的良好的生产和生活服务的建筑综合体或建筑群[2]。孵化基地总建筑面积约 4.5万m2，预期于2018年末到2019年初投入使用(图1)，软件园的产业培育期和孵化基地使用期预计在10年左右。
图1 孵化园鸟瞰模型
Fig.1 Aerial view of the incubator park
因为集装箱模块化建筑具有可工厂化生产、现场拼装施工期短、施工和装修垃圾极少、建筑模块拆除简单、材料可重复利用等诸多优点，是一种具有极佳可持续性的新兴的建造体系。因此采用集装箱模块化装配式建筑体系作为将厂区改造成软件园孵化基地的方案与生态科技新城绿色、环保、可持续的理念完全契合，也非常符合孵化园急需尽快投入使用、预期使用期较短的要求。
2 规划设计
2.1 从厂区到孵化园区——功能和结构再造
为了将厂区改造成为软件孵化园，在对原有的建筑结构进行保留的同时，还需对厂区进行功能置换和规划结构调整。
园区功能的置换并非一般的修复改造，而是内部的重组和再造，须将原有的厂房功能置换为：软件研发办公、展览、报告厅、培训教室、中试车间、实验室、创新创意产品加工中心等软件园核心功能，还要建设公寓、健身中心、食堂、超市、银行、餐饮等配套服务功能，以及300个停车位的室外露天生态停车场(图2)。
图2 总平面
Fig.2 General plan
而规划结构也将根据软件孵化园的运行要求进行调整：由原来以工厂生产工艺为内部主线、以原材料和产品运输为对外流线的以物为主的结构，转换成以围绕软件类企业研发、交流、宣传展示为核心，符合科技创业型企业运作规律的规划结构。具体来说，就是由原来围绕各个厂房的货运车行环路为特征的规划结构，更新为东西向连通城市道路、研发办公区、生活区，南北向连通停车场、园区广场和软件创业街区的“十字型”轴线结构和生活区兼顾生活内街和中心花园的“R形步道”结构的以人为本的规划结构新模式。
2.2 厂区改造中空间的“减法”和“加法”
要成功地对规划功能和结构进行再造，还面临着原有的厂区空间条件与软件孵化园区的需求和目标之间不小的差距，因此需要在空间上运用“减法”和“加法”的规划方法对原有空间进行合理的调整和重塑。
2.2.1 减 法
原厂区建筑密度很高，厂房、道路、堆场占用了多数用地，绿化广场等空间很少，再加上后来的违章搭建，更使得厂区内非常拥挤，存在消防等隐患。因此，改造规划中的相关工作有：1)拆除所有违章搭建的建筑，疏通道路体系(图3)；2)通过整跨拆除部分钢结构厂房的屋顶，移动外墙位置的方式，将部分原来厂房内部空间转换成室外空间，形成了园区中心南北向的2个广场和东西向的外廊空间；3)将两栋混凝土框架结构厂房连接处的楼板拆除，大大改善了各自的采光、通风效果。并将5号楼2层的内、外墙拆除，开辟出联通中心广场和创业办公空间的空中庭院。
图3 现状平面
Fig.3 Site plan
2.2.2 加 法
园区内的钢结构厂房内部空间高为7～8 m，跨度更是达到20～30 m。过大的空间并不适合软件园创意办公对空间尺度的要求，同时也使空调负荷过大。在厂房的钢结构中加入集装箱建筑模块则可以形成尺度适宜的使用空间。建筑模块组合体采用内保温，空调负荷主要考虑模块组合体内部空间，这些空间还可根据需要灵活分隔，因而体积较小，可大大降低能耗。为了完善园区的配套服务，在基地的东南侧空地上新增加了由集装箱建筑模块组合成的人才箱寓，构筑了环境宜人的居住空间。
3 建筑设计
3.1 优势互补的厂房建筑与集装箱模块化建筑
在孵化园建筑单体设计中，充分发挥了钢结构厂房与集装箱模块化建筑各自的特点和优势。钢结构厂房的优点是：可提供遮光挡雨的大尺度空间，而且大跨度的无柱空间为集装箱建筑模块的灵活组合提供了可能。缺点是：空间过大，如果依托厂房原有钢结构加层，承担部分楼面荷载，改造加固相对比较麻烦。集装箱模块化建筑也具有显著的优点：1)尺度适中、组合灵活，可提供适宜的办公空间；2)集装箱模块具有自堆叠承重的优势，可不影响原来的厂房钢结构；3)模块可以在工厂中生产，在现场仅需要几天就能组装完成；但大规模拼箱的集装箱建筑也有一个缺点：拼缝较多，屋面防水比较麻烦。而厂房原有的屋顶结构很好地解决了这一问题，同时还起到了极佳的遮阳、隔热、通风效果[3]。
厂房的顶篷、大跨结构和集装箱建筑模块经过合适的组合还能形成小于厂房空间而大于集装箱模块的半开敞空间，作为门廊、门厅或中庭。这些空间将厂房结构和建筑模块联系为一个空间丰富的有机整体(图4)。
图4 孵化园效果
Fig.4 The rendering of the incubator park
3.2 灵活多变的模块化创业空间设计
集装箱建筑具有模块化特征鲜明、标准化程度高、设计与装配效率高等特点。作为工业化生产的装配式模块化建筑，建筑模块的类型和规格应尽可能少，同一基本模块宜具有通用性和互换性，这样将有利于工厂化生产，节约成本、提高效率。但这又带来了另一个问题，怎么避免建筑造型的呆板和建筑空间的单调。这就需要通过巧妙和富有创造性的模块化组合来体现建筑构成的多样性和丰富性。
创业园区中的数百个建筑模块绝大多数采用统一的高箱模数体系，尺寸规格：长×宽×高为12 192 mm(9 125，6 058 mm)×2 438 mm×2 896 mm。2 896 mm的模块高度能满足一般的办公空间要求；2 438 mm的模块宽度则能更好地符合物流运输的规定，经过拼箱也能适应各种使用空间对宽度的要求。3种长度的模块尺寸之间具有模数关系，可以拼接组合成各种需要的空间。而在拼箱的基础上，通过串联、并联、重叠、扭转、围合、对角等多种组合方式(图5)，用3种长度不同、高宽相同的模块就能象乐高积木一样创造出颇为丰富的建筑空间。
图5 创业街区空间分析
Fig.5 Spatial analysis of entrepreneurial blocks
孵化园区内不同类型的功能空间对应着一定的空间组织模式，这可以由建筑模块的不同组合方式来实现。例如，研究院功能区为围合型的固定组织模式，由研发工作室、阅览室等外围功能空间围绕中庭、会议室、VR实验室等中心交流空间组成(图6)；孵化器创业街区为街区式半固定组织模式，建筑以十字形广场和内街为主轴，共分为4个半围合组团，以研发办公功能为主，灵活布置可以共享的会议、展示、咖啡馆等空间，在主体空间不变的前提下，可通过增减和调整局部模块，根据需要调整街区内数个孵化器的划分和布局(图5)；空中花园区为开敞的可变组织模式，在架空的B楼二层部分自由放置了一些可动集装箱建筑模块。这些模块的外墙都有铰链，能根据需要以不同角度打开或封闭，模块的4个角底有可锁定的轮子，可以根据需要移动到不同的位置，可以变为展台、洽谈室、售货厅等空间，或者围合、拼接成临时展厅、会议室(图7)。
图6 研究院空间分析
Fig.6 Spatial analysis of research institute
图7 空中花园空间分析
Fig.7 Spatial analysis of aerial garden
3.3 “少就是多”的建筑模数与箱寓设计
孵化园区离主城区较远，需要在园区解决部分人员的餐饮、住宿等问题。餐饮主要利用原来的工厂食堂改造完善。住宿则专门在基地东南部规划了新的箱寓区(图8)。
图8 箱寓区鸟瞰
Fig.8 Aerial view of container apartment
箱寓区主要包括家庭式公寓和旅馆式套间两大类，共3种楼型。箱寓没有采用标准的2 438 mm的模块宽度，这是因为2 438 mm的宽度对于居住空间过于狭小。而箱寓区作为孵化基地的新建部分，并没有厂房顶篷遮阳挡雨，如果采用拼箱，模块数量和接缝都会过多。而且模块拼接后宽度达到4 876 mm，对于一般居住也过宽了。经过比选、优化，最终确定采用3 200 mm的宽度和11 500 mm长度的模块。这样在一个模块中纳入“2个卧室+1段走道”或“客厅+餐厅+盥洗卫生间”时，仅仅需要3个同样尺寸的模块，略加错位，就组成了户型合理的四室一厅的家庭式公寓(图9)；在旅馆式套间中，将3 200 mm×7 800 mm的模块排列组合成“L”形平面，形成了有半围合空间的建筑单体，5栋单体建筑沿45°角排列形成了具有韵律感的空间序列。通过别致的组合，仅仅一种尺寸的建筑模块就在套间组团中创造了丰富的形体和空间效果。
图9 公寓平面
Fig.9 Apartment plane
3.4 相得益彰的现代工业风建筑造型
为了既延续园区内原有的工业建筑的记忆和风格，又创造出高科技信息工业园的新形象，将软件孵化园区设计成具有现代工业美学的建筑风格，这种定位最终获得了各方的认可。
在建筑造型设计中，一方面，先将原厂房简陋的外墙去除，将大跨度钢结构充分展示出来，体现了力与美结合、举重若轻的工业技术之美；另一方面，堆叠的集装箱模块化建筑具有类似数码迷彩的点阵式视觉形象，配以统一色系中跳动的色块，则传达了具有数码科技特点的信息工业美学。
浅色系中配以鲜艳色块的集装箱模块在深蓝灰色的大跨度钢结构的背景下光彩夺目，而同为金属材质的厂房钢结构和集装箱建筑的波纹钢墙板在低耗能玻璃的映衬下熠熠生辉[4]，共同形成了既对比鲜明又和谐统一的现代工业风建筑群(图10)。
图10 孵化园效果
Fig.10 The rendering of the incubator park
3.5 基于BIM技术的模块化建筑设计与建造一体化
孵化园区的箱寓部分已经开始施工图设计和工厂化生产，并将与场地平整和基础处理同时进行，这将显著提高效率，缩短了工期。建筑信息模型(BIM)的运用可显著提升箱寓装配式建筑的集成水平，实现新型建筑工业化的标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装修和信息化管理。BIM技术应用最直接的作用体现在建筑设计和内装设计的协调以及管线综合上，通过在BIM平台上的协调，原建筑设计中的一些墙体被取消，一些洞口尺寸进行了准确的调整，避免了在施工阶段拆墙、打洞的现象，节约了材料、人工和时间成本。而本项目中建筑的模数化和具有最多适应性却尽量少的模块和组件类型也正是BIM技术和工厂化生产以及结构优化的要求[5]，是在BIM平台上各方意见综合的结果。如果没有采用统一的模数，而采用混杂的模块和组件类型，不但会使BIM在设计中修改方便、高效，各专业协调直观、便捷的长处难以体现，还将因夹具、模具、组件种类过多，成本大幅上升，工厂化生产的效率和优势大为降低。BIM技术的运用不但将有效提升集成化水平，提高设计的合理性和设计与制造的精度，优化安装运输方案，还将为未来的进一步改造和日常维护管理带来极大的便利。
4 结束语
扬州软件园预期在10年内逐步建设完成，软件园孵化基地将在这10年里完成其培育一批软件科技企业的使命，届时软件园的建筑模块将被拆解，并用于其他的项目，而厂房钢结构也将作为废旧钢铁回收再利用。建筑将在全寿命周期里实现减少环境污染、节约材料和水、节约能源、减少垃圾的目标。集装箱模块化建筑与厂房改造的结合很好地诠释了可持续建筑理念。在这一项目中积累的经验将为工业建筑的改造和再利用提供新的思路，也将推进集装箱模块化装配式建筑的进一步完善。
[1] 王鹏．旧厂房改造中的空间再生研究[D]．济南：山东建筑大学．2017．
[2] 陈平，康铭东，蔡洪彬．基于数字信息技术的工业园孵化器建筑功能设计研究[J]．工业建筑，2017，47(2)：47-51.
[3] 宋仕俊，王升，乐嘉龙．与城市一起成长的工业建筑：旧工业建筑改造的探索[J]．工业建筑，2013，43(1)：17-19.
[4] 梁竟云．工业景观设计中的视觉艺术[J]．工业建筑，2013，43(2)：59-60.
[5] 王化杰，李洋，雷炎祥，等． 装配式集装箱结构体系优化及节点性能[J]．哈尔滨工业大学学报，2017，49(6)：117-123．