智慧物流园区可持续设计策略研究

　　文／陈星豫　河北工程大学建筑与艺术学院　硕士研究生（通讯作者）

　　摘要：近年来智慧物流快速发展，建筑能耗和环境问题是当前园区建设面临的突出关键点。文章结合智慧物流和物流园区的建设发展背景，从传统物流园区设计体系的现状问题出发，探讨可持续发展理念对园区设计的影响，针对园区规划、建筑、景观、交通及节能技术等方面提出相应设计策略，对未来物流园区和城市的可持续建设及发展有现实意义。

　　关键词：智慧物流园区；设计体系；可持续理念；策略研究

　　引言

　　经济全球化和智慧城市快速发展的背景下，数字信息技术快速发展，人工智能、物联网、5G、虚拟现实技术等新型模式正不断助力物流行业的智慧转型升级。我国近年来也陆续出台了相关文件推动智慧物流园区的建设和整体产业发展。而目前建筑能耗和资源环境问题演变成全球经济社会发展的难题和瓶颈，物流建筑与其他类型建筑不同的功能化要求、工业化形象和巨大的体量特点，对城市周边环境和交通会产生巨大的污染和负荷。因而以可持续理念作为新模式下物流园区的发展方向，研究可持续设计在智慧物流园区中的应用，对于实现物流产业升级和物流建筑的长远稳定发展、智慧城市可持续建设尤其重要。

　　1研究背景

　　1.1智慧物流园区的定义和发展

　　物流园区自1965年兴起于日本，后开始在欧美、亚洲逐渐发展起来，主要是为不同类型的物流企业在空间上提供集中布局的场所，并提供综合性的服务功能。20世纪70年代物流概念开始传入我国，并于1998年在深圳建设了我国第一个物流基地——深圳平湖物流基地，标志着中国正式引入物流园区的概念，并开始尝试中国物流园区的规划、建设和运营。经过国内外近六十年的发展，物流园区由最开始的物流节点集聚地，发展为具备保税物流、物流仓储、电商快递和商贸分拨的综合物流园区，再到现在类型多样化、产业集约、智慧运营的多业态融合物流集群。现在的传统物流园区大多以仓储和配送为主要业务对象，存在园区管理和企业之间的数据关联，但在数字信息化时代和电商贸易快速发展的今天，物流信息共享平台难以建立统一，导致整个物流网络不能更高效、有序的运作及提升货运效益，因此越来越多的传统物流园区开始向智慧物流园区转型升级，其现阶段已成为行业内最重要的建设和发展方向。

　　智慧物流园区与传统物流园区的不同点主要在对物流的信息化智能管理，通过物联网、5G、大数据、人工智能等新型数字信息的运用，将园区设施智能化管理，实现物流环节的多方信息互联共享，统一调配物流运输配送和园区管理运营，以智慧物流提升整体物流业务的服务效益，并科学降低运输成本，最大化激活园区资源，促进智慧物流园区良性发展。目前，我国的物流领域在机械和自动化方面有所成效，但智慧物流发展还处于初级阶段，存在基础设施、技术和管理落后的问题。大部分物流园区还处于传统的单一化仓储和运输功能，运营方将仓库以租赁或售卖的形式分销出去，园区内业务分散且各环节信息割裂，缺乏整体功能的集约分化和综合信息协同服务，物流信息化覆盖率较低，未能全面普及。所以大力推动智慧物流发展，完善园区信息收集处理技术，实现物流信息共享，构建智慧物流标准化体系，建立智慧化仓储运输系统，是物流园区未来发展必须解决的问题，也是园区设计和更新建设必须考虑的新方向。

　　1.2智慧物流园区可持续建设问题

　　物流行业处于快速发展阶段，同时智慧物流应用技术也逐渐成熟。目前，智慧物流园区应如何建设和发展，成为行业内持续讨论的问题。首先物流园区的建设概念本就具备可持续发展特性，在仓储和交通运输上，物流园区以合并和转变运输方式实现车流有序、减少堵塞、降低废气排放、提高车辆运输效率；在土地利用上，物流园区作为物流企业的集中服务场所，将物流作业在此集中化使用，减少城市土地占用，并有效提高地区生产力发展，促进经济结构调整和转型。而我们谈论物流园区的可持续建设问题，还涉及园区的盈利性，如果一个物流园区不能盈利、创造利润和价值，它将谈不上能承担可持续发展的现实责任。因此，在其设计、建设阶段，我们就该考虑到园区建成后乃至未来发展的资金成本、运营服务、对城市周边环境和交通的影响等问题，以可持续发展的理念审视物流园区的规划和建设。其次，智慧物流园区区别于传统物流园区的重点在于其运用智能信息技术手段对园区的物流资源、信息资源和运输车辆进行数据检测、分析和整合，可以对园区基础设施、产业和商业配套设施等进行集聚、重组和营运，有序调配园区车辆和仓储秩序，智能运营管理园区数据、系统和流程，促进资源配置的效益最大化和园区投入产出的良性循环，这在园区运营和运输管理上相比于传统园区节约了大量人工成本和运输负荷，更适合推进可持续建设和发展。

　　因此，基于智慧物流与可持续发展理念的结合，我们能否前瞻性地考虑到物流活动及其建筑与城市发展的关系，如何看待智慧物流园区的可持续设计，是当下城市更新、智慧城市建设与物联网发展下，必须深入思考的现实问题。

　　2物流园区设计体系现存问题分析

　　通过对物流园区现状调研可以看出，我国物流园区的建设仍在不断发展扩大，但传统物流园区的设计体系中也存在许多问题，不利于园区的可持续发展。

　　2.1选址与城市空间分割，交通融合度较低

　　传统物流园区的选址、建设与近几十年来城市发展布局息息相关，所以在不断城镇化发展的进程中仍有许多物流园区和老旧厂房遗留在城市郊区或是偏远乡村，或是原本规划的区域就选择在远离城市中心和居住区等与城市关系分割的选址。这使得城市与物流产业区保持明显独立的功能分区，可以隔绝噪音和污染干扰，但也导致脱离城市空间、缺乏便捷的交通连结性。并且大部分园区采用的封闭管理也将园区内的产业活动和企业的外界交流需求进一步割裂，忽视了其应承担的城市功能，在交通上与外部城市交通关联度较弱，加上货运交通路线长，低效率的运输会增加城市交通负荷、影响交通效率，导致废气污染和运输资源浪费等问题。

　　2.2单一的工业化平面布局，同质化问题严重

　　受制于经济环境下低成本产业类型和早期技术设施的传统物流园区，大多缺乏整体信息化设施配置，整体创新能力较低，且未有智慧物流的介入管理，物流运营效率不高，园区大部分以单一功能的厂房为主[1]。而我国物流园区主要采用业主征地承建后再出租给商家的交易模式，以致于业主为了方便后期仓库和厂房的租售，在园区规划阶段常常倾向选用适普性的设计方案，自身主导业态定位不明确，只简单地将厂房、仓库等基本配套强排入内，一味追求得库率，而缺乏对于场地周边环境、园区交通体系、运卸货流线等全方位的考虑及对园区整体的科学规划，同质化现象严重，对其后期运作和产业类型的建筑特性等缺乏针对性的思考。

　　2.3自然景观较少，人性化空间匮乏

　　就目前大部分国内物流园区而言，在规划强排和梳理交通组织这两个设计环节完成之后，可用用地所剩无几，就以草坪和乔木等绿化填补，景观绿化常常容易就此被忽略。虽然物流园区内的主要使用对象是仓储货物和货运车辆，但不可否认园区仍是人工作的场所，需要有良好的通风、采光和适宜的环境，因此为物流园区创造更多人性化的公共空间、增加景观设计、营造舒适的工作环境可以使园区更具活力，也是物流园区适应场地、与环境有机融合、可持续发展的有效措施。

　　2.4缺乏远期规划，可持续设计不足

　　在现阶段物流园区项目中，许多业主出于对短时收益的考虑，在建设阶段选择采用分期规划，可以快速收取租金回本，将资金投入下一期的建设。因此，很多设计者在智慧物流园区的设计过程中，会着眼于如何降低成本、加快建设进程，没有前瞻性地选择成本稍高的节能设备和建筑材料、可循环装置等，去考虑园区与周边环境的关系以及建筑能源消耗的影响。但现代物流业的运作和发展正需要消耗大量资源及能源，增加二氧化碳和工业废气、污水等的排放，园区的建设往往意味着会面临严重的环境问题。因此，将眼光放远，物流园区的升级转型应朝着智慧、低碳方向发展，改变物流产业高碳增长的方式，采用可持续设计来建设物流园区，更利于改善物流运营环境、最大化提升园区运作效率，也是智慧物联和产城融合下未来物流园区可持续发展的关键。

　　3可持续设计在物流园区中的应用

　　3.1可持续理念的置入性影响

　　经济全球化引发的经济危机和生态问题使得全世界都在不断讨论如何改善人类未来生存环境的议题。在这样的时代背景下，可持续发展理念被创造出来。其概念最早源于1987年联合国世界环境与发展委员会公约中的《我们共同的未来》报告，提出可持续发展是“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求能力构成危害的发展”。之后联合国在1992年召开的“地球首脑会议”中通过了以可持续发展为主题的《21世纪议程》，标志着可持续发展观已得到世界上大多数国家的认可[2]。可持续设计则是基于可持续发展理念下，构建和开发可持续解决方案的策略设计活动，强调我们的设计应在保持地球生命健康的同时，满足人类活动的需求，尽可能地减少建筑能源消耗及对社会环境产生的负面影响，用可持续的方法来设计、建造建筑[3]。

　　可持续理念对物流园区设计的影响，主要在于物流与环境之间相辅相成的关系。首先物流作为现代经济发展的重要支柱，是带动市场需求的基本前提，物流活动与社会生产、经济发展密切相关。而经济发展带动物流量上涨，物流量和经济其实是同步增长的关系。但物流量的增长必然使运输流量大幅增加，物流车辆的增多会严重影响城市原本的交通运力，导致交通拥堵、运输效率下降。物流活动频率增大还会伴随大量的废气排放、工业建材及燃油资源的消耗，其结果是总物流量没有明显增加，大气环境却因货运频率的非正常突增遭受严重污染，并不利于物流园区的可持续发展。当人们对物流的需求开始不利于生活环境的健康发展，绿色物流和智慧物流的概念紧跟时代的发展出现在物流产业中，与可持续理念相互呼应，将形成一种与环境共生的物流系统，使园区作业更环保高效，并且最大化降低物流运输成本、提高整体安全性，实现物流服务和资源配置最优化，有效推动物流行业可持续发展[4]。

　　3.2可持续设计的现实应用

　　随着可持续理念的发展和不断普及，以及全球各领域可持续战略的大力推进，可持续应用实践范围广泛。在建筑领域，可持续设计主要用于改善房屋环境、提高人类生活质量。通过运用可持续节能措施降低建筑能耗、节省资源，提倡材料可循坏利用，减少对周围环境的污染排放等负面影响，平衡建筑与自然的关系，在良好的生态环境及资源条件下实现建筑的可持续发展。我国最早针对物流可持续发展问题的讨论，是在1997年召开的“97亚太国际物流会议”上，会上专家指出：“在21世纪，可持续发展是各行各业需要去面对和解决的重要课题，物流业也不例外。”物流发展会带来一系列的环境问题，必须将可持续理念作为物流行业最大的原则去对待，准确定位发展方向，将可持续设计应用于物流园区的设计和建设中，达到合理规划、高效使用、降低能耗的目标，减少物流作业对环境的污染，削减对物流资源的损耗[5]。

　　4智慧物流园区可持续设计策略

　　4.1预留空间或冷库

　　在规划阶段预留空地，作为园区后期改造或升级的可持续空间。一方面降低园区建筑密度，留出一定量的货运缓冲空间，减少交通压力；另一方面空地可作景观设计增加园区绿化，优化用地空间布局，提升园区空间品质。另一种常用方式是在现有仓库旁预建制冷机房以便后期升级改造成冷链仓库。我国冷库需求量一直持增不减，国家一直鼓励大力发展冷链物流，结合近几年疫情后时代人们生产生活的改变，未来物流需要增加对物资储备、医疗物资快速调配等冷链服务的需求，预留冷库、布局冷链运输和处理环节负荷是物流园区现阶段可持续发展的趋势。

　　4.2采用标准化设计

　　根据物流建筑平面规整和大跨度结构的特征，在规划阶段可采用标准化设计。平面上仓库和厂房的柱网一般采用11～12m模数，条件有限的情况下也可采用8.5m或10m模数，保证柱网尺寸规整，在此基础上调整建筑平面和防火分区，使总体布局更加协调统一。在立面设计上，同样以柱网为基础模块进行装置设计，根据物流建筑的外立面使用统一标准的装配式构件和外墙板，确定其开窗位置和开洞尺寸，实现“少规格、多组合”的设计原则。通过灵活性的标准化设计，可以满足物流园区的布局和建筑特点，并突显出工业建筑的强烈秩序感，将整个设计过程化繁为简，以达到缩短建筑工程设计和建造周期的目标，有利于施工阶段的装配式建造，节约了设计时间成本，并体现对资源的集约利用和保护原则[6]。

　　4.3运用被动式技术

　　被动式技术是实现建筑可持续性的更简单、更可靠且性价比高的手段，在建筑设计中应尽量采用自然采光和通风来减少能耗。在建筑中，合理的自然通风可以带走室内的热空气，加速建筑外表面与外界空气的热交换，降低室内热辐射。加强建筑热工设计，可以增加屋顶和外围护结构的保温、隔热构造，加强节点气密性和保温性等，改善热工环境，减少人工制冷的能耗[7]。良好的采光除了可以改善室内光环境质量，给人更舒适的视觉感受、提升工作效率之外，还能减少人工照明用电、节约能源。在设计中，可以尽可能缩小建筑进深，增加自然采光比例，或是设中庭、采光井，以增加采光面[8]。在满足货运空间的基础上，还可以根据使用功能局部拓展空间，如货车卸货区上方设夹层、坡道下方设附属设备房间、屋面改造成停车空间或绿化景观场地等。

　　4.4集约交通体系

　　在物流园区竖向运输设计中，一般对二层物流建筑常用坡道；三层以上适用盘道；二层或三层可同时考虑选用盘道或坡道，具体根据货运量、场地规划条件和甲方意愿而定；除此之外还可以直接采用货运电梯、升降机满足多高层货物运输。随着人工智能的发展，物流园区规划设计应与信息数据有机整合，包括物流活动的地理信息、空间位置、货运流量和仓储、运输、配送等都可通过统计信息分析计算，以提供良好的可视化数据和辅助决策设计。我们可以在设计阶段用TransCAD分析场地交通量、园区货运量等对周围路网的交通影响，预测园区内道路；并结合SLP法的运用，对整个物流系统实现合理的规划，借助智能技术应用得出的预测结果，设计者结合业主需求和场地实际情况进行判断，科学规划园区道路。

　　4.5增加自然景观

　　现代智慧物流园区的景观营造不能华而不实，应结合建筑环境和场地道路布置。在预留空地或生活区集中的场地区域，可从服务业态特征、地域性元素方面来突出园区景观主题，运用自然景观来弱化工业建筑的大体量感和净化货运场地环境。在水平方向，可引入外部景观资源、加强建筑边界的景观渗透，营造互相延展、融合的空间景观；在垂直方向，可以打破传统的平面式绿化，联动下沉空间、地面空间、屋顶空间，营造丰富层次的立体化景观环境。园区内应为员工创造人性化的公共空间，可结合绿地设广场，或在仓库间架设连廊，减少人流对园区运输交通的干扰，内部景观不仅是改善园内环境质量，也是增加物流区域的城市绿地，将园区局部打开，与城市、公共空间实现贯通融合。

　　4.6应用节能和低碳技术

　　4.6.1采用节能技术和设备

　　充分运用节能措施。如节电设备可在照明方面优先采用无极灯、LED灯等节能型光源，配自动感应节能控制系统；设置节水系统，采用节水器具，充分运用雨水回收、中水循环、人工湿地等措施，将处理后的中水用于园区绿化浇灌、洗车或冲厕。并在园区景观设计基础上，根据场地条件设下凹绿地、透水路面等有利于雨水收集的雨洪措施，减少雨水外排量，缓解城市雨水管网泄洪压力，将防控洪涝、控制径流污染、雨水资源收集利用等有机结合。

　　4.6.2采用新型建筑材料

　　传统的建筑材料随着社会发展和绿色建筑的要求已不能满足现有围护结构需求，逐渐被新型的节能材料替代，如采用保温节能墙体可以减少建筑物热桥、增强外墙抗渗透与防火性能，扩大使用面积；根据外部环境调节遮阳叶片角度阻挡直射光，改善室内热环境和光环境；在空调出风口或屋面安装新型防雨通风百叶系统，在保障通风气流性的同时阻挡雨水，并根据建筑内热压情况计算和模拟，实现通风与节能效果的有效平衡。

　　4.6.3充分运用可再生能源

　　充分利用再生能源是物流园区可持续发展的有效途径。我国工业行业能源长期处于消耗高、利用率低的情况，工业余热利用率低是造成能耗高的重要原因。因此，在设计阶段对建筑可用余热的利用进行充分考虑，结合工业生产流程合理应用，其效果远比后期的改造要好[9]。其次，充分利用最常见的太阳能，结合建筑屋顶安装太阳能光伏发电系统，可以达到利用清洁能源、节约能耗的目的。

　　结语

　　目前，我国智慧物流园区的转型升级处于快速发展阶段，近十几年，国家相关政策仍以规划和健全适应现代化经济体系和社会发展的物流枢纽网络为主，未来智慧物流园区的可持续建设是物流领域进步和城市发展的必然趋势。在设计阶段，将可持续理念置入园区规划、建筑设计、节能技术应用乃至材料选择等过程中，综合思考智慧物流园区的设计策略与可持续设计应用的科学协同，强调智慧物流园区及其可持续发展在实践中的有机结合，希望能促进行业相关战略和政策的部署实施，真正实现物流建筑领域和我国城市建设的可持续、健康发展。

　　参考文献：

　　[1]罗梦婕.产城融合背景下科技产业园复合化设计研究[D].广州:华南理工大学,2020.

　　[2]张敏.现代物流与可持续发展[D].泰安:山东农业大学,2004.

　　[3]伯格曼.可持续设计[M].南京:江苏凤凰科学技术出版社,2019.

　　[4]陆捷.新形势下智慧物流发展趋势与提升策略探讨[J].产业创新研究,2022(19):127-129.

　　马曦腾.安徽省智慧物流可持续发展评价研究[D].淮南:安徽理工大学,2021.

　　[6]李久太.可持续性视角下模块化策略在建筑设计中的应用[J].建筑技艺,2016(02):116-118.

　　[7]谢宏杰,唐文坚,何承鹏.可持续发展策略在工业建筑设计中的应用——武汉三工激光产业园规划设计[J].工业建筑,2010,40(07):1-3.

　　[8]谢思思,褚冬竹.可持续建筑设计思路与方法实践[J].工业建筑,2019,49(08):54-59+136.

　　[9]李洪欣,沈超,于小婷,等.我国绿色工业建筑发展的探讨[J].工业建筑,2013,43(11):34-36+53.

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