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工业厂房建筑设计经验总结
工业建筑种类繁多,可分为机械制造厂建筑、精密仪表厂建筑、航空工厂建筑、造船厂建筑、水泥厂建筑、化工厂建筑、纺织厂建筑、火力发电厂建筑、水电站建筑和核电站建筑、钢铁厂建筑……等。工业厂房按用途可分为生产厂房、辅助生产厂房、仓库、动力站以及各种用途的建筑物和构筑物,如滑道、烟囱、料斗、水塔等。按生产特征可分为热加工厂房、冷加工厂房和洁净厂房等。按建筑空间形式可分为单层厂房和多层厂房两类。笔者有多年工业厂房建筑设计经验,下面就工业厂房设计时要注意的地方做一个总结,希望对您有用。
1、工业厂房设计需要满足生产工艺要求
有下列几个方面,这是确定建筑设计方案的基本出发点,与建筑有关的工艺要求是:
1)流程。直接影响各工段、各部门平面的次序和相互关系。
2)运输工具和运输方式。与厂房平面、结构类型和经济效果密切相关。
3)生产特点。如散发大量余热和烟尘,排出大量酸、碱等腐蚀物质或有毒、易燃、易爆气体,以及有温度、湿度、防尘、防菌等卫生要求等。
2、合理选择结构形式
根据生产工艺要求和材料、施工条件,选择适宜的结构体系。钢筋混凝土结构材料易得,施工方便,耐火耐蚀,适应面广,可以预制,也可现场浇注,为中国目前的单层和多层厂房所常用。钢结构则多用在大跨度、大空间或振动较大的生产车间,但要采取防火、防腐蚀措施。最好采用工业化体系建筑,以节省投资、缩短工期。
3、保证良好的生产环境
工业厂房设计下面几点是必须做到的:
1)有良好的采光和照明。一般厂房多为自然采光,但采光均匀度较差,如纺织厂的精纺和织布车间多为自然采光,但应解决日光直射问题。如果自然采光不能满足工艺要求,则采用人工照明。
2)有良好的通风。如采用自然通风,要了解厂房内部状况(散热量、热源状况等)和当地气象条件,设计好排风通道,某些散发大量余热的热加工和有粉尘的车间(如铸造车间)应重点解决好自然通风问题。
3)控制噪声。除采取一般降噪措施外,还可设置隔声间。
4)对于某些在温度、湿度、洁净度、无菌、防微振、电磁屏蔽、防辐射等方面有特殊工艺要求的车间,则要在建筑平面、结构以及空气调节等方面采取相应措施。
5)要注意厂房内外整体环境的设计,包括色彩和绿化等。
4、合理布置用房
生活用房包括存衣间、厕所、淋浴室、盥洗室、保健站、餐室等,布置方式按生产需要和卫生条件而定。车间行政管理用房和一些空间不大的生产辅助用房,可以和生活用房布置在一起。
5、总平面布置
这是工业建筑设计的首要环节,在厂址选定后,总平面布置应以生产工艺流程为依据,确定全厂用地的选址和分区、工厂总体平面布局和竖向设计,以及公用设施的配置,运输道路和管道网路的分布等。此外,生产经营管理用房和全厂职工生活、福利设施用房的安排也属于总平面布置的内容,解决生产过程中的污染问题和保护环境质量也是总平面布置必须考虑的。总平面布置的关键是合理地解决全厂各部分之间的分隔和联系,从发展的角度考虑全局问题。总平面布置涉及面广,因素复杂,常采用多方案比较或运用计算机辅助设计方法,选出最佳方案。
6、防腐蚀设计
工业生产过程中应用和产生的酸、碱、盐以及侵蚀性溶剂,大气、地下水、地面水、土壤中所含侵蚀性介质,都会使建筑物受到腐蚀。此外,建筑物还会受到生物腐蚀。
建筑防腐蚀设计的原则:
1)限制侵蚀性介质的作用范围;
2)将侵蚀性介质稀释排放;
3)在建筑布置、结构选型、节点构造和材料选择等方面采取防护措施。
7、总体布置要点
1)对散发大量侵蚀性介质的厂房、仓库、贮罐、排气筒、堆场等,尽可能集中布置于常年主导风向的下风侧和地下水流向的下游。为利于通风,厂房和仓库的长轴应尽量垂直于主导风向。
2)室外场地应有足够的排水坡度(一般不小于0.5%),并布置排水明沟。
3)厂内输送侵蚀性液体、气体的管道尽量集中埋置;架空敷设时放在下层,以免危及其它管道。
4)排除侵蚀性污水的管道所设的检查井(窨井),应同建筑物基础保持一定的距离。
8、单体设计要点
1)凡散发侵蚀性气体、粉尘的建筑物,造型力求简单。为保持良好的自然通风,可采用敞开式、半敞开式建筑。
2)围护结构应根据室内温度、湿度情况,加强保温性能,以减少墙面、屋面由于侵蚀性气体的冷凝结露腐蚀建筑物。为避免侵蚀性粉尘集聚,屋面不宜砌筑女儿墙。
3)采用木制或塑料、玻璃钢制门窗。
4)外露的金属构件或零件应适当加大尺寸或涂饰耐腐蚀涂料。
5)楼面、地面的防护是建筑防腐蚀设计的关键。为了缩小侵蚀性介质的危害范围,便于防护,应配合生产工艺要求将滴、漏严重的设备集中布置,并可在设备底下设置托盘、地槽,局部地面、楼面作成耐酸、耐碱地坪。地坪的面层材料可选用沥青混凝土、水玻璃混凝土、聚氯乙烯、玻璃钢、陶瓷、花岗岩等制成的板材或块材。在地坪面层和找平层(一般用水泥砂浆)间,用石油沥青油毡或再生橡胶油毡等材料作为隔离层,以防地坪受到侵蚀性介质渗透、扩散的影响。
6)凡与侵蚀性介质接触的其它建筑部位,如地沟、地漏、踢脚线、变形缝和设备等,都应采取耐腐蚀的材料和相应的构造措施。
9、构造要求
防腐蚀建筑一般以钢筋混凝土结构为佳,在含有强腐蚀性气体且处于高湿环境中的梁、板、柱、屋架等钢筋混凝土承重构件,除提高混凝土的标号、密实性和加大钢筋保护层外,表面尚须涂以耐腐蚀涂料(如沥青漆、环氧树脂漆等)。如果建筑物采用钢、铝等金属结构,除加强节点构造和表面防护外,进行结构计算时要适当提高安全度。砖木结构一般仅用于腐蚀性介质影响不大的建筑物,承重砖墙宜用不含石灰质的砂浆砌筑,木材表面也要作防腐处理。建筑物的基础部分,为了防止生产过程中侵蚀性液体渗入地下造成腐蚀,防止杂散电流漏入地下引起钢筋的电化学腐蚀,防止含有侵蚀性介质的地下水和地基土壤造成危害,必须采取地面的防渗堵漏和排水设施,选用合适的基础材料,加强混凝土中钢筋保护层,对基础表面作防腐蚀处理并增加基础埋深等。