工業(yè)建筑

　　工業(yè)建筑在18世紀(jì)后期最先出現(xiàn)于英國(guó)，后來(lái)在美國(guó)以及歐洲一些國(guó)家，也興建了各種工業(yè)建筑。蘇聯(lián)在20世紀(jì)20～30年代，開(kāi)始進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)建設(shè)。中國(guó)在50年代開(kāi)始大量建造各種類型的工業(yè)建筑。

　　類型

　　工業(yè)建筑種類繁多，例如可分為鋼鐵廠建筑、機(jī)械制造廠建筑、精密儀表廠建筑、航空工廠建筑、造船廠建筑、水泥廠建筑、化工廠建筑、紡織廠建筑、火力發(fā)電廠建筑、水電站建筑和核電站建筑等。工業(yè)廠房按用途可分為生產(chǎn)廠房、輔助生產(chǎn)廠房、倉(cāng)庫(kù)、動(dòng)力站，以及各種用途的建筑物和構(gòu)筑物，如滑道、煙囪、料斗、水塔等;按生產(chǎn)特征可分為熱加工廠房、冷加工廠房和潔凈廠房等;按建筑空間形式可分為單層廠房和多層廠房?jī)深悺?/p>

　　工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的基本原則有下列四個(gè)方面。

　　滿足生產(chǎn)工藝要求

　　這是確定建筑設(shè)計(jì)方案的基本出發(fā)點(diǎn)。與建筑有關(guān)的工藝要求是：①流程。直接影響各工段、各部門平面的次序和相互關(guān)系。②運(yùn)輸工具和運(yùn)輸方式。與廠房平面、結(jié)構(gòu)類型和經(jīng)濟(jì)效果密切相關(guān)。③生產(chǎn)特點(diǎn)。如散發(fā)大量余熱和煙塵，排出大量酸、堿等腐蝕物質(zhì)或有毒、易燃、易爆氣體，以及有溫度、濕度、防塵、防菌等衛(wèi)生要求等。

　　合理選擇結(jié)構(gòu)形式

　　根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和材料、施工條件，選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料易得,施工方便，耐火耐蝕,適應(yīng)面廣，可以預(yù)制，也可現(xiàn)場(chǎng)澆注，為中國(guó)目前的單層和多層廠房所常用。鋼結(jié)構(gòu)則多用在大跨度、大空間或振動(dòng)較大的生產(chǎn)車間，但要采取防火、防腐蝕措施。最好采用工業(yè)化體系建筑，以節(jié)省投資、縮短工期。

　　保證良好的生產(chǎn)環(huán)境

　　下面幾點(diǎn)是必須做到的：

　　①有良好的采光和照明。一般廠房多為自然采光(見(jiàn)工業(yè)建筑采光)，但采光均勻度較差。如紡織廠的精紡和織布車間多為自然采光，但應(yīng)解決日光直射問(wèn)題。如果自然采光不能滿足工藝要求，則采用人工照明(見(jiàn)工業(yè)建筑照明)。

　　②有良好的通風(fēng)。如采用自然通風(fēng)，要了解廠房?jī)?nèi)部狀況(散熱量、熱源狀況等)和當(dāng)?shù)貧庀髼l件，設(shè)計(jì)好排風(fēng)通道。某些散發(fā)大量余熱的熱加工和有粉塵的車間(如鑄造車間)應(yīng)重點(diǎn)解決好自然通風(fēng)問(wèn)題。

　　③控制噪聲。除采取一般降噪措施外，還可設(shè)置隔聲間。

　　④對(duì)于某些在溫度、濕度、潔凈度、無(wú)菌、防微振、電磁屏蔽、防輻射等方面有特殊工藝要求的車間，則要在建筑平面、結(jié)構(gòu)以及空氣調(diào)節(jié)等方面采取相應(yīng)措施。

　　⑤要注意廠房?jī)?nèi)外整體環(huán)境的設(shè)計(jì)，包括色彩和綠化等。

　　合理布置生活用房和輔助用房

　　生活用房包括存衣間、廁所、盥洗室、淋浴室、保健站、餐室等，布置方式按生產(chǎn)需要和衛(wèi)生條件而定。車間行政管理用房和一些空間不大的生產(chǎn)輔助用房，可以和生活用房布置在一起。

　　總平面布置

　　這是工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)。在廠址選定后，總平面布置應(yīng)以生產(chǎn)工藝流程為依據(jù)，確定全廠用地的選址和分區(qū)、工廠總體平面布局和豎向設(shè)計(jì)，以及公用設(shè)施的配置，運(yùn)輸?shù)缆泛凸艿谰W(wǎng)路的分布等。此外，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理用房和全廠職工生活、福利設(shè)施用房的安排也屬于總平面布置的內(nèi)容。解決生產(chǎn)過(guò)程中的污染問(wèn)題和保護(hù)環(huán)境質(zhì)量也是總平面布置必須考慮的。總平面布置的關(guān)鍵是合理地解決全廠各部分之間的分隔和聯(lián)系，從發(fā)展的角度考慮全局問(wèn)題。總平面布置涉及面廣，因素復(fù)雜，常采用多方案比較或運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，選出最佳方案。

　　廠房設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　下面就單層廠房、多層廠房、熱加工廠房、冷加工廠房、動(dòng)力站廠房分述如下。

　　單層廠房

　　廠房?jī)?nèi)一般按水平方向布置生產(chǎn)線。這種廠房結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以采用大跨度、大進(jìn)深;便于使用重型起重運(yùn)輸設(shè)備,地面上可安裝重型設(shè)備;可以利用天窗采光、通風(fēng)。單層廠房的適應(yīng)性強(qiáng)，既可用于生產(chǎn)重型產(chǎn)品，又可用于生產(chǎn)輕型產(chǎn)品;既可建成大跨度、大面積的，也可建小跨度、小面積的。但是占地大，相應(yīng)地增加了室外道路、管線和運(yùn)輸線路的長(zhǎng)度。

單層廠房可采用單跨或多跨(聯(lián)跨)平面，各跨多平行布置，也可有垂直跨。廠房多呈矩形，一些熱加工車間廠房常采用п形、
形。生活用房和輔助用房多沿柱邊布置或利用吊車的死角處，也可集中建在廠房附近或貼建于廠房四周，但不宜過(guò)多，以免妨礙廠房采光和通風(fēng)。

　　單層廠房柱距多用6米,間或采用9、12、18米等,跨度也采用以3米為基本參數(shù),以便于構(gòu)件的定型化。多跨廠房各跨的高度不同，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，以簡(jiǎn)化構(gòu)件和構(gòu)造處理，改善采光、通風(fēng)效果。

　　單層廠房結(jié)構(gòu)通常用鋼筋混凝土構(gòu)架體系，特殊高大或有振動(dòng)的廠房可用鋼結(jié)構(gòu)體系。在不需要重型吊車或大型懸掛運(yùn)輸設(shè)備時(shí),還可采用薄殼、網(wǎng)架、懸索(見(jiàn)懸掛結(jié)構(gòu)建筑)等大型空間結(jié)構(gòu),以擴(kuò)大柱網(wǎng)，增加靈活性。

　　多層廠房

　　多層廠房是在單層廠房基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。這類廠房有利于安排豎向生產(chǎn)流程，管線集中，管理方便，占地面積小。如果安排重型的和振動(dòng)較大的生產(chǎn)車間，則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。

　　多層廠房平面有多種形式，最常見(jiàn)的是：內(nèi)廊式不等跨布置，中間跨作通道;等跨布置，適用于大面積靈活布置的生產(chǎn)車間。以自然采光為主的多層廠房，寬度一般為15～24米，過(guò)寬則中間地帶采光不足。交通樞紐、管道井常布置在中心部位，空調(diào)機(jī)房則可設(shè)在廠房的一側(cè)或底層，利用技術(shù)夾層、豎井通至各層。

　　多層廠房層高一般為4～5米，有時(shí)為取得足夠的自然光，可達(dá)6米,要考慮設(shè)備和懸掛運(yùn)輸機(jī)具的高度。多層廠房的底層，多布置對(duì)外運(yùn)輸頻繁的原料粗加工、設(shè)備較大、用水較多的車間或原料和成品庫(kù)。多層廠房的頂層便于加大跨度和開(kāi)設(shè)天窗，宜布置大面積加工裝配車間或精密加工車間。其他各層根據(jù)生產(chǎn)線作出安排。

　　多層廠房各層間主要依靠貨梯連系，樓梯宜靠外墻布置。有時(shí)為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，也可將交通運(yùn)輸樞紐設(shè)在與廠房毗鄰的連接體內(nèi)。在用斗式提升機(jī)、滑道、輸液通道、風(fēng)動(dòng)管道等重力運(yùn)輸設(shè)備的生產(chǎn)車間，如面粉廠，其工段要嚴(yán)格按照工藝流程布置。生活輔助用房常布置在各層端部，以接近所服務(wù)的工段，也可將生活輔助用房貼建在主廠房外，利用樓梯錯(cuò)層連接。

　　多層廠房多采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，或預(yù)制、或現(xiàn)澆，或二者相結(jié)合;也廣泛采用無(wú)梁樓蓋體系，如升板等類型。樓面荷載應(yīng)考慮工藝變更時(shí)的適應(yīng)性，也要考慮為設(shè)備安裝和大修留起吊孔。

　　熱加工廠房

　　這種廠房?jī)?nèi)在生產(chǎn)過(guò)程中散發(fā)大量余熱或煙塵，廠房設(shè)計(jì)應(yīng)著重解決散熱排煙問(wèn)題，一般以采用自然通風(fēng)散熱為主，機(jī)械排熱為輔。設(shè)計(jì)中還要綜合考慮車間內(nèi)外對(duì)環(huán)境的污染和影響。

　　熱加工廠房多為窄長(zhǎng)的單跨廠房,以利自然通風(fēng),面積大的也可用聯(lián)跨。廠房?jī)?nèi)的熱源布置要考慮對(duì)相鄰工段的影響,如果常年風(fēng)壓不大,熱源最好正對(duì)排風(fēng)口(如天窗等)，以減少室內(nèi)的紊亂氣流。

　　在剖面設(shè)計(jì)中，單跨廠房須增大低側(cè)窗的面積(或用大面積開(kāi)敞的大門)和增大高側(cè)窗的面積，利用其高差以利通風(fēng)換氣。天窗要有足夠高度，以利排氣。在溫暖地區(qū)，可采用開(kāi)敞式或半開(kāi)敞式建筑。為防暴風(fēng)雨侵襲，可設(shè)擋雨板，并兼作遮陽(yáng)用。

　　熱加工廠房如用作冶煉、軋鋼、鑄造、鍛壓等車間，一般設(shè)有地溝、地坑和較大的設(shè)備基礎(chǔ)，地下煙道也較多，宜設(shè)在地下水位較低的地段，并作防水處理。此外，對(duì)鑄造、鍛壓車間產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲，也都應(yīng)作處理。

　　冷加工廠房

　　冷加工是與熱加工相對(duì)而言的，冷加工廠房是生產(chǎn)過(guò)程中不散發(fā)大量余熱的廠房。按生產(chǎn)和建筑特點(diǎn)可分為重型和輕型兩類：

　　①重型冷加工廠房。它的加工件的體積、重量都比較大。廠房設(shè)計(jì)應(yīng)著重解決鐵路運(yùn)輸和重型吊車與廠房的關(guān)系，以及輕、重部件加工工段的組合等問(wèn)題。這類廠房平面常將機(jī)械加工和裝配工段跨間相互垂直布置。重型部件加工跨間緊靠露天倉(cāng)庫(kù)，其余跨間按部件輕重依次排列。也可采用全部平行跨間的組合，由廠房一端引入鐵路專用支線，另一端布置生活間。重型冷加工廠房體量大，應(yīng)合理選擇結(jié)構(gòu)形式，處理好廠房體形和立面尺度問(wèn)題，一般可將輔助用房、辦公室、生活間等合并建筑，以節(jié)約用地。

　　② 輕型冷加工廠房。這種廠房中的加工件都較輕，但數(shù)量大，品種多;對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性要求較高，工藝更新周期短，因而在運(yùn)輸路線和設(shè)備布置方面要有更大的靈活性。為加大靈活性，宜采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的大柱網(wǎng)靈活車間，以利于布置不同方向的流水線。結(jié)構(gòu)上要考慮懸掛運(yùn)輸工具路線改變的可能性。廠房?jī)?nèi)可采用輕型活動(dòng)隔墻，以適應(yīng)生產(chǎn)工藝變更的需要。此外，由于加工精度高，人員密集度高，自然采光和通風(fēng)的要求比重型加工廠房高。

　　動(dòng)力站

　　大、中型工廠一般都設(shè)有各種動(dòng)力站。動(dòng)力站建筑可分為兩類：一類是供電、供熱、供煤氣的站房，如自備電站、鍋爐房、煤氣站等;另一類是供氫氣、氧氣、乙炔、壓縮空氣的站房。

　　①鍋爐房和煤氣站。在以煤為主要能源的工廠內(nèi)，常將二者靠近安排，以便共同使用水處理系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)，設(shè)在廠區(qū)內(nèi)靠近運(yùn)輸干線的地方。較大型鍋爐房和煤氣站的主要建筑多為三層，以便實(shí)現(xiàn)運(yùn)煤、儲(chǔ)煤、除灰的機(jī)械化。鍋爐房分為加煤層、運(yùn)轉(zhuǎn)層和出灰層;煤氣站分為運(yùn)煤走廊、煤斗和操作間、發(fā)生爐和除渣間。此外，鍋爐房還設(shè)有煙囪和除塵設(shè)施;煤氣站的室外設(shè)有靜電除焦油、循環(huán)用水等設(shè)備和洗滌塔、冷卻塔。高壓鍋爐房和煤氣站還應(yīng)采取防雷、防爆設(shè)施。

　　②氫氣站、氧氣站、乙炔發(fā)生站、壓縮空氣站。在總平面布置上這些動(dòng)力站應(yīng)靠近其用量較大的車間，以便于瓶罐運(yùn)輸或縮短管線。氫氣站、氧氣站和乙炔發(fā)生站都有較大的火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)性，因此氧氣站應(yīng)設(shè)在乙炔發(fā)生站和向大氣中排放可燃?xì)怏w的車間的上風(fēng)位，乙炔發(fā)生站應(yīng)設(shè)在壓縮空氣站的下風(fēng)位。這類站房相互間要有一定的安全距離。它們所用原料主要是建筑周圍的空氣，所以應(yīng)保持所處地段空氣的潔凈。

　　氧氣站有制氧和灌瓶?jī)刹糠郑�產(chǎn)量大的分設(shè)成兩個(gè)車間。充瓶臺(tái)前設(shè)高 2米的防護(hù)墻，以防氣瓶爆炸傷人。

　　乙炔發(fā)生站一般為獨(dú)立建筑，產(chǎn)量小的可與用氣車間合并，但須以實(shí)墻分隔，以利防火。

　　壓縮空氣站有較大的振動(dòng)和噪聲，要遠(yuǎn)離有防微振要求的車間。規(guī)模小的(產(chǎn)量一般每小時(shí)小于1000立方米)，可貼建于廠房一側(cè)。

　　這些動(dòng)力站房一般采用單層，柱距尺寸多為6米,跨度為12、15、18米不等。大中型站房設(shè)備較多時(shí)，可設(shè)置檢修用的小型單軌吊車。

　　發(fā)展趨勢(shì)

　　工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，生產(chǎn)體制變革和產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁，廠房在向大型化和微型化兩極發(fā)展;同時(shí)普遍要求在使用上具有更大的靈活性，以利發(fā)展和擴(kuò)建，并便于運(yùn)輸機(jī)具的設(shè)置和改裝。工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的趨向是：

　　①適應(yīng)建筑工業(yè)化的要求。擴(kuò)大柱網(wǎng)尺寸，平面參數(shù)、剖面層高盡量統(tǒng)一，樓面、地面荷載的適應(yīng)范圍擴(kuò)大;廠房的結(jié)構(gòu)形式和墻體材料向高強(qiáng)、輕型和配套化發(fā)展。

　　②適應(yīng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化自動(dòng)化要求。為提高產(chǎn)品和零部件運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化和自動(dòng)化程度，提高運(yùn)輸設(shè)備的利用率，盡可能將運(yùn)輸荷載直接放到地面，以簡(jiǎn)化廠房結(jié)構(gòu)。

　　③適應(yīng)產(chǎn)品向高、精、尖方向發(fā)展的要求，對(duì)廠房的工作條件提出更高要求。如采用全空調(diào)的無(wú)窗廠房(也稱密閉廠房)，或利用地下溫濕條件相對(duì)穩(wěn)定、防振性能好的地下廠房。地下廠房現(xiàn)已成為工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)新領(lǐng)域。

　　④適應(yīng)生產(chǎn)向?qū)�業(yè)化發(fā)展的要求。不少國(guó)家采用工業(yè)小區(qū)(或稱工業(yè)園地)的作法，或集中一個(gè)行業(yè)的各類工廠,或集中若干行業(yè)的工廠,在小區(qū)總體規(guī)劃的要求下進(jìn)行設(shè)計(jì)，小區(qū)面積由幾十公頃到幾百公頃不等。

　　⑤適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的要求。因用地緊張,因而多層工業(yè)廠房日漸增加,除獨(dú)立的廠家外，多家工廠共用一幢廠房的“工業(yè)大廈”也已出現(xiàn)。

　　⑥提高環(huán)境質(zhì)量。為了保護(hù)環(huán)境，工業(yè)建筑中環(huán)境保護(hù)裝備和污染物處理車間所占比重增加，已成為工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分。