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1、工业厂房建筑设计概述工业厂房建筑设计概述 本章内容：本章内容：工业厂房建筑设计概述工业厂房建筑设计概述 学学习习重重点点：了了解解工工业业厂厂房房的的平平面面形形式式及及适适用用范范围围，熟熟悉悉厂厂房房的的剖剖面面形形式式及及各各标高确定的方法。标高确定的方法。本章提要本章提要本本 章章 内内 容容20.1 平面设计平面设计 20.2 剖面与立面设计剖面与立面设计 单层工业厂房平面设计的内容有：单层工业厂房平面设计的内容有：n合理确定厂房平面形式；合理确定厂房平面形式；n选择适宜的柱网；选择适宜的柱网；n保证车间内部交通方便；保证车间内部交通方便；n合理布置生产及生活辅助用房。合理布置生产及
2、生活辅助用房。20.1 20.1 平面设计平面设计不不同同产产品品的的车车间间，有有不不同同的的生生产产工工艺艺流流程程(图图20.1)20.1)。工艺师根据此图对建筑设计师提交生产工艺工艺师根据此图对建筑设计师提交生产工艺平面图平面图(图图20.2)20.2)，建筑设计师再根据此图的要求，建筑设计师再根据此图的要求进行建筑设计进行建筑设计(图图20.3)20.3)。所以，所以，生产工艺决定着厂房的建筑平面。生产工艺决定着厂房的建筑平面。20.1.1 生产工艺与厂房平面设计的关系生产工艺与厂房平面设计的关系常见的平面形式有矩形、方形、常见的平面形式有矩形、方形、L L形、形、T T形、形、形和
3、山形形和山形(图图20.4)20.4)。(1)(1)矩形平面矩形平面构件类型少，工段之间交通构件类型少，工段之间交通联系方便，管线简短，节约用地，节省外墙面积联系方便，管线简短，节约用地，节省外墙面积及门窗。及门窗。(2)(2)方形平面方形平面除具备矩形平面的特点外，除具备矩形平面的特点外，可节约围护结构周长约可节约围护结构周长约25%25%(图图20.5)20.5)，通用性强，通用性强，有利于抗震，应用较多。有利于抗震，应用较多。20.1.2 20.1.2 平面形式与特点平面形式与特点 (3)(3)L L形、形、T T形、形、形或山形平面形或山形平面当生产工艺要求设置垂直跨、热加工车间当生产
4、工艺要求设置垂直跨、热加工车间或需进行某种隔离的车间，可采用或需进行某种隔离的车间，可采用L L形、形、T T形、形、形或山形平面。其特点是通风、排气、散热、形或山形平面。其特点是通风、排气、散热、除尘效果好，但纵横跨交接处的结构构造复杂，除尘效果好，但纵横跨交接处的结构构造复杂，抗震性差，外墙及管线较长，造价较高。抗震性差，外墙及管线较长，造价较高。(1)(1)生产设备的大小及布置方式生产设备的大小及布置方式(图图20.6)20.6)(2)(2)车间内部通道的宽度车间内部通道的宽度 一般情况下，通道宽度可参照一般情况下，通道宽度可参照图图20.720.7选选择。此外，通道宽度还应考虑车间的生
5、产性择。此外，通道宽度还应考虑车间的生产性质、人流量等因素。质、人流量等因素。(3)(3)柱网尺寸应符合厂房建筑模数协调标准柱网尺寸应符合厂房建筑模数协调标准(4)(4)厂房的通用性、灵活性和经济合理性厂房的通用性、灵活性和经济合理性(图图20.820.8、图图20.9)20.9)。20.1.3 20.1.3 柱网选择柱网选择生活间：生活间：用以满足工人生产卫生和生活需要用以满足工人生产卫生和生活需要而设置的专用房间。而设置的专用房间。20.1.4 20.1.4 生活间设计生活间设计(1)生产卫生用室，有浴室、存衣室、盥洗室、生产卫生用室，有浴室、存衣室、盥洗室、洗衣房。洗衣房。(2)生活用房
6、有休息室、食堂、厕所。生活用房有休息室、食堂、厕所。(3)妇幼卫生用室妇幼卫生用室(女工卫生室、乳儿托儿所女工卫生室、乳儿托儿所)和和医疗卫生机构。医疗卫生机构。车间需要设哪些生活用房，主要应根据车间需要设哪些生活用房，主要应根据车间的生产卫生特征和要求、规模以及地区车间的生产卫生特征和要求、规模以及地区气候条件等因素决定气候条件等因素决定(表20.1)。20.1.4.1 20.1.4.1 生活间的组成生活间的组成(1)生活用房的类型、面积、卫生器具应按照工生活用房的类型、面积、卫生器具应按照工业企业设计卫生标准业企业设计卫生标准(TJ36TJ3679)79)执行，并符执行，并符合合“有利生产
7、，方便生活有利生产，方便生活”的要求。的要求。(2)浴室、盥洗室、厕所的设计均按车间最大班工浴室、盥洗室、厕所的设计均按车间最大班工人总数的人总数的93%93%计算。计算。(3)结合工厂总平面图及车间平面合理选择生活间结合工厂总平面图及车间平面合理选择生活间位置，应尽量布置在工人上下班的出入口处。位置，应尽量布置在工人上下班的出入口处。(4)生活间应有良好的朝向、采光和通风。生活间应有良好的朝向、采光和通风。20.1.4.2 20.1.4.2 生活间设计要点生活间设计要点(5)生活间设于地下室时，须有排水、防潮、采生活间设于地下室时，须有排水、防潮、采光、通风措施。光、通风措施。(6)餐厅入口
8、不应直接开向有污染的车间。保健餐厅入口不应直接开向有污染的车间。保健站宜设于底层。站宜设于底层。(7)尽可能将几个车间的生活间合并，以节省用尽可能将几个车间的生活间合并，以节省用地和投资。地和投资。生活间的布置方式有三种生活间的布置方式有三种(图图20.11)20.11)。20.1.4.3 20.1.4.3 生活间的布置方式生活间的布置方式(1)(1)毗连式毗连式 特点特点 毗毗连连纵纵墙墙的的生生活活间间影影响响车车间间的的采采光光和和通通风风，车车间间内内各各有有害害因因素素对对生生活活间间有有影影响响(图图20.12)20.12)。为为了了改改变变这这些些缺缺点点，实实践践中中常常采采用
9、用与与厂厂房房纵纵墙墙脱脱开开，用用楼楼梯梯间间与与车车间间联联系系，或或生生活活间间端端部部与与车车间间联联系系(图图20.13)20.13)。平面形式平面形式 毗连式生活间平面多采用单面走廊，房间毗连式生活间平面多采用单面走廊，房间开间为开间为3.33.3m m、3.6m3.6m、3.9m3.9m，进深常为进深常为6 6m m、6.6m6.6m，走廊宽度为走廊宽度为2.12.1m m、2.4m2.4m、3m3m。变形缝的设置变形缝的设置 毗连式生活间的荷载悬殊大，在连接处应毗连式生活间的荷载悬殊大，在连接处应设沉降缝，地震设防烈度为设沉降缝，地震设防烈度为6 69 9度时还应设防度时还应设
10、防震缝。设置方案按生活间高于或低于厂房分两震缝。设置方案按生活间高于或低于厂房分两种：种：墙下基础有两种情况：墙下基础有两种情况：一、条形基础。二、一、条形基础。二、柱式基础。柱式基础。(图图20.14(20.14(a)a)当当生生活活间间低低于于厂厂房房时时，毗毗连连墙墙按按厂厂房房处处理理，沉沉降降缝缝设设在在生生活活间间一一侧侧。用用车车间间柱柱基基础础上上设设置置的的基基础础梁梁支支承承毗毗连连墙墙(图图20.14(20.14(b)b)。楼楼板板、屋屋面面板板构构造造处处理理有有两两种种方方法法：一一、走走廊廊部部分分的的楼楼板板梁梁及及屋屋面面梁梁采采用用悬悬臂臂结结构构。二二、走走
11、廊廊部部分分采采用用简简支支结结构构(图图20.15)20.15)(2)(2)独立式独立式 距车间一定距离单独建造生活间。距车间一定距离单独建造生活间。其特点是其特点是平面布置灵活，可获得良好的通平面布置灵活，可获得良好的通风与采光，与车间互不干扰，易与环境结合，风与采光，与车间互不干扰，易与环境结合，可创造较好的厂区环境。可创造较好的厂区环境。缺点是缺点是造价较高，与造价较高，与车间联系不便，占地多。车间联系不便，占地多。(3)(3)内部式内部式 在生产状况允许的条件下，利用车间内部的在生产状况允许的条件下，利用车间内部的空闲位置布置生活间。空闲位置布置生活间。它具有使用方便、经济、节省面积
12、的优点，它具有使用方便、经济、节省面积的优点，但只能将部分生活间布置在车间内，位置也较分但只能将部分生活间布置在车间内，位置也较分散，有时会影响车间的通用性和灵活性。常用的散，有时会影响车间的通用性和灵活性。常用的形式有：嵌入车间内的空余地段；悬挂在车间空形式有：嵌入车间内的空余地段；悬挂在车间空间或夹层间或夹层(图图20.16)20.16)；半地下室或地下室等。；半地下室或地下室等。剖面设计的主要任务是：剖面设计的主要任务是：n 选择厂房的剖面形式和确定厂房高度；选择厂房的剖面形式和确定厂房高度；n 处理厂房的采光、通风和排水问题。处理厂房的采光、通风和排水问题。20.2 20.2 剖面与立
13、面设计剖面与立面设计20.2.1 20.2.1 剖面设计剖面设计选择厂房的剖面形式，要综合考虑生产工选择厂房的剖面形式，要综合考虑生产工艺，采光、通风的要求，屋面排水方式及厂房艺，采光、通风的要求，屋面排水方式及厂房的结构形式的影响。的结构形式的影响。图图20.1720.17是几种常见的钢是几种常见的钢筋混凝土排架结构的剖面形式。筋混凝土排架结构的剖面形式。20.2.1.1 20.2.1.1 选择厂房剖面形式选择厂房剖面形式厂房高度：厂房高度：厂房地面到柱顶厂房地面到柱顶(或下撑式屋架或下撑式屋架下弦底面下弦底面)的垂直距离。的垂直距离。(1)(1)无吊车厂房高度的确定无吊车厂房高度的确定无吊
14、车厂房的高度主要取决于厂房内最高无吊车厂房的高度主要取决于厂房内最高的生产设备及安装检修所需的净高，同时要考的生产设备及安装检修所需的净高，同时要考虑采光和通风的要求，并符合厂房建筑模数虑采光和通风的要求，并符合厂房建筑模数协调标准的扩大模数协调标准的扩大模数3 3M M数列。数列。20.2.1.2 20.2.1.2 确定厂房高度确定厂房高度(2)(2)有吊车厂房高度的确定有吊车厂房高度的确定(图图20.18)20.18)有吊车厂房高度有吊车厂房高度 式中 H1轨顶标高 h1生产设备或隔断的最大高度 h2吊车越过设备时，吊车与设备之间的安全高度 h3被起吊物体的最大高度 h4起吊重物时，吊车缆
15、索的最小高度 h5吊钩距轨顶面的最小高度，可由吊车规格表中查出；H2轨上尺寸 Ch上方间隙 在满足生产的前提下，利用厂房空间降低柱在满足生产的前提下，利用厂房空间降低柱顶标高，可节省建筑造价。其方法有：利用两榀顶标高，可节省建筑造价。其方法有：利用两榀屋架之间的空间布置个别高大设备屋架之间的空间布置个别高大设备(图图20.19(a)；也可降低局部地面标高，将某些大型设备或工件也可降低局部地面标高，将某些大型设备或工件放在地坑里放在地坑里(图图20.19(b)。单层厂房室内地面标高由厂区总平面设计单层厂房室内地面标高由厂区总平面设计确定，其相对标高为确定，其相对标高为0.0000.000。为防止
16、雨水流入。为防止雨水流入室内，室外标高一般应低于室内标高室内，室外标高一般应低于室内标高150150mmmm，为为通行方便，室外入口处应设置坡道，其坡度不通行方便，室外入口处应设置坡道，其坡度不宜过大。宜过大。20.2.1.3 20.2.1.3 室内外地面标高室内外地面标高(1)(1)采光方式采光方式 侧面采光侧面采光 利用在外墙上开侧窗进行采光的方式。具有光利用在外墙上开侧窗进行采光的方式。具有光线方向性强、造价低等特点线方向性强、造价低等特点(图图20.20(20.20(a)a)、(b)(b)。吊车梁以上的窗口为高侧窗，吊车梁以下的窗吊车梁以上的窗口为高侧窗，吊车梁以下的窗口为低侧窗。高、
17、低侧窗之间应留出一段高度不开口为低侧窗。高、低侧窗之间应留出一段高度不开窗窗(吊车梁高度上下各吊车梁高度上下各600600mm)mm)。低侧窗的窗台高度一低侧窗的窗台高度一般应略高于工作面高度般应略高于工作面高度(图图20.21)20.21)。20.2.1.4 20.2.1.4 采光方式及采光口大小的确定采光方式及采光口大小的确定顶部采光顶部采光 利用屋顶上的天窗进行采光的方式。具有利用屋顶上的天窗进行采光的方式。具有光线均匀、采光效率高的特点，但构造复杂，光线均匀、采光效率高的特点，但构造复杂，造价较高造价较高(图图20.20(20.20(c)c)、(d)(d)、(e)(e)。混合采光混合采
18、光 在侧面采光的同时加设顶部采光的方式在侧面采光的同时加设顶部采光的方式(图图20.20(20.20(f)f)。(2)(2)采光口大小的确定采光口大小的确定 根据厂房的使用性质，确定采光等级根据厂房的使用性质，确定采光等级(表表20.2)20.2)；查出厂房采光系数最低值查出厂房采光系数最低值C C(表表20.3)20.3)；根据根据C C值查出窗地比值查出窗地比(表表20.4)20.4)；按照车间的平面、剖面确定窗的采光形式、尺按照车间的平面、剖面确定窗的采光形式、尺寸、数量、位置。窗洞口尺寸应符合寸、数量、位置。窗洞口尺寸应符合3 3M M的模数数列。的模数数列。采光等级生产车间和工作场所
19、名称精密机械、机电成品检验车间；工艺美术厂雕刻、刺绣、绘画车间；毛纺厂选毛车间 精密机械加工、装配、精密机电装配车间；仪表检修车间；主控制室、电视机、收音机装配车间；光学仪器厂研磨车间；无线电元件制造车间；印刷厂排字；印刷车间；针织厂精纺、织造、检验车间；制药厂制剂车间 机械加工和装配车间；机修、电修车间；理化实验室、计量室、木工车间；面粉厂制粉车间；塑料厂注塑、拉丝车间；制药厂合成药车间；冶金工厂冷轧、热轧、拉丝车间；发电厂汽轮机车间 焊接、钣金、铸工、锻工、热处理、电镀、油漆车间；食品厂糖果、饼干加工和包装车间；冶金工厂熔炼、炼钢、铁合金冶炼车间；水泥厂烧成、磨房、包装车间 锅炉房、泵房、
20、汽车库、煤的加工运输、选煤车间；转运站、运输通廊、一般仓库 表表20.220.2生产车间和工作场所的采光等级举例生产车间和工作场所的采光等级举例 表表20.320.3生产车间工作面上的采光系数最低值生产车间工作面上的采光系数最低值 采光等级 视觉工作分类 室内天然光照度最低值(lx)采光系数最低值(%)工作精确度 识别对象的最小尺寸(d)(mm)特别精细工作很精细工作精细工作一般工作粗糙工作及仓库 d0.150.15d0.30.3d1.0 1.0d5.0 d5.0 250 150100502553210.5表表20.420.4窗地面积比窗地面积比 采光等级采光系数最低值(%)单侧窗双侧窗矩形天
21、窗锯齿形天窗平天窗53210.51/2.5 1/2.51/3.51/61/101/2.01/2.51/3.51/51/71/3.51/3.51/41/81/151/31/3.51/51/101/151/51/51/81/151/25注：当级采光等级的车间采用单侧窗或、级采光等级的车间采用矩形天窗时其采光不足部分应用照明补充。(1)(1)冷加工车间冷加工车间合理布置进出风口的位置，组织好穿堂风。合理布置进出风口的位置，组织好穿堂风。厂房宽度限制在厂房宽度限制在6060m m左右左右(因风压随距离的因风压随距离的增加而减弱增加而减弱)。使夏季主导风向垂直于厂房的长度方向。使夏季主导风向垂直于厂房的
22、长度方向。20.2.1.5 20.2.1.5 厂房的自然通风厂房的自然通风(2)(2)热加工车间热加工车间进风口、排风口的布置进风口、排风口的布置(图图20.22)20.22)合理布置热源合理布置热源设开敞式外墙开敞式外墙是指外墙上窗洞口设开敞式外墙开敞式外墙是指外墙上窗洞口处不设窗扇而用挡雨板代替。按开敞部位的处不设窗扇而用挡雨板代替。按开敞部位的不同，可分为全开敞式、上开敞式、下开敞不同，可分为全开敞式、上开敞式、下开敞式三种式三种(图图20.23)20.23)。厂房立面设计常采用的墙体划分手法有：厂房立面设计常采用的墙体划分手法有：(1)(1)垂直划分垂直划分(图图20.24)20.24
23、)(2)(2)水平划分水平划分(图图20.25)20.25)(3)(3)混合划分混合划分(图图20.26)20.26)20.2.2 20.2.2 立面设计立面设计根据单层厂房的使用特点和工人对建筑立根据单层厂房的使用特点和工人对建筑立面的欣赏层次，立面的装修应简洁明快，注意面的欣赏层次，立面的装修应简洁明快，注意大面积的整体效果。一般来说，装修石材的外大面积的整体效果。一般来说，装修石材的外墙面显得粗犷厚重，清水砖墙显得简洁亲切，墙面显得粗犷厚重，清水砖墙显得简洁亲切，而水泥砂浆、面砖外墙面则显得新颖轻快。而水泥砂浆、面砖外墙面则显得新颖轻快。20.2.3 20.2.3 立面装修与色彩的处理立
24、面装修与色彩的处理20.2.3.1 20.2.3.1 立面装修立面装修(1)(1)红色红色用以表示电器、火灾的危险标志，禁止通行的用以表示电器、火灾的危险标志，禁止通行的通道和门，防火消防设备，高压电的室内裸线、电通道和门，防火消防设备，高压电的室内裸线、电器开关起动机件，防火墙上的分隔门。器开关起动机件，防火墙上的分隔门。(2)(2)黄色黄色用以表示警告的标志。使用中常涂刷黄色与白用以表示警告的标志。使用中常涂刷黄色与白色或黄色与黑色相间的条纹，提示人们避免碰撞。色或黄色与黑色相间的条纹，提示人们避免碰撞。20.2.3.2 20.2.3.2 建筑色彩在车间内部的应用建筑色彩在车间内部的应用(3)(3)橙色橙色用以表示危险标志。用以表示危险标志。(4)(4)蓝色蓝色多用于上下水管道，冷藏库的门，压多用于上下水管道，冷藏库的门，压缩空气管道。缩空气管道。(5)(5)绿色绿色用以表示安全标志。用以表示安全标志。(6)(6)白色白色用以表示界线的标志。用以表示界线的标志。