J9九游会登录入口首页J9九游会登录入口首页J9九游会 - 真人游戏第一品牌J9九游会 - 真人游戏第一品牌工业建筑是维持工业生产安全平稳进行的重要保障,工业建筑的结构设计对于企业来说至关重要。工业建筑结构在很大程度上决定着企业的生产、管理效率。工业建筑结构的合理性缺失必将导致企业增加生产运营成本,无法有效的利用人力物力,使企业发展陷入困境。好的工业建筑结构应该综合企业的生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等,针对企业自身的特点进行结构性优化,实现生产环节的化设计,从而降低企业生产运营成本,提高企
自从18世纪工业革命爆发至今,社会发展和城市的面貌发生了翻天覆地的变化。工业革命无时无刻不影响人们的生活。工业建筑是为满足工业生产需求而建造的各种不同用途的建筑物和构筑物的总称,包括进行各种工业生产活动的生产用房及所需的辅助用房。从传统观念上看,20世纪建造的一批工业建筑给人们以简单实用、造价低廉,且有大、笨、粗等基本印象。但随着我国经济发展和产业升级,传统厂房逐渐被现代的工业建筑所代替,现代工业建筑更加具有公共建筑的属性。现代的工业建筑一般具有以下基本特征:建筑内部生产空间的技术要求更高,如荷载、洁净、照度、温度、湿度等的控制;建筑内部辅助空间更加人性化和公建化,尽可能的考虑人的舒适性;建筑的外观要求和标准也更高,外立面材质更加和公共建筑接近,更加突出企业文化和形象。因此,建筑师应该把握现代工业建筑的特征和趋势,重视现代工业建筑的设计。原来只注重经济、功能、安全的工业建筑设计,现在开始关注社会、城市和群众的精神生活;原来工业建筑更加关心的是如何满足生产工艺需求,造型的生成也由主要工艺流程所决定,现在设计师应该有更多的参与度和主动性。
随着社会发展和物质水平的提高,在满足工艺要求的基础上,工业建筑的设计更加重视以人为本的理念。目前,我国的工业建筑设计也在这样的发展大潮下越来越淡化了与民用建筑之间的界线,工业建筑具有了更多的公共建筑的特性。
工业建筑设计中通常强调的是经济、适用、安全。然而随着经济发展和科技进步,社会对工业建筑设计提出了更高的要求———以人为本,创造出具有时代精神和人文关怀的工业企业形象。美国著名哲学家、社会心理学家亚伯拉罕•哈洛德•马斯洛认为人作为一个有机整体,具有多种动机和需要,包括生理需要、安全需要、归属与爱的需要、自尊需要和自我实现需要。马斯洛认为,当人的低层次需求被满足之后,会转而寻求实现更高层次的需要。人的需要是从外部得来的满足逐渐向内在得到的满足转化,才是激励人行动的主要原因和动力。因此工业建筑的设计在主要关注工艺设备的同时,应该更多的关注人的需求,关注人的行为与工作效率之间的关系。工业建筑的主要功能是满足工业生产的要求,人们通常在工业生产中面临较为繁重的工作强度和长时间的工作压力。因此在进行平面布置时,除了合理布置工艺生产流线,满足工业生产要求的同时,更应该兼顾人流流线的布置。合理组织人流流线有利于顺利开展工业生产和减少流线交叉。另外,根据工业生产的特殊性,合理设置必要的辅助性的空间,如会议室、协调室、休息室和卫生间等。根据需要设置休息中庭、餐厅、活动室、淋浴间等空间,这些辅助空间应该和生产区之间分隔和分区,可以增加人与人之间的交流机会和放松身心,营造温馨的工作氛围。塑造良好的环境,人性化的工作空间可以让人身心愉悦,提高工作效率。
工业建筑不仅应在平面布局中体现人性化,还应成为企业文化形象的实体标志。工业建筑设计越来越注重阐释产品和品牌的内涵,特别是时尚产业对外部造型、空间、立面材料等元素更加重视,力图表达出产业的特点和精髓。设计师必须充分发掘和塑造独特的企业形象,丰富企业文化的内涵,实现工业建筑与文化环境的整体协调,创造出我们这个时代工业建筑的新形象、新趋势。建筑造型设计中要在满足功能要求的基础上,选择适当经济的材料,推敲门、窗、墙的比例关系,让建筑的每个构件都能有机地组合在整体造型中,形成统一的建筑艺术形象。
随着高新技术的推广应用以及产业改造升级,工业建筑从内容上发生了很大变化。在现代工业建筑中,生产工艺的自动化、信息化等进步,常常把生产操作环境与人的作业空间分开,这样容易满足生产工业和工作人员对环境的不同使用要求,使工人的工作环境得到大幅改善。内部空间更加简洁明快、工艺流线走向清晰、标识明确。加大生产的自动化程度,既可节约生产面积,减少能量消耗,又可确保工作的环境质量。工艺生产分区更加明确,工艺要求更加精细化,对于洁净度、温湿度、噪声等要求更加精细。同时,结构、设备和电气等相关专业设计也更多借鉴民用建筑设计方法,使工业建筑方方面面均有了公共建筑的特性。
在公共建筑中,节能、绿色的理念早已被大家所熟知。但是,节能、生态、绿色、环保等概念如何真正融入到现代工业建筑设计中,对于工业建筑而言,现阶段建筑师不仅需要技术层面的学习,更重要的是加强自身对节能、生态、绿色、环保的认知与意识,同时积极将这些良好的意识向用户、向社会宣传与推广,实践到自己的设计中去。
一个工业厂区节能设计是一个系统工程,必须从前期的规划设计阶段就考虑建筑节能生态策略,注重节能、生态、绿色、环保等概念的引入。由于工业建筑的多样性等问题,工业建筑一直没有像公共建筑一样,制定《公共建筑节能设计标准》。但是,工业建筑如果不去考虑建筑节能也是不现实的,目前工业建筑应该在考虑自身建筑特点的同时,参考《公共建筑节能设计标准》设计。同时,节能技术和材料的选用与优化对保障节能目标的实现最为关键。在建筑节能领域,新材料、新技术日新月异,层出不穷。工业建筑常常走在公共建筑的前面,大胆尝试新的建筑材料,但对于哪种更适合要经过分析对比和科学论证。
2013年8月8日了《绿色工业建筑评价标准》,并于2014年3月1日起施行。标准提出绿色工业建筑是指在建筑的全寿命周期内,能够较大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材)、减少污染、保护环境,提供适用、健康、安全、高效使用空间的工业建筑。并且对建设项目的场地提出要求,因此新的工业建筑应该注重生态和绿色。我国的人均用地十分有限,土地资源宝贵,因此土地应该高效利用。工业用地在城市规划中占有很大比重。工业厂区的规划建设需要占用大面积的土地资源,在开发建设的过程中更容易造成生态环境破坏。因此,对工业厂区的规划、工业建筑的设计应坚持生态优先,绿色先行的原则。尽量保护原有地形地貌,符合城市规划的要求。即使规划必须改变原有的地形地貌,也要尽量不去改变原有的地形走势,较大限度的保护生态环境。有的工业厂区原有地貌较好,有着良好的植被和林木。众所周知,成片的乔木与相同面积的草坪相比,它们的制氧能力相差20倍以上。所以在工业建筑的建设过程中,尽量保留原有的良好植被资源,特别是林木资源是十分必要的。
好的工业建筑设计应该考虑参观者的动线和感受,应是关心社会、展现美、注重创意、爱护环境的综合设计,这样的工业建筑设计可以带给更多人启迪和教育。因此在细节设计上必须多加考虑和斟酌。
路易斯•康曾说过:“你不能将一栋建筑放在与其所处环境没有呼应的场地中,永远应该想办法使它们互相产生联系”。工业建筑要考虑与城市的关系,外部空间应该放置于周边的大环境中去考虑,结合周边的建筑、交通、文化等因素,美化并充分利用室外空间环境。工业建筑厂区的总图布局在规划设计上一般更加注重合理的分区,便捷的流线。工业建筑的进厂和离厂是一种有规律的活动。因此,工业建筑应该按照这种规律性的活动来对厂区进行规划设计。一般在厂区内的厂前区更加注重企业形象的突出,在绿化和环境设计上已经和公共建筑一样注重品质的要求。厂区主入口,是空间序列的起点,是外部空间设计的重点,按照人流活动规律突出企业文化和形象设计。在生产区注重方便和实用,注重人流和物流分开,道路交通合理方便。对于工业建筑单体的外部立面应该考虑与周边建筑协调,有利于企业文化的突出和可识别性,从将建筑分为结构和表皮的角度,传统视角我们仅仅满足结构,而当前更加注重建筑的表皮。另外,厂区边界如围墙、大门等与城市街道直接相连,在设计中应力求协调、美观。
室内设计是根据建筑物的使用性质、所处环境和相应标准,运用物质技术手段和建筑设计原理,创造功能合理、舒适优美、满足人们物质和精神生活需要的室内环境。既能够满足相应的功能要求,同时也反映了建筑风格、环境气氛和地域特征等因素。工业建筑的室内空间可以粗略的分为生产区室内设计和辅助区的室内设计。辅助区的室内设计已经和公共建筑十分类似,越来越受到人们的重视,更加注重人性关怀。因此很多企业给设计师提出同一问题,设计应该更多地关注在辅助区的室内设计中传达企业文化和艺术价值。对这类建筑来讲,空间处理主要集中在中央入口大厅和电梯厅等交通位置和内部办公空间。入口大厅及中庭空间等交通位置人流量大,同时也为使用者提供洽谈、交流的场所,所以是辅助空间建筑设计的重点。将办公、会议和休息等空间在细节上精心设计,重点处理门厅、走廊等细部共享空间,减少人们长时间工作带来的紧张感和压抑感,让工业生产的人们得到身心的放松和休息。在建筑内部插入内院、中庭、回廊、庭院等空间,可增加人们融入自然的感觉。这些空间的营造,既有建筑功能要求,又有建筑艺术要求。比如在建筑室内和室外空间上采用台地、下沉广场等微景观处理手法,起到隔声降噪的目的;在内部空间上,多引用建筑色彩学的方法,达到提升建筑品质和愉悦身心的目的。用舒适的环境提高工作的积极性,提高了企业形象。这些都是现代工业建筑新的发展方向。生产区的室内设计常常受到工业建筑的性质影响,如空间大小、温湿度、采光、隔音吸声等影响。这些建筑的室内设计首先要满足这些基本工艺要求。在满足这些基本工艺要求的基础上,工业建筑总体的室内设计更加注重简洁、明快,有利于提高工作效率和注重细节设计,体现人性关怀。从工艺设备的设计布置阶段就要考虑工人的操作和休息等因素。总之,根据具体工业建筑的自身特点,满足工艺要求,是室内空间设计的根本。另一方面,应该充分考虑人性化的特点,满足人的使用要求。同时,建筑师应该和各专业密切配合,提高建筑室内空间的艺术品质。
建筑的色彩受到建筑功能、地域特点、传统文化、宗教信仰和气候特点等因素的影响。传统工业建筑一般以灰、白等为主,注重保障安全的信息的传达。但随着人们生活水平的提高和审美提高,工业建筑色彩多注重个性的表达,采用醒目颜色,直接用金属表达,增强个性和标识性特点的建筑已经非常普遍。其色彩和公共建筑已经没有明显的界限。而当前更加注重反映高科技的特点,反映科学技术的发达,金属、玻璃、复合材料等新材料层出不穷,材料和色彩在一定程度上引领了建筑色彩的发展。工业建筑的色彩最根本的是尊重整体大的环境,融入其中,注意色彩协调搭配。随着新材料新技术的不断涌现,建筑师一方面应该在实际工程中采用创新技术,另一方面更应该关注安全、适用、绿色等因素,创作出更多具有人文精神和反映时代特点的建筑。
现代工业建筑的规划设计可以说是一项复杂的系统性的设计。其基于公共属性的发展趋势涉及的方面众多,除了以上提到的几个问题外,还有许多需要探讨的问题,如建筑智能化、信息化和高科技化等。深入、系统的探讨工业建筑规划设计中遇到的种种问题,并且建立工业园区规划和工业建筑设计的新的理论体系,对促进我国经济社会快速发展有重大意义。
工业建筑外观简单硬朗,为机械的工业活动提供场所,需要给人以干净利落的感觉,更多的体现企业形象但是文化性有所欠缺。文教类建筑有与其相通的地方,以文化性为契合点,将工业的文明与教育文明相结合,较大可能的发挥工业建筑中的文化性,结合建筑环境整体设计四周景观,学校文化氛围及其营造的场所感给人耳目一新的感觉。面向文教类建筑的旧工业建筑改造,对建筑外观及建筑周边环境的改造主要采用总体设计和部分保留办法。
结合工业建筑的周边环境,将景观与建筑整体进行改造设计。从景观设计方面,增加林荫步道与草坪,给师生提供休憩的场所和必要的隔离,教学区的外部文化气氛主要由景观来衬托。方案主体建筑在原有工业厂房的基础上重新设计,保留周边的交通状况,主体建筑包围在景观设计之中,符合学校安静的环境要求。从建筑设计方面,建筑尺度整体规划设计需满足教学要求,建筑外观从色彩、形式往更具活力的形象转变并附带一定的项目特色,并融合四周交通环境,使建筑在其中达到最适宜状态。从精神营造方面,学校建筑是一个承载文化行为的场所,与工业建筑具有较大的差别,在学校这样一个特殊的建筑类别中,具有一些有标志性的元素,以实现文教类建筑的文化性。
建筑的更新设计,并不意味着对旧建筑进行大拆大建,这样不仅破坏了一直以来延续着的城市文脉和城市印象,也是一种资源浪费。旧工业建筑中反映建筑与环境的关系的路网规划和用地面积规划可以实时保留,避免设计过程中的资源浪费;学校建筑不能一味的覆盖原有的,其中特定意义的场所也是值得被保留的,在文教类建筑的更新设计中,融入文化血脉的精神堡垒也将会成为学校的标志。
文教建筑的内部空间根据功能可以分为教学空间、厅堂空间和辅助空间,基于文教空间的特殊性,不同建筑内部空间的转化设计必须遵循一定的原则进行改造设计。
工业建筑的内部空间是为机器生产提供便利的,其中还包括密闭无自然光的空间以适应工厂生产的需求,建筑内部功能并不是为提供人群的使用,甚至出现厕所在不同厂房区需要绕道过去的“舍近求远”现象,这些相对与文教类建筑是不适用的。这在建筑改造中应将此类消极元素通过设计的手段往积极的方面转变。
工业建筑内部空间层高高,建筑框架简洁且清晰可见,各功能区开放性突出,这是商业生产的特点和要求,为保障厂房内通风和消防疏散,并能较大量的容纳生产机器且不使员工感到压抑。换之教育空间则恰恰相反,为了提供良好的教学环境,教室之间必须明确分隔,保障各教室的独立和一定的封闭性,并在建筑内的体现校园的年轻活力使得学生学习更有动力。
学校建筑与工厂建筑较大的区别在于其服务对象,一个是国家的基础教育设施,不论公立学校和民营学校,都在教学环境上要求越来越严格,而工厂的建设有其特定的行业规则,简单直观、宽敞适用、高效节能是的原则。两个建筑类别之间差别巨大,这种转化是必须通过空间的设计来实现的。
旧工业建筑从建成就不是为了人群的使用,空间尺度就远远大于了人的使用要求,这种空间尺度需要进行改造和处理。适合的空间尺度直接影响到了空间的分布和人员流动情况以及使用者的心理感受。横竖方向上过大的尺度,空间十分的空旷反而给在空间内的人更大的压迫感,独立空间不进行围合导致过度的开放,则会引起空间内的容人被打扰的烦躁感。面向文教的旧工业建筑改造的空间尺度,与面向其他类的旧工业建筑改造中有很大的不同,其中商业性和开放性都减少,空间使用感受直接、高效、便捷,并根据大、中、小的空间尺度,分配不同的功能需求。教室与食堂及其他教育所需空间尺度各有规则,各个功能空间独立分开,且保障干净明亮,在教学楼每层设计公共开放空间供学生、教师的课外交流,根据每层学生的数量设计开放程度与尺度。
对于文教空间,人的活动会有明确的目标——教学或管理,立足于旧工业建筑的人群动态研究,结合文教空间的设计思维,文教建筑空间分布的功能指向性极为重要,教学空间和配套的辅助空间必不可少并越来越趋向丰富和,其中特别注重交流活动。建筑内部空间的分布是丰富的线形,在流线中节点的塑造变得十分重要,这些节点成为“故事”的发生地,同事也是“教”与“学”的发生地。在文教类空间中,“交流”与“积累”占据学习生活的大部分,在对义乌商城学校内部空间的设计中,将公共交流区域与学习积累区域做得开放通透,以流线节点的形式分布在整个教学大空间中,成为学校内部空间的亮点。
就建筑而言,功能是它所存在的价值基础,一切改造都是为实现其功能所产生。有通过建筑外观及空间分布设计而实现的使用性改造,同时也有结合项目特色和设计概念而实现的建筑场所精神营造。对旧建筑直接利用或者再设计利用都是在建筑于原有基础上改造之后再赋予的新的场所使命,基于可持续理念的建筑设计,在本案中,保留部分原有工业建筑的特点,新的建筑又产生不同的场所感受。在资源节约型社会的大环境之下,以绿色设计、可持续设计的理念为原则,旧工业建筑向文教类建筑的改造也在不断的进行新的尝试。改造成为学校后满足城市基础建设需求,针对项目特点对原建筑改造采取不同的设计方法:从建筑外观上,工业建筑与文化建筑所履行的职能不同,从机械单调的造型向活泼丰富的造型转变;从建筑内部上,积极的转化空间功能,尊重人的体验感受并满足空间职能,满足交流需求,创造更加人性化的内部空间;从建筑精神上,改造后的工业建筑被赋予新的场所定义,变为学校精神堡垒,再到学校成为城市标志。
旧工业建筑由于历史的特殊性,以前的老工业建筑在几百年的城市扩张之后,区位性价值普遍得到提升,大多存在于城市的中心地带,交通便利,这个区位优势使得改造的投资小、回报高。
工业厂房结构坚固、空间高敞、设计使用年限一般在50年以上,并且具有较强的抗震性能以及结构承载力。
旧工业建筑大多是大空间、大跨度结构,这使得改造时的空间划分比较灵活,可以适应不同使用者对空间功能的转换要求。
旧工业建筑的电力设施、给排水设施等基础设施都有较强的负荷能力,保留其可以节省添置这些设施的费用。
20世纪60年代,美籍意大利建筑师保罗•索勒瑞首次将生态与建筑合称为“生态建筑”,即“绿色建筑”。绿色建筑就是在建筑的全寿命周期内,较大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。为了减少对环境的污染,绿色建筑已经成为建筑业发展的必然趋势,旧工业改造也应采取绿色改造的方式。与推倒重建相比,旧工业建筑改造再利用可减少建筑垃圾的产生和不可降解的建筑材料对环境的污染。针对建筑运行能耗的来源和组成,把建筑绿色节能技术分为两类:建筑本体绿色节能技术和建筑设备绿色节能技术。其中建筑本体绿色节能技术包括围护结构的绿色节能技术和建筑空间设计的绿色节能技术;建筑设备绿色节能技术包括建筑能源设备系统绿色节能技术、建筑环境控制系统绿色节能技术和可再生能源利用技术。
旧工业建筑区位优势明显,处于城市中心地带,对旧工业建筑的土地进行合理的利用,是节约土地最直接的方法。合理采用屋顶绿化、垂直绿化等方式,既能节约土地,又可以起到绿化环境的功效。屋顶植被可以有效吸附空气中大量的浮尘以及CO2,可以有效的起到隔热保温的效果,也可延长屋面防水层的使用寿命。使用绿色植被覆盖建筑物表面,从外观上看既遮挡了建筑物原有与周边环境不协调的风格又赋予建筑物一种古朴的气息。
节约能源是实现绿色节能的核心理念,根据旧工业厂房所处的地理位置,充分利用太阳能、地热能、沼气、风能等等可以再生的资源,在改造中采用温湿度独立控制空调系统、太阳能光热与光电系统等节能技术等。由于经济技术和建筑功能的因素,旧工业建筑围护结构的热工性能较差。许多旧工业建筑改造后这个问题依然存在,这样不仅影响了建筑的使用性能,而且会造成巨大的能源浪费。但是,旧工业的大跨度、大空间结构也正是改造者所看重的,他们在改造之后往往愿意保留此类大空间,引入自然光,这样白天可以不需采用其他照明措施,节约资源。
通过采用节能型设备,如无水小便斗,节约用水;将地面雨水、屋面雨水、生活用水利用膜生物反应器进行分别收集后合并,通过净化用作冲厕或绿化用水;在停车场铺装易渗水的材料,使得雨水快速的渗入地下来补充土壤中的水分。
若对旧工业建筑不进行改造再利用,而是采取推倒重来的方式,无疑造成了资源和建筑材料的极大浪费,推倒破坏产生的建筑垃圾更是增加了环境的负担。而如果对旧工业建筑改造再利用,使它真正达到实际的使用寿命,也是节约建筑材料的一种表现方式。旧工业拆除下来的一些物件,可以作为装饰物品摆放在工业园区,既不浪费材料造成环境污染,又美化环境,使得这些物品更具有历史价值。
绿领慧谷创意产业园原为天津纺织机械厂,始建于1946年,占地面积138亩,厂房面积6.1万m2。改扩建后园区所占地面积近9.3万m2,总建筑面积10万m2。在改造过程中,大量的采用了绿色节能技术:新建材料保温外墙、新技术窗体遮阳、可控开窗面积、隔热铝合金型材、中空Low-E玻璃等,使得这些建筑既是节能房又是展示厅。应用太阳能集中供热系统、热交换新风系统、屋面雨水收集、风光互补路灯、室外自渗透型停车位地面等环保节能手段。经过测算,一期的改造成本仅为拆除的36.4%。
上海花园坊节能技术环保产业园前身为上海乾通汽车附件厂(1954年—1966年),于20世纪初搬迁,留下18栋工业厂房,总占地面积为3.23万m2,总建筑面积为5万m2。属于节能研发设计、建筑节能设计、节能文化传媒、节能咨询策划为一体的市级创意产业集聚区。原厂区18栋建筑主要是钢筋混凝土结构,改造过程中保留了框架结构,原有的外墙采用小型空心混凝土砌块,既能减轻负荷又能起到保温作用。新砌外墙则采用复合墙体系统,能够消除冷、热桥,维持室内气温平稳,节省空调能耗。在改造过程中采用太阳能热水系统、无水小便斗、窗体遮阳、门窗断桥隔热铝合金型材、中空Low-E玻璃、两层透气型木窗、雨水回收系统用于卫生间冲厕及清洗车辆等绿色节能技术。
苏州市建筑设计研究院生态办公楼前身为法资企业美西航空机械设备厂区,始建于1895年,改建于2001年,为框架结构。在改造的设计阶段,将经济、节能、生态性融入到其中。在改造过程中,大量的使用到一些节能高效的新材料,如太阳能灯,将原先部分老厂房的屋面拆除,在屋面开天窗,增加了室内光线和通风,在屋面开小口,安装太阳能灯,白天可享用自然光线办公。将原来普通玻璃更换为双层断桥玻璃,来达到保温节能的功效。原来老厂房的蓄水池、水塔均保留再利用,采用蓄水池的水清洗车辆,洗完车的水再次利用浇花,实现了水资源的重复利用。在楼层阳台上种植植物,采用屋顶绿化的方式,使夏天有效的缓解太阳的直射,起到保温隔热的效果,降低对能源的使用,而且提高了办公条件。
我国的旧工业建筑改造开展的较晚,尤其是相较于欧美等国家。对于绿色建筑、绿色改造,在理念、技术和材料方面都还是比较薄弱的。应把绿色节能的理念植入于旧工业改造的全过程中,综合的考虑经济效益、社会效益、环境效益。考虑到我国的经济和技术实力,采用绿色节能技术应用于旧工业建筑改造再利用,是一个漫长的过程,我们要不断的探索和研究。
四川郎酒集团古蔺厂区位于四川省古蔺县东南,川黔交界的二郎镇,与贵州茅台酒厂隔河相望。此处气候温和,空气湿润,山清水秀,环境清幽,是得天独厚的酿酒之地。厂区沿赤水河,背靠青山,位于落差近150m的山麓上。厂区建筑穿插错落,层层叠叠,是典型的山地工业厂区。扩建区域位于原厂区西侧山腰处,毗邻原厂区生产车间,用地面积约4.6万m2,拟建生产车间规模约1.5万m2,窖池约200个,年产能6×103~7×103t。
厂区现有的生产车间多为二十世纪七八十年代建造,大部分车间有40多年历史,均采用钢筋混凝土排架结构,门式钢屋架,钢筋混凝土屋面;少量辅助车间为砖混木桁架结构、青瓦屋面,年代超过半个世纪。因车间建造年代较早,对生产造成一定局限,如车间天窗狭小,室内通风排气较差,酒糟需长时间晾晒;室内光线昏暗,不利于生产作业等。这些问题的日益凸显,使车间产能已经不能满足市场迅猛增长的需求。
车间生产效率无法满足市场需求,车间建筑风格也无法传达郎酒历史源流;同时,基地起伏的地貌也对新厂区规划建设提出了挑战。因此,针对上述问题,在新建车间设计时,将指导思想确定为:“创作吻合生产工艺、传承历史文脉、适应当地环境的现代化工业建筑。”
酱香白酒的香醇口感源于其独特的生产工艺,而生产车间也有特殊的工艺设计方法。酱香型郎酒的生产需历经粉粹投料、出甑摊晾、堆集发酵、入窖发酵、母糟翻拌、分层蒸酒等多道工序,如此七八轮后得到酱香原酒。这种特殊的酿酒工艺对车间设计提出了严格的技术要求,因此,生产车间必须满足功能组织得当、管线布设合理、空间尺度适宜、通风排气顺畅等要求。
生产车间除技术层面要求外,对一个近百年历史的中华老字号企业而言,更重要的是历史积淀的延续与企业文化的展示,这是企业在市场的核心竞争力,也是核心价值所在。对于厂区所处的环境而言,除了独特的酱酒文化,常年融汇其中的人文风情和历史文化,成为不可分割的重要组成,多种文化的融合,造就了独特的郎酒文化。当地的历史文化与现代化生产车间的互融,成为设计时着重推敲的问题。
扩建厂区地势险峻,可建用地甚为宝贵,合理的建筑布局、精简的交通连接,能争取更多空间,获得更大产量,为企业获取更高效益。结合场地自身特点与周边环境特征,主要从以下两方面进行权衡。
场地南高北低,落差为35~42m,平均坡度为10°~12°,东西高差在9~24m,平均坡度为4.5°~6.1°。中部有南北走向沟谷,南侧为填埋场,风向多为东西走向,据场地状况综合考量,在坡度较缓的东部并列布置东西走向的车间,顺等高线前后跌落。车间纵向单元依据高差灵活增减,以取得较强适应性;其他区域依据地形分散布置,纵向长度灵活控制,提高土地利用率。单跨车间适应地形较强,但间距的退让会大大减少土地利用率;而双平跨车间对基地填挖较大,容易引发山体滑坡等次生灾害,且挡墙支护等防护措施,会投入巨额资金,造成浪费。因此,依据场地高差与坡度,并考虑间距及交通等因素,设置高低跨车间适应地形,取得车间数量与地形高差之间的平衡。
场地南侧是厂区的交通干道,由西至东沿山势向下,西北侧有厂区原始道路与场地邻接。因此,需依靠这两条道路解决地块内部交通。由车间排列方式与地形因素,东部设计成环型车道,串接每层每跨车间,保障高低跨车间能双面进车,也为消防提供了双面扑救场地。为保持车流畅通与运输便捷,车道回环处多有接口,在不同标高与东侧干道直接联系,确保车流大时道路畅通。环型车道还能有效地缓解坡度对厂区生产运输造成的压力,除了在车间入口处留出平坦路段便于车辆进出外,其他路段坡度均控制在7%以内,以化解场地内部落差。
以总平面布局为基础,为与基地环境相适应,依据场地坡度、车间跨度、车道宽度及放坡尺寸等参数,计算出高低跨车间室内地坪差为4.0m,较大限度平衡场地挖填量,依此高差在山墙面设置配套房间,供值班管理之用,一举两得。另一方面,高低跨有助于将蒸酿中产生的大量饱含乙醇的高温蒸汽及时排出,减少金属物件的腐蚀:低跨车间产生的蒸汽经天窗或侧窗就近排放室外,高跨车间的蒸汽则经高跨天窗迅速排放,自身形成上升气流,具有良好的疏导作用。由此能使车间保持良好的工作环境,不必机械排汽,减少了运行费用,经济节能。
在进行建筑设计时,针对生产车间的功能排布、外部造型、工艺技术、材质色彩等方面内容进行了细致考虑。
车间内主要由窖池、泥池、甑罐、晾堂及附属区域组成。其中,窖池区是生产车间的主体,也是影响产量的直接因素,窖池的大小与布置必须与车间内其他功能及柱网相协调,车间纵向采用6m柱网,结合发酵酿造工艺,考虑窖泥池及甑罐等空间,将窖池宽设定为2.8m。车间横向跨度采用15m,考虑车道与晾堂宽度,窖池长度控制为5.3m。如此设置能保障同面积空间中的产能较大化。泥池尺度以容量而定。按照郎酒酱香白酒的酿造工艺需求,各时期的投粮、入窖、封窖、翻拌、堆晾、蒸馏、出酒等工艺对车间内流线有较高要求,且车辆需要进入车间进行装卸,因此,车间内空间布置必须要精简便捷,并满足行车要求。设置窖池纵向一字排布,留出侧向晾堂供车辆通行,晾堂靠近侧窗也便于酒糟晾晒、母糟翻拌、堆集发酵等工序,这样线性的设置可使纵向行车在晾堂与窖池之间就近作业。甑罐集中放置于车间中部,邻接出入口,便于蒸制、灌注及原酒的运送,同时车间中部天窗最为高大,通风效果,能使甑罐区的蒸汽快速排出,避免在内部空间聚集,减少墙面侵蚀,净化工作环境。泥池区使用频率低,一般作封窖之用,故置于车间端头,位于车间山墙处。
从19世纪20年代至今,老厂区内的建筑,一部分是20世纪90年代及近期所建建筑,其建筑造型简单,内部为混凝土桁架结构,反映了工业建筑结构的时代特征;另一部分是二十世纪七八十年代修建的房屋,均为砖混结构,虽年代较久,但青砖砌筑、清水墙面、檐口叠涩及窗台线脚等特征,展现了近代建筑素雅平淡的风格,烙下了深刻的时代印记。这些建筑造型记载了企业发展的历史,具有代表意义。在酿酒车间设计时,车间外部造型承袭了早期建筑风格,运用设计语汇描摹历史印记;建筑内部结构采用门式排架结构,以取得宽阔空间。为满足生产需要,车间一般有固定的结构模式,受生产工艺及结构设备等条件限制,其内部空间的灵活性不及其他建筑,而对于外部空间而言,不受结构影响而有更大的创作余地。因此,对于生产车间的设计主要立足于建筑屋顶造型和建筑表皮设计。表皮作为附着在结构外表的围护结构,是建筑性格的直观表现。车间外表面采用纵横方式划分:护壁立柱为纵,水平勒线为横。护壁立柱处垂直墙面做双墙垛,顶部砌筑叠涩造型,与早期车间取得一致,墙垛间设置排水管道,造型时兼顾使用。水平窗与高窗嵌入水平勒线之间,并结合窗台、窗套突出立面形体。屋顶采用传统双坡屋顶,为化解车间超长体量、打破平直的屋顶轮廓,采用中高侧低、分层跌落的形式,以求变化。山墙及屋顶错跌处砌筑封火山墙,取得与周边建筑协调。
车间采用自导式排气措施。酿酒中蒸酿过程产生的大量蒸汽需快速地排出车间,若采用机械通风方式,气体量大难以满足需求,且常年运行,易耗损不节能。车间内的蒸汽主要由甑罐蒸酿及晾堂酒渣产生。蒸酿中产生的气体浓度大、温度高、较为集中;晾堂酒渣产生的气体浓度、温度不及甑罐区,但堆放量大、区域广,产生的蒸汽量也不容忽视。因此车间采用自然排气方式,通过平开窗、高侧窗及屋顶天窗形成空气环流,自导排气。新车间增大高侧窗及天窗数量与尺度,使排气更便捷顺畅;改变高侧窗开启方式为中悬式,使排气通畅。车间并用重力式与压力式排水系统。车间长度在72~120m,屋顶面积较大为2200~3600m2。车间屋顶外墙天沟处,采用重力流雨水系统,雨水散排至室外散水沟。车间屋顶内侧天沟处,采用压力流雨水系统,雨水排至室外雨水检查井。外墙落水管结合建筑立面设计,隐藏于护壁柱墙跺内,装点了立面。内天沟落水横管平行中轴布置,在两侧山墙处经落水管排出。
材料的选择除有钢材与灰砖外,还采用青石、木材等相互搭配。车间外墙采用“十字式”与“顺丁式”相结合的灰色粉煤灰砖砌筑,分别运用在墙面与墙裙两处,砖墙用色以沉稳的青灰为底,线脚处采用白色抹灰勾边,以增强线条装饰感。屋面采用深灰色压型钢板,取得与原有建筑色彩的协调。屋顶檐口雨水槽喷涂浅灰色防锈漆,形成通长的水平线条。封火山墙墙头、侧墙、线脚等处采用白色抹灰勾勒,强化建筑体感。门窗采用木质窗框,在木材本色上稍加防腐清漆,使其呈现出较为自然的色彩。窗户采用传统花格图案,以求与当地原有建筑融合。墙基勒脚采用当地青石砌筑,形成沉稳质感。建筑色彩使用青灰为基色,更接近当地原有砖混建筑色彩。粉煤灰砖在烧制过程中的深浅差异,能在建筑立面形成不大的反差,使墙面更富有肌理变化。白色抹灰的线脚勾线、压顶与封边,使建筑体量更为挺拔,层次更为丰富。木材除了可增添色彩外,也在人体尺度下营造出亲和感。
通过本项目设计过程及投产后反馈信息来看,工业建筑在考虑地理环境的同时融入人文历史特征,赋予了建筑更生动的人文内涵,也体现出企业的历史与文化。紧贴工艺的设计能使生产车间在提高效率的同时减少能耗,为企业节省费用支出。同时,通过本项目的设计探讨,提出以下两个问题:在山地环境中营建厂区时,如何使大型生产车间在纵向尺度上适应复杂地形;利用适应性技术提升车间的科技化含量时,如何进一步提高车间生产效能,这些问题值得在之后的设计和实践中探索。
作者:汪智洋 郭璇 张兴国 单位:山地城镇建设与新技术教育部重点实验室 重庆大学建筑城规学院历史研究所
按照GB50176-93《民用建筑热工设规范》及JGJ26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》主厂房所处的位置隶属严寒地区,必须设置集中采暖系统。因冬季室外计算温度低,采暖期长,主厂房空间大,各层互相连通,采用常规散热器采暖难以达到预期效果,且布置散热器比较困难,故本设计采用低温热水地面辐射采暖为主,辅以暖风机采暖的方式。其中地面辐射采暖热媒为60/50℃热水,由场地锅炉房换热机组供给;暖风机采暖热媒为110/70℃热水,由场地锅炉房直接供给。同时,连接厂房外皮带接口处设置热空气幕,采暖热媒为110/70℃热水。
根据主厂房围护结构的具体做法,结合UHG选煤厂的实际情况,进行了详细的热负荷计算。
根据主厂房热负荷计算结果,结合UHG选煤厂业主要求,地面辐射采暖加热管采用De20PE-RT耐热聚乙烯管,等级4,S=6.3,壁厚2.3mm,总长度6010m。选用11套T400分集水器以及1套T600分集水器;暖风机选用14台RH-165热水型暖风机。由此来满足主厂房内部采暖需求;同时可以根据冬季室外温度变化灵活调节开启暖风机台数,实现节能控制。蒙古UHG选煤厂外部皮带采用不封闭的方式,皮带211、711、801及802与主厂房连接处洞口冷风侵入量太大。由此,提出尽量减小连接处洞口尺寸,在皮带与主厂房连接处采用悬挂橡胶皮帘的方式,同时设置垂直式热空气幕进行冷风隔断,以此来保障主厂房内部采暖温度。
根据规范要求,为满足夏季通风降温需求,在主厂房屋顶设置10台DWT型屋顶风机。
主厂房地处严寒地区,冬季室外采暖温度很低,同时风雪天气较多,采暖期太长,导致主厂房内部矿粉池以及门口坡道容易结冰,给生产带来很大的弊端,由此考虑采用伴热电缆融冰化雪的方式。根据场地实际情况,采用2根单位长度发热量为17W/m的电缆以及18根单位长度发热量为18.5W/m的电缆。
主厂房采暖一改传统的散热器采暖方式,采用低温热水地面辐射采暖辅以暖风机采暖。同时考虑主厂房与皮带连接处的冷风侵入过大,采用垂直式热空气幕隔断冷风,保障室内采暖效果。暖风机采暖方式灵活,可适用于多种类型的车间厂房,当空气中不含易燃或易爆性的气体时,可以作为循环空气供暖用。暖风机不仅可以独立作为供暖设备用,也可以作为补充地面辐射采暖散热的不足部分。本设计中,暖风机悬挂安装于主厂房内部钢柱上,不占用生产空间。另外,暖风机开启方式灵活,可以根据室外温度的变化灵活调节实现节能控制。
根据主厂房生产情况,夏季厂房内部散热量大,需设置机械通风。本设计中在屋顶均匀布置10台轴流风机,新鲜冷空气从下部外窗进入,热空气上浮经风机排出,室内空气组织流动合理。不仅改善了室内空气质量,而且带走了厂房内部积聚的热量,可谓一举两得。
针对主厂房内部矿粉池及外门坡道的结冰现象,采用伴热电缆加热的方式,利用电能转化为热能且主要通过热辐射方式向结冰部分输送热量,以此达到融冰化雪的目的。这种加热方式,启动迅速、温度均匀、安装维护方便、节能环保、安全。同地面辐射热水系统相比,没有试漏、清洗、维护等麻烦。同时,电缆布置方式灵活,控制方便,表面温度一目了然,是一种快捷、有效、安全的加热方式。它为选煤厂主厂房的安全生产提供了有效的保障措施。
本工程中的采暖及通风设备均选用符合国家能效标准的节能型产品。同时注意改进热力管道的调节方式,采用平衡阀、自力式流量调节阀,实现管道调度、运行、调节的自动监控。采暖和供热管道保温采用导热系数低的玻璃棉管壳保温,外包铝箔保护层。对采暖管道、法兰、阀门及附件按国家有关标准采取保温措施。系统运行后加强热力阀门及附件等维护管理,降低供热管道热损失,使管道热损失降至5%以下,系统总泄漏率控制在2‰以下。
本设计采用的采暖及通风方式,针对严寒地区大空间工业建筑是一种行之有效的设计方案,今后遇到类似建筑物暖通设计时,可以参考借鉴本设计。
不断扩大的城市化进程将会越来越多的利用到国家的土地,这些土地将会转变为工业用地,而之前工业生产对自然资源的争夺,使得我国的工业在生产过程当中出现了很多高消耗、重污染的工业疾病,这将会对我国的环境造成不可估量的伤害和破坏。面对这样的情况,我们的工业决策者们正在逐渐调整自身的工业发展模式,正在向节约资源的生产模式进行转化。
本文研究的意义是为了让更多的人去接受轻型钢结构,让人们能够真实的感受到轻型钢结构建筑在工业建筑设计领域中的广阔发展前景,改变工业建筑在大众记忆里的传统形象,为我国工业的现代化以及工业领域的可持续发展路线贯彻落实贡献力量。
建筑钢结构材料大多数采用的是薄壁型钢、圆钢、角钢等,拼接成多种轻型的承重结构形式,比如轻型的门式钢架、多层建筑钢结构、网壳等。此外,轻型钢结构和其他传统钢结构相比,其用钢量指标相对比较低,而轻型钢结构较大的一个特点就是轻,它主要是由轻型的建筑材料和轻型的钢构件组成的,它的出现可以满足人们对工业生产以及日常生活建筑空间的不同需求。
轻型钢结构的截面比较小,而且自重很轻,其承重结构截面可根据实际的受力状况进行相应的设计,它要比普通的钢结构所使用的工字钢截面受力更加合理。因为轻型钢结构自重只有普通钢结构建筑的一半左右,这样就可以节约建筑的成本。此外,轻型钢结构体系所采用的空间体系分析方法优化了结构设计,已经形成了自身独特的设计理论,它能够满足工业生产对大型无柱空间的需求,与此同时,轻型钢结构的支撑结构截面很小,不会占用室内的建筑面积,这也为工业建筑室内留出了生产、储藏的空间。
轻型钢结构建筑的建筑材料重量轻,而且材质分布很均匀,材料本身就具有非常好的抗震功能。轻型钢结构主要的承重构件是钢结构的,所采用的钢材塑性、韧性都非常好,而且钢结构自身还可以承受很大的动力荷载,轻型钢结构的杆件基本上都是在工厂经过精密的计算之后加工出来的,这也在一定程度上保障了钢材的质量。在一些地震比较频繁的地区,轻型钢结构体系始终是厂房建设的钢材结构,同时还被用做地震后的救灾安置房钢材。用于地震救灾安置房主要是因为轻型钢结构体积轻,因为地震区在震后还会出现很多的余震,这些余震虽然震感不是特别强烈,但是对于一个刚刚经过大地震的地区来讲则是致命的,所以运用轻型钢结构材料作为安置房的钢材,可以很好保护人们免受第二次的伤害。
轻型钢建筑是采用最为先进的自动化制造设备批量生产出来的,建筑的大体可以进行现场组装,在现场安装的时候不会受到气候等外界因素的影响,施工的速度非常快,一般比较普通的厂房在三个月之内就能够安装完毕。
门式钢架建筑体系的结构工业化生产程度会更高一些,在建筑使用后,进行拆除时对资源的重复利用率也是较高的,这种建筑体系非常适用于工业厂房和仓库的建设,也正是因为如此,这种建筑体系逐渐成为了现阶段工业建筑设计中使用最广的一类轻型钢结构建筑体系。
网架结构最早是在20世纪40年代兴起的,一经兴起就取代了当时普遍使用的钢筋混凝土壳体结构,之后又建造了一些非常经典的公共建筑,比如英国的哈罗文娱中心、美国的芝加哥国会大厅、我国的首都体育馆等建筑都是网架结构的。
网架结构是由很多有规律的杆件构成的,而且杆件自身就是非常好的空间造型元素。网架可以承受来自不同方向的屋面荷载,它是一种高次超静定空间结构,网架结构与其他的轻型钢结构相比,它的网架刚度和跨度更大,而且自身的自重还非常的轻,其适应平面变化的能力是非常强的。由于网架结构的有效经济跨度在30m左右,其他轻型钢结构的经济跨度一般都在20m左右,所以网架结构的整体结构高度比较小,因此在同一所建筑当中,它的空间利用率是较高的,而且用钢量也比其他轻型钢结构的形式要低很多。轻型钢结构工业建筑在生产厂房、车间等厂区的建筑当中起着非常重要的作用,也在这些建筑当中充分体现了轻型钢结构的高效率、经济等特点。随着我国对轻型钢结构建筑的深入研究,相信在以后的工业建筑当中,轻型钢结构会有更加广阔的应用空间。
轻型钢结构主要应用在不需要承受大载荷的建筑中,目前轻型钢结构已经在工业建筑设计得到了应用,这是由其本身诸多的优势性决定的,例如抗风性、抗震性、保温性、耐久性、健康性、隔音性以及环保性等等。轻型钢结构在应用中特点较为突出,其特点主要表现在三方面:首先,轻型钢结构具有自重轻的特点。自重轻是支撑轻型钢结构得以广泛应用的重要因素。轻型钢结构之所以自重轻是因为该结构在制作中采用的是轻型焊接的H型钢,其具有较高的截面利用系数,在一定程度上可以节省钢材。其次,轻型钢结构工业化程度高。轻型钢结构整体构造比较简单,并且在制作中所使用的材料也较为单一,因此与其他结构相比更容易实现自动化与标准化生产。不论是从生产角度来说还是从安装使用的角度来说,利用轻型钢结构所建造的建筑一般都具有较高的工业化程度,符合工业建筑要求。,轻型钢结构在建筑现场施工速度快,所使用的工期较短,所以在工业建筑中应用该结构可以有效降低施工成本以及生产成本,并且轻型钢结构本身质地较强,对技术要求标准也不是很高,因此在工业建筑中应用较为便捷经济。
轻钢结构工业建筑的适用性是指在室内物理环境上满足职业规范和生产人员的劳动安全的要求,在空间上要满足生产工艺的需求。在实际的工程设计中,室内物理环境设计往往被人们忽略,它的质量没有得到充分的保障。相反空间设计得到了设计人员的重视。空间设计一般体现在声环境、热环境、光环境等几个方面。
工业建筑中取消钢结构建筑室内噪声的来源主要为三类:振动噪声、雨水撞击声及空气噪声。由于噪音的来源不同,采取的阻断方式也就不同。对于振动噪声,一般采取的办法是采取阻断振源。主要是两种方法:(1)设备自身采取一定的措施,减少震动。(2)在主体钢结构与振源间设隔振沟,可以大幅度提高隔震效果。对于雨水撞击声,一般采用采用具一定的有隔断声音性能的材料来达到减少雨水噪音的目的。为了减少空气带来的噪声,轻钢结构建筑一般采用的是50mm厚的岩棉夹芯板。采用岩棉夹芯板可隔声降噪,使厂房外的噪音达到30分贝以内。
热环境是指由太阳辐射、气温、周围物体表面温度、相对湿度与气流速度等物理因素组成的作用于人、影响人的冷热感和健康的环境。轻钢结构工业建筑主要是通过采用通风和保温隔热来调节室内的热量。在靠屋脊的位置安装通风器可以起到通风效果,采用特殊的隔热材料可以满足要保温隔热的要求。
轻钢结构工业建筑对于室内的采光要求较高,一方面可以节约室内照明,一方面可以保障生产的安全。采光材料的选择应与采光要求和其他围护构件的耐久年限相适应,常用的采光材料为玻璃纤维聚酯(FRP)采光板和聚碳酸酯(PC)采光板。
轻钢结构工业建筑安全一般指的是防腐、防火、抗风、抗震、防爆及防雷等,文章主要结合结构专业的经验,对轻钢结构工业建筑防火设计进行简要的分析。安全设计是轻型钢结构工业建筑设计中较为重要的设计内容。工业建筑的火灾危险性等级是根据产品的性质特点、原料在整体中所占面积比例和生产工艺及其原料来确定的。而工业建筑的耐火等级还需要结合实际工程的规模来确定。通常,戊类厂(库)、多(单)层厂房在设计中采用轻钢结构时是可以不做防火保护的,这可节约工程造价。对于那些需要做防火处理的结构构件,可以在其表面刷薄涂型防火涂料,以达到防火隔热目的。另外,在建筑中所采用的防火涂料的各项性能指标都需要满足《钢结构防火涂料应用技术规范CECS24:90》中的相关要求。其施工技术也需要严格按照相关规范实施,并且所有钢构构件的耐火极限都需要满足《建筑设计防火规范GB50016-2006》的要求。在设计中,可以根据轻钢结构工业建筑的规模大小,来确定防火等级,采用相关的防火措施。规模较大的轻型钢结构厂房一般为综合性厂房,需按照相关规范分成多个防火分区,采取有效的防火隔断措施。
采用合理的建筑方案的是控制轻钢结构工业建筑造价的最有效手段。这需要设计师不断的优化方案,使其满足轻型钢结构的生产特点和企业的要求。优化方案设计就包括项目的选址、规划总图位置、划分防火分区、选择建筑材料、确定建筑耐火等级和耐久年限、控制单体规模和设计建筑造型等方面。除了需要满足结构上多方案的比较、得出的柱距和断面之外,还需要结合建筑美观、保温隔热等要求选择强度较高的夹心板。为了降低用钢量,结构设计人员需配合建筑、电、水、工艺、暖通等专业的要求适当增加吊挂荷载(尽可能均布)。在结构设计中减少异型构件引起的造价增加,尽可能的采用定型的产品。尽可能的使用建筑模数,以压型钢板等构件的模数尺寸基准设计的结构,材料损耗最少。总之,在满足规范要求的前提下,需要满足建筑功能的和业主的相关要求,在此基础上,尽可能采用最经济、可行的方案来构造材料。
轻钢结构工业建筑的特点是形体简洁、规格统一、体量较大、构建的类型较少,因此轻钢结构应该根据其自身的特点,尽可能的采用较少的构架。它对避雷针、点支玻璃雨棚、企业名称等可起到画龙点睛的作用;对外墙板,如弧形彩钢板、大型氟碳涂层水平安装夹芯平板、高(低)波压型彩钢板、小型彩钢竖直安装平板等材质的变化、光影效果和线条对比也会形成韵律感。
在轻型钢结构屋面设计中,首先是建筑材料与坡度选择,现今我国工业建筑轻型钢结构中的屋面材料主要有太空钢板以及压型钢板等,目前我国工业建筑中应用较为广泛的是金属压型复合保温板、夹心板以及金属压型板,这三种材料各有其不同之处,它们之间的用途也存在一定的差异性。就一般工业建筑而言,建筑屋面坡度越大,那么对屋面排水则越有利,然而若坡度过大也存在一定的弊端,坡度过大会提升排水速度,易产生溅水现象。相应的若坡度过小,排水速度也会相应变小,水流速度过于缓慢易造成积水状况,因此在轻型钢结构设计中一定要合理控制屋面坡度。另外,轻型钢结构屋面材料也是影响工业建筑整体质量的关键因素,在屋面材料选择中相关工作人员应明确工业建筑对材料的实际需求,以此为基础选择价格适中且质量较好的屋面材料,为后期工业建筑奠定基础。本还应该对金属压型钢板屋面构造设计进行合理把控,金属压型钢板屋面构造设计中主要包含板型选择、屋面开洞方式、采光带设置以及压型金属板选择等等,一般情况下大多采用轻型钢结构的工业建筑,为使建筑具备良好的采光与通风效果,会在屋面上部位置合理设置通风孔与采光带。
工业建筑中的墙置一般可分为两种,分别是外墙和内墙,根据其不同的受力特点可以将工业建筑墙体分为自承重式轻型墙体以及非承重式轻型墙体,通常情况下我国工业建筑墙体设计中所运用的墙体材料大多数以轻质材料为主,例如彩涂金属压型板夹心板、彩涂金属压型板以及PC板等等,在应用中设计人员应根据建筑要求、设计标准及不同板型材料的优缺点进行合理选择墙体材料。金属压型板墙面系统构造设计的重点在于压型板具体的长度选择以及钢板墙面系统细部构造设计,在墙体金属板选择过程中应考虑板块单位面积的覆盖率以及板块承载力水平,在使用中应尽可能的减少或者不出现压型板长向搭接,这样在很大程度上可以节约施工材料。另外在夹心板墙板构造设计中需要对夹心板的节点做法以及及结构布置进行综合考虑,从而科学选择板块的放置方式,在设计中要懂得把握重点,需要对墙体的转角处、窗洞口以及踢脚处进行重点设计,以此来提高轻型钢结构墙体设计整体水平。
轻型钢结构加层设计与建筑中的普通加层存在一定的区别,其不仅具有普通加层的功能,同时还兼具了轻型钢结构本身的特点,在轻型钢结构加层构造设计过程中要考虑轻型钢结构加层的个性特点。轻型钢结构加强的主要方式是在原有建筑主体结构上进行直接性加高,在原有建筑结构的基础上得到加固以及优化主体结构的目的。当然要实现此目的需要一个经济完整并且合理的设计方案,所以做好轻型钢结构加层构造设计十分重要。由于轻型钢结构的刚度比较小、重量轻,因此在加层构造设计中应科学设置足够的横向与纵向支撑,以此来保障轻型钢结构原有的刚度与稳定性。与此同时,在加层构造设计中还要充分考虑轻型钢结构加层构造的地震效应,使板块刚度均匀分布在结构之中。
现以某沿路厂房车间为例,介绍轻型钢结构维护结构的细部构造措施。此车间东临次干道,在建筑方案创作中,立面设计成为建筑外观的主要因素。在主体构思中主要借助于护体系的设计而体现。车间立面主要是通过四角柱的T字造型、压型钢板表面的凹凸变化、梯形窗、以及色彩的变化(选择了象牙白、瓷兰色、将军红等较为醒H的颜色应用于墙而)等形成建筑外观的韵律,彰显出工业建筑的品质,并产生较好的效果。
墙体护表面凹凸变化明显,这在护构造上就提出了与常见厂房不同的构造措施。瓷兰色压型钢板墙体突出象牙白墙体200mm,该处的解决办法是通过在墙内檩条边缘增加附加构件与压型钢板形成特别的连接构造形式,同时做好凹凸部位压型钢板折件的收边处理。
立面墙面转角处采用专门的包角折件进行包边处理,力求达到比例协调、防止渗漏、经济性等设计要求。设计师根据立面高度、压型钢板板型为包角折件设计了合适的收边形式及尺寸,避免收边过大或过小。而且还预留出多的延展宽度,确保折件收边在遭遇环境的冷、热变化时不遭受破坏。
本工程窗口凹凸部分的设计采用两个截面相同的檩条并列焊接在一起,再配合彩钢板板折件包边,从而达到较好的凹凸效果。其他部位的窗上口与墙体的连接处设计了独特的彩钢板折件,并用防水自攻螺丝钉与墙板固定,在窗框处采用密封胶密封,防水效果良好。窗下口与墙体的连接和窗户上口的连接相似,在有些部位也需根据立面效果设计彩钢板折件。
檐口的主要作用是汇聚并排出屋面雨水,檐口的构造措施应满足相关要求。本工程采用了女儿墙内置钢天沟的做法,此处处理的重点是钢天沟与屋面板及女儿墙内墙板的连接构造。钢天沟与内墙板之间采用铆钉连接,连接处需加设通常的密封条,为了防止雨水溢出,预制天沟侧板与内墙板搭接要较长一些;在屋面板与钢天沟的连接处应设置与屋面板型号相适应的堵头封填,需将屋面板伸入天沟内不得小于100mm,并在屋面板上面安装滴水挡板。
总而言之,轻型钢结构现今已经在多种类型的工业建筑中得到了广泛应用,例如办公区、生产厂房以及仓库等,其在工业建筑设计中有举足轻重的作用。工业建筑设计中轻型钢结构建筑方案选择、结构构件布置、以及屋面、墙体、加层构造等方面的合理设计对于较少工程造价,提升工业建筑设计质量具有重要意义。在设计中能把握轻型钢结构的自身特点,不断的优化设计,对后期工业建筑施工的顺利开展具有指导意义。
在当今低碳社会和绿色建筑浪潮的影响下,可持续发展已经成为世界发展的主题,绿色建筑的理念也已经进入工业建筑设计领域。我国《“十二五”建筑节能专项规划》指出,到“十二五”期末,我国建筑节能要形成1.16亿t标准煤的节能能力,其中在绿色建筑环节,要形成4500万t标准煤的节能能力。这就要求包括工业建筑在内的建筑业必须积极走上绿色发展之路。
在人们的观念里,相对于民用建筑,工业建筑追求的仅仅是经济实用。一般的工业建筑给人的印象总是“笨重”、“庞大”、“丑陋”、“粗犷”等,这是人们对工业建筑的基本认识。但是,进入21世纪以来,社会分工有了新的变化,产业结构已经与数十年前不同,我国经济的发展方式也由粗放式为主转变为集约式为主,企业的升级改造日新月异,现代化的高精尖工业取代了传统工业。在此背景下,工业建筑也有了新的需求:一方面,出于对人员的健康保护,对建筑室内外环境要求更高了,与此同时,建筑的建造成本和能源消耗也大幅提高;另一方面,人们对于工业建筑形象也有了新的需求,工业建筑也需要成为体现时代特色和精神诉求的新建筑。
工业建筑的优势在于其具有典型的示范性样板作用和的创新优势。现代建筑先驱格罗皮乌斯认为,工业建筑应当是住宅建筑的样板。一直以来,工程师就寻求用最少的劳动力、时间、原材料和资金生产出最简洁产品,工业建筑很早就已经开始在工厂像其他产品一样装配和制造,这比建筑行业为住宅建筑采取同样的预制装配措施要早得多。在这一方面,工业建筑无疑是具有经验丰富性优势的。对每一项建筑工程来说,有技巧性的、创新性的方案,包括形式、材料、色彩、从内而外每个细节都体现出完整、清晰的观念。工业建筑由于其特殊性在追求绿色建筑的创新方面更具优势。新的材料、形式、构造细节等,都可以在绿色工业建筑中得到尝试创新,在这一方面,工业建筑面临的不仅是巨大的挑战,同时也是巨大的机遇。
绿色建筑这一概念源自20世纪60年代,当时主要聚焦于建筑技术发展的研究,希望通过技术的进步取得建筑节能领域的发展和突破。绿色建筑关注的范围,既有新型建筑材料的研发和既有构造节点的创新研究,也有新型建筑结构体系的探索和可再生能源的利用等诸多方面。随后数十年,关于绿色建筑的实践在世界很多国家展开,众多的研究成果包括建筑节能技术、绿色种植技术、可再生能源技术、新能源技术、循环再生技术等逐渐应用于建筑实践。时至今日,绿色建筑的发展已经成燎原之势,遍布全球。
工业建筑的绿色节能设计不是一个单独学科,是一个设计与实践结合的过程,是一个系统工程。这个工程要求从前期的规划中就考虑建筑的低碳策略,将绿色、低碳、节能、环保等概念引入,并贯穿到整个设计之中。设计伊始就应该有各专业工程师介入,共同制定建筑的绿色计划。例如,如果暖通工程师最初没有介入的话,后期往往是很多补救的措施,这些措施将难以成为化的措施,进而造成浪费。以建筑节能为例,节能设计首先要有节能设计的目标,目标的设定应该是科学合理、符合经济发展水平的,同时,节能设计的目标又要具有一定的前瞻性和长远观点。这个目标,除了满足国家规定的节能百分比要求外,还可以根据项目特点提出更高要求。只有不断的提出更高要求,才能不断取得突破和超越;在指定节能目标的基础上,要综合各方面因素,选取最合适的节能技术和策略,这一步则是最为关键性的,是决定性的。同时,建筑节能的技术需要合理组织、灵活运用,不能简单堆砌或者顾此失彼。没有合理规划的节能措施往往难以达到节能的目的,反而造成资源和能源的浪费。
早在2010年6月,我国《绿色工业建筑评价导则》就已经编制完成,并于同年8月由住建部批准颁布。在此《导则》基础上,由机械工业第六设计研究院会同中国建筑科学研究院等14家单位参编的《绿色工业建筑评价标准》已于2011年通过审查,2013年8月,2014年3月1日起实施。该标准在世界上首次提出“绿色工业建筑”的概念,抓住了工业建筑的特点和共性问题,并为各行业工业建筑进行绿色设计提供了有力依据和评价标准。该标准针对工业建筑的节地、节能、节水、节材、室外环境和污染物控制、室内环境与职业健康、运行管理等方面提出了评价标准。其中,关于室内污染和职业健康部分的评价标准,是《绿色工业建筑评价标准》的创新之处,反映了以人为本的精神。
随着城市化进程加快,我国大量土地资源消失,建设项目中节地的要求也越来越突出。绿色工业建筑节地,首先要充分研究工业生产形式以及内部的物流特点,再以此为依据进行合理规划设计,充分利用有限的土地资源;其次,设计合理高效用地的单体建筑也非常重要。要地上、地下统筹考虑,充分考虑立体空间的应用,打破以往工业建筑以单层空间为主的思维,充分研究、科学论证,做到疏密得当、简洁高效;第三,要充分利用非耕地类的土地如荒山、荒滩、劣地等,尽量不占越来越宝贵的耕地资源;第四,在工业建筑设计中,要合理处理建筑物内产生的废弃物、污染物,以免污染周边耕地,这也是节地的重要体现。
能源节约和新能源的开发是解决当今能源危机的两个重要方面。因为建筑的能耗占到全社会能耗的30%~40%,因此,建筑领域的节能在整个社会的节能中至关重要。工业建筑在节约能源方面,具有较大的潜力。在绿色工业建筑设计中,能源消耗应该成为一个重要设计目标参数,这个参数决定着工业建筑设计从最开始选址到正常运行的每一个细节:在总体规划和选择结构形式中,要明确地根据太阳的方位来判断;要将气候条件和拟采用的绿色技术相结合;要合理组织流线以减少交通方面能源消耗;要充分利用工业建筑运行过程中的采暖通风空调以及生产过程中产生的废热为生产服务。总的来说,的绿色工业建筑内部仅仅需要很少的机械或者人工采暖、通风和采光。关于绿色工业建筑的节能,建筑师应形成以下认识:首先,的能源其实就是好的节能设计方案,好的节能设计方案是选择;第二,因为要充分利用被动式太阳能。而且,现代工业建筑往往有条件充分利用太阳能采暖、自然通风等被动节能措施;第三,有条件时,优先使用可再生能源。尽管目前可再生能源相对昂贵且效率不及常规能源,但可再生能源的使用能够节约石化矿物能源且环境污染小。就太阳能应用来说,尽管目前应用太阳能比较昂贵,但使用太阳能仍然是值得的。目前,国外很多绿色工业建筑在设计中尝试用技术方法将可再生资源转变为电能、热能等建筑消耗的能源,实现了太阳能建筑设计一体化。例如,在屋顶安装太阳能光电装置和风力涡轮发电装置,将太阳能和风能转化为电能等,实现建筑自身能源供给平衡,即建筑运行不再需要额外的能源供应,甚至建筑自身产能大于消耗,并能将剩余的电能输送给城市电网。绿色工业建筑节能主要是护结构的节能,包括屋顶、外墙、门窗等部位。在这些部位,要优先采用绿色环保建材作为保温隔热材料,以起到节能作用。高性能保温隔热材料一方面可以减轻建材的使用量,另一方面也能减轻建筑结构自身重量,减少热量损耗和资源损耗。同时,建材使用量降低可以加快施工进度,节约了人力资源。
水资源短缺已经成为世界性问题。据有关资料,我国人均淡水供应只有2000m3,按照世界银行标准(世界平均水平是3000m3)属于缺水国家。同时,我国人均淡水供应正在急剧减少。另一方面,我国淡水资源分布极不平衡,南方较为充足而北方严重缺水。还有一点不容忽视,由于以前粗放式的发展,我国大部分河流和湖泊等天然水源均受到不同程度的污染,有超过6亿人口正在饮用被污染的水。对于绿色工业建筑的节水,要从开源、节流、高效利用和创新利用4个方面考虑。开源方面,主要是提高非传统水源利用率,工业建筑一般所占区域大,建筑层数低、屋顶面积大,同时地面铺装面积大,雨水靠自然渗透是不现实的,反过来,将屋顶、硬质路面、广场等区域的雨水进行收集、储存、净化,将会是一笔不小的资源;节流方面,主要是减少水资源流失和浪费;高效利用方面,是指利用技术创新,安装节水型设备和器材,正确、科学地设计城市管网,使水资源的利用更加高效合理;创新利用方面,是指依托技术创新,加强水的循环使用。可以通过污水、废水净化系统、中水系统等设置达到这一目的。
根据法国《环境建筑报》,绿色建筑材料可分为以下5个类别:材料有利于环境;不含有某种有害成分;可减少建造、维护、拆除过程中的环境影响;建筑运行过程中对环境影响;有助于形成安全而健康的室内环境。绿色建材的宗旨是保护人体健康、保护环境的。绿色建材在生产中,采用清洁的生产技术,大量使用工农业或者城市废弃物,尽量少用天然资源和能源,生产出的建材无毒、无污染、无辐射,有利于人类身心健康和环境保护。目前,业内绿色建材主要有以下三类:首先是一些传统绿色建材,如钢材。这类建材的特点是可回收、可循环利用。虽然材料的生产消耗了大量能源,但材料的重复使用有利于节材节能;其次是用工业生产和建筑废弃物为原料在经济合理的条件下制造的建筑材料,如利用建筑废弃物现场制造各种砖材。据报道,我国某企业研发出一种移动式建筑垃圾处理———制砖组合生产线,即移动制砖工厂。该生产线将建筑垃圾处理移动破碎站与移动制砖机配套,把“砖厂”移动到拆迁和施工现场,现场制作道牙砖、植草砖、广场砖等十几种市政用砖。这类建筑材料的特点是既获得了新的建筑材料,又消化了大量废弃固体垃圾,一举两得,实现了可持续发展;第三类是新研发的各种新型绿色建材。这类建材主要特点是在某些方面有着很强优势,如保温方面。对于新型建材是否能够推广,还要综合各方面因素由市场进行判断。对于建筑师来说,一方面在设计中要积累材料信息,在经济合理的情况下积极使用新型绿色建材,同时,也要加强甄别能力,防止因为绿色建材鱼龙混杂而失去判断力。
传统工业建筑中一般都有大量余热和烟尘散出,大量化工类工业建筑不断排出大量酸、碱、盐等腐蚀性物质或者有毒、易燃、易爆气体,还有很多工业建筑内部时刻产生大量电磁辐射,对人体健康产生严重威胁。现代绿色工业建筑设计中,要紧紧围绕以人为本的原则,不仅要关注人在工业生产过程中的身体健康,还要关注人的精神健康,力争创造宜人、舒适、高效的绿色空间。在这里,不仅仅生产活动能够高效有序进行,人与人之间的交流沟通也能够得到满足。具体设计时,要打破传统观念的束缚。例如迪斯•乔比恩建筑事务所设计的法兰克福奈尔曼售后服务部中,企业决策者和建筑师力求给广大员工提供积极的趣味性空间。整个设计强调自然采光、自然通风的重要性,并且按照人员规模和比例精心设计建筑结构,同时为员工设计了精彩的生态休息大厅作为交流的场所;再例如德国诺伊格鲍尔与罗斯设计的格特拉克研发中心,设计理念强调建筑的开放性、交流性。在建筑师的精心设计下,该建筑内部各部门之间清晰可见,视觉上形成沟通。
对于工业建筑来说,真正的“生态建筑”几乎是不存在的,这其实是个伪命题,因为生态建筑本身是不破坏自然环境的。但建筑总是会形成对环境的破坏,工业建筑的破坏往往更加明显。对于工业建筑来说,尽可能地减少因为建筑存在带来的环境污染、将因建筑的存在而对环境产生的负面影响减少到最小就是生态。值得期待的是,绿色工业建筑有可能采取科学高效的绿色措施来达到节约资源和避免浪费的效果。同时,在工业区规划时,要考虑到对基地内部生物群落的影响,尽可能地使绿地联通,保护生物群落以及生态走廊。再例如,工业建筑要避免在一些特殊地区建设,如生态敏感区、动植物保护区、水源保护区以及历史文化保护区等。
作者:杨宝 乔利利 单位:中国中元国际工程有限公司北京市建筑设计研究院有限公司
干缩性裂缝多出现在混凝土浇筑后的4-5h左右,这是由于混凝土内部水分蒸发,造成混凝土大量失水,并受到钢筋及骨料的阻拦,而混凝土的强度较低,便形成裂缝。干缩性裂缝多数宽度在0.05-0.2mm之间,呈平行状或网状浅细裂缝。干缩裂缝产生后会影响混凝土的抗渗性、耐久性、承载力等等,同时还会影起混凝土钢筋的侵蚀。其主要预防措施为:一是选用干缩较小且早期强度高、低水化热的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,以降低混凝土的内外温差;二是在混凝土的搭配中尽量控制水灰比值,加入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和易性;三是在混凝土浇筑前,均匀将基层和模板浇水湿透,保障混凝土的水分流失过快;四是加强对混凝土的早期养护,及时覆盖塑料薄膜或湿润草垫等,设置遮阳设备及档风设施,并涂刷养护剂,以确保水分过度流失;五是设置合适的收缩缝。
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。由于混凝土具有热胀冷缩性质,因此当外部环境温度与混凝土内部温度相差异时,就会使混凝土表面产生一定的拉应力,进而产生温度性裂缝,此裂缝区别于其他裂缝最显著的特征就是随温度的变化而扩张,并多发生于施工中后期。温度性裂缝呈纵横交错,无规律状,裂缝宽度大小不一,且受温度为冬季宽、夏季窄。温度性裂缝产生后会影响混凝土碳化、钢筋侵蚀,降低了混凝土的抗冻性及抗渗能力。其主要预防措施为:一是选用如矿渣水泥、粉煤灰水泥等的低热或中热水泥;二是减少水泥用量及降低水灰比,一般水泥用量控制在每立方米450kg以下,水灰比在0.6以下;三是在进行骨料配置时,加入些高效减水剂来降低水热化;四是增配构造钢筋以提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁结构;五是加一定量的具有减水、增塑、缓凝作用的外加剂,以改善混凝土拌合物的保水性和流动性;六是加强混凝土温度监控,及时调整与温度相适合的养护措施;七是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。
沉陷性裂缝多发生在冬季,是由于结构地基土质不匀、松软、回填土不实或浸水而造成不均匀沉降,是支撑在冻土上的模板在冻土冻化后产生不均匀沉降所致。其表现为伸进或贯穿走向,呈与地面垂直或30º-45º走向发展,裂缝宽度与沉降量成正比关系,且受温度变化影响较小。其主要预防措施为:一是对松软土及填土地基在施工前进行夯实加固;二是保障模板具有足够的强刚度,能使地基受力均匀且支撑牢固;三是防止在浇灌过程中混凝土地基被水浸泡,降低混凝土承载力;四是注意撤除模板的时间与撤除次序;五是在冻土上搭设模板注意采取预防措施。
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩.塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态.较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂.影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。这是因为混凝土在拌合后会产生碱性离子,并与某些活性骨料产生化学反应,从环境中吸收水分致使体积增大,造成混凝土疏松、开裂。此种裂缝多出现于混凝土结构使用期间,出现后很难进行补救,为此要及早预防。其主要预防措施为:一是选用碱活性较小的砂石骨料及低碱或少碱无碱的外加剂;二是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应,这是因为混凝土在浇筑过程中,假如出现振捣不良或者是钢筋保护层较薄,就会引入有害物质使钢筋遭受侵蚀,进而引发混凝土涨裂。
混凝土裂缝的修补措施主要有表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法和电化学防护法等。
表面修补法适用于结构承载能力无影响的表面裂缝,通过是在裂缝表现涂抹环氧水泥砂浆,并涂刷如油漆、沥青等类似的防腐材料即可。在防护的同时还要在裂缝表面处粘贴玻璃纤维布等来防止裂缝继续开裂蔓延。
灌浆法主要利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中,使胶结材料在硬化后达到加固封堵的目标,常用胶结材料如水泥浆、环氧树脂、聚氨酯等化学材料;嵌逢法是通过沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶等,常用刚性止水材料如聚合物水泥砂浆。
结构加固法是在混凝土结构的截面面积与构件的角部外进行包钢、预应力加固、粘贴钢板加固、增设支点加固及喷射混凝土补强加固等。
混凝土置换法是剔除原有损坏的混凝土,置入新的混凝土或其他材料的方法,多用于严重损坏的混凝土处。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
电化学防腐主要采用阴极防护、氯盐提取、碱性复原三种方法防护来进行防护。其防护原理为利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。
混凝土裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力、承载能力,还会缩短其使用寿命和使用功能,因而在进行混凝土的裂缝防护及处理时应认真区别对待,以合适的方法进行处理,以保障建筑物安全使用。
工业建筑在总体布局设计时应当以工业生产的工业流程为主,综合考虑实用性、经济性等方面的因素,尤其是各种工艺管线的布置,还要考虑周围环境的影响以及对环境的影响,要根据工业建筑占地面积情况,从整体上考虑建筑单体与整体的关系,合理划分建筑周围的道路和绿化带,一方面要保障其为工业建筑整体服务,另一方面还要做到规划合理,不占用额外空间。对生活区、办公区与生产区的位置处理上,不但要考虑观感感受,还要考虑工业生产对生活和办公区域的空气、噪声等影响,可见,在对现代工业建筑设计的整体布局上,不但要发挥出建筑的使用功能,还要促进建筑物与周围环境的和谐共存。
首先,对于工业建筑来说,其最主要的功能就是工业生产,因此应当以此为主要考虑因素,根据工艺的设计对建筑物内部空间进行合理的规划和利用,但在设计时还要注意不能墨守成规,应当因地制宜,以火电厂为例,其主厂房由汽轮机房、煤炭存储间、控制楼、锅炉房等组成,设计时要既要考虑工艺流程的顺序,还要考虑模块之间相互的影响,如避免明火区域与煤炭存储间过于挨近,防止造成火灾等。其次,对于内部空间各个房间和管线的布设要有合理的顺序,一般情况下以经济性和有序性为主要原则,但如果增加费用不高,却能够达到更好的空间效果则应当另行考虑,例如电厂主厂房内部的主控室、休息室、卫生间、办公室等功能性房间的设计应当在满足使用功能的前提下尽量为增加建筑物内部整体空间效果服务。除此之外,设计人员还应当充分运用色彩,一方面使工业建筑内部在视觉上更加美观,另一方面也起到对各类构筑物、设备区分的作用。例如对室内墙体、地面和顶棚涂刷暖色调的涂料,使室内空间更加赏心悦目,而对有危险性或潜在危险性的设备、管道等涂以带有警示性的冷色调颜色,要求这些颜色在地面、墙体等背景颜色的衬托下要更加显眼。,设计人员要充分考虑工业建筑的采光通风,避免出现眩光、通风不畅等现象,为工业生产人员提供安全、舒适、人性化的工作空间。
现代工业建筑的设计应当适应我国经济的发展和节能环保的需求,具体来说其发展趋势有以下几点:
工业建筑的占地面积一般很大,随着土地资源日趋紧张以及工业生产现代化步伐的加快,各种大型机械设备不断得到应用,对建筑面积的需求量也呈现增长的趋势,因此必须不断开发工业建筑的空间利用,为使工业建筑内部的空间更大、布置更灵活,一是需要减少柱子、墙体的数量,因此,大跨度、大空间的工业建筑将会是现代工业建筑的主要发展趋势之一。二是可增加工业建筑的高度,充分开发土地可利用空间,在过去很长一段时间里,工业建筑高层化无法实现的因素主要是机械设备重量太大,一方面很难将其运输到较高楼层,另一方面对高层建筑的楼板承受负荷也提出了很高的要求,然而随着建筑施工技术的发展,楼板承受荷载的能力已经得到很大程度的加强,同时工业生产自动化流水线也向着重量轻、体积小的方向发展,在空间布局上,可考虑将较低层数作为生产用房,而将较高层用作办公等,这些都给工业建筑向着高层化发展提供了良好的条件。
单元化设计就是采用标准柱网的结构将工业建筑设计成标准单元,一方面有利于工业建筑的整体规划,增加工业建筑的通用性,另一方面有利于厂房的扩建,是现代工业建筑发展的主要方向。单元化设计的方式主要有两种:及时,总体规划,分期建造。这种方式有利于节约前期投资,便于工业企业根据自身的发展实际情况扩大生产规模,并且由于单元化设计的通用性,简化了后期的设。
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