关键词：工业厂房；厂房建筑；建筑结构；结构设计
引言
工业建筑是指供人们从事各类生产活动的建筑物和构筑物,主要由生产厂房和生产辅助用房组成,其中生产辅助用房包括仓库、公用辅助用房、构筑物等。这些建筑从生产的原材料、生产工艺到最终产品都千差万别,这也导致了服务于这些生产活动的建筑各式各样,甚至同一类厂房的设计理念和建筑形态,也会因为工艺布置、设备选型、场地条件、结构型式、气候条件、建筑材料等的不同而存在明显差异。从事这些建筑设计的设计人员在设计过程中遇到的问题也各不相同,而有些问题容易被忽略或者认识不清晰。
1工业建筑结构设计概述及现状
工业建筑类的建筑物或构筑物主要用于工业生产和为工业生产服务，其设计主要根据相关的机械设备和生产工艺流程进行，根据功能可以将此类建筑物或构筑物分为：仓储建筑、辅助车间、生产车间、动力车间以及其他建筑几大类。首先，生产车间设计。工业项目及工业建筑的核心便是生产车间，主要从事生产加工、产品备料、生产装配等生产流程的重要场所，同时也是各机械设备放置的设备基础建筑。在生产车间的常规设计中，主要采用多层或单层、混合层的现浇框架结构、剪力墙结构、简仓结构、钢结构等设计。其次，其他车间设计。其他车间主要包括除生产车间以外的其他建筑或车间。作为生产车间的服务性厂房，辅助车间如工具车间、修理车间等，一般采用砌体维护结构和现浇框架结构；作为提供全厂厂房能源的动力车间，包括变电所、必电站以及锅炉房等，一般采用砌体维护结构和框架结构，以及廊道和水池等；作为成品、半成口以及原材料的储存场所，仓储车间主要采用维护结构和框架结构；其他如污水处理、水泵房等建筑，通常采用剪力墙结构。因主机设备特点以及施工工艺等的限制，工业建筑结构形式具有通用性较差、多样性强、复杂性高的特点。在实际结构设计中，多层、单层或混合层的现浇框架结构最为广泛采用，砌体结构为主要的维护结构，其他形式如剪力墙、筒仓、池体等结构也有使用。
2工业厂房建筑结构设计优化策略
2.1功能分区和建筑布局
在设计该项目时，需要按照工业建筑各方面的要求，如交通运输联系、卫生、性质等营造优良的氛围，以便于有效的开展生产活动，把功能雷同、性质一样的建筑物进行紧密联系，在条件要求相同的情况下，可以把基础设备、建筑物等划分成很多个小组，然后根据地块里外的实际要求，对其具有的功能进行有效划分。在设计该项目时，把物流库房设计在场地的中间区域，从外形来看就好比一把钥匙，建筑外形运用的是凹凸的单体形状，这样不仅可以使建筑功能的大量需要得到满足，而且还使土地得到最大化使用。在场地的东边设计物料库，物料储存的区域同时还可以停放员工的车辆，第一层当作储存物料的区域，建筑屋面可以停放员工的车辆，通过这种设计在一定程度上实现了土地最大化使用。
2.2钢结构的防火保护
对于钢结构工业建筑来说,采用外包混凝土或砌筑砌体将会加大结构断面和自重,施工难度大,施工周期会增加,特别对一些轻型钢结构来说无法做到。采用柔性毡状隔热材料包覆的方法仅适用于平时不受机械损伤和不易人为破坏,且不易受潮的部位。对于工业建筑来说,多数无法满足其适用条件。采用防火板包覆时,需要根据构件形状和所在部位进行构造设计,并应确保安装牢固稳定。这无疑增加了设计难度和施工难度,同样会增加施工周期。采用涂敷防火涂料这种方法,由于其施工快,有的可以在工厂完成,成本低,因此,在大量工业建筑中,钢结构的防火保护都采用涂敷防火涂料。在设计中要引起注意的是,钢结构采用防火保护的最大耐火极限一般不超过3.0h。
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2.3供电系统的设计
第一，工业厂房建筑供电系统在实施节能设计之前，首先应当充分的调查与了解工业厂房的负荷中心、设备负荷功率、季节性负荷变化、建筑周围区域情况，通过测算工业厂房用电总负荷、电压需求等，据此综合设计工业厂房建筑中的竖井、机房等，优先选择节能变压器、高能效设备，合理搭配各类用电设备，优化用电系统。第二，电源设置在供电系统负荷的中心附近位置，通过系统负荷的计算，选择合适的供电设备负荷等级。第三，针对供电系统中的谐波问题，应当加强对供电系统的滤波设计，通过无源滤波装置、滤波器等设备的安装，以降低谐波对供电系统运行的影响，将供电系统中各类设备保持在最佳的范围内，以实现良好的运行管理，达到节能效果。
2.4空调系统设计与节能
为了能使用最少的场地,最小的能耗产生最大的控温效果,必须要考虑实际的场地设计。要根据设计温度、场地实际情况、预期效果等,对场地面积和控温环境进行精细计算。为了应对这样的问题,就必须做好室内场地的保温措施,在室内尽量避免使用或者不用大面积落地窗作为增加采光的手段。现有的送风系统中,在送风过程中产生的负荷占到了总负荷的30%以上,所以在送风过程的设计上,应该尽量设立可调节风量的送风系统,不仅提高了室内的舒适度,也增加了对能耗的控制,避免在送风系统中消耗过多的能量。送风系统在换气的过程中也常常会排出气体,对这些气体进行有效回收利用,减少能源消耗。同时,增加智能室内温控系统,在发现室内温度过低或过高时,自动对出风口进行关闭处理。
2.5工业厂房结构选型优化
目前所采用的建筑新型技术为型钢混凝土结构。其主要应用优势为：与混凝土结构相比，结构设计不会受到含筋率的影响和限制，具有良好的延、承载力高、刚度表现好等优点，其承载力与同尺寸的钢筋混凝土构件相比高出一倍以上，并具有更好的抗震性能；承载力提高使型钢混凝土结构的截面减小，并增大结构的跨度，使生产操作空间要求得到更好的满足；与普通钢结构相比，由于采用型钢与钢结构相结合的方式，使用钢量节约一半；采用型钢混凝土结构，对混凝土强度达到一定标准的等待时间减少，上一层开始施工时间提前，使施工周期有效缩短，有利于安装工作的提前开展；施工简捷，有利于本土化作业实现，劳动力投入减少，成本节约。泡沫混凝土技术目前广泛应用于砌体结构，与传统的气体结构相比较，其具有阻热系统高的特点，其应用优势主要体现在：节能保温效果明显；使建筑的永久荷载降低；腻子找平作业前无需抹灰，使施工成本降低；劳动力资源的扁平化配置得以实现；模板等定型材料的周转次数增加。装配式技术的预制、组配式结构需根据当地装备实际情况以及工业工程特点进行综合考虑，并从模块化、集成化入手进行设计研究，比如新型节能房屋、模块化箱式建筑等，逐步取代。传统建筑。其主要的应用优势体现在：单体项目建设周期大幅度缩短；建筑物设计中的规范性限制解除，使设计实现根本性的优化；项目整体劳动生产率得到有效提升。
结语
随着科技的不断发展,新材料、新产品的不断涌现,传统的生产工艺不断被新的生产工艺所代替,设计规范和标准也在不断更新,作为设计人员,必须不断的学习研究,提高设计水平,才能更好地解决工业建筑设计中出现的新问题,设计出既满足工艺要求,又安全可靠的工业建筑来。
参考文献
[1]陈晓彤，杨旭.贝聿铭设计理念在现代建筑设计中的应用分析[J].大众文艺，2017(24):123.
[2]田相凯.探讨工业建筑结构设计的复杂性及安全性[J].山东工业技术，2017(13):113-113.
[3]王忠.传统建筑理念在现代建筑设计中的体现方式分析[J].建材与装饰，2017(49):101.
论文作者:王相如
论文发表刊物:《城镇建设》2019年24期
论文发表时间:2020/1/16
标签：建筑论文; 工业建筑论文; 厂房论文; 结构论文; 工业论文; 供电系统论文; 车间论文; 《城镇建设》2019年24期论文;