厂房设计

厂房设计（共11篇）

厂房设计 篇1

摘要：文章主要介绍中小型化工厂甲类生产车间的厂房设计, 依据《建筑设计防火规范》, 介绍车间总体布局和单层、多层形式的厂房设计, 分析这些形式的优缺点, 并提出未来厂房设计的趋势和发展。

关键词：甲类,厂房,设计

引言

一些化工厂厂区一般分为厂前生活区 (含办公质检楼、食堂餐厅等) 、生产区及辅助生产区 (含配电、冷冻站、机修车间、三废处理站) 和仓储区 (含仓库、储罐区等) 。厂区布置力求做到管线走向短捷, 交通组织合理, 有利于生产安全管理。而车间是整个厂区的生产核心, 因此车间设计是整个厂区设计的重中之重。区别于大型化工厂的主要生产区域为露天框架装置, 本文介绍的是中小型精细化工、原料药生产厂的主要生产区域为车间内生产。

设计的主要依据为GB50016-2006《建筑设计防火规范》 (以下简称建规) 。

1 车间类别

根据反应使用的原辅料类别和数量, 我们将车间按火灾类别分为甲乙类生产车间和丙类生产车间。如果车间内火灾类别高的岗位面积小于本层或本防火分区面积5%, 可按火灾危险性较小的部分确定。本文主要介绍的是甲类生产车间, 车间内使用的甲类原料为低闪点、爆炸下限低、易燃易爆、或与空气接触会自燃的物质。甲类车间是最危险的生产区域, 在设计时要对其高度重视, 在符合安全、消防、环保的基础上满足操作便捷等要求。

2 车间总体布局

厂房为“一”字型布置, 根据爆炸危险性, 我们将车间分为防爆区和非防爆区, 两者用防爆墙分隔, 防爆门斗相连。防爆区的泄爆面积要满足设计要求, 泄爆除可通过门窗泄爆外, 还可通过轻质墙体泄爆, 即发生爆炸时, 车间的门窗、外墙能把爆炸产生的压力释放掉, 而不至于将整个车间的框架结构炸毁。防爆区内布置主生产区, 非防爆区布置低压配电室、控制室、更衣室等。

根据建规要求, 多层厂房防火分区建筑面积有要求, 具体详见建规。超过防火分区面积的就要重新对其进行分隔, 或采取别的措施来降低危险性, 如上喷淋系统。甲类车间的疏散距离最长为25m, 一个防火分区的疏散出口必须设置两个及以上, 面积小于100m2的防火分区可设置一个。车间的疏散出口最好为封闭楼梯间, 也可考虑室外钢楼梯。主生产区除操作楼梯外, 至少设置一个直接对外的疏散楼梯。设置生产区设备吊装孔, 根据车间使用设备最大构件的外形尺寸来决定吊装孔尺寸。车间一般的外形尺寸东西向长50～60m, 南北向宽15～18m。车间长度不宜太长, 否则在车间内就需要设伸缩缝, 防止车间因沉降不均匀而产生裂缝。南北向宽根据车间布局决定, 一般南北两面放置反应釜, 中间为操作区或放置槽罐, 所以南北向一般分三跨, 设计尺寸为6m+3m+6m, 如果反应釜容积大且多层布置, 也可为7m+4m+7m。

车间可为单层或多层厂房, 楼层可以为混凝土楼板或钢平台, 也可以为两者相结合形式。混凝土楼板耐腐蚀, 但在土建施工前必须将反应釜开孔并且设备、管道的预埋钢板、预埋孔设计定位, 一旦施工完毕后需要再修改方案, 就有可能进行加固或开凿, 影响施工进度, 增加施工成本;使用钢平台比较灵活, 开孔可以根据后期需要设置, 但不耐腐蚀;现在比较合理的做法是两者结合, 即反应釜区域为钢平台, 操作面为混凝土楼面, 根据工艺需要, 搭好钢梁, 反应釜就位后, 四周可用钢板覆盖与混凝土楼面齐平, 既灵活又增加车间的使用寿命。

3 车间设备布局

化工厂一般车间内设置的设备主要有反应釜、蒸馏塔、槽罐、离心机、输送泵、干燥机、冷凝器等。

设备布局方式1:层高为9m的单层厂房, 厂房内全空或在适当位置预留牛腿, 内搭大钢平台供反应釜使用, 在大钢平台上方局部搭小钢平台供高位槽、冷凝器使用。反应釜布置在钢平台中间区域。高位槽、冷凝器均靠墙四周布置。受槽、离心机、干燥机、输送泵等均布置在车间室内地面或室外。根据反应釜容积, 一般3立方左右的反应釜, 钢平台高度为3m, 小钢平台比反应釜的钢平台再高出1.5～2m, 便于高位槽的料液自流入反应釜内。如图1所示:

注:大圈表示反应釜, 小圈表示高位槽或冷凝器, 外方框表示车间, 内框表示局部小钢平台, 开孔框表示钢平台开孔, 孔四周适当位置布置操作楼梯。

该方式墙四周均布满设备和管道, 自然采光不好, 从室外看也不美观, 但操作岗位连续, 操作工联系紧密。

设备布局方式2:与方式1刚好相反, 反应釜、高位槽、冷凝器、车间管道集中在车间中间布置, 操作楼梯靠墙布置。

该方式与方式1优缺点刚好相反, 自然采光好, 车间总管走在高位槽的小钢平台下方, 总管长度比方式1短至少一半, 从室外看也美观, 但操作岗位不连续, 操作工联系不够紧密。

设备布局方式3:现在企业为了节省土地面积, 增加厂房的利用率, 厂房正在往多层的趋势发展。设备布局与方式2相同, 反应釜挂在楼板上, 每层反应釜错开1～1.5m布置, 以便于检修。层数为三、四层, 按功能划分, 一层布置离心干燥设备, 二、三层布置反应釜, 四层布置配料釜。根据车间内使用的设备高度确定层高, 如使用下出料离心机, 反应釜的容积又大, 一层层高可定为6m;为使挂在上一层反应釜物料自流至下一层反应釜内, 二、三层层高均为6m;四层设置的配液釜相对容积比反应釜小, 所以四层层高为5m左右。加上女儿墙高度, 总建筑高度控制在24m范围内。国外的车间布局以人为本, 车间上DCS控制系统, 在每个生产岗位设独立的控制室, 操作工在通风良好的控制室内工作, 定时去现场巡检。另外车间尽量减少使用槽罐, 直接由厂区罐区输送至车间各使用点, 减少危险物品在车间内的存储量。每个车间集中设置车间所需物料的一组进料管。该进料管与需要加料的反应釜用金属软管连接, 进料管上设有流量计和控制阀, 与罐区和反应釜连锁。使用时设定车间需要的量, 发送远传数据至储罐区操作人员, 储罐区控制室人员接到经过车间主任数字签字的请料申请后, 设值并开启泵。车间使用人员看到罐区信号, 开进料阀, 罐区就直接将料输送到最终使用点。但小剂量用料或罐区没有的品种还是得通过料桶打至高位槽使用。

4 车间通风

车间排风设轴流风机。根据国外客户的要求, 整个车间也可设舒适性空调, 保证车间环境温度夏季为24℃, 冬季为18℃。由于甲类厂房的特殊性, 空调系统需全排风。车间每层设送风管, 风口均匀布置, 保证车间各区域都能送到新风。排风集中收集, 通过初效+中效后排至室外。另外为了节能考虑, 在车间与室外的出入口处设置门斗, 两扇门进行连锁控制, 只允许同时开启一扇门, 也可设送风保护措施。

也有在需要加固体物料的反应釜人孔上设置带阀门的加料斗, 上方设引风机, 防止在加料过程中固体物料的粉尘扬起或反应釜内的有害气体散发出来。

5 结束语

车间设计越来越向智能和保护人类生命健康方向发展, 在未来的车间布局设计上, 相信会有更合理人性化的设计理念。

参考文献

[1]GB50016-2006.建筑设计防火规范[S].

浅谈铸造厂房建筑设计 篇2

关键词：铸造厂房;工艺流程;功能房间;工程实例

1.铸造工业的发展与现状

铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的，受陶器的影响很大。铸铁件的出现，扩大了铸件的应用范围。例如在15～17世纪，德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后，蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务的新时期，铸造技术开始有了大的发展。

我國是装备制造业大国，铸件是装备的基础件，我国年产铸件3530万吨（2009年统计）是世界铸造第一大国，从总体上看我国铸造技术落后于工业发达国家，但是，近三十年我国铸造技术 获得突发猛进的发展，许多新建的铸造厂采用的设备、工艺、管理均采用世界最先进的技术，铸件质量、铸件生产率、能耗、管理水平均达到世界一流水平。如：潍坊柴油机厂铸造分厂、一汽、二汽的铸造新厂厂房工艺设计、造型设备、制芯工部、熔炼工部、盒箱浇注设备、铸件清理设备及相关附属设备均为世界最先进的设备。我国正在从铸造生产大国向铸造技术强国转变。

2.铸造厂房的功能特点

2.1铸造车间

一般由熔化工部，造型工部，制芯工部，砂处理工部几个主要工部组成。

工艺流程：原材料→铸造→加工→表面处理→检验→包装。

铸造车间敷为主要工艺车间设供各种设备和装置所配备的线缆、管道。自接入厂房后的主电缆、主管道，除天车和照明线缆置于天车轨道上方以外，其余的线缆、管道的敷设都以采用加防护的掩埋地下的方式为宜，以免与天车的运输或周边或周边设备发生干扰。对于从熔化炉向保温炉补充金属液的方式是采用自动化运送时，不论在上方还是在地面，都不能置于主通道的空间范围内，以确保主通道的安全性和畅通无阻。并且也不能与天车的运行与起吊的运作空间发生干扰。

设置环保治理装置，以及给厂房提供维护健康与良好的的工作环境的设施，其中排风通风系统最为关键，天车以上的厂房建筑结构以及屋顶结构应用选用的排风通风系统的要求相适应和匹配。

2.2 熔化间

熔化间是集中熔化金属的工作场地，熔化间应与主厂房紧邻并应有隔墙，可以是主厂房的一个部分，其位置以设在主厂房的长度方向的一端为宜，便于将金属液运送至各个机台的保温炉内，熔化间的动力源应根据选用的熔炉的要求确定，熔化间内应有单独的起重设备、装料、上料装置。应有足够功率的通风送风和抽排烟雾的装置。

2.3 辅助用房

为生产配套的技术、管理、维修、生活等方面所需要的场所。以设在与主厂房同一个建筑主体内为宜，可以比较集中地分布在建筑主体的同一侧。

金属材料库：金属料锭存放场地应与厂方有同样的要求，为了便于运输，料库的位置尽量紧靠熔化间为宜。

成品库：经过检验确认为合格的的铸件进入成品库加以管理，然后按要求或装入周转箱待运至后道工序、或包装装箱待发运。

模具库：其面积应足以按模具管理制度整齐码放模具。并应有一定的作业面进行护理和简单的维修工作。

检测工作室：也称检测中心，包括计量和理化试验的工作，设施较少的情况下，设在与主厂房同一建筑主体内。

备件库：设备的备件和易损件的管理和存放有条件是也可同时兼做机器的维修站，其面积根据备件及易损件的数量以及维修的工作量而定。

工具库：生产过程各个工序所用的各种工具的存放和管理的处所。所指的工具包括：操作者的手用工具、通用工具、专用工具以及特制的工艺设备。

辅料库：存放生产过程需要的一些低值消耗品：如脱模剂、涂料、润滑剂、熔炼用的熔剂和辅料、油类、操作人的安全保护用品等。

动力用房：电源、水源、压缩空气、燃气等都应有配房，除变电站按建筑工程的要求配置外，水、气的配房尽量靠近厂房。

管理用场所：应设有办公室、工程技术室、会议室等。

生活用场所：应生产作业的劳动量大，操作环境艰苦，高温作业时间长，容易产生疲劳。为此，应为操作人员提供较好的环境，保持充沛的精力，确保安全操作，生活用房包括：更衣室、淋浴间、洗手间、饮水休息室等。

3.铸造车间防火设计

铸造工厂主要是金属加工工艺，火灾危险性类别一般划分为丁类。

4.锻造厂房结构设计

铸造厂房因有吊车的使用，及大跨度的空间要求，故以单层钢结构居多，厂房的高度确定以天车需要起吊的高度（包括起吊最大模具、机械或设备最大的机械零部件）来确定天车轨道面的位置，天车上方则按建筑物要求加以确定的高度。

5.工程实例

某汽车工业铸造厂房

项目地址：大连

项目性质：汽车工业铸造类

项目简介：铸造主厂房占地面积;17800m2，建筑面积为2000m2，为了更好有效的利用土地建筑设计为一联合厂房由三层办公及铸造车间组成，办公区设置了更衣室以及淋浴间铸造车间为单层钢结构，轻钢屋面，车间主要分为熔化工部，造型工部，制芯工部，砂处理工部，砂芯存放，铸件后处理区，铸件存放区，及生产辅助用房，生产辅助用房有劳保库，工装库、模具间、机修间、设备备件库、辅助材料库发电机房、空压机站、高低压配电室及实验室等附设在主体车间一侧。

制芯工部设置两部10吨吊车，造型工部设置一台20吨吊车，砂处理区设置一台10吨吊车，铸件后处理区设置一个5吨吊车。根据不同工部设备的使用要求和就吊装运输要去，建筑层高也不同，主体层高10m，局部层高15m，及20m。

结语：

厂房布局要考虑的问题很多，所涉及的内容也很广。其中，对厂房在环境保护、工业卫生、防暑降温、排风送风、抽排烟雾等事项，则首先应结合的当地的条件和要求给予必要的保证以外，其余生产上需要的项目和内容，并不是所有生产单位都要全面完善和全部配齐的。从工厂或企业的角度而言，当规模较大的，并且产品的技术要求的项目也比较多的情况下，配置的装备就要齐全些，厂房布局和物流的路线也要考虑得较为周到些。总之，装备配置和厂房布局应根据实际需要和具体条件，并在兼顾企业利益和社会效益等诸多因素的情况下进行综合的的评估和决定。

参考文献：

[1]《建筑设计防火规范》GB50016-2014

浅析单层厂房抗震设计 篇3

钢结构具有强度高、塑性韧性好、自重小、制作简便、施工工期短、节能环保等优点。

一、单层钢结构厂房的规定要求

1、厂房的体型

单层厂房的平面、竖向布置应注意体型简单、规则, 各部分结构刚度、质量均匀对称, 避免体型曲折复杂、凹凸变化, 尽可能选用长方形平面体型。在厂房两端不宜采用无端屋架的山墙承重方案。厂房的同一结构单元内, 不应采用不同的结构型式, 不应采用横墙和排架混合承重。柱列的侧移刚度宜均匀, 厂房的围护墙沿纵向宜均匀对称布置。砌体隔墙与柱宜脱开或采用柔性连接, 并应采取措施保证墙体稳定, 隔墙顶部应设置现浇钢筋混凝土压顶梁。

2、横、纵向平面排架

一方面, 横向平面排架由横梁及横向柱列组成, 这是厂房基本的承重结构, 厂房结构承重的结构自重、吊车荷载以及风荷载、横向水平地震作用、吊车横向水平荷载等主要都是通过平面排架传至地基。另一方面, 纵向平面排架主要由纵向柱列、吊车梁、连系梁及柱支撑等组成, 主要确保厂房的纵向结构刚性与稳定性, 并承担作用在天窗断壁、山墙中通过屋盖结构而传导的纵向风荷载、纵向水平地震作用、吊车纵向水平荷载、温度应力等。

二、单层厂房的整体性

1、屋盖

选用轻屋盖可减小地震作用。一般情况下, 可采用预应力钢筋混凝土屋架或屋面梁。跨度于24m, 或8度III、IV类场地和9度时可采用钢屋架;柱距为12m时, 可采用预应力混凝土托架。

2、抗震圈梁的作用

圈梁主要是将厂房的围护结构构成一个整体, 并和厂房柱紧密相连, 这利于提高墙体的抗震能力以及排架柱在地震中的重要作用。一般情况主要采取在柱顶标高及梯形屋架上弦高处设置的方式。在山墙部位还应设钢筋混凝土卧梁。圈梁应该和柱或屋架连接紧固, 卧梁则与屋面板连接。

3、厂房结构的连接与节点

厂房的结构构件连接及节点设计, 与厂房的抗震能力有直接关系。在单层轻型钢结构厂房的抗震性设计过程中, 连接与节点设计应主要掌握两方面内容: (1) 应保证节点的承受力大于或者等于连接结构构件的受力; (2) 保障结构节点的设计具有较好的变形能力, 不会产生脆性破坏现象, 进而通过节点的变形来保持与其相连接的结构构件的弹塑形作用。在单层轻型钢结构厂房中, 主要是3个部位的设计能力: (1) 不等高厂房支撑的低跨屋盖柱牛腿及屋架的连接节点; (2) 层架及顶柱的连接节点; (3) 柱间支撑和天窗两侧的竖向支撑, 以及天窗立柱的连接节点。

三、抗震设计措施

1、结构的布置

厂房的平面布置, 应力求体型简单、对称均匀、规正平直。对于多跨厂房宜使各跨等长, 避免产生扭转效应。与厂房贴建的房屋和构筑物不宜在紧邻防震缝处。在地震作用下, 防震缝处排架的侧移量较大;当有贴建房屋时, 将产生互相碰撞同时约束结构变形, 造成严重破坏。厂房竖向布置, 要避免质量和刚度沿高度的突变, 多跨厂房各跨的高度宜相同, 使厂房沿竖向受力均匀、变形协调。厂房整体布置应力求厂房的质量和刚度分布均匀, 尽量使质心和刚度中心重合。

2、结构的重量影响

结构的重量越大, 结构受到的地震作用就越大, 震害就越严重, 反之震害就轻。因此, 单层工业厂房的屋盖体系应尽量采用钢屋架加轻质复合屋面板的新型屋面系统, 并保证屋架与柱子、屋架与屋面板的可靠连接;9度时屋架与柱子之间的连接宜采用钢板铰节点。避免节点破坏引起的损失。

3、支撑系统的布置

震害表明, 支撑布置不足或不合格是造成房屋大面积倒塌的重要原因。柱间支撑作为单层工业厂房最主要的减震措施和传力体系, 应选用合理的支撑式, 确定合理的设置位置, 并注意柱间支撑与柱子之间的连接。

4、柱与连接点

单层厂房设计中, 排架是按铰接考虑的, 而实际构件为焊接连接, 刚度较大。在地震作用下, 排架结构有较大的侧向力。如设计中未考虑此作用力, 没有较大的延性会造成较严重的破坏, 因此, 采用螺栓连接, 可以起铰作用, 减小柱顶与屋盖问的震害破坏。

四、结语

总之, 在工程设计一开始时, 就应该把握好能力输入, 房屋体形, 结构体系, 刚度分布, 构件延性等几个主要方面, 从根本上消除建筑的抗震薄弱环节, 再辅以必要的计算, 使房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。

摘要：我国是地震多发国家, 建筑结构的抗震设计尤为重要, 在设计时要充分考虑抗震的需要, 通过对工业厂房震害特点研究, 提出加强单层工业厂房抗震的措施, 使厂房具有较高的抗震性能, 减少财产损失。由于地震的复杂性不确定性, 人们很难把握地震的规律性, 因此在进行建筑物的抗震设计时, 理论数据的局限性限制了设计的可靠性。如果着眼于结构的总体地震反应, 按照结构的破坏机制和破坏过程, 灵活地运用抗震设计准则, 从大量的地震灾害机理和设计实践中得到的启示是:既要注意总体布置, 又要顾及到关键部位的细节, 从而使建筑物具有良好的抗震性能和足够的抗震能力。

关键词：钢结构,厂房,抗震

参考文献

[1] 黄顺河.单层钢结构厂房设计及注意事项[J].城市建设, 2010 (2) .

[2] 计静.地震作用下单层钢框架动力稳定性研究[D].大庆: 大庆石油学院, 2004.

[3] 李杰.某单层钢结构厂房的检测和加固优化设计研究[D].上海: 同济大学, 2008.

[4] 乔亚玲.建筑物震害预测方法及抗震加固策略研究[D].北京: 北京工业火学, 2006.

[5] 裘民川.新规范对单层工业厂房结构的抗震构造设计规定[J].机电部设计研究院, 1990 (4) .

[6] 何晴光, 杜永峰, 寇佳亮.抗震可靠度的单层厂房加固方案优选[J].低温建筑技术, 2009 (10) .

[7] 崔荣, 陈国军.单层刚结构厂房柱间支撑体系的分析[J].中国高新技术企业, 2008 (20) .

[8] 王晓初, 王岩, 周宇环, 等.工业厂房抗震的概念设计[J].沈阳大学学报, 1997 (3) : 54-57.

[9] 赵西安.从汶川地震看结构抗震设计与施工中的一些问题[J].建筑科学, 2008 (7) : 97-98.

单层厂房有哪些设计要点？ 篇4

单层厂房内一般按水平方向布置生产线，这种厂房结构简单，可以采用大跨度、大进深；便于使用重型起重运输设备，地面上可安装重型设备；可以利用天窗采光、通风。单层厂房的适应性强，既可用于生产重型产品，又可用于生产轻型产品；既可建成大跨度、大面积的，也可建小跨度、小面积的。但是占地大，相应地增加了室外道路、管线和运输线路的长度。

可采用单跨或多跨（联跨）平面，各跨多平行布置，也可有垂直跨。厂房多呈矩形，一些热加工车间厂房常采用п形、形，

生活用房和辅助用房多沿柱边布置或利用吊车的死角处，也可集中建在厂房附近或贴建于厂房四周，但不宜过多，以免妨碍厂房采光和通风。

单层厂房柱距多用6米，间或采用9、12、18米等，跨度也采用以3米为基本参数，以便于构件的定型化。多跨厂房各跨的高度不同，应适当调整，以简化构件和构造处理，改善采光、通风效果。

简议工业厂房建筑设计 篇5

关键词：工业厂房 建筑设计 功能 艺术美

历年以来，工业建筑虽未被列入建筑艺术的禁区，但在观念上，一直被认为只是生产活动空间的外壳，建筑技术的同义语。建筑设计作为一种从属性的工种，只为工艺做些“穿衣戴帽”的工作，连建筑师本人也认为从事工业建筑是学非所用，英雄无用武之地，偶尔谈到建筑艺术，也只局限于厂房的一些形式。下面就工业建筑艺术处理问题，谈一些在工作中的体验。

1.工业厂房设计理念

随着全国各地环保搬迁的进程，工业厂房逐渐搬离主城，由于企业管理者建筑观念的改变，工业厂房设计除了考虑功能的实用性外，还应赋予建筑以科技化，人性化，多元话的特性，使工业厂房不仅满足其使用功能，也能体现工业建筑的艺术美，赋予了现代工业建筑新的设计理念。

①节能设计：节能是可持续发展工业厂房的一个最普遍、最明显的特征。它包括两个方面，一是建筑营运的低能耗，二是建造工业厂房过程本身的低能耗。这两点可以从一些工业厂房利用太阳能、自然通风、天然采光及新产品的运用中体现出来。

②绿色设计：指从建筑的原材料、工艺手段、工业产品、设备到能源的利用，从工业的营运到废物的二次利用等所有环节都不对环境构成威胁，绿色设计应摒弃盲目追求高科技的做法，强调高科技与适宜技术并举。

③洁净设计：洁净设计是强调在生产和使用工程中做到尽量坚守废弃物的排放并设置废弃物的处理和回收利用系统，以实现无污染。这是工业厂房可持续发展的重要措施，强调对建设用地、建筑材料、采暖空间的资源再生利用。因此有效的利用资源、能源，实现技术的有效性和生态的可持续性，建造具有生态环境的工业厂房成为必然。

2.工业厂房设计概述

在尊重环保搬迁原则的引导下，工业厂房在搬迁中演绎着举足轻重的角色。工业厂房的建筑设计也就体现着不可忽视的作用。就机械加工厂房为例，简略概述一下工业厂房中所要涉及到的主要几个问题。

2.1平面设计工业厂房多为设置重级工作制吊车的单层厂房，平面设计主要解决内部的交通流线组织、吊车检修走道等问题。空间流线多为工艺设备要求，根据工艺流线布置工业建筑平面；屋面主要考虑设置屋顶通风及屋顶采光，屋顶通風可采用屋脊纵向通风，屋面横向通风及设置横向的条形采光板。工业厂房屋面跨度比较大，屋顶汇水面积大，屋面坡度一般为1/10～1/20，采用传统的屋面排水基本上不能满足要求，因此屋面排水多采用虹吸式排水。防火分区的确定，机械加工厂房的火灾危险性类别为丁类，厂房内设置局部火灾危险性较大的生产部分，只要其占本层或本防火分区面积的比例小于5%均仍可按丁类设置，对于一二级耐火等级的丁类厂房，整个厂房可作为一个防火分区，但又应该考虑货物运送及人员进出的方便，适当设置车行入口及人行入口。

2.2立面设计，工业厂房的建筑立面要把握以下4个方面的原则：比例尺度、线条、色彩、变化。工业厂房因其生产工艺流线较长，厂房规模比较大。立面主要根据工艺布置来决定，在满足工艺的要求下力求立面简洁恢宏的同时，尽量使建造节点简单统一。建筑立面设计把建筑形象与厂房的功能有机结合在一起，满足建筑采光、通风、散热等基本要求。首先厂房的高度要满足工艺使用要求，根据吊车起吊高度，吊车型号，考虑行车运行的安全距离及屋面结构形式，确定建筑立面标高；根据厂房立面高度，厂房设置成竖向线条或是横向线条。外墙下部进风口可为开敞式，也可采用通风百叶或立转窗，开敞位置要设置遮雨棚，以防雨水飘入，在中部采用压型钢板作为维护结构，在柱距大于9米时，应设置构造柱，设置墙面维护结构的部位考虑采光要求及立面美观效果设置横向高阻燃型玻璃钢采光板。使得钢结构建筑富有流畅的金属质感，体现了强烈的现代工业气息。同时，钢结构屋面可以使用屋面采光板，采光均匀，同时兼可解决厂房通风问题。体现了现代化厂房的恢宏气势，又丰富了立面效果。

2.3剖面设计根据吊车起吊高度，吊车型号，考虑行车运行的安全距离及屋面结构形式，确定建筑剖面节点。

2.4走道及检修梯重级工作制的桥式吊车应两侧设置安全走道，并在厂房两端山墙处设置跨间走道，形成环形吊车安全走道；中级工作制的桥式吊车应设置两侧安全走道，有条件时，可在厂房两端山墙处设置跨间走道形成环形安全走道；检修梯上吊车安全走道应注意避免将安全走道截断，处理方式一般是分开设置，屋面检修梯可以单独设置，也可以从安全走道上设置。

2.5建筑构造，工业厂房地坪一般都要承受重载，所以地面的处理也不同于常规做法，要根据工艺所提荷载情况，按照《建筑地面设计规范》及参考工业厂房地面设计的一些图集进行处理。

3.工业厂房发展方向

随着社会的发展和科技的进步，工业厂房设计从以往的以生产设备为中心朝着以人为本的方向发展，人的因素在建筑中越来越重要，工业厂房的人性化设计要求建筑师摒弃只重生产工艺的需求，轻人的行为和心理需求的倾向，注重人对空间环境的体验和感受，创造方便、安全、健康和舒适的工作空间，使厂房空间环境与人相融合，创造让人产生归属感和亲切感的良好生产环境，最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。

3.1自然环境的引入与渗透，在工业厂房的内部空间环境中，应重视开放空间的创建，使内部空间与自然环境相互交流和渗透。通过设置一些自然景点，观景窗、观景台、内庭园以及落地窗等措施加强人与自然的联系。此外，引进自然改善内部生产环境还可以借鉴我国传统园林的一些设计手法如；渗透、借景、对景等。

3.2工业厂房外部空间的和谐统一，在工业厂房的外部空间环境设计中，应结合环境要素和内在的生产工艺，综合考虑建筑空间布置、群体组合、突出项目自身的功能空间及环境要素特质，以统一的空间建构、色彩构成等处理手法来强化其自身风格的整体性，增强工业厂房外部空间环境的可识别性和亲和力。

综上所述，随着时代的不断发展和科技的进步，人们的要求也不断提高，对工业建筑设计也提出了更高的要求。现代建筑设计应当是注入了人的思想和理念的过程，工业厂房也不单单是工业厂房那么简单，它已经融入了人们的生活。建筑师只有将上述发展趋势融入到自己的设计中，才能创造出与时代相适应的工业厂房来，让人们享受现代工业厂房的艺术美，这也是现代工业厂房的必由之路。

参考文献：

[1]郑敏楠.工业建筑设计的新时代[J].工业厂房，1998，（5）.

工业厂房的照明设计 篇6

首先, 工业厂房照明设计一般只做普通照明, 即分区一般照明、局部照明和工艺照明, 可由工艺要求确定。中断正常照明, 对继续生产和人员安全及疏散造成影响的, 应依据《建筑设计防火规范》 (GB 50016—2006) 作应急照明的设计。

一般工业厂房多为层高较高的单层建筑, 层高一般在6 m以上, 结合生产要求, 光源一般选择高压气体放电灯, 例如:金属卤素灯。根据灯具悬挂高度6~10 m时, 可采用250~400 W高压气体放电灯, 10 m以上, 可采用250~1 000 W高压气体放电灯, 灯具类型选用深照型。多层厂房, 层高一般在4 m左右, 光源可选用直管荧光灯。工业厂房照明控制一般采用集中控制 (通过微断直接控制, 或采用继电接触控制) 。

工业厂房照明电气设备线路的安装敷设也有其自身特点。例如:钢结构厂房配电箱一般安装在钢柱上或明装在墙上, 配电线路尤其是配电干线一般走金属桥架 (线槽) 敷设, 分支线路一般沿墙、柱、钢屋架穿管敷设。灯具一般安装在钢梁或檩条下, 有行车时可距行车顶部0.3 m以上吊装, 这样便于对灯具的检修。

2 工业厂房照明设计的主要内容

首先, 依据《建筑照明设计标准》 (GB 50034-2004) 的相关条文, 结合厂房的性质、大小、生产的火灾危险类别等确定厂房内不同区域的照度、照明光源、灯具类型、灯具布置及安装方式等。

其次, 根据车间、工段或生产线工艺流程进行照明分区, 合理设置照明配电箱, 确定供电方式, 照明干线敷设, 确定照明配电系统, 当然照明配电箱 (控制箱) 的设置要便于工作人员操作。

对于应急照明的设计, 应依据《建筑设计防火规范》 (GB 50016—2006) 的相关条文, 结合生产工艺布置, 在厂房内合理设置应急照明, 并且应按防火分区设置单独的应急照明配电箱, 其电源应引自配电所或车间总照明配电箱。

3 工业厂房照明设计的程序

结合工程实例谈谈工业厂房照明设计的程序。

3.1 照明光照设计

厂房光照设计主要根据生产要求及照明照度标准, 选择照明光源和灯具, 确定布灯方案, 进行照度计算, 一般照度采用利用系数法计算。

例:某机电类工业厂房, 钢结构, 生产的火灾危险性为丁类。厂房长为270 m, 宽为72 m, 纵向柱距8 m, 横向柱距9 m, 屋架下弦高12.7 m。车间内顶棚的反射比ρc=50%, 墙壁的反射比ρw=30%, 地板的反射比ρf=20%, 照明设计如下:

3.1.1 光源选择

根据工艺对照明的要求, 并依据《建筑照明设计标准》 (GB 50034—2004) 第5.3.1条表5.3.1.2, 该厂房为一般焊接、锻工厂房, 厂房一般照明照度定为200 lx。厂房内行车顶部的高度为11.4 m, 综合考虑灯具安装高度定为12 m, 安装高度在10 m以上, 再结合厂房照明的显色指数的要求Ra=20~60, 试选光源400 W金属卤素灯。

3.1.2 计算室空间比RCR

灯具吊装高度为12 m, 因此灯具的计算高度Hrc=12-0.75=11.25 m。

3.1.3 确定灯具的利用系数和维护系数

查《照明设计手册》 (第二版) 表4-43确定u=0.76, 依据《建筑照明设计标准》第4.1.6条表4.1.6, K=0.7。

3.1.4 计算灯具数量, 确定布灯方案

平均照度Eav取200 lx, 计算灯具数量:

根据厂房结构, 灯具沿横向9 m柱距的大梁安装, 共29路, 纵向分三跨, 每跨24 m, 故选用 (3×29) ×3=261个灯具。

3.1.5 校验最大允许距高比

纵向为8/11.25=0.71;横向为9/11.25=0.8, 《照明设计手册》 (第二版) 表4-43满足灯具最大允许距高比要求, 故照明均匀度满足要求。

3.1.6 计算实际照度值

3.1.7 LPD值的校验

实际功率密度LPD=261× (400+32) / (270×72) =5.8 W/m2, 根据《建筑照明设计标准》 (GB 50034—2004) 第6.1.7条工业建筑照明功率密度值, 现行功率密度值为8 W/m2, 目标功率密度值为7 W/m2。因此满足节能指标LPD。

3.2 照明电气设计

厂房照明电气设计主要包括照明配电箱的装设位置, 选择照明线路的导线类型和截面, 选择照明线路的控制和保护装置等内容。

配电箱的装设位置根据照明分区、接近负荷中心及便于操作和维护等的原则设置, 考虑负荷发展的需要, 可留1~2条备用回路。根据本工程厂房特点及分区要求, 厂房分为9个照明分区。在厂房内设置总照明配电箱, 以放射式方式给9个照明分区供电, 分支照明控制箱分设在照明分区内便于操作的位置。照明干线采用金属桥架敷设至分配电箱, 分支线路沿金属桥架敷设后穿钢管沿钢梁敷设至灯具。照明线路的控制采用微断直接控制。

照明线路的选择和相关保护根据回路的负荷计算确定。要注意照明设备的负荷功率统计时, 除了灯具光源本身的功率外, 还要考虑灯具整流器的类型, 一般选用电子型或节能电感型, 整流器的功率损耗应计算在内。大空间工业厂房照明一般选用高压气体放电灯, 三相配电, 每一相分支回路的电流不宜超过30 A, 并应按启动和再启动特性选择保护电器和验算线路的电压损失值。例如:本工程厂房照明用高压气体放电灯 (金属卤素灯) , 金属卤素灯从开启到正常工作的启动阶段, 有1~2 min电流会上升到正常工作电流的2倍, 因此确定微断的整定电流时要避开这个电流值。三相照明配电系统中, 分配相序时尽量三相保持平衡, 三相断路器一般选用三极开关, 以避免断零故障烧毁设备。一般工业厂房总箱的进线总开关选用塑壳开关, 不要采用微断, 因为有可能短路冲击电流较大。

4 结语

浅淡电子厂房的接地设计 篇7

本文以某电子储存类产品的生产厂房的设计为例, 对电子厂房的接地作一探讨。该厂房的生产设备有很多是微电子设备, 这些设备的特点是工作信号电压很低 (一般只有10伏左右) , 抗干扰能力差, 对防静电的要求高, 车间内有IT信息中心及网络生产管理, 所以接地在该项目中具有重要的作用。其接地系统根据用途具体可分为电源系统接地、电气保护接地、防静电接地、信息系统的接地、电子设备接地、防雷接地几个种类。

1 电源系统接地

该工程由两栋三层主厂房、办公楼和食堂等附属建筑物组成, 虽然建筑面积达数万平方米, 但建筑群体相对集中, 所以在设计中优先考虑TN-S系统。变压器中性点接地, 系统的保护线与中性线完全分开, 这种方式对供电、保护、经济合理性等均十分有利, 其选择原则与常规建筑一致, 这里不再赘述。对于传达室等距离主体建筑较远的零星建筑单体, 采用带PE线的五芯电力电缆予以供电, 距离超过50米以上的建筑需按规范要求重复接地。

2 电气保护接地

采用TN-S系统时, 电气设备不带电的金属外露部分与电力网的接地点采用直接电气连接。当带电相线因绝缘损坏碰设备外壳时, 通过设备外壳构成该故障相对地线的单相短路。利用很大的短路电流, 使线路上的保护装置 (如熔断器、低压断路器等) 迅速动作, 切断电路, 从而消除人身触电危险。在电子生产厂房中, 生产流水线上设备密集, 且多为金属外壳的用电设备。若保护接地不到位或不符合要求, 在发生接地故障时, 很容易引起工作人员触电危险。因此, 保护接地问题不容忽视, 无论在设计过程还是施工过程中, 都应切实地把保护接地落实到位。应进行保护接地的物体主要包括:变压器、高压开关柜、配电柜、控制屏等的金属框架或外壳;固定式、携带式及移动式用电器具的金属外壳;电力线路的金属保护管或桥架、接线盒外壳, 铠装电缆外皮等。保护接地的连接线可采用扁钢或铜导线, 要求形成可靠的电气通路。等电位连接是各类建筑物电气设计中一项不可缺少的工作。等电位连接有总等电位连接和局部等电位连接两种。所谓总等电位连接是在建筑物的电源进户处将PE干线、接地干接、总水管、总煤气管、采暖和空调立管等相连接, 从而使以上部分处于同一电位。总等电位连接是一个建筑物或电气装置在采用切断故障电路防人身触电措施中必须设置的。所谓局部等电位连接则是在某一局部范围内将上述管道构件作再次相同连接, 它作为总等电位连接的补充, 用以进一步提高用电安全水平。在电子厂房内, 各个部位的电位都相等, 可以保证建筑物内不会产生反击电压, 同时可以降低雷电电磁脉冲产生的干扰。

3 防静电接地

静电主要由不同物质相互摩擦而产生, 在电子厂房生产过程中, 静电所造成的危害是多方面的。首先, 该工程中很多设备及仪器对静电电压比较敏感, 静电会影响其正常工作甚至出现错误;其次, 由静电产生的高电压会引起人身触电;另外, 当静电严重时可能会引起火花放电, 严重的会造成火灾事故。

为了消除静电所产生的危害, 就必须采取措施。消除静电的方法很多, 但最简单和最有效的办法是采取接地措施。该电子生产厂房中, 对所有会产生静电的设备都应保证可靠接地。为了防止积聚在设备和人身上的静电荷达到危险电位, 在主要生产场合采用了防静电地坪。这类地坪在的防护材料中, 分布有铜线构成的网络, 这些金属网络彼此形成电气通路, 用于防静电地坪的静电传导。作为电气设计配合, 应在防静电地坪所在空间的建筑柱上, 适当预留接地端子。在地坪敷设完毕后, 将防静电地坪内的金属线与该接地端子相连。另外, 接地端子须通过柱内主筋与接地极连通, 以使静电通过接地端子沿柱内主筋流向接地极。

4 信息系统的接地

本工程设置综合布线系统, 在办公楼设有一个IT信息中心, 并在各厂房的辅房内设有IT管理室, 信息点遍布车间及办公室, 用于将来的生产监控和管理。另外, 本工程设置了火灾自动报警系统。这就涉及到信息系统的接地问题。

根据《建筑物防雷设计规范》的有关规定, 在本工程信息系统接地的设计中, 采用S型等电位连接网络。在信息设备较集中的部位, 如中心机房、弱电竖井等设接地基准点, 此基准点与建筑物的共用接地系统连接, 信息系统的所有金属组件, 如各种箱体、壳体、机架等通过等电位连接线与基准点连接, 设备之间的所有线路和电缆当无屏蔽时宜按星形结构与各等电位连接线平行辐射, 以免产生感应环路。

5 电子设备的接地

该生产厂房中有部分用于检测的工业电子设备。电子设备的接地主要不是为了人身安全, 而是为了设备工作的准确性。因为高频电压对人体并无伤害, 而且电子设备的外壳即使不接地, 并与地保持绝缘时, 其设备外壳与地形成电容, 随着频率增高, 电容的电抗值将减少, 当频率达到一定数值时, 就等于接地。但为了减少杂散电流对仪表读数的影响, 最好还是用短而粗的导线与地相连, 一般采用6平方毫米的铜线, 与设置在设备附近的专门的接地母排连接, 然后再与总接地干线连接起来。接地电阻要求不超过10欧姆。对于个别设备, 如产品说明书对接地电阻有特别要求者, 则根据要求接地。

6 防雷接地

对于一般建筑而言, 在采取了防雷措施后, 可以将直击雷与雷电波侵入的雷害的概率降低很多。对于一般电气设备, 允许的雷电脉冲较高, 因此采取避雷针、避雷网防直击雷等措施是极其有效的。而微电子设备非常灵敏, 耐压水平很低, 一般只有1 0 V左右, 对雷击电磁脉冲极为敏感, 易受到电磁干扰和损坏。雷击电磁脉冲因电磁感应而产生, 并且可以通过电源线、天线、信号线的耦合被引入微电子设备, 是微电子设备损坏的主要原因。如果仅按照一般建筑进行防雷设计, 建筑电子设备受雷击的损坏率就很高, 所以对于电子生产厂房的防雷接地设计应采取相应的措施。

在选择接闪器时, 应优先选用避雷网形式。这是因为避雷针是通过把雷电引向自身来完成保护对象免遭直接雷击的, 这种引雷的机理使避雷系统增加被雷击的概率。当然, 避雷针也不是完全不能采用, 现在有的避雷针生产企业已推出新型优化避雷针, 它具有防止直击雷和抑制二次感应雷的两种功能, 是一种防雷市场上相对先进的产品。

在布置引下线时, 应沿建筑物四周设置而避免采用中间柱的柱内主筋作为引下线。这是因为在电子信息系统接地时, 通常采用单点接地系统, 将接地基准点在建筑物的中心部位引到建筑物底部的接地板上, 如防雷引下线设置在四周则可以减少引下线产生的强磁场的干扰。

对于接地装置设置的问题, 防雷接地、电源系统接地、电气保护接地、防静电接地可同时利用建筑物的基础钢筋作为接地极。对于信息系统的接地, 曾经在很长时间内存在着意见和分歧。以往普遍认为信息系统的接地系统应单独设置, 与建筑物绝缘, 国外称其为绝缘接地方式。但是在实际应用中发现, 两个独立的接地系统不利于过电压保护, 这是因为当建筑物接闪雷电流后, 建筑物的电压很高, 而信息设备的“信号地”是与建筑物20米以外的大地相连, 其电位比防雷接地装置低得很多, 设备电压在雷击时维持在“信号地”电位水平, 二者之间的电位差通过电容的耦合作用, 将耐压能力很低的电子器件损坏。

近年来, 很多国内外标准不主张信息设备采用独立的接地装置, 推荐采用共用接地系统。例如, 2000版的GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中明确指出:“每幢建筑物本身应采用共用接地系统”即将建筑物内的各种接地都统一接到建筑物的基础上或室外的接地装置上。当该建筑物遭受雷击时, 电力系统的电压和电子设备工作接地的电压同时上升, 保持了设备的工作电压不变, 使微电子设备在雷击时可正常工作。共用接地系统通常利用建筑物的基础作接地极, 其接地电阻一般在1欧姆以下, 如有设备对接地电阻值的要求更低, 应取其最小值。

论多层厂房结构设计 篇8

随着社会的进步和技术的快速发展，厂房设计要求也越来越高，传统的单层厂房已不能满足正常使用要求，多层厂房日益增多。下面，笔者结合个人设计经验，浅议一下多层厂房的结构设计，不足之处，敬请各位同行指正。

2 工程实例

本工程为两层框架结构，1层为生产厂房，2层为培训厂房，建筑轴线宽度为24.3m，长度为54m，两层层高均为7.5m，在1层、2层分别设了1台5t的桥式吊车，抗震设防烈度为7度，设计分组为第三组，基本加速度为0.1g，框架抗震等级为三级，采用柱下独立基础，框架梁、柱、基础的混凝土等级为C40，钢筋采用HPB300级、HRB400级，结构计算采用中国建筑科学研究院的PKPM系列软件（2010版），平面布置如图1所示。

2.1 大跨度梁截面形式的选用

对于本工程来说，跨度为24.3m的大梁的截面形式的选用尤为重要，为保证本工程满足“安全、经济、适用”的原则，笔者分别采用了型钢混凝土、钢梁、预应力混凝土梁3种截面形式进行了试算，其中预应力筋选用钢绞线（1×7)s15.2，具体梁参数见表1。

从工程造价、施工难度等方面综合比较，本工程采用用后张法有黏结预应力混凝土梁较为合适。

2.2 吊车荷载的输入

为方便加工件的运送，本工程在1层、2层分别设了1台5t的桥式吊车，对于吊车荷载的输入，在PKPM软件中可以直接由软件自动导入，在选取软件库中的标准吊车荷载后，即可完成本工程吊车荷载的布置。

2.3 考虑大型机床等设备布置，楼面活荷载的选用

本工程2层为培训教室，里面布置了大量的机床设备，考虑设备运行时的振动影响，应按《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）(2006版）4.2.1条及附录C规定输入楼面均布荷载，本工程的机床型号为C6132型，属第四类金工车间，计算楼面板时，楼面活荷载取值为8.0kN/m2，计算楼面次梁时，楼面活荷载取值为6.0kN/m2，计算框架主梁、框架柱、基础时，楼面活荷载取值为5.0kN/m2，本工程楼面结构采用了井字梁结构，楼面板厚度为120mm。

另外，根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2001）(2006版）4.2.3条规定，生产车间的楼梯活荷载，可按实际情况采用，但不宜小于3.5kN/m2，所以本工程楼梯间活荷载取值为3.5kN/m2。

2.4 主要计算结果

2.4.1 结构整体抗倾覆验算结果

抗倾覆验算结果见表2。

2.4.2 结构整体稳定验算结果

稳定验算结果见表3。

该结构刚重比Di×Hi/Gi大于10,能够满足规范(5.4.4)的整体稳定验算；该结构刚重比Di×Hi/Gi大于20,可以不考虑重力二阶效应。

2.4.3 周期、地震力与振型

地震作用最大的方向=-0.020°

2.4.4 位移

X方向地震作用下的楼层最大层间位移角:1/1290(第2层第1塔)。

Y方向地震作用下的楼层最大层间位移角:1/1490(第2层第1塔)。

X方向风荷载作用下的楼层最大层间位移角:1/4305(第1层第1塔)。

Y方向风荷载作用下的楼层最大层间位移角:1/2470(第1层第1塔)。

3 注意事项

3.1 考虑机器振动荷载影响

工业建筑楼面不同于民用建筑，设计时应考虑设备运行时的振动荷载，荷载输入应严格按荷载规范要求输入，如没用充分依据，应严格按厂家提供的设备参数进行折算。

3.2 抗震设计参数的输入

预应力混凝土结构的抗震设计参数与普通混凝土结构的抗震设计参数取值有所不同，如《预应力混凝土结构抗震设计规程》第3.1.2规定，以预应力混凝土框架结构、板柱-框架结构作为主要抗侧力体系的建筑结构，其阻尼比应取0.03，而普通混凝土结构的阻尼比取0.05。

3.3 预应力锚具的位置

预应力筋的锚具设置应满足规范要求，不得随意设置，《预应力混凝土结构抗震设计规程》第3.2.10规定，后张预应力筋的锚具不宜设置在粱柱节点核心区，并应布置在粱端箍筋加密区以外，所以本工程的锚具设置在框架柱外侧。

3.4 预应力梁纵向配筋率的控制

根据《预应力混凝土结构抗震设计规程》第4.2.2规定，预应力混凝土框架梁纵向受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度设计值换算的配筋率不应大干2.5%(HRB400级钢筋)或3.0%（HRB335级钢筋)，在软件计算完后，设计人应手工核算，这一点应引起设计人的注意。

参考文献

[1]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].

[2]GB50009—2001建筑结构荷载规范(2006年版)[S].

[3]GB50010—2010混凝土结构设计规范[S].

选煤厂主厂房结构设计 篇9

工程所处场地土层为: (2) 、 (4) 、 (5) 、 (7) 层为饱和粉土, 具有振动水析现象。 (3) 层为粉质粘土, 土质均匀。 (6) 层淤泥为高压缩性软土, 易振动突变, 当采用天然地基时易使建筑物产生不均匀沉降。 (8) 层粘土夹砂浆, 为文化期以前沉积的一般粘性土, 力学性能较好, 可作为桩基础的持力层。基本风压为Wo=0.35k N/m2 (50年重现期) ;基本雪压为So=0.35k N/m2 (50年重现期) 。本场区抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度值为0.1g, 设计地震分组为第二组。设计以此为依据对地面建筑物进行抗震设防。建筑物安全等级均为二级。

2 结构设计

2.1 主厂房结构选型

地面生产系统主要由准备车间、主厂房、产品仓、中煤仓、矸石仓、浮选药剂库、转载点、卸载点及与各建筑物相连的带式输送机栈桥等建 (构) 筑物组成。其中主厂房结构设计是重中之重。

本工程选煤厂主厂房为钢筋混凝土框架结构, 平面尺寸61.0m×21.0m, 檐口高度24.0m。柱子及楼面梁板采用钢筋混凝土结构, 屋面采用网架结构, 上铺60厚玻璃丝棉彩钢板。墙体材料为轻质砌块, 基础为桩基础。

框架结构具有整体刚度大的优点, 并且在受力时能够较好的进行力的传递, 在水平荷载和竖向荷载的作用下表现出良好的承受能力。同时框架结构的施工技术已趋于完善, 用于框架结构设计的计算程度也较为成熟, 因此采用框架结构能够在很大程度上保证结构的使用性能和安全。由于选煤厂主厂房中通常会存在吊车的运行, 需要大空间布置形式, 因此采用网架结构的屋盖形式较为适合。

2.2 主厂房结构布置

选煤厂的主厂房内通常布置较多的设备, 承受的荷载较大, 并且大型振动设备在工作时会产生很大的振动荷载, 因此在结构布置时应综合考虑工艺要求和设备的传力途径等因素, 保证结构能均匀的承担各种荷载。结构布置时应遵循的原则有以下几点:

1) 振动荷载是主厂房设计中重点考虑的因素。为了保证振动设备的基础和承重构件之间能够紧密、可靠的进行连接, 应设置专门的受力构件。例如:在设备预埋螺栓位置, 应布置相应的承重梁, 承重梁不仅要满足结构受力, 还要满足结构与设备不发生共振, 通常梁要做的比较大。在施工中, 设备基座、楼板和承重梁的混凝土应采用整体浇筑的方式, 这样不仅可以提高该部位的整体性, 而且在受力方面能够保证荷载均匀准确的传递到主要的受力构件上, 避免出现局部受力过大所造成的破坏。

2) 主厂房的结构设计, 不仅要满足结构的使用要求 (即满足工艺设备的运行要求) , 同时还应结合设备布置, 确定最合理科学的安装孔定位。根据规范的规定, 在有安装孔的位置附近, 均布活荷载标准值按10k N/m2考虑。

3 减弱和消除振动影响的结构措施

主厂房内设备工作时, 很容易使楼板产生振动的叠加或者共振的现象, 这不仅会影响到结构的安全, 而且会严重影响到工作人员的身心健康。因此在主厂房的结构设计中应采取有效的措施进行振动的减弱和消除。

3.1 增大梁、楼板刚度

增大梁的刚度:根据设备荷载和振动频率, 计算满足不产生共振时梁的截面, 通常比按承载力计算的截面大很多。增大楼板刚度: (1) 楼板的厚度应大于150mm, 同时对于楼梯的梯板, 其厚度应根据楼梯的跨度适当的进行加大。尽量减小楼板的跨度, 增加楼板次梁的数量。 (2) 在布置楼板的钢筋时, 对于设备振动较大的楼板处, 其钢筋的布置应考虑正负钢筋拉通设置, 这种布置方式可以从整体上提高楼板的刚度, 还可以减小楼板出现裂缝的可能。 (3) 主厂房在进行设备螺栓的布置时往往会出现不规则的现象, 对于无法布置次梁的螺栓, 应将该处楼板厚度增加至其锚固所需厚度。

3.2 设置隔振缝

主厂房中通常会布置有配电室、控制室以及化验室等, 这些附属办公房间放置着精密的仪器, 这些仪器在较大的振动下很容易出现问题, 甚至造成破坏, 因此这些房间对振动提出更高的要求。为消除振动对设备所带来的不安全因素应设置隔振缝。通过布置隔振缝, 将这些附属办公房间与振动设备楼层脱开。这样就阻断了振动的传播路径, 切断了振动对精密设备的影响。设置方法为:在附属办公室的楼板与振动设备的楼板之间设置双梁, 同时在双梁中间留有一定的缝隙, 根据实际情况的不同, 缝隙的宽度可适当进行调整, 通常情况下裂缝的宽度不应小于50mm, 如图1所示。

4 结语

本文结合厂房设计实例, 从厂房的结构布置及设计等方面来探讨, 并采取有效措施减弱和消除了振动对结构的影响。可为同类工程提供参考借鉴。

摘要：在选煤厂设计中, 厂房结构设计是一个非常重要的组成部分, 一个合理科学的厂房结构设计能保证工艺顺利而高效的运行。本文结合义安煤矿选煤厂工程实例, 对主厂房的结构选型进行论述, 并提出减弱和消除振动影响的结构措施。

关键词：选煤厂,结构选型,结构布置,隔振缝

参考文献

[1]高容平.如何预防钢结构厂房的设计缺陷[J].科技创新导报.2011 (07) :30-31.

[2]钱永旺.浅谈轻型钢结构厂房设计的几个问题[J].山西建筑.2009 (04) :28-34.

工业厂房暖通空调的节能设计 篇10

关键词 工业厂房；暖通空调；设计；通风；散热

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0150-01

随着国家国民服务经济迅猛发展与国家宏观调控政策的执行，我国工业化产业建设投入力度不断加大，所以工业化经济领域建设中的厂房设计问题尤为突出，并被重点对待。然而，工业厂房建筑内部设计往往与民用住宅设计不同，经常会受到厂房生产工艺与作业环境所影响。为此，工业厂房内的许多设计问题都要细致全面考虑，如：建筑结构载荷、消防安全、节能设计等方面都要统筹兼顾。对此，文章中以暖通空调设计方面涉及到的设计多样性、工艺要求复杂等方面，进行了针对性分析与探讨。

1 按照规范要求考虑负荷问题

冷负荷与热负荷节能控制问题一直是暖通空调设计中的重点研究问题。由于工业厂房与传统民用住宅所用的空调设计需求不同，工业厂房的暖通空调设计所涉及到的问题也就不同。一般而言，结合《采暖通风与空调节能设计规范》可知，工业厂房所维持的作业环境温度一般在13℃~20℃之间，所以根据机械加工作业厂房的温度要求，我们可以把采暖室内空调温度控制在15℃左右，前后偏差温度控制在1℃，而空调室内温度可控制在25℃~27℃之间，但值得指出的是，如果仅以厂房车间周围建筑的室内温度去分析冷热负荷问题实则并不可靠。也就是说，结合诸多工业厂房的生产工艺特性与要求不同，可以见得其暖通空调的排风量需求较大，即新风与排风的负荷比重有所不同。另外，不少工业厂房的热加工生产环节较多，同时作业人员数目也较多，所以考虑空调冷负荷设计问题就要考虑湿负荷，以此才能起到调节控温作用。

2 采暖供热源与冷源的选择

一般来说，工业厂房多半都是安置在工业区范畴区域内，并由厂区在内的锅炉房供给蒸汽。而结合厂区的采暖用热要求的不同，采暖用热的热媒介也就不同。因此，当倾向于采暖用热时，可利用高温热水当做热媒介；而长于倾向于生产工艺用热时，可以利用蒸汽当做热媒介。可以说，这两种采暖供热形式的成本价格较低，故而实际投入成本也能够符合经济适用原则，能够起到供热时相应的热媒传递效用。当然，也有部分工业厂房供热采暖时利用电力供热，但一般工业厂房采暖供热考虑到成本过大问题，而不会利用电力供热。另外，值得指出的是，也有很少的工业厂区没有蒸汽或高温水热源。所以，这时也完全可以考虑在远离危险作业车间的情况下，采用燃气辐射形式进行供热。

对于冷源选择而言，可结合自身单位厂房的实际状况，考虑好成本投入较少与实用价值相对较高的能源进行利用。为此，可使用蒸汽热源溴化锂吸收制冷机组或使用VRV制冷机组；在寒冬地区，冬季的供热，可以使用风冷热泵机组，并且在夏季也能够制冷，冷热兼顾。

3 厂房大门需采用空气幕设计

工业厂房的大门一般为了作业人员行动与交流方便，经常会长时间开启大门，所以很容易造成冷风或冷气对厂房温度的影响。因此，在寒冷地区的工业厂房中，在设计时根据这一问题可以考虑在大门处可设计空气幕来解决此类问题。但值得指出的是，设计时避免将暖气片与空气幕设置在一起，否则会丧失空气幕应用时的调温作用，并且这样设计也违背了《采暖规范》中的设计要求规定。具体设计时，可基于以下几个方面考虑。首先，厂房主用大门出入口比较高，如果以贯流式空气幕形式就不能高效地发挥出送风功能，从而影响其实际使用效果。所以，应当利用离心式空气幕解决此类问题；其次，对于超大进出门而言，应当配置装配式热空气幕。为此，应尽量在安置时能够将其置于大门上方，风口以门的两侧进行安置，起到相互对吹形成热风幕的应有效用。即避免外部冷空气对室内温度造成的不利影响。

4 工业厂房采用通风空调方式选择

采暖通风空调调节方式不能套用传统单一的设计方案，应当根据自身单位厂房的实际状况，选择因地制宜的采暖、调温、通风方式，以此才能发挥出厂房暖通方案设计的真正实用功能。

工业厂房通风问题涉及到的方式较多，不仅仅局限于常规开启门窗的方式。也就是说，厂房内能够全面通风换气才能保障必要通风时的整体效果与质量。另外，由于每个车间内置作业环境的不同，做到局部除污或除尘，保持散热区域通风性能良好，以此才能控制不必要的通风量，即高质量的厂房通风所起到的作用非常重要。所以，如果车间内的通风情况良好且通风量很少时为了降低能耗时，可在厂房屋顶结构处设立采光通风器，凭借室内热流的自然上升去实现不需动力支持的排风与散热；而当生产车间面积较大时，外加生产环节的要求所需可以见得这种厂房散热量应该很高，所以利用自然排风、无需动力支持的方式会难以满足其散热需求。因此，对于此类车间应当考虑与生产工艺相结合的设计原则，尽量控制有害烟尘或气体的排放，做足烟尘净化工作，以此才能在利用排风兼顾排烟的双速风机基础之上，保障室内通风质量。

5 空调设计时应当注意的问题

5.1 洁净通风空调设计

对于有洁净度要求的厂房，要设计洁净通风空调。设计时，要严格遵守工艺的洁净度等级要求，来设计系统方式。洁净空調的设计有以下几个需要注意的地方：1）确定是否为单向气流。2）选择合适的气流方向，是水平气流还是垂直气流。3）选择合适的空气过滤器，除了初效过滤器，中效过滤器外，高效过滤器的选择也尤为重要。此外过滤器的阻力损失，和使用寿命，也是关键的参数。4）洁净空调系统内的，吹淋室、传递窗是容易被设计者忽视的地方。5）洁净空调系统内各个区域的压差的设定是整个系统能否正常运作的关键。

5.2 车间内空调设计

同样，在车间内的空调设计也很重要。一般说来，厂房车间空调设计比较灵活，除了设置风管机，靠风管送风外，如果当厂房内有其他诸如桥式起重机等设备的安置占用了空调风管的布置，也完全可以在屋顶结构或侧墙处安置一个空间较大的通风单元空调或面积相对较大的空调机等。也就是说，这种车间空调布局，不仅免去了风管的设计与安置，还可以将机组安置在屋顶结构区域，减少了机组在车间的占用面积，使得设计更为灵活。

6 结束语

总之，工业厂房的暖通空调节能设计往往涉及到的问题颇多。但不论具体设计方案如何，必须能够保障该种设计方案能够满足自身单位厂房的工作环境、工作条件、以及生产工艺等，以此才能使设计方案发挥出实质效用。

参考文献

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[2]乐有奋,潘茜,傅建勋,叶鸣.某厂房暖通空调节能设计及室内噪声和空气污染控制[J].暖通空调,2010,09.

[3]秦卓欢.某微电子厂房洁净室暖通空调设计原理及方法探讨[J].制冷技术,

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[4]唐艺丹,刘晓华.溶液除湿空调系统在工业厂房应用的能耗分析[J].暖通空调,2010,04.

转炉炼钢厂房屋面系统设计 篇11

近几年我国钢铁行业蓬勃发展,许多大型钢铁联合企业不断涌现。截至2009年年底全国粗钢产量5.678 4亿t,其中转炉炼钢占全国钢产量的91.5%左右。转炉炼钢以其效率高、能耗低、与后续工序易匹配等优点成为我国炼钢工业的主要冶炼形式。我院近些年承揽的炼钢车间由30 t～150 t转炉炼钢近百座。在转炉炼钢车间设计中,屋面系统在厂房结构体系中有着非常重要的地位,其安全度在厂房结构中是较低的,易出现事故,因此屋面系统设计合理与否显得尤为重要。结合多年来我院炼钢厂房屋面系统设计的情况,浅谈转炉炼钢厂房屋面系统设计的思路及特点。

1.1 炼钢厂房的特点

炼钢厂房有如下特点:1)吊车多为A7级的大吨位吊车;2)屋面积灰荷载较大;3)屋面各专业管道荷载多,并且荷载较大,通风专业的屋面管道直径多为1.5 m～2.5 m,荷载也多达100 kN/支架～300 kN/支架,且有纵横向水平力;4)局部与高层框架连接处屋架上设置钢平台且顶层框架柱立于屋架上,单支点荷载约800 kN;5)屋面檐口标高较高,导致屋面风载较大;6)屋面检修电葫芦较大(起重量30 kN～100 kN)。以上各种特点使炼钢车间屋面系统荷载多,并且荷载较重,导致整个屋面受力系统结构较为复杂。

1.2 某炼钢车间屋面工程简介

本例中炼钢车间主厂房由加料跨、转炉跨、钢水接受跨、浇铸跨、过渡跨、出坯跨组成。厂房为多跨钢排架结构,其中转炉跨中部分为多层钢框架结构。

加料跨跨度为24 m,转炉跨跨度为16 m,两端为钢排架,中间为钢框架。钢水接受跨跨度为27 m,浇铸跨跨度为30 m,过渡跨跨度为21 m,出坯跨跨度为30 m。为了简化施工工序,甲方要求设计中使用轧制H型钢,而不采用常规的角钢焊接屋架。

2 屋面结构设计方案

本工程采用有檩屋面。有檩体系特点为构件重量轻、用料省、运输安装较轻便但其屋面构件数量较多、构造较为复杂、屋面的横向整体刚度较差。

2.1 屋架形式的确定

屋架形式的选择与屋面坡度、天窗形式、与柱子的连接方式、经济指标以及运输和施工等因素有关。本工程屋面坡度为1/15,天窗为横向天窗,且为单坡屋架,故采用平行弦桁架,其节点和杆件较为统一,施工方便。

2.2 檩条形式的确定

本工程屋架间距分别为9 m,12 m。本工程采用型钢加隅撑方案。此方案能够使屋架下弦平面外计算长度减小,还可兼作檩条中间支点,减小檩条跨度。构造简单,制作方便,油漆、维护方便。

3 设计要点和计算方法

3.1 支撑的布置

支撑的布置必须根据厂房的柱网布置、厂房的跨度和高度、屋面材料、屋面结构形式、屋架间距、吊车起重量及其工作制、有无悬挂起重设备或其他振动设备、地震设防烈度等具体情况综合考虑。

3.1.1 屋架横向支撑

屋架横向支撑的功能是传递山墙风载或纵向地震作用、在传力平面内增加屋面结构的刚度以及保证屋架上弦在平面外的稳定性。本工程中间长72 m的这个温度区间内将横向支撑设置在两端,车间一端为120 m的这个温度区间内除将横向支撑设置在两端外,在中间部位处增设一道横向支撑。

3.1.2 屋架纵向支撑

屋架纵向支撑应设在传递排架横梁支座反力的平面内,与横向支撑组成封闭型的支撑框架,以增强厂房骨架的空间刚度。屋架纵向支撑一般沿柱列设置在屋架端节间内,对等高厂房一般沿两侧边列柱设置纵向支撑;对重级和特重级工作制厂房,至少每隔一个跨间设置一道纵向支撑;对不等高多跨厂房,可在高低跨分界的中列柱两侧均设纵向支撑,本工程在过渡跨与浇铸跨,转炉跨高层框架部分与钢水接受跨和加料跨三个高差变化处,在每个高度区间两端均设置一道纵向支撑。

3.1.3 屋架垂直支撑及系杆

在设有横向支撑的区间内,均应设置垂直支撑以形成屋面结构的空间稳定体。由于本工程在屋架端部设有托架,可兼作垂直支撑。根据屋架垂直支撑布置原则,因为屋架跨度不大于30 m,所以仅需在跨度中央设置一道垂直支撑。屋架上弦的水平系杆可用檩条代替,屋架下弦的水平系杆当屋架间距不小于10 m时,可用檩条两端设置的隅撑来代替。

3.2 檩条的设计

本工程檩条采用轧制H型钢,设计根据隅撑的设置情况分成以下三种受力模型:1)檩条下未设隅撑,檩条按单跨简支梁计算;2)端跨檩条下设隅撑,其端部的隅撑不能起支承作用,因此檩条按两跨连续梁计算;3)中间檩条下设隅撑,其隅撑可看作檩条的支承点,故檩条按三跨连续梁计算。

檩条一般垂直于屋顶坡面放置,檩条承受双向弯曲其竖向荷载的坡向分力,在计算檩条时应完全计入。檩条下的隅撑垂直于水平面,给檩条提供双向支承,根据檩条的受力简图,分别计算出Mx,My,按以下两个方面进行截面的校核:

1)强度计算:

2)整体稳定:

其中,近似公式为φb=1.07-。

3.3 屋架的设计

屋架的形式在按工艺和建筑要求初步选取后,尚应综合考虑天窗、檩条、屋面支撑、荷载情况以及和柱的连接等因素,最终确定屋架的外形尺寸及其腹杆体系。本工程荷载较大,跨度较大,取屋架高度为(1/10)L。

3.3.1 计算原则

本工程弦杆使用轧制H型钢,其在桁架平面内的杆件截面高度与几何长度之比大于1/10,故应考虑屋架变位后节点刚性所产生的次应力,可将弦杆的计算应力乘1.15的系数来考虑节点次弯矩的影响。屋架中所有杆件的轴线都在同一平面内,并且各杆件的轴线在节点处交于同一点。作用在屋架上的悬挂吊车的竖向荷载不考虑动力系数,其产生的水平荷载计算屋架时不予考虑。

3.3.2 屋架计算的荷载组合

屋架计算的荷载组合与屋架同柱的连接方式有关。本工程采用与柱铰接的形式,荷载组合大部分钢结构设计手册都用,此处不再累述。

3.3.3 杆件截面形式的确定

上、下弦采用H型钢,此种截面平面外刚度好,便于运输和吊装,其截面类型较少,选择有限,故稍显不经济。支座受压斜杆采用长边相连的不等边角钢或等边角钢,以重量最轻为原则。连接垂直支撑的杆件宜采用等边角钢组成的十字形截面。其他腹杆一般采用等边角钢组成的T形截面。

4 节点设计原则和计算

本部分仅对屋架端节点设计进行讨论。

本工程屋架为上承式屋架,屋架跟钢柱的连接采用铰接方式,常用的方式是粗制螺栓加承力支托,但并非真正意义上的铰接,而是塑性铰。它不能承受使上弦处受拉的负弯矩,但能承受正弯矩和一定量值的柱顶剪力。在设计时可通过取消上弦处节点的盖板,并将上弦处竖直端板的厚度采用小些,通常为10 mm～12 mm,这样节点的刚度就受到控制,当上弦节点受到较大的水平拉力时,端板将产生较大变形,屋架与柱即视为铰接连接。

1)端板的厚度tp确定。

tp按公式tp=计算,且不宜小于20 mm。

其中,R为屋架支座垂直反力;bp为屋架支承连接板的宽度,按配置连接螺栓的构造要求确定,常取200 mm;fce为钢材的端面承压强度设计值。

2)屋架上部支承节点处支承连接板与支座节点板的角焊缝。

3)屋架上部支承节点处承受屋架支座垂直反力的支托。

4)粗制螺栓的确定。

5 结语

炼钢车间为重型工业厂房,有着它独特使用和工作环境要求和诸多的不确定因素及不确定荷载。本文只以作者的一个工程实例简要分析了屋面系统的设计原则和想法,有一定的片面性和局限性。

摘要：以某炼钢厂房屋面设计为例,简要介绍了屋面系统设计中的屋架、檩条、支撑等的设计及选择要求和冶金行业炼钢车间屋面系统的特点,以及在特定条件下采用型钢构件设计屋面系统时的注意事项,以期指导屋面系统设计。