淺析化工建筑中的“三要素”

周超（天津市化工設(shè)計(jì)院，天津300193）

淺析化工建筑中的“三要素”

周超
（天津市化工設(shè)計(jì)院，天津300193）

雖然化工廠房是一種不同于民用建筑的建筑類(lèi)型，其設(shè)計(jì)自有其特殊性。但是還是要滿(mǎn)足建筑三要素（實(shí)用、堅(jiān)固、美觀）的要求。本文通過(guò)對(duì)建筑功能、建筑技術(shù)和建筑外觀這三方面的分析，并結(jié)合規(guī)范，在滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的前提下，旨在得出如何設(shè)計(jì)出符合工藝生產(chǎn)要求的化工廠房。

化工建筑的構(gòu)成要素主要包括建筑功能、建筑技術(shù)和建筑形象。建筑功能是指建筑要滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的使用要求。建筑技術(shù)是指建造化工廠房所應(yīng)具備的物質(zhì)條件，包括建筑材料，建筑設(shè)備，結(jié)構(gòu)形式和施工技術(shù)。建筑形象是指廠房外部的建筑形體、建筑色彩、材料質(zhì)感、內(nèi)外裝修等。下面，就從以上三方面入手，結(jié)合一些本人參與設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目，分析一下在化工建筑中，如何滿(mǎn)足化工建筑“三要素”（實(shí)用，堅(jiān)固，美觀）。

1建筑功能

1.1建筑類(lèi)型

工業(yè)建筑是指供人民從事各類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的建筑物和構(gòu)筑物。（1）化工建筑類(lèi)型繁多，按照用途可分為生產(chǎn)廠房、輔助生產(chǎn)廠房、動(dòng)力用廠房、倉(cāng)儲(chǔ)建筑、附屬用房以及各種用途的構(gòu)筑物；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；（2）按工業(yè)建筑的空間形式可分為單層廠房、多層廠房、高層廠房和地下、半地下廠房。

1.2設(shè)計(jì)要求

不同類(lèi)型的廠房，在設(shè)計(jì)時(shí)其側(cè)重點(diǎn)也有所不同，但是它們都要滿(mǎn)足一些基本原則：

首先，要滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)要求，這是不同于民用建筑的一個(gè)重要特點(diǎn)。民用建筑要以人的使用流線作為平面布置的重要依據(jù)，但是化工建筑中工藝流程直接影響了建筑內(nèi)部的平面布置次序。另外不同廠房的生產(chǎn)特點(diǎn)不同，對(duì)建筑內(nèi)部的要求也不盡相同。比如在齊翔順酐工程的危險(xiǎn)品庫(kù)，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生易爆氣體且有腐蝕性，所以它不能與值班室等人員使用頻率高的房間貼建，此外要采用防爆墻與周?chē)块g隔開(kāi)，屋頂采用輕質(zhì)屋面易于泄爆，鋼構(gòu)件均刷防火、防腐蝕涂料，此外房頂還增設(shè)了排煙風(fēng)機(jī)，有效減少有害氣體的累積。

其次，要選擇合理經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。不同的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)要求決定了建筑物的結(jié)構(gòu)形式。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我們目前化工廠房設(shè)計(jì)中用的比較多的結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)樗┕し奖悖突鹉透g性較好，更容易滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)需求。然而當(dāng)遇到對(duì)建筑跨度、空間有較高要求的廠房時(shí)，由于采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不太經(jīng)濟(jì)合理，就會(huì)采用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)本身施工更為便捷簡(jiǎn)單，多用在大跨度、大空間的廠房、倉(cāng)庫(kù)中。但是鋼結(jié)構(gòu)本身在防火、防腐蝕中不占優(yōu)勢(shì)，所以在設(shè)計(jì)中要涂防火、防腐漆，滿(mǎn)足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014中的要求。當(dāng)以上兩種結(jié)構(gòu)形式都無(wú)法滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)要求時(shí)，還會(huì)采用混合結(jié)構(gòu)體系。比如在齊翔順酐工程的控制樓設(shè)計(jì)中，控制樓主要采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；但是主控室由于設(shè)備布置要求，房間內(nèi)不能有柱子，在設(shè)計(jì)中便改為采用井字樓蓋結(jié)構(gòu)形式。又如天津托普索的生產(chǎn)車(chē)間中，為了采光需要增設(shè)了中庭，但是中庭跨度比較大，便在中庭處采用輕鋼結(jié)構(gòu)，其他部分仍用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

再次，要滿(mǎn)足生產(chǎn)環(huán)境的要求。一般的生產(chǎn)車(chē)間都要有良好的采光，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，我們要加強(qiáng)自然采光，但由于廠房進(jìn)深大，要達(dá)到均勻的采光會(huì)比較困難，這時(shí)就需要增加人工照明。另外由于廠房在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些危害氣體，因此廠房的通風(fēng)也尤為重要，在設(shè)計(jì)中要爭(zhēng)取做到自然通風(fēng)為主，機(jī)械通風(fēng)輔助?；谝陨线@些考慮，對(duì)于廠房、倉(cāng)庫(kù)的開(kāi)窗形式，窗戶(hù)高度都要做到合理、經(jīng)濟(jì)、適用。此外，還有一些特殊情況需要我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)中特殊考慮，比如會(huì)產(chǎn)生噪聲的生產(chǎn)廠房要設(shè)計(jì)隔音減噪的措施。例如在齊翔順酐工程的控制樓里，自控室內(nèi)有精密儀器，要求與會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)的房間分開(kāi)布置，因此變壓器室與控制室分別布置在建筑兩端；此外，嘉林科醫(yī)一期工程的中試車(chē)間，由于對(duì)室內(nèi)對(duì)潔凈度有要求，建筑內(nèi)部裝修要做潔凈設(shè)計(jì)，此外還需其他專(zhuān)業(yè)配合做凈化處理，使內(nèi)部環(huán)境得到嚴(yán)格控制。

2建筑技術(shù)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，工藝流程有了很大進(jìn)步，對(duì)化工廠區(qū)的設(shè)計(jì)也有了不同要求。由于現(xiàn)代廠房在使用上要求具有更大的靈活性，也要方便以后的改擴(kuò)建，因此對(duì)于建筑的跨度和體量要求不斷提高，對(duì)于施工的機(jī)械化和一體化程度也日益增加。為了適應(yīng)這些，我建議在建筑設(shè)計(jì)中要爭(zhēng)取做到以下幾方面:

第1、要擴(kuò)大柱間距，盡量為廠房?jī)?nèi)部提供更大的空間。同時(shí)橫縱向的柱網(wǎng)尺寸也爭(zhēng)取統(tǒng)一，符合建筑模數(shù)，各層標(biāo)高也要一致，讓建筑做到經(jīng)濟(jì)最大化。第2、在建筑材料的選擇上，要選擇輕質(zhì)、高強(qiáng)的新型材料，同時(shí)為了滿(mǎn)足建筑裝卸一體化的要求，要盡量選擇成品的建筑材料，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)制作的工作量。第3、提高建筑材料的節(jié)能性。由于現(xiàn)在對(duì)于建筑節(jié)能要求不斷提高，在建筑設(shè)計(jì)中要盡量減少外窗面積，減少熱橋。

在山東齊翔順酐工程中，項(xiàng)目?jī)?nèi)采用鋼框架的子項(xiàng)，盡量采用相同的柱距，方便采購(gòu)施工；壓型鋼板直接購(gòu)買(mǎi)復(fù)合好的，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)施工難度；建筑玻璃選用中空玻璃，外墻保溫層厚度的選用均滿(mǎn)足國(guó)家要求。

3建筑外觀

由于化工廠房屬于生產(chǎn)性建筑，對(duì)于化工廠房外觀的影響因素包括工藝流程、生產(chǎn)環(huán)境、業(yè)主要求、地域環(huán)境等等，還收到功能、結(jié)構(gòu)、施工等因素的限制，使其建筑外觀的靈活性很低。以往大家都認(rèn)為化工廠房的藝術(shù)性較低，通常都是在“火柴盒”上開(kāi)洞。但是由于現(xiàn)在工藝技術(shù)的不斷更新，建筑材料的日新月異，結(jié)構(gòu)形式的不斷創(chuàng)新，再加上建筑師對(duì)于建筑空間的理念進(jìn)步，化工廠房也慢慢告別了過(guò)去單一、呆板的建筑形象，而且現(xiàn)在很多業(yè)主漸漸有了“品牌”意識(shí)，對(duì)于整個(gè)廠區(qū)的建筑風(fēng)格都有了更高要求。在山東齊翔順酐工程的自控樓設(shè)計(jì)中，我將幾個(gè)大控制室由中心庭院展開(kāi)布置，建筑內(nèi)部空間都有了均勻的采光和景觀，而且整個(gè)建筑體塊穿插，立體性增強(qiáng)。此外，樓梯間采用打散的小窗，與成排的條形窗形成對(duì)比，增加了建筑外立面的豐富性。而且還設(shè)計(jì)了豎向的建筑分隔片墻，打破了橫向的單調(diào)，增加了豎向的建筑韻律。而且在整個(gè)廠區(qū)的布置中，其他子項(xiàng)也均采用這種方式，竣工后，這種新穎的建筑形式，獲得了業(yè)主的很大肯定。

總結(jié)起來(lái)，化工廠房的建筑外觀我認(rèn)為在以下這些方面可以有所突破：

首先，加強(qiáng)廠房的體量感。由于生產(chǎn)流程的要求，使得在廠房中會(huì)出現(xiàn)很多大空間，那么在建筑空間安排時(shí)，除了考慮到工藝生產(chǎn)外，還要考慮到不同建筑“體塊”的穿插與組合，使得整體建筑的豐富性增強(qiáng)。

其次，提高廠房的藝術(shù)性。通常，由于廠房?jī)?nèi)部人為使用頻率低，而且廠房裝修也簡(jiǎn)單，外形也較簡(jiǎn)潔，但這并不妨礙其藝術(shù)性的發(fā)揮，比如可以通過(guò)門(mén)窗的線性構(gòu)成來(lái)調(diào)整建筑物的比例，還可以采用不同色彩的建筑材料來(lái)豐富建筑外觀等。

最后，調(diào)整整個(gè)廠區(qū)的布局。在廠區(qū)總平面布置中，應(yīng)盡量避免將體量大小懸殊的廠房設(shè)置在一起，整個(gè)廠房的布置產(chǎn)生一種漸變的韻律感，使其有規(guī)律的變化。此外還要考慮到廠區(qū)的地理氣候條件，比如寒冷地區(qū)廠房多采用集中緊湊布局，體型較大；炎熱地區(qū)為了散熱、通風(fēng)，體型也較之輕巧，廠房的建筑造型及其藝術(shù)處理也應(yīng)當(dāng)與此地區(qū)條件相協(xié)調(diào)。

總而言之，雖然化工廠房是一種特殊的建筑形式，但無(wú)論如何也擺脫不了“功能、技術(shù)、外觀”這三方面對(duì)它的要求，要設(shè)計(jì)出既符合生產(chǎn)要求，又滿(mǎn)足現(xiàn)代審美要求的廠房，就要綜合考慮這幾點(diǎn)，權(quán)衡利弊，均衡調(diào)整，這樣才可以設(shè)計(jì)出完美的生產(chǎn)廠房。

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10.3969/j.issn.1008-1267.2016.02.018

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1008-1267（2016）02-0054-02

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