工業(yè)廠房設(shè)計(jì)要點(diǎn)

王家棟

【摘要】對于工業(yè)廠房來說，建筑設(shè)計(jì)的方法必須根據(jù)工業(yè)建筑要滿足工藝要求的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不同類型的工藝對建筑物的要求不同，各個設(shè)計(jì)專業(yè)必須結(jié)合不同的情況而對建筑物進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。本文著重描述幾類常見廠房的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】廠房設(shè)計(jì);工藝流程;要點(diǎn)

本人在設(shè)計(jì)院從事過大量的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)工作，總結(jié)了多年來對工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，希望通過本文和大家共享工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的心得。工業(yè)廠房是指用于滿足生產(chǎn)的需要而建的建筑物，也包括為生產(chǎn)服務(wù)的輔助用房。按照生產(chǎn)廠房所生產(chǎn)的產(chǎn)品的特性，可以分為以下三類廠房：

1、有爆炸危險性和火災(zāi)危險性的廠房。

2、生產(chǎn)環(huán)境惡劣的廠房：生產(chǎn)廠房內(nèi)的環(huán)境中比較潮濕、高溫、有大量灰塵、蒸汽、振動、煙、霧、酸堿腐蝕性氣體和液體、有輻射性物質(zhì)的生產(chǎn)廠房。

3、普通生產(chǎn)廠房：除了有1、2類性質(zhì)的廠房。

對于以上三類廠房，在設(shè)計(jì)過程中都需要考慮廠房的安全性、實(shí)用性、耐久性。其結(jié)構(gòu)形式主要以鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為主，高度和建筑面積比較小的建筑物可以做成磚混結(jié)構(gòu)的。工業(yè)廠房的火災(zāi)危險性劃分為甲、乙、丙、丁、戊類。不論其火災(zāi)危險性屬于哪類，鋼結(jié)構(gòu)廠房的柱子、墻體都必須做防火處理。鋼結(jié)構(gòu)廠房中的鋼材屬于不燃材料，但是如果遇到火災(zāi)，鋼材的耐火極限僅為15分鐘。鋼材在450℃-650℃的溫度炙烤下，15分鐘后就會失去承載能力而發(fā)生變形或者坍塌，從而導(dǎo)致廠房失去穩(wěn)定性和安全性。為了避免鋼材的防火不足，我們可以想辦法把鋼材保護(hù)起來，從隔熱、降低溫度傳播速度、延緩鋼材升溫等角度考慮，從而提高鋼材的耐火時間。具體方法有以下幾種：

1、用專業(yè)的噴涂設(shè)備在鋼結(jié)構(gòu)表面噴涂一定厚度的防火涂料，使得鋼材得以保護(hù)，避免其在一定時間內(nèi)被火炙烤的失去穩(wěn)定性和安全性。具體耐火時間根據(jù)不同性質(zhì)廠房的耐火等級確定。這種采用涂刷防火涂料的做法是最經(jīng)濟(jì)的處理措施，這種方法可以適用于異形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不會破壞廠房的美觀性，是常用的一種防火措施。

2、在鋼結(jié)構(gòu)廠房的空心構(gòu)件中通過充入冷水來達(dá)到給鋼結(jié)構(gòu)降溫的目的。這種方法可以通過空心構(gòu)件中不斷充入循環(huán)的冷水，把受熱的空心鋼構(gòu)件的熱量源源不斷的通過冷水帶走，從而使得鋼材構(gòu)件一直處于低溫狀態(tài)而不會失去穩(wěn)定性和安全性，安全的屹立于廠區(qū)之中。

3、鋼結(jié)構(gòu)廠房的鋼構(gòu)件可以安裝在耐火材料制成的墻體和吊頂里，其實(shí)就是鋼材被耐火材料包起來，如果遇到大火，使得火焰不能對其進(jìn)行燃燒和破壞。這種方式既簡單又經(jīng)濟(jì)。

生產(chǎn)環(huán)境惡劣的廠房是最復(fù)雜的廠房設(shè)計(jì)，其在設(shè)計(jì)方面的要求比較高。一般注意事項(xiàng)有以下情況：

1、此類廠房的通風(fēng)必須做到位，通風(fēng)一般采用自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。如果廠房內(nèi)空氣要求潔凈度比較高、對環(huán)境有污染、廠房內(nèi)的空氣有酸堿等腐蝕性氣體和液體的情況下，為了避免污染環(huán)境，必須采用通過潔凈、排污處理的機(jī)械通風(fēng)。如果采用自然通風(fēng)，應(yīng)該合理設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口的位置和尺寸。建筑物有窗戶的迎風(fēng)面要布置在全年風(fēng)向比較多的地方，利用室內(nèi)外空氣不同的溫度差所形成的熱量壓力作用所產(chǎn)生的氣壓流而形成的風(fēng)壓達(dá)到最經(jīng)濟(jì)、最有效的自然通風(fēng)效果。但是由于自然風(fēng)向的不確定，不能完全利用自然風(fēng)向的通風(fēng)動力進(jìn)行通風(fēng)。另外一種自然通風(fēng)方式可以利用廠房一般比較高，利用不同高度的風(fēng)壓差，從下側(cè)窗口進(jìn)風(fēng)，上側(cè)窗口出風(fēng)，從而把廠房內(nèi)的余熱、灰塵等污染性氣體排出廠房外部。如果高層窗戶面積不夠，還可以在屋面設(shè)置屋面通風(fēng)器進(jìn)行通風(fēng)，其通風(fēng)效果更好。

2、在采用墻面?zhèn)却?、屋面天窗通風(fēng)的過程中會出現(xiàn)嚴(yán)重的飄雨問題，使得廠房內(nèi)出現(xiàn)漏雨的現(xiàn)象。為了解決這個問題，可以在側(cè)墻的高窗部位不采用可開啟的窗戶，采用不開啟的采光帶就可以。

a）在窗戶上設(shè)置擋雨板，擋雨板加高，做成全封閉的矩形通風(fēng)天窗，擋風(fēng)板與屋面成傾斜狀，以防止所有角度的飄雨現(xiàn)象。將排風(fēng)窗設(shè)置在靠近廠房檐口的部位，其上部不得有墻面，避免產(chǎn)生渦流而導(dǎo)致飄雨的現(xiàn)象發(fā)生。

b） 在自然通風(fēng)設(shè)計(jì)時要避免進(jìn)氣短流的問題。通常說的進(jìn)氣短流就是指由進(jìn)氣口進(jìn)入場內(nèi)的空氣氣流在還未進(jìn)入作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)之前，就已經(jīng)被加熱而上升到天窗的排氣口而排到了廠房外部的現(xiàn)象，為了盡量避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，一般情況下外墻上部的可開啟窗一般做成不可開啟的采光帶，在采光帶上局部做少量的可開啟窗。

c）在較高處排風(fēng)窗下口位置的墻面與豎向擋風(fēng)板的中間設(shè)置水平擋風(fēng)板，且不得有讓雨水下來的間隙，這樣即可以避免風(fēng)雨從縫隙流入廠房內(nèi)又可以避免雨水從縫隙流入室內(nèi)和下部的側(cè)窗內(nèi)，從而避免了廠房的不利環(huán)境。在廠房屋面的設(shè)計(jì)過程中一般設(shè)置有組織排水處理，從而避免了屋面雨水滲漏入室內(nèi)。

d）當(dāng)采取機(jī)械排煙的情況下，為了運(yùn)行時通風(fēng)管道的運(yùn)行能耗和運(yùn)行成本都達(dá)到最低，管道里的風(fēng)阻達(dá)到最小，最好選擇直線型的管道，同時盡量減少拐彎的線路。盡量使用標(biāo)準(zhǔn)長度的直線型管道，最少量的減少各種變徑和接頭。螺旋圓風(fēng)管、圓形風(fēng)管的風(fēng)速可以達(dá)到最大化。當(dāng)風(fēng)速過高的時候則會引起風(fēng)管壁的共振而產(chǎn)生噪聲，一般情況下會產(chǎn)生低頻噪聲。當(dāng)使用螺旋風(fēng)管和較大的送風(fēng)風(fēng)速，則可以顯著的降低投資成本。跟相似的矩形風(fēng)管系統(tǒng)相比，圓形風(fēng)管系統(tǒng)可以節(jié)省16%的材料，同時，圓形風(fēng)管的安裝成本也大大低于矩形風(fēng)管。

3、如果工業(yè)廠房內(nèi)部有放射線的危險物品，必須在此房間的六面設(shè)置防輻射處理。包括其墻壁的門窗、通風(fēng)口、穿線孔、傳片箱、觀察窗等都要設(shè)置防護(hù)措施，一般情況下，設(shè)置240毫米厚的實(shí)心磚墻只要灰漿飽滿不留縫隙即可達(dá)到2毫米鉛當(dāng)量，一般情況下需要選擇適合的材料，必須經(jīng)過專業(yè)的防護(hù)計(jì)算確定材料的厚度。輻射監(jiān)控主要有個人的計(jì)量檢測、工作場所檢測和環(huán)境檢測。一般情況下是甲方的使用科室提供參數(shù)，設(shè)計(jì)院按照此要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后由專業(yè)檢測部門進(jìn)行檢測驗(yàn)收。合格后方可驗(yàn)收通過。

4、對于有腐蝕性質(zhì)的廠房，輸送侵蝕性氣體、液體的管道要采用密閉措施鋪設(shè)在廠房內(nèi)所有管道的最下層，以免對其他管線造成影響。此類廠房在總平面布局的時候，要布置在總平面的下風(fēng)側(cè)，其建筑物的長軸應(yīng)垂直于本地區(qū)的四季主導(dǎo)風(fēng)向布置。所有門、窗應(yīng)采用木質(zhì)、塑料或者玻璃鋼材質(zhì)。所有構(gòu)件應(yīng)該根據(jù)廠房所產(chǎn)生物質(zhì)的腐蝕性質(zhì)涂刷相應(yīng)的防腐涂料。樓、地面應(yīng)采用耐酸、耐堿的地坪。

總之，工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)是一門專業(yè)性非常強(qiáng)的學(xué)科，需要建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電都必須同步參與，設(shè)計(jì)院各個專業(yè)要互相無縫銜接、互相配合，以達(dá)到滿足甲方工藝方面的使用需要，從而向業(yè)主提供一個實(shí)用、美觀、安全、耐久的建筑物。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣祖華.《工業(yè)工程典型案例分析》[M].清華大學(xué)出版社