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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇工业建筑设计相关规范,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号TU2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)68-0050-02
1 建筑设计方案对城市建设的作用
1.1 体现城市特色规划的需要
改革开放以来,中国的大、中城市建设不断和世界接轨,由之前的封闭、统一 形式到个性化、潮流化、国际大都会发展的过程。对于我国城市的建筑设计、规划、决策以及到具体实施不能照搬国外的发展经验,应当考虑自身的现状,制定具体的发展规划,创造符合本城市发展的建筑设计。因此在我们对于建筑设计方案和城市建设进行规划和管理时,必须要准确掌握城市的特征,积极创造出鲜明特色,独特新颖并具有新创意的建筑艺术作品,为城市的特色形成加上闪亮的一笔。
1.2 落实城市总体设计的需要
21世纪以来,我国城市化进程发展较为迅速,人口不断的涌入城市,给城市的发展带来了一定的困难。所以,人们在城市的建设和规划中提出了更高、更新的要求。建筑设计的合理设计与规划是城市建设的基础,同时也是建筑设计的根据。城市总体设计就是在城市的较大空间范围里所实施的美学组织及功能,它是建筑设计过程中的框架及指导者,然而却不可以替代个体建筑的设计。
1.3 建筑设计推动城市规划工作的发展
建筑设计有其独特性的功能作用,具体表现在深化城市规划和指导实施。一般情况下,建筑设计结合设计方案和方法,增强城市的形象,加强城市空问与物质形态的联系,使城市的各组成要素得到交辉相应,自然天成。所以城市设计借助建筑设计这一“桥梁”,使城市中的建筑在空间和功能上更好地反应城市规划意图。每个城市应根据城市的实际发展情况,采取整体规划,分阶段实施的方案,逐步开展城市规划阶段的各项工作。让建设设计指导城市的规划建设,反过来城市规划来促进建筑设计的发展。
2 建筑设计方案的新理念
2.1.1 工业建筑设计应遵循城市设计原理
现代城市面临的一系列工业园问题,工业园产生的环境污染损害城市的形象,影响城市的可持续发展。为了有效、合理解决工业建筑设计对城市发展的影响,应采取如下二个方面的措施。其一,处理好工业建筑与城市的关系,需结合工业建筑设计应与城市设计理论;其二,严格的审查和科学的论证工业园的选址,对于生产规模大、污染严重的大型企业,要分时段,分地点逐步外迁;对于影响较小的小型企业,应限制其发展,敦促其技术改进。
2.1.2 工业建筑设计应注重可持续发展
工业建筑设计必须符合时展的要求,彻底贯彻可持续性发展战略。首先工业建筑采用节能设计,如发展被动式能源利用技术。其次,建筑设计的思想上,有机的整合建筑物、人、外部环境的协调关系,使工业建筑不仅满足生产的功能,还要满足劳动者享受生产生活的功能。最后,必须重视对落后、旧工业建筑的改造和再利用。
2.1.3 体现工业建筑设计的个性特征
工业建筑设计在满足使用要求的同时,也应创造宜人、优美、时尚、有文化内涵的建筑空间及环境。工业建筑同样是一件艺术品,要充分表现其文化内涵。所以,工业建筑设计时引入人文环境因素,重视对场所性,创造性的表现,使其具有个性化的表现欲望。
2.2 建筑设计中融入生态理念
2.2.1个性化的生态设计
生态建筑设计的重点在于注重环境, 环境协调, 个性化。生态建筑设计重点在于突出自身形象,使静态的建筑更好的地融入生活的环境。生态建筑设计应注意如下二点:其一,熟练掌握设计尺度,灵活、多变的运用建筑设计中的平面设计、立面造型与周边环境,充分体现建筑功能,同时使建筑物的空间、地形、地貌有机结合,创造出具有独特个性,观赏性的设计;其二,综合利用各种设计手法、造景手法, 使整个建筑物在搭配上错落、疏密有致,与周边环境相呼应。
2.2.2增加室内空间绿色
内容空间绿色设计的目的是使生态建筑外部环境与自然环境相呼应,促进和谐统一。 室内空间通过引入绿色理念,使生活环境更加清新怡人,使人和自然融为一体。室内绿色设计考虑的三个方面:1)加强室内外空间的联系:增加室内外的通透,使室内的空间和室外的空间相连;2)把室外景观引入室内:让室外的自然环境贴近起居生活,把室外的生态景观引入到室内空间,使室内的小环境变成外面的大气候,这样不仅增添了生活的情趣, 又亲近了大自然;3)室内装饰生态化:室内设计小品、装饰壁画设计等与自然紧密联系。
2.2.3 重视环境的协调化
生态建筑设计的环境协调观即建筑物与周边环境要相协调,相适应。设计方案应从以下三点着手:1)根据实际环境,设计方案体现因地、因时、因景制宜的思路;2)合理、恰当地协调因建筑过程中所产生的环境污染、经济利益; 3)坚持可持续发展就必须处理新、旧建筑的矛盾,合理预测和控制矛盾产生的影响。
2.2.4 加强建筑技术的生态化、节能化
生态建筑贯彻了可持续发展战略, 人们在生活生产中不断的地认识到,人类的可持续发展必须与环境的持续发展相结合,有效的利用资源和科学的控制环境污染。建筑设计要充分利用自然中的可再生能源, 减少对不可再生资源的依赖, 获得适宜的居住环境。
3 加强建筑设计方案的管理
3.1 完善建筑设计方案的管理机制
为了有效推进建筑设计方案管理的法制化,关键措施是把建筑设计方案管理的过程纳入严格,规范的制度化。健全完善三个机制来保证制度化:1)改革运行机制,使规划管理的程序纳入法制管理的道路,提高管理效率;2)完善约束机制,建立完善的项目承办责任机制和违法追究的制度;3)加强监督管理机制,建立健全公开、透明的办事制度,增强规划管理的透明力度,并使法律监督、舆论监督以及群众监督相互结合起来,以防止执法者徇私枉法。
建筑设计方案管理中涉及到相当繁多的具体技术标准以及相关规范,其中很多规范是通过专业部门,专业人员严格的科学测算、缜密论证、实地勘探以及反复修正不断健全完善而形成的,一旦颁布就具有相同的法律效力。城市建设的总体规划一定切实的履行相关的技术规范标准,不能有一点的纰漏。如果在规划与管理城市建设项目的设计方案的时候,出现有不符技术规范标准的,坚决不予批准。
全国解放以来,我国工业建筑经过了半个多世纪的发展,取得了辉煌的成就。特别是在改革开放以后,工业建筑无论是在量还是在质方面都有了较大的提高,出现了新的面貌。主要表现在以下几个方面[2]。
1.1.1新兴的工业园区迅速发展
高新技术在向生产力转变的过程中出现了更多的工业建筑类型,新概念、新思想、新形式不断涌现,诸如高新技术产业区、科技园、软件园、创业园等。这些新兴的工业园区都纳入了城市总体规划,除了生产建筑之外,还有完善的办公、娱乐、科研等多种功能的辅助配套建筑,并精心设计了优美的厂区环境,把生产、工作与生活设施综合起来,有效地提高了生产效率和生活质量,体现了企业精神和城市现代风貌。
1.1.2工业建筑的厂房设计向大跨度和“弹性”大空间发展
为了满足企业改建、扩建的生产需要,工业建筑的厂房设计向大跨度和“弹性”大空间发展,厂房内部空间环境引入人性化的设计,保护了工人的身心健康,提高了生产效率。
1.1.3工业建筑结构类型趋向多样化
大开间、大跨度的柱网形式,型钢与混凝土组合结构、预应力结构、空间网架结构、轻型钢结构、桁架结构、悬索结构、空间膜结构等结构体系以及压型钢板墙体和屋面体系等广泛应用于工业建筑。
1.1.4旧工业建筑的改造和再利用得到重视
建筑并不是一次性的易耗品,目前,尚有一些因工艺落后而废弃的工业建筑其建造质量仍能满足其他用途。因此,以可持续发展的态度来对待因时代变迁而出现的众多旧工业建筑,重视对其进行改造和再利用,已成为我国现代工业建筑设计中的一个重要课题。近年来,我国老工业基地的一些工厂企业通过调整生产结构、挖潜改造,重新焕发青春,如长春一汽大众新厂。旧城中的老厂有的易地重建,有的旧貌换新颜,如前文所提到的1933老场坊的改造,将已废弃的工业遗产盘活,现已改造成为一个环境优美的时尚之都。
1.2信息时代下工业建筑的发展趋势
随着数字信息化时代的来临,现代工业生产的模式也在发生变革,已从早期以加工业为主,转型为以电子信息工业、化学、生物、金属机械工业为主的高科技产业:即从劳动密集型转型为技术密集型。在全球范围内可持续性发展观念和各种文化思潮的兴起,都极大地促进了工业建筑创作的进一步繁荣。在当今信息时代下工业建筑有以下几个发展趋势[3]:生态、节能、省地、可持续发展的趋势;人类工程学的应用以及空间环境人性化设计的趋势;高科技化及多元化的趋势;文化性趋势。
2.3我国工业建筑与国外的差距
与过去相比,我国工业建筑的发展取得了辉煌的成就。但是,与发达国家相比,我国的工业建筑在观念方面、体制方面、技术方面和教育方面都还存在着较大的差距[4]。这里固然有各专业工业设计院在“以工艺为主”的思想指导下,建筑师们普遍认为工业建筑仅仅在工艺流程之外依附结构“涂脂抹粉、穿衣戴帽”,对工业建筑创作缺乏热情等原因,但长期以来我国建筑教育界对工业建筑教育的忽视却更值得我们深思。
2我国高等院校中的工业建筑教育
工业建筑设计水平就是建筑师技术水平的体现,而建筑师的技术水平与学校教育、在职培训等有着密切的关系。通过调查发现,我国高等院校的建筑教育中普遍存在着严重忽视工业建筑教育的问题。因此,如何尽快全面提高我国工业建筑的整体水平,缩短与发达国家的差距,解决我国高等院校的工业建筑教育中所存在的问题已迫在眉睫。
2.1我国高校建筑院系工业建筑教育的现状
2.1.1课程开设方面
国内大多数高校建筑院系不重视或完全忽视了工业建筑的教育。据统计,在我国设置了建筑院系的高校已超过60所,但在这些院校的建筑学教育中,基本上取消了工业建筑设计原理的讲授和相关的课程设计。根据调查,只有重庆大学、北京建筑工程学院、中南大学等不到十所高校的建筑院系开设了工业建筑设计原理这门课程。长期以来,高校建筑教育对工业建筑的忽视造成了优秀工业建筑设计人才的缺乏,严重影响了我国现代工业建筑设计水平的提高,导致我国工业建筑创作思想领域一直处于比较低沉的局面。
2.1.2教学师资力量方面
各高校建筑院系具备工业建筑实践经验的师资力量严重不足,高校建筑学专业的教师大部分只是具有民用住宅、公共建筑等方面的工程实践经验,现有的师资力量无法满足工业建筑教学的需求。
2.1.3教辅教材方面
与工业建筑相关的教材严重匮乏,现有的教材内容旧,技术落后,所讲述的创作思想远远滞后于当代建筑理论的发展,已不能满足当前信息时代下工业建筑课程的教学需要。目前,市面上介绍国内外优秀的工业建筑作品,以及新技术、新材料、新的建筑理念在工业建筑中的应用等相关的参考书籍寥寥无几。
2.2加强工业建筑类型特色教育,培养宽口径设计人才的建议与对策
2.2.1加强培养学生的基础素质
建筑教育的教学计划及大纲应加强培养学生的基础素质,拓宽专业,增加社会适应性,构建以学科为基础,学科交叉、文理渗透为途径的人才培养体系;加强学生的自然科学基础、人文社会科学基础、专业理论基础和基本技能训练,将学生培养成为专业基础扎实,实践动手能力强的建筑设计人才。
2.2.2重视工业建筑教育,加强学生对工业建筑的全面认识
通过建筑历史、设计原理、材料构造、工程实践等环节,让学生了解工业建筑的历史、现状和发展方向。引导学生对工业建筑设计产生兴趣,培养学生运用科技新知识解决工业建筑的整体性、综合性、灵活性等问题,加强新结构、新材料、新技术、新工艺的综合性知识的学习,处理好工业建筑大尺度、大比例、大空间的相互关系,进而训练其发展思维,鼓励其独创性,以弥补传统建筑教育中的不足。
2.2.3引导学生树立可持续发展的建筑设计思想
工业建筑能耗在社会总能耗中占有较大的比例。无论旧工业的改造还是新工业的开发,工业建筑始终与城市规划、环保、节能、地理环境、经济、文化、人居都有着密切的关系。在现代工业建筑设计中,必须把可持续发展作为一个重大战略来实施,使经济建设与人口资源、环境相协调,实现良性循环。可通过在建筑设计教学活动中加强对学生可持续建筑理论教育,鼓励学生关注环境,探索高舒适、低能耗建筑设计,探索新能源、可再生资源的利用与建筑一体化设计,培养学生关注环境、生态、艺术、技术的可持续发展的建筑设计理念。
2.2.4重视工业建筑生产和生活区域的环境设计
在教学中贯彻“以人为本”的建筑设计思想,重视工业建筑生产和生活区域的环境设计。随着现代化工业生产的生产工艺、管理高度科学化及人们经济文化生活的不断提高,人们对生产条件、劳动环境的要求也越来越高。因此在工业建筑设计中,也应更多地强调以人为本的设计理念,注重人的生理和心理感受,在设计上表现为注重营造室内外环境。
2.2.5改革教学方法
在教学模式上,可以采取跨学科的教学与实践相结合的方法,采取“请进来带出去”的教学方法。例如,在学校开设工业建筑设计课程时,聘请设计院具有实践经验的建筑师、结构工程师、暖通设备工程师来学校给学生讲授各学科与工业建筑相关的知识,并结合设计院现有的工业建筑项目给学生布置课程设计题目,让学生“真题真做”;学校与设计部门联合建立实习基地,毕业设计时将学生分派到设计院去,在实践中学习和运用工业建筑设计的相关原理,加深对工业建筑相关规范的理解和执行,同时着重培养学生在设计中的跨学科交流和协作能力。
2.2.6建筑教育是终身的教育
要着重培养学生的自学能力、研究能力、表达能力、组织管理能力以及团队协作能力,能随时吸取新的创作思想,运用新的科技成果,发展、整合专业思想,在今后的工作实践中才能不断突破自我,不断取得创新和发展。
3结语
近几年来,我国科学技术的迅速发展和经济的持续高速增长,为工业建筑的发展提供了千载难逢的机遇;在当今瞬息万变的信息社会,科技的进步使得新工艺、新材料、新设备、新技术不断推陈出新,工业建筑的发展同样面临着新的挑战。回顾我国工业建筑发展的历史,我们已取得了卓越的成就;但不可否认我国工业建筑的发展还存在各种各样的问题,与欧美发达国家相比在设计理论、技术、教育等方面存在着较大的差距。
吴良镛先生在《北京》中提倡“全方位教育”,并指出“未来建筑事业的开拓、创造以及建筑学术的发展寄希望于建筑教育的发展与新一代建筑师的成长”[5]。为了更快更好地提高我国工业建筑创作的整体水平,应对信息时代所带来的新的挑战,在此,我们建议高校建筑院系重视和加强工业建筑教育,呼吁更多的建筑大师、建筑教育界的有识之士、工程界有经验的工程师,都来参与我国高校建筑院系的工业建筑教育事业,共同开创我国工业建筑设计蓬勃发展的新局面。
摘要:阐述了我国工业建筑的现状以及信息时代下工业建筑的发展趋势,指出了我国工业建筑设计水平与欧美发达国家之间的差距,结合我国高校开展工业建筑教育的现状,分析了产生差距的原因,呼吁重视工业建筑的教育,并对我国高校工业建筑教育的教学改革提出了建设性意见。
关键词:信息时代;工业建筑;建筑教育;教学改革
参考文献:
[1]赵崇新.变身、平台、再生-图说1933老场坊改造过程[J].工业建筑,2008,38(10):4-7.
[2]费麟.中国工业建筑面临新世纪挑战[J].新建筑,2004,(03):4-10.
引言
工业建筑在设计上要与工业化的发展趋势相适应,还要满足生产专业化要求。随着工业生产向规模化方向发展,工业建筑设计要适应自动化技术要求不断完善。特别是目前工业生产技术快速发展,产品不断更新换代,使得工业建筑的防爆防火设计越来越被重视。工业建筑的防爆防火设计是按照《建筑设计防火规范》中的有关规范进行的,以保证工业建筑投入使用后能够安全稳定地运行,不仅可以保障建筑使用者的生命健康,还可以保障财产不会受到损失。
1工业建筑的防爆设计规定
1.1工业建筑的防爆设计中对建筑结构的规定
关于工业建筑的防爆设计规定,我国出台了《建筑设计防火规范》,其中针对工业建筑的防爆设计提出了具体的指导思想。要求建筑的承重结构最好是选择钢筋结构,以提高工业建筑结构的防爆水平。如果建筑为防爆设计,还要选择合适的结构形式,明确建筑结构的框架,采用钢筋混凝土框架结构,或者钢框架结构,一旦建筑发生爆炸,建筑承重结构和重要部位的分隔墙体具有足够的抗爆性能,不会导致建筑结构快速坍塌。此外,建筑的承重结构是提高建筑防爆指数的关键,所涉及到的防爆构件包括建筑的梁、柱、楼板等。
1.2工业建筑的防爆设计中对泄压的规定
按照《建筑设计防火规范》中关于防爆有关规定,要求有爆炸危险的厂房或厂房内有爆炸危险的部位应设置泄压设施。这就意味着在工业建筑的防爆设计,首先要考虑泄压。工业建筑设计中,泄压设施宜采用轻质墙体、轻质屋面板、容易泄压的门窗等,同时配合设计建筑防爆结构比如防爆墙,防爆门斗等,对提高工业建筑的防爆指数非常有效[1]。在爆炸初期,通过泄压设施的设置,可大大减轻爆炸时巨大压力产生的破坏强度,避免因主体结构遭受破坏而造成人员伤亡和经济损失。从原理的角度而言,同一爆炸介质在不同的环境中所产生的为爆炸威力是有所不同的,破坏强度也存在着不同。在对工业建筑的建筑结构进行设计的时候,要根据建筑内原料、成品的物理化学性质对泄压比进行核定,通过计算得出必要的泄压面积,从而在建筑设计中布置足够的泄压面积。通过爆炸后的快速泄压,建筑内压力值降低,爆炸的危害性也必然会降低。
2工业建筑中防爆设计应用
目前的工业建筑防爆设计中,防爆设计会因工艺布置、生产流程的复杂性受到诸多限制,降低了工业建筑的安全指数。这就需要对工业建筑做好防爆设计工作。
2.1工业建筑的防爆设计是保证其安全稳定运行的关键
工业建筑的使用价值在于为各种生产活动提供环境,确保生产安全稳定地进行。工业厂房运行中,因原料、产品及生产过程存在风险性,注重防爆设计工作能较大程度避免爆炸造成的损失。关于工业建筑的防爆设计,不仅对设计技术要求很高,而且设计难度是非常大的。如果在设计中有疏忽,后果非常严重。为了提高工业建筑防爆设计的时效性,在防爆设计中充分考虑到不同的建筑环境下介质之间所存在的差异,按照国家的有关规定做好防爆设计工作,将爆炸隐患消除,确保工业建筑生产安全稳定地运行。
2.2工业建筑防爆设计的实践内容
(1)工业建筑构造的防爆设计工业建筑厂区内危险品种类多,数量大,危险程度不一,生产过程复杂,稍有不慎就会导致爆炸事故。对这些易于发生爆炸、危险性大的建筑,要集中布置,并要界定在规定的范围内。在区域范围内的所有建筑物都要按照相关规范设计防火间距,采取必要的通风措施,以降低爆炸事故的发生几率。(2)选择防爆炸材料工业建筑原料储存、生产过程中会存在一些易燃易爆物质,这些物质对温度敏感,为了避免爆炸事故发生,在采取通风措施的同时,还要选择合适的防爆炸材料,特别是工业建筑的隔热降温要高度重视[2]。材料的使用上,可以选择架空板、双层轻质屋面、吊顶等等进行隔热,以避免爆炸因素存在。(3)建筑结构形式的选择工业结构包括框架结构和砖墙结构。根据实践证明,框架结构的抗爆能力是非常强的,所以,在建筑结构设计上,对工业建筑结构多会采用钢筋混凝土框架结构、钢框架结构、排架结构,维护墙采用不易燃烧的轻质墙,可避免建筑倒塌产生严重后果。与框架结构相比较,砖墙砌体结构抗爆能力较弱,工业建筑要避免使用。
2.3工业建筑的防爆措施
工业建筑根据生产过程中原材料、产品不同,防爆措施也不尽相同。例如较空气轻的可燃气体容易积聚在厂房顶棚,因此要求顶棚要平整无死角且厂房上部通风良好;较空气重的可燃气体、蒸汽、粉尘等,要求采用不发火地面或绝缘材料,防止产生火花等。对建筑门窗采用泄压材料;建筑结构中可以设计防爆墙,还可以采用防爆门、防爆窗技术,爆炸危险区域内的楼梯间及与其他无爆炸危险区域连通的地方,《建筑设计防火规范》还规定设置防护门斗以保障人员的安全。储存液体的仓库要采取防止液体泄露四处流散的设施并应设置废液收集设施,以降低爆炸隐患,有效地提高了工业建筑防爆质量。工业建筑设计中采取必要的防爆措施,可以提高建筑物的抗爆能力,建筑设施的安全度也会提高,由此降低爆炸产生的财产损失。
3工业建筑中防火设计应用
3.1对工业建筑的火灾危险性充分认识
工业建筑结构要做好防爆设计同时,也要做好防火设计工作。工业建筑中,特别是火灾危险性较高的企业,包括电力、石油、化工等企业的工业建筑,采取防火设计,能够有效地降低生产装置、生产设备以及特殊产品的火灾危险性。如果防火设计不到位,就会导致火灾蔓延,造成财产损失,甚至人员伤亡事故。
3.2工业建筑防火设计要点
在对工业建筑进行防火设计的时候,要将设计系统综合构建起来,对提高工业建筑的防火设计质量至关重要。在工业建筑的防火设计工作中,所涵盖的设计内容包括建筑防火、电气防火、采暖通风防火和防排烟设计、消防灭火系统、火灾自动报警系统设计等。其中,建筑防火是建筑专业主要的设计内容,工业建筑设计人员在展开设计工作之前,就要对建筑防火全面了解,指定全面的防火措施设计。在工业建筑防火设计的具体操作中,要注重设计原理的选择,包括工业建筑的平面布局,消防通道、防火间距的设计,管道敷设设计等等。工业建筑设计人员要对工程所在地的地理环境和气候环境,检测当地的风向,使工业建筑的布局合理。首先,工业建筑的地址选择上,要对当地的工业企业以及居民安全充分考虑。如果企业所生产的产品具有较高的易燃易爆性,就需要在设计存放产品的仓库的时候,要使仓库远离厂前区办公区域及与居民楼,以降低由于危险物爆炸而导致的严重危害。其次,在对工业建筑进行设计的时候,要合理考虑建筑物耐火等级。在对工业建筑的耐火等级进行设计的时候,要选择具有较高耐火性能的材料,充分考虑到建筑构件的燃烧性能,设置防火墙,做好防火分区工作。再次,建筑消防设施要齐备,包括水电设备、防火设备等,都要合理设计,以提高防火效应。最后,在设计工业建筑的时候,安全疏散设计是确保建筑内人员安全的关键。包括疏散口的数量、疏散通道、疏散宽度、疏散距离等都要按照有关规定详细设计。还要做好消防救援设置的布置,以便在发生火灾是能保证消防部门快速处理火灾,减少人员伤亡和财产损失。
3.3工业建筑防火设计要提高自我审查力度
工业建筑的设计质量要符合消防要求,就要强化自我审查工作,所有的审查工作都要按照自我审查制度展开,设计单位要将安全理念建立起来,重点抓好消防工作,并对消防规范予以强调,以保证工业建筑的防火设计质量。
4结束语
综上所述,随着社会经济日益发展,物质生活水平的提高,人们对建筑安全的要求越来越高,特别是工业建筑,如果设计不当,会造成比较严重的火灾爆炸及危险品泄漏,直接威胁到人们的生命财产安全和环境安全。做好工业建筑的防爆防火设计,不仅能确保工业企业生产运行的安全可靠性,而且保障了人们的生命安全,为社会的发展也起到了重要的推动作用。
参考文献
在工业发展运行的过程中,根据介质、材料等的不同,我们可以把工业建筑的腐蚀划分为四个等级:无腐蚀、弱腐蚀、中等腐蚀和强腐蚀。在工业建筑设计时,构筑物或者是工业建筑在腐蚀介质的作用下不断遭到侵蚀,建筑的寿命会不断下降。特别是对一些化工工业和钢铁工业的产房,建筑防腐的成效直接关系到产房的寿命和生产过程的安全问题。工业建筑出现腐蚀,一方面影响了建筑的整体寿命,另一方面也造成了工业生产的经济损失。所以说,在工业建筑设计的过程中,应该要从建筑本身设计出发,优化建筑设计方案,克服工业建筑的腐蚀问题。
1.2 工业建筑防腐的设计方案
首先,正确处理腐蚀介质。第一,充分了解腐蚀介质的特性。在工业建筑设计中,要仔细掌握腐蚀介质的不同特征,然后根据腐蚀介质的特性进行相应的防范。一般情况下,在工业建筑施工过程中,腐蚀介质包括盐、碱、酸、有机溶剂四种;第二,要注意水对建筑的腐蚀性。有腐蚀介质存在的厂房屋面和楼面应设计上相应的组织排水,从而减少水在结构表面的停留时间,避免采用无组织的自由排水。同时,如果建设厂房有腐蚀介质存在,那么应该在预留孔洞周围安装上一个挡水层,从而能够更好的避免水沿孔洞淌落;第三,充分考虑介质的破坏作用。在设计中,要充分考虑介质的破坏作用,做到防腐设计的合理可靠;
其次,合理选择建筑防腐材料。在工业建筑建设过程中,合理选择防腐材料是非常重要的。材料的选取一定要遵照腐蚀介质的特征、危害程度以及工程的重要程度来选择。一般情况下,防腐材料包括两类:一个是胶结材料,例如水玻璃、硫磺水泥;一类是面层材料,如瓷砖、玻璃板。不同材料的腐蚀性是不同的,因此要正确选用;
再次,对工业建筑进行适时保养。对于建筑工程的防腐工作而言,保养是非常重要的。所以说,在工业生产过程中,工厂的相关部门应该养成建筑保养意识,认识到建筑保养的重要性,注重建筑的保养,保持每一项防腐工程完好无缺。在日常生产中,如果发现建筑的小损小坏,保养检修人员应该及时进行修理,防止问题的出现。如遇混凝土基层受到侵蚀,首先要用工具把残留地方去除,然后用稀碱水进行冲刷,再用清水冲洗,最后再进行修复,保证腐蚀面积的扩大。
2 工业建筑的防水设计
2.1 工业建筑的渗漏问题
对工业建筑而言,建筑物渗漏是长期以来困扰设计、施工、用户的严峻问题,它一方面缩短了工业建筑的使用寿命,影响了建筑物的使用,同时也给工业企业造成了一定的经济负担和压力。尤其是在工业企业,工业建筑物通常承受的振动、粉尘、酸碱等有害因素比较多,防水结构层经常受到损坏,造成水的严重渗漏。在工业生产中,由于忽视水的作用引起的腐蚀现象进而引起结构破坏的事故也时有发生。在工业厂房设计中往往重视和腐蚀介质直接接触的平面防护,而忽视楼板洞口及屋面的边梁侧面和底面的防护,造成了工业建筑的腐蚀。
2.2 工业建筑防水设计方案
2.2.1 优化工业建筑施工
首先,优化工业建筑的结构设计。在工业建筑的施工过程中,屋面板的设置应该充分考虑建筑防水问题。因此,在施工过程中要做到以下几点:第一,模板的硬度应该符合标准,支撑要打牢;第二,在工业建筑施工过程中,施工人员要控制好混凝土保护层的厚度,防止坍塌;第三,在施工中,要采用质量上等的施工材料,保证工业建筑的总体质量。其次,注意排水坡度,在工业建筑中,要想做到建筑防水,就必须合理布置足够的水落管,做出准确的分水线。建筑施工者应该按照相关设计进行建筑层顶的坡度施工,进而能够更好地控制好找坡的厚度。同时,要做好混凝土陡坡屋顶防水,防止水的渗漏。再次,设置防水保护层。在防水设计环节,要在涂膜防水层和卷防水层上设置相应保护层。在当前建筑设计中,常用的保护层有:水泥砂浆、料块、混凝土等,建筑施工人员要根据他们的不同特点进行选取。一般情况下,上屋面应该选用耐穿刺能力的细石混凝土和块料当做防水保护层,这样就能更好地起到防水效果。
2.2.2 保证防水材料的质量
在工业建筑防水的过程中,保证防水材料质量十分重要。首先,在采购材料之前,一定要选用质量过关的防水材料,为建筑防水工程奠定重要的基础;其次,要紧跟时代潮流,选用新型的防水材料。但是,在选用材料的过程中,建筑采购人员应该遵循高标准的原则。如果所选取的材料具有行业标准的,采购人员一定要按照国家行业规范进行;反之,如果建筑材料缺少行业标准,应该执行地方或厂级的相应标准和规范;再次,要注重材料的售后服务情况。在选用新型防水材料还要注意相应的技术配套与售后服务,应优先选用具有配套辅料、施工工具、施工操作规程及质量标准的产品,杜绝使用假冒伪劣产品,保证防水材料的质量,为工业建筑防水打下坚实的基础。
2.2.3 注意建筑防水工程的维护和管理
在工业建筑施工过程中,建筑防水工程和结构工程往往是相互联系的,因此要加强防水工程的维护和管理。防水工程施工完成后,工作人员一定要适时对防水结构工程进行保护,防止因为下道工序的不完善而造成防水工程的破坏。另一方面,在设备的使用过程中,要经常对设备进行保养、检查,从而能够延长设备的使用寿命。同时,要积极完善防水工程的保修期制度,防水工程竣工后,如果五年之内出现渗漏,施工单位必须负责返修,费用由责任方负责。
参考文献
[1]工业建筑防腐蚀设计规范.国家标准管理组等编.建筑防腐蚀材料设计与施工手册[M].化学工业出版社,1996.
工业建筑是专门提供工业生产的建筑物和构筑物,最早出现于18世纪后期的英国,后来美国以及欧洲一些国家也兴建了各种工业建筑,苏联在20世纪20~30年代开始进行大规模工业建设,中国在50年代开始大量建造各种类型的工业建筑。近年随着工业生产技术和建筑科学的发展,工业建筑的理念和内涵发生了质的飞跃,现代工业建筑也呈现出新的特点。
1现代工业建筑的特点
1.1工业建筑思想观念的转变
随着时代的发展和思想观念的不断转变,工业建筑功能的要求发生了较大变化。传统意义上的工业建筑只是单纯地满足生产工艺要求或者能够改善劳动条件,而现代工业建筑不仅要求与周边环境的融洽协调,而且要充分利用自然能源和新型建筑材料,即对工业建筑的采光、通风、建筑造型等提出了更高要求。
1.2工业建筑的节能及经济
据可靠调查,工业建筑在我国建筑工程中占绝大多数比例。当今社会提倡走可持续发展道路,对工业建筑而言应更加注重节约成本、减少投资,杜绝一切不必要的能源、资源的浪费。工业建筑设计有着一个最为基本的要求,即遵循“适用,经济,安全,美观”,在此基础上力求在建筑设计实现利益最大化,也就是以最小的投资去获得最大的经济效益。
1.3工业建筑的内部空间设计
对于内部空间环境首先须满足生产功能使用要求,在务需增加资金投入的前提下,统一考虑功能、技术、环保、安全等因素,尽量做到环境优美, 明确区分功能,内部空间色彩明快。合理的内部空间设计既有利于生产和安全,还便于科学管理,同时有助于美化室内空间,对提高企业的自身形象有很大的作用。
1.4工业建筑的造型设计
工业建筑造型设计作为艺术形象,表达工业企业抽象的思想内容。建筑造型的处理,如视觉与视差、统一与变化、均衡与稳定等均根据专业构图规律而来。形式美的规律是随着社会的发展和时代的变迁而日益变化的,因此建筑的造型设计需在创作中紧跟时代脉搏,及时加入新技术,新材料,对建筑造型不断突破创新,以展现出现代化的企业形象。
以上现代工业建筑的新特点使得工业建筑的规划与设计进入了一个新的阶段,对工业建筑总体规划和设计提出了新的要求。
2现代工业建筑总体规划与设计的要求
现代工业建筑总体规划和设计应在满足生产工艺需要的基础上,综合考虑总图布局、建筑风格、环境保护、建筑节能、安全经济、可持续发展等因素,选择合理的总图布置方案、建筑方案及结构形式, 协调建筑、结构,水、热、电、气、通风等各专业,认真贯彻“坚固适用,经济合理,技术先进”的设计原则,力求工业建筑的最大使用效率和灵活性。现代工业建筑总体规划与设计应满足以下基本要求。
2.1满足厂区总体规划的要求
根据全厂总体规划,从生产工艺、建筑造型、物流运输、环境绿化、生产生活配套等方面,统一规划厂区地上、地下的建筑物,保证各建筑物或构筑物塑造完整的建筑群体,达到厂区规划中的要求。
2.2满足生产工艺的要求
生产工艺是工业建筑设计的主要依据,生产工艺对建筑提出的要求是该建筑使用功能上的要求。因此,建筑设计在建筑面积、平面形状、柱距跨度、剖面形式、厂房高度以及结构方案和构造措施等方面必须满足生产工艺的要求,同时建筑设计还要满足厂房所需的机器设备的安装、操作、运转、检修等方面的要求。
2.3 满足建筑的技术要求
工业厂房的坚固性及耐久性应符合建筑的使用年限,由于厂房静荷载和动荷载比较大,建筑设计应合理选择厂房建筑参数(柱距、跨度、柱顶标高等),为结构设计的经济合理创造条件,使结构设计更利于满足坚固和耐久的要求,并且使厂房具有较大的通用性和改建扩建的可行性,同时应采用标准的通用的结构构件,使设计标准化,生产工厂化,施工机械化,从而提高厂房工业化水平。
2.4满足建筑的经济要求
在满足生产要求的前提下,充分利用建筑空间,合理减少结构面积, 提高使用面积,在满足使用要求和施工进度的前提下,应尽量降低材料的消耗,从而降低建筑造价。同时设计方案应便于采用先进的配套结构体系及工业化施工方法。
2.5满足卫生及安全要求
工业建筑设计必须严格按照国家现行有关职业安全卫生及劳动保护的设计规范、标准及相关法律法规,充分考虑建筑物采光、通风、防日晒、隔音降噪及消防,保证厂房内部工作面满足职业安全及卫生要求,为生产人员提供舒适的生产工作环境。
3现代工业建筑的总体规划与设计
3.1 现代工业建筑的总体规划
现代工业的厂区规划不仅能描绘反映现实,又能给未来发展预留空间,是工厂建设所依据的蓝图。合理的规划不仅对初期建设投资及续建资金的准备与投入具有明显节约作用, 也对树立企业形象, 提高企业产品可信度大有益处。
1) 总平面及竖向布置
总平面布置在满足生产工艺流程和最佳物流路线的前提下,结合场地特点力争做到布置紧凑、合理、功能分区明确、生产管理方便,并符合城市规划、环境保护、安全卫生、消防、节能等方面的规范和要求。生产车间在符合防火、卫生的条件下,尽量组合为联合厂房以节约土地,并应考虑工厂有发展的余地。建筑大小体量搭配适宜,形成了一个高效的、高雅的、科技与人并重的现代工业建筑组群。竖向设计在满足生产需要的前提下,力争土石方填挖平衡,降低工程造价,并与周边环境相协调。
2) 道路交通
道路是厂区交通的基本载体,路网规划应适应厂区发展的需要,路网布局的优劣是决定路网功能的关键因素之一。 厂区道路网布局时应有全局观念 ,路网结构要力求均衡,发挥整体效益。道路规划依据不同生产路线应能达到生产流程通畅,原材料、半成品和成品的搬运路线短捷和方便,避免频繁的货流和人流交叉,以提高生产效率和降低运输成本。目前厂区路网规划中,存在主干道比例相对过大 ,支路比例不足干道交通难以迅速分流 ,而造成交通梗塞的现象。
3.2 现代工业建筑的设计
为保证工业建筑的使用功能,工业建筑在设计建造的同时,必须充分考虑主要生产设备布置及生产所需水、电、气、风、动力的配套设计,由此增加了工业建筑设计的复杂性及难度。目前工业建筑设计主要从建筑结构、采光通风、节能环保、安全防火、节约成本等方面考虑,对工业厂房展开优化设计。
1) 建筑结构
工业厂房内普遍生产设备多而且尺寸较大,并有多种起重运输设备,因而厂房内部大多具有较大的开敞空间。较大的开敞空间对厂房的结构形式提出了一定要求,大多数单层厂房采用多跨的平面结合形式,由于屋顶重量大,且多数吊车的荷载作用在骨架上,包括吊车制动的水平荷载和起吊荷载,因此要求厂房骨架的承载力较大。
2)采光通风
工业厂房长宽高尺寸较大,由此使得厂房的采光及通风效果较差。为提高厂房的内环境质量、改善操作人员的劳动条件和提高劳动生产率,降低生产的能源消耗,工业建筑设计时必须考虑厂房的采光和通风。通常情况下,工业厂房采用自然采光和自然通风,自然采光可通过设置组合式侧窗、天窗、屋顶采光带实现,自然通风可通过设置屋脊通风器和侧墙百叶窗实现,在自然通风不能满足通风要求时,可辅以机械排风。
3)节能环保
工业建筑的能耗在整个工厂全部能耗中所占比例越来越大,工业建筑的节能非常重要。工业建筑节能必须首先在建筑规划设计中做好建筑的布局、日照遮阳、自然通风等工作,充分利用自然条件。同时在建筑设计中尽量采用节能、环保的新型建筑材料,扩大使用加气混凝土砌块和条块、多功能轻质墙板、中空玻璃、热反射玻璃和新型墙体及屋面材料。
4)防火安全
建筑防火设计是工业建筑设计中的重点内容之一,也是建筑师和项目审核人员从方案到施工图设计整个工程中都必须严格控制的内容。工业建筑的防火设计主要遵循《建筑设计防火规范》的要求,正确定义建筑物生产的火灾危险性类别,按要求确定建筑的耐火等级,合理划分建筑物的防火分区,对每个防火分区的面积进行严格的控制,控制每个分区的疏散口数量及疏散距离大小,从全局出发,统筹兼顾,正确处理重点和一般的关系,积极采用行之有效的先进防火技术,做到保障安全、方便使用、经济合理。
5)节约成本
在工业建筑设计阶段,合理的选择材料及结构类型可大大降低投资成本。工业建筑的造型结构对成本的影响主要包括:建筑的层高、面积、平面布置、外观和内部结构体系。建筑的层高增加不仅使内外墙的面积增大,同时基础设施随上部载荷的增加发生变化,使得工程总造价增加,建筑的平面设计和结构形式对成本的影响也至关重要,一般形状越复杂造价也就越高,因而在满足工业建筑使用功能的基础上注重建筑设计的简洁化、实现成本的降低。
4现代工业建筑总体规划与设计的发展趋势
4.1工业建筑设计的高科技化趋势
工业建筑的发展本质上要靠先进的科学技术,随着信息时代的到来及高新技术的推广与应用,工业建筑领域广泛采用新材料、新结构及新技术。新材料的应用可以更好地满足工业建筑环保、节能、经济等方面的要求,新结构的应用在满足现代生产工艺的同时,达到结构美和建筑与空间形象美的统一。同时,利用高科技信息技术,可合理设计物流、人流及信息流。高新技术使工业建筑成为城市建筑文化的重要组成部分,高科技化将成为工业建筑设计的必然趋势。
4.2 工业建筑设计的人性化趋势
人性化设计的本质是将人类工程学引入现代工业建筑中去。一个工厂的“质量、品种、效益” 依靠工艺、设备、材料的先进程度,但最主要的还是取决于掌握工艺、设备、材料的人。人是生产活动中最积极的因素,是最富于创造性的劳动力。人性化设计必将要求建筑师将建筑设计的中心从以往的生产设备转移到以人为本的理念上来,重视并努力体现对人的关怀。在工业建筑空间设计上,创造让人产生归属感和亲切感的良好工作环境,最终达到提高员工工作效率的目的。
4.3工业建筑设计的文化趋势
工业建筑在满足不同的使用要求的同时, 需要努力创造宜人、优美、时尚、有文化内涵的建筑空间及环境。在工业建筑设计中,建筑师应充分发挥地区性的文化特点,将工业建筑的特点、功能与地域、民族、文化相结合, 充分发掘并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的工业建筑的新形象、新趋势。
4.4节约能源和保护环境,注重可持续发展
建筑业是耗能大户,全球能量的50% 消耗在建筑的建造和使用上。按照科学发展观的要求,工业建筑的可持续发展已成为工业厂区规划和工业建筑设计的主旋律。作为可持续发展的工业厂房,应有以下几个方面的内容:一、绿色设计,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;二、 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;三、洁净设计,洁净设计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、采暖空调等资源、能源的节约、循环使用,其中最重要的是循环、再生使用。因此,有效地利用资源和能源,满足技术的有效性和生态的可持续发展,建造 “负责任的”、具有生态环境意识的工业建筑将成为必然。
结束语:工业建筑与人民的生产与生活、 城市的建设与发展、国家的兴旺与强大有着密不可分的联系。随着工业技术的不断发展以及工业用地的迅速扩张,为使工业建筑能够适应现代社会发展的需要,应不断探索、创新、更新工业建筑设计思想与理念,以设计出更加合理的工业建筑。
参考文献:
[1] 王克飞. 工业建筑设计新思维探讨[J]. 硫磷设计与粉体工程, 2004,(03)
伴随工业化以及城市化发展,城市中的高楼和工厂鳞次节比,对环境的破坏和污染愈加严重,基于此,就要求建筑要节能环保,减少碳排放和环境污染。在工业建筑的规划设计中要依托先进的理念和技术,加快促进工业建筑节能减排。
1工业建筑节能
1.1建筑外环境节能设计
保护环境刻不容缓。对于规模大、耗能多的工业建筑进行节能减排的治理至关重要。我国能源一直处于短缺的局面之中,因此我们要采取一切可行的技术措施来节约资源,降低损耗。要从工业建筑的设计着手保证节能降耗,首先要先择好工业建筑周围的环境、地质条件以及地理地貌,将大自然的自然规律与人的设计有机融合。工业建筑是人类科技发展的产物,而如今与大自然显得格格不入,是因为它给环境造成了伤害。所以,在进行工业建筑的设计时就要更加注重节约资源和减少资源浪费。除了选址利于节能设计之外,建筑物的外墙设计也很关键。在传统设计中,外墙的设计并没有关注到节能,以致于很多热能被白白释放掉,没有很好的加以利用。比如某些工业设备需要大量热能的支持,外墙如果保暖性差,热量散发加快,势必要进行长时间的加热才能满足要求,进而增加碳排放和能源的消耗。因此,建筑的外墙要注意增强气密性,做好隔热措施,这样就可以更好的储存住热量,有效减少了资源的消耗。我们要结合外墙的设计规范与隔热、保温的功能,利用新产品和新技术,不断提高建筑外墙的节能技术水平。
1.2门窗
建筑物的门窗设计也与外墙的要求相差无几,因为门窗是建筑与外界相连接的地方,如果密闭性不强,甚至留有缝隙,就起不到对整个建筑的保温作用。在设计门窗时,要注意与墙面的紧密性,不要留有缝隙,窗户最好使用一个窗口一面玻璃,减少玻璃与窗框的连接区域。在北方地区,有的地方采用双层玻璃窗,就是要起到隔热保温的作用,将热量更加持久的留在建筑物内部,减少排放又节约了能源。
1.3屋面
在建筑隔热系统中,屋面是一个非常重要的部分。在保温材料的选择过程中,不能选用那些密度过大的材料,防止出现屋面重量过大,而导致荷载加大的情况。此外,也不能够使用那些吸水性的保温材料,因为保温材料在吸水之后,会使得保温效果有所降低,进而促使整个建筑的隔热性也有所下降。隔热屋面可以采用架空型屋面或者种植屋面等,这些屋面都能够促进屋面隔热性能的提升。
2提升节能环保设计的主要措施
2.1提升设计人员的节能意识
对于工业建筑的设计者而言,对于建筑行业的相关建造标准和程序已经驾轻就熟,但是节能环保的设计规范和概念并不深入人心,很多设计者并没有考虑到建筑物如何减少资源消耗,对于节能设计和理念没有一个清晰的认识,这是多年来建筑行业迅猛发展留下的后遗症,只顾建设,而没有注意到对周围环境的影响。设计人员的节能意识薄弱,是工业建筑设计中缺乏有效节能措施的一大原因。我国没有形成建筑节能技术和措施的规范性标准,关于工业建筑的节能环保内容相对匮乏,也是导致设计人员节能意识较弱的一个原因。如今,我国愈加重视环保相关事业的发展和进步,工业建筑的节能环保已经引起足够关注。设计人员要与时俱进,在工业建筑的实际规划中结合好节能技术,做好防治资源消耗的措施。工业建筑不同于其他建筑,它所需要的能源更多,消耗的速度更快,对于环境的影响也最大,设计人员要根据工业建筑的特殊外形以及功用等特点,在设计中结合节能环保的技术措施。
2.2对建筑外在环境设计时要科学合理
由于工业建筑要考虑工业设备的安全存放和正常运转,所以在进行建筑的外在环境设计中要注意根据工业设备的要求进行。而要使建筑物能够达到节能目标,还要充分研究选址周围的地质地理环境条件,当地的气候是否要加强建筑物隔热保温方面的节能设计,山川与河流是否会受到工业建筑的影响等。只有进行科学合理的调查研究,明确工业建筑与当地环境的联系,才能在设计中将节能环保的技术更好的与工业建筑的建造结合起来。
2.3使用建筑节能材料
伴随材料技术的发展进步,我国已经研制并生产出大量的环保节能材料,工业建筑的设计人员在选用材料时,就要更多关注和选择节能材料,其对于建筑物的节能设计是一大助力。对于工业建筑来说,采用低碳低能耗的材料进行建造,可以达到节能环保的要求,技术与材料的结合运用,能够提升节能力度。随着科学技术的发展,工业建筑要更多的x用节能材料,达到良好的节能效果。
2.4建筑给排水的环保节能
Abstract: compared with the civil, commercial buildings, industrial building for the safety of the structure, vibrate resistance, resistance to put forward such as more strict requirements, particularly in the concrete structure design, must take effective process and technical measures, not only to improve the overall performance of the structure, but also for of the construction of the project schedule, quality, safety and cost have important influence. The author discusses industrial building engineering management experience for many years, this paper analyzes the concrete structure design of related problems, only for reference to fellow.
Keywords: industrial architecture; Concrete structure; design
中图分类号:S611 文献标识码:A文章编号:
目前,国内建设的工业建筑主要采取混凝土结构,与传统的建筑结构形式相比,其具有较为理想的综合性能,造价也较为合理,在国内工业建筑行业得到了广泛的应用。在工业建筑混凝土结构的设计中,必须结合建筑的基本功能和使用要求,选择最为合理的结构形式,并且逐步完善细节部分的设计,从而达到预期的工业建筑建设目标。
1工业建筑结构选型的一般规定
在工业建筑混凝土结构设计中,为了保证设计方案具有可行性与经济性,必须合理确定其结构形式,国家建设主管部门相继出台了一系列的规定,对于工业建筑的结构选型作出了具体的要求,其中较为重要的几条规定如下:
1.1在常规工业建筑的结构设计中,应优先选择预应力混凝土装配式钢结构,必要时也可以采用现浇混凝土的结构形式。
1.2当工业建筑结构为柱距≤4m,跨度≤15m的单层厂房,并且满足以下两方面的要求:1)柱顶的高度≤6.5m,无吊车或者有≤2t悬挂吊车的厂房;2)吊车的起重量≤3t,轨道顶的高度≤5.4m的轻级或者中级厂房,可以结合实际情况和相关要求,优先选择砖混结构,其中砖墙起到承重作用,钢筋混凝土楼板、顶板等组成主体结构。
1.3除工业建筑的顶层外,如果楼层的总高度≤15m,各层主梁的跨度≤7.5m,楼面荷载≤1000kg/m2四层或四层以下的厂房,可以采用钢筋混凝土内框架的建筑结构形式。
1.4在大中型厂房的结构选型中,宜采用预应力结构或者装配式钢筋混凝土结构。如果厂房独立砖柱的截面≥490mm×490mm,则应采用组合砖柱或者钢筋混凝土结构。
1.5对于具有耐高温要求的工业建筑,如果建筑构件的表面温度长期≥50℃,避免采用木结构;如果建筑构件的表面温度长期≥150℃,,应尽量采用钢结构,并且采取相应的隔热与防护措施;在屋面梁、屋架、托架≥80℃,吊车梁≥60℃,以及其他建筑构件≥100℃的工业建筑中,钢筋混凝土结构设计中,其强度与弹性模量必须进行折减。
2工业建筑混凝土结构设计中应注意的问题
在工业建筑混凝土结构的设计中,需要综合考虑各方面的影响因素和技术条件,不断对于设计方案进行修改与完善,进而才能保障施工作业的有序开展和进行。结合笔者多年的工业建筑混凝土结构设计经验,总结了以下需要注意的问题:
2.1框架基础设计1)设计人员应仔细阅读与使用相关地质报告,了解地质勘察结论与计算指标的可靠性,进而判断工程建设方提出了的框架基础设计方案是否具有可行性;2)在满足变形与承载力等基本要求的前提下,尽量选择天然地基中的浅基础,综合考虑项目所在地土层的实际分布情况、物理力学性质与稳定性,以及土建筑物的形状、结构类型、地下水、荷载性质与大小等,合理进行框架基础设计。
2.2框架柱设计1)在各种内外力组合的情况下,工业建筑混凝土结构的框架柱必须满足高强度的要求,特别是在配筋计算中,应选择最为不利的方向进行框架计算,也可以在两个方向均进行计算,在确定较大方向配筋数据后,采用对称配筋的设计方案;2)为了增强工业建筑底部的整体性,减少发生位移的几率,一般采取框架柱附近合理设置基础连系梁的方法。将基础连系梁的以下部分视为底层,框架柱的高度值则是依据基础顶面、连系梁顶面而定,将实际建筑的底层视为第二层。在框架柱的设计中,底层柱配筋要选取基础顶面、连系梁顶面中最大的内力进行计算,以保证设计结果的合理性和可行性。
2.3框架梁设计1)如果工业建筑混凝土框架的主梁与次梁之间的截面相差较小,而次梁的荷载相对较大,则要在设计中适量增加附加筋。如果主梁的高度较高,而次梁的截面、荷载较小,主粱则无需增加附加筋;2)当工业建筑混凝土结构的外部梁跨度相差较小时,梁高宜采取等高的形式,尤其是外部框架梁应尽量保证高度相等。当梁底距离外窗顶的尺寸相对较小时,设计中应适当加大梁高,一般情况要做至窗顶;3)在工业建筑混凝土结构框架梁的设计中,原则上梁纵筋宜采用小直径、小间距的形式,这样更有利于结构的抗裂性能,但是必须应注意钢筋间距满足相关要求,并且与梁的断面相对应。
2.4抗裂设计
1)根据《砌体结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》的相关规定,合理控制工业建筑混凝土结构的长度,以避免因主体结构过长,而增加局部裂缝的几率。为了有效控制由于温度收缩应力而引起的结构裂缝,可以在结构设计中适当增设伸缩缝,伸缩缝的间距一般为30mm-50mm;2)在混凝土结构浇筑方法的设计中,由于混凝土的仓面相对较大,所以,通常选用分层浇筑的方法,即在第一层浇筑完成后,浇筑第二层,直至全部施工作业项目完成;3)在工业建筑混凝土结构设计中,为了防止裂缝现象的发生,必须严格规定各种温差,其中包括内部温差、外部温差、温度徒降等容许值,上述容许温差必须结合相关理论计算结果,以及以往的工程实践经验确定。2.5抗震设计在工业建筑混凝土结构的设计中,抗震设计通常是以强度、延性为基点,特别是在单层厂房的布置中,应坚持平面与立面简单、规则、对称等基本原则。在混凝土结构的抗震设计中,应注意以下问题:1)平面布置应做到简单、规则、对称,尽量减少偏心,而且要考虑有可能出现的各种不利影响;2)尽量保证刚度中心、质量中心的重合;3)重量相对较大的框架梁、柱不宜布置于结构单元边缘,应尽量布置于距刚度中心相对较近的部位;4)尽量避免大悬挑结构;5)围护结构应尽量采用轻质材料。
3结束语
中图分类号:[F287.2] 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
结构工程时在进行设计时,有大量的工程需要计算,部分内容计算方式较为繁琐,工作量较大。随了计算机技术的成熟和软件的逐步推广,建筑的结构分析软件被应用到建筑结构设计中,解决了结构工程时手工计算的难题,也提高了结构设计的工作效率,提高了设计的准确程度。由于结构计算软件的节省了大量的传统工作,被结果设计工程师经常使用。在过分依赖软件的背后,带来的是设计的单一,结构设计变成单纯的软件化,结构设计职位也变成了熟悉软件操作即可的基本要求,这造成建筑墨守成规,缺乏结构创新。
二.工业建筑中的结构概念设计。
1.工业建筑的特点。
工业建筑是进行工业生产的房屋,由于其特有的建筑使用性质,在工业进行建筑设计中,要根据其特点进行设计。
(1)工业建筑要密切结合生产,要满足工业生产的要求,为生产工人创造良好的劳动卫生条件,工业建筑设计要有利于提高劳动效率和生产产品质量。
(2)工程生产的类别较多,也存在较大的差异。生产类别有轻型也有重型,有热加工也有冷加工,有的要求开敞,有的要求恒温,这对建筑在空间布局、体型、室内处理、立面和层数等方面有直接影响。这就要求建筑要根据生产工艺的不同特征来设计不同的建筑厂房。
(3)部分工业建筑和厂房中需要使用起重机械和大量的设备,还有的需要较为高大的敞通空间,在内部通风、采光、屋面排水、建筑构造处理等方面都要比民用建筑复杂。
2.工业建筑中的结构概念设计。
在建筑设计中,通过不断的设计研究和实践,结构设计工程师积累了大量的经验,并在行业形成了一系列的设计规范、标准图集和设计手册等。近些年来,计算机技术得到广泛应用和普及,计算及结构程序被大量应用到建筑结构工程中,设计单位开始抛弃图版,开始在计算机上挥动鼠标操作。在此表象下,部分结构工程师通常都会形成一种错觉:建筑结构设计很简单,仅仅需要遵循设计规范、标准图集和设计手册,在根据建造师给出的非结构空间方案,利用计算机完成。在设计中,结构设计师变成了拼图的玩家,被动的操作着建筑的结构设计。这导致建筑结构无法有效运用结构工程的知识,同时也容易造成和建造师发生交流分歧。
在我国现行的《建筑结构设计统一标准》 (GBJ68-84)采用了概率理论作为基础来规范建筑结构极限状态的设计准则,要求建筑在结构设计中要经济合理、技术先进、安全适用。概率极限状态虽然较为科学合理,但在运算过程中,还存在一定程度的近似,仅仅能算作近似概率法。建筑结构设计中,无法凭借极限状态来估计建筑结构的真正承载能力。建筑是一个空间结构,结构总的各种构件通过复杂的方式来共同工作,且不脱离总的结构体系。在目前的建筑结构设计中,在空间结构体系的整体研究上存在一定的局限性,导致待设计中采用了简化和假定。建筑结构设计工程师要杜绝盲目的抄写规范,而是要将规范当作实际参考和指南,在实际的项目设计中要进行合理的搭配和选择,这就要求结构工程师对建筑整体结构体系和建筑结构分体系二者之间存在的力学关系具有较为透彻的认知,在结构设计时,要将概念设计应用到实际设计工作中。
概念设计是通过运用清晰的结构概念,不需经过数值计算,依靠结构整体体系和分体系之间的力学关系、震害、破坏机理、工程经验和实现现象所获得的设计原则和设计思想,对工业建筑结构和相关计算结构进行正确分析,综合考虑结构的实际受力状况,计算假设间的差异大小,对建筑结构和构造进行设计。工业建筑的结构概念设计是展现建筑结构工程师的设计思想的关键,而结构工程师主要任务是要在一定的建筑功能和生产工艺要求下完成建筑的结构设计,要妥善处理建筑和结构、结构和构件、结构和工艺、结构和结构之间的关系,其最终目标是要设计出合理的产品。计算机软件也存在一定的局限性,无法适应处理所有的建筑结构问题,在实际设计中,也无法大量的运用计算机软件来准确的进行结构构件分析,这就要求工业建筑设计中要强调概念设计的重要性,通过结构概念设计和结构措施来设计最终的合理的建筑结构。
建筑结构设计中,计算机程序的计算结果是根据设计中的不同工况而提供的不同数据,但到底是何种工况才是最适合的工况,哪种工况结果是最需要的结果,这类问题需要结合不同的工况计算来综合分析,在此情况下,建筑结构工程师要加强结构概念设计的应用,才能准确判断出计算机计算结果的准确性和合理性,而最终筛选出需要的结果。
在工业建筑的初步设计阶段、方案设计阶段中,无法完全借助计算机的结构计算分析软件来处理,这需要结构工程师对建筑结构布置和结构体系根据工艺的布置方案来做出相应的规划,必要时候要进行建模计算,提高最终设计方案的合理性和可行性。在确定方案时,要和大工艺的设备选型相辅相成,要满足大型设备的独特需求。大型设备的生产制作周期较长,一般在得到相关责任人审查后,施工建设单位才会开始联系相关的设备制造商,开始提供供货,在此阶段中,相应的结构设计方案要成为下阶段施工设计的依据,一旦此时忽略了大型设备的影响,或是对其他项目考虑不周,会导致下阶段非常麻烦,更有甚者导致项目无法进行。结构设计工程时在初步设计阶段和方案设计阶段中,要综合运行结构概念,结合工业生产工艺的特点,选择建筑结构性能较好,较为经济的结构方案,运用结构概念,在深刻了解结构性能的基础上,灵活运用到结构设计中。结合结构分析软件,建立合理的简化模型,利用计算机结构分析软件的优势,提供经济合理的建筑结构设计方案,为施工图设计做好充分准备。
另外,随着社会的发展,未来出现大型和超大型的工业建筑会越来越多,其建筑的体型也会越来越复杂,钢结构会大量的应用到工业建筑中,这就要建筑结构提高设计标准和要求,在满足工程进步和生产工艺要求的同时,要将钢筋混凝土结构和钢结构进行组合使用,在提高施工进度的同时,要便于后期的安装。要提高建筑结构概念设计,改善计算机分析软件的滞后性,逐步完善结构分析的功能。在利用计算机软件的基础上,融入结构概念,通过恰当的设计、假定、简化,使计算机分析更接近真值,保证计算分析结果的有效、合理、可行。
五.结束语。
工业建筑结构设计中,在总结设计经验的基础上,融入结构概念设计,这要求结构设计工程师要富于创新,并要有丰富的实践经验,通过建造师的协同,来提高工业建筑的结构设计质量。
参考文献
中图分类号:TU113.6+63文献标识码:A 文章编号:
1 前言
在现代的工业生产中,我们很多时候在存储生产的进程中会出现大量的可燃蒸汽、可燃气体与粉尘物质,如果通过了一定量的积累,在空气中达到了一定的极限,并且接触到火源,那就非常容易出现爆炸现象。在现在工业生产中如果出现爆炸很可能同时会出现火灾等情况,这会给我们的生产者带来严重的人身安全威胁以及巨大的经济损失,所以我们在工业建筑中一定要注意科学的防爆设计,将可能出现的危害扼杀在摇篮,避免对我们的安全和财产造成损失。
2 从根源入手,实施防爆设计
2.1 科学规划建筑厂房空间,排除爆炸条件
我们都应该知道火源、可燃物与助燃物是产生爆炸的必须条件,当同时满足上面几个条件的时候便会容易引发爆炸事故。所以工业建筑设计中如何合理科学的避免这些因素的同时出现是我们值得思考的问题。
2.1.1合理的利用过堂风以及自然通风
如果我们在条件比较允许的情况下,可以将工业厂房设计成敞开式或者半敞开式,这样我们就可以合理的利用自然风和过堂风,这样能够加速我们工业生产中产生的可燃气体以及粉尘等可燃物快速的扩散稀释,降低它们在厂房中的浓度,让它们不能达到产生爆炸的极限,这样也就能有效的避免爆炸事故产生。
2.1.2采用通风用门、设置勒脚处进风窗等方法是处理仓库防爆的好方法。
在仓库建筑设计的时候,我们应该考虑仓库与厂房平面纵轴大于四十五度交角,这样也就能很好的形成过堂风,也能够让自然风通行。而如果工业建筑在山区,那我们还需要考虑合理的运用迎风一面,这样能让建筑位于更良好的自然通风环境。如果我们在工业生产中需要使用到不同的危险物品,为了避免产生化学反应而出现爆炸的情况,那我们应设置分车间、 分类生产模式,并分别进行仓库存储堆放。倘若存储量较小或生产规模有限我们则可在建筑中合理设计防爆墙对仓库与生产车间进行分隔处理。
2.2 合理实施隔热降温设计,令工业建筑免受日光暴晒
温度的急剧提升也是引起我们爆炸的一个主要原因,很多时候我们生产原料以及半成品在工业建筑中储存的时候因为升温影响而产生化学变化并引发爆炸现象,所以我们在工业建筑设计施工的时候一定要考虑到采用科学降温除热等措施,以免因为温度变化的原因产生爆炸。
进行屋面的隔热保温是我们首先应该做的第一件事情,对屋面进行隔热,这样能够有效的隔绝太阳光热量的传导,可以让厂房、仓库的温度有效的降低;在屋面上喷涂高效反光隔热涂料,并科学有效合理设置架空隔热层,屋面设置保温层,引入通风式屋顶配合强制降温等措施都是我们在工业建筑设计中可以运用到的方法,都能有效的令工业建筑合理降温。同时为令工业建筑免受日光暴晒,我们可加设百叶窗或遮阳板,令阳光直射引发的化学物质升温受热现象得到良好的抑制,进而降低引发爆炸的可能。在外墙门窗环节我们可适当性采用磨砂玻璃,进而有效扩散阳光作用, 杜绝阳光聚焦效应。
2.3 隔绝火源,降低爆炸发生机率
如果工业建筑厂房仓库中隐含了危险爆炸物品,那我们在建筑设计施工中就应该合理的进行平面布置,这样让我们的危险品远离明火设备、厂房、锅炉、变电所、食堂等场所及设施。如果在条件允许的情况下,我们还需要让爆炸危险系数比较高的建筑与其他构筑物、建筑保持标准防火间距,并符合相关设计规范标准。如果我们需要在爆炸系数比较高的生产车间以及仓库内设计安装照明系统和电动机等设备的时候,一定要根据相关的规定,合理选用防爆型、充油型、安全火花与充气型电气设备,有效抑制电火花引发的爆炸事故。而且对于爆炸危险程度比较高的建筑,我们还需要做好防雷的措施,根据建筑的防雷等级做好相关的设计.
3 降低爆炸危害,科学开展防爆规划设计
3.1 科学实施总平面布置
如果存在爆炸危险的工业建筑出现了爆炸事故,那我们首先应该避免的就是不能危机到周围建筑,不能给周围带来安全隐患,所以工业建筑的选址我们应该避开学校、居民区、旅游区及公路、铁路、高压电线等设施。而且除了在厂房选址方面注意以外,我们还应该在整体平面设计中,要把高危险的仓库、厂房尽可能的设计在整个工业区的边缘,充分利用自然环境与地形屏障,尽量降低爆炸可能给我们带来的人身威胁以及经济损失。对于厂区各构筑物、建筑、露天设备机械,仓库区、生产区与行政区之间应确保其具有足够防火间距,满足相关国家设计标准规范。
3.2 合理选型、确定适宜建筑结构形式
科学合理的选择厂房类型对于我们防爆有着非常大的作用。对于那些具有高危险度、高爆炸危险的工业建筑,我们应该尽量选择单层建筑设计,这样能有效的避免因为爆炸倒塌带来的破坏范围以及破坏程度,而且也应设计更多的逃生出口,这样也更有利于我们人员安全疏散,以及消防救灾。在工业建筑的屋顶设计中,我们应该尽量合理采用质量比较轻的、易碎的屋盖,这样能提升泄压面积,进而令其较快释放产生爆炸时的大量热量与气体,减轻室内空间爆炸压力。同时我们尽量在条件允许的情况下将厂房仓库,建造成敞开式或者半敞开式,这样有利于通风,降低爆炸发生机率。
3.3 完善实施泄压设计措施
泄压设计措施主要指对于有爆炸危险的仓库与厂房合理设置轻质外墙、屋盖、泄压窗等抗爆炸压力的薄弱建筑构件,进而在产生爆炸阶段,令其及时快速的最先开启或破坏,并将大量热量与爆炸气体向外释放,迅速令室内爆炸引发的巨大压力下降,进而保护主要承重结构免受破坏,抑制厂房建筑产生倒塌的威胁。对泄压面积的确定我们可依据危险爆炸物质类别及建筑厂房具体容积合理确定。
3.4 依据生产要求规范设计防暴墙
因为我们生产过程中运用到的材料以及生产设备的不同,所以我们的防爆性质也就会产生变化,所以我们要根据我们不同的生产工序、储存物品的仓库及生产装置采用相应的合理设计防暴墙、分隔布置防爆门窗,一旦发生爆炸事故,便可有效降低爆炸范围与爆炸危害。在设计防爆墙的时候,一定要考虑到其第一爆炸冲击的作用,而且还需要良好的耐火作用,具体厚度根据我们的实际情况来设计。而防爆墙的种类也有很多不同,我们根据不同需求以及建筑材料可以分为钢筋混凝土防爆墙、钢板防爆墙、防爆砖墙等。防暴墙中我们尽量不要设置通风口以及窗户等等,如果实在无法避免这个问题,我们应该加设防爆门窗以提高其防爆性能。
4 结语
现代工业生产在迅速的发展,这给我们的社会进步带来了新的动力。但是在我们生产迅速发展的同时,也给我们带来了新的麻烦,比如频繁的爆炸事故、火灾灾害等等,所以我们为了能够营造一个良好的工业生产环境,一定要强化安全控制。这就要求我们从注重安全管理出发,同时从建筑设计开始,科学的利用防爆设计,依据我们生产过程中可能应用到的产品特性等等,及时做好相应的处理,以提升工业建筑综合防爆性能。
中图分类号:TU391 文献标识码: A
引言
近年来,随着建筑行业的发展,钢结构运用在工业建筑中已经成为一种趋势,这是因为钢结构有着一些其他建材不具备的特点。虽说在工业建筑设计过程中对钢结构进行了应用,但是其兴起的时间并不是太久,应用的范围也不算广。
一、钢结构设计的稳定性与设计要点
1、建筑工程中钢结构稳定设计的特点
建筑工程中钢结构稳定设计的特点主要表现为:第一,钢结构的多样性。建筑工程中钢结构设计方面的问题直接影响着钢结构的稳定性,特别是承荷载力大的钢结构部位,在进行这类钢结构部位设计时必须进行多方面的考虑,并对钢结构的稳定性进行认真分析、探究。第二,钢结构的整体性。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体,任何一个构件所具有的作用都是不容忽视的,若是当任意一个构件出现问题,例如失稳、变形等情况,那么必定会对其他构件造成影响,最终导致钢结构整体稳定性出现问题。
2、钢结构稳定性的计算方法
2.1 整体刚度计算。在现行的钢结构计算规范中,通用的计算方法是轴心压杆稳定计算方法,其主要采用是折减系数方法和临界压力求解法。其中,临界压力由欧拉公式给出。
2.2 整体稳定性分析。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体,其整体稳定性受各种构件的制约较大,各构件之间是否具有良好的稳定性,是确保钢结构整体稳定性的前提基础。所以,应对其整体稳定性进行分析。
2.3 其他特点的稳定计算。钢结构的各种组成构件又能分为两大类,为弹性构件和柔性构件,因而,在进行钢结构稳定性时应重视这一特点。由于柔性构件容易发生变形,进而导致钢结构内部也发生变化,最终对钢结构整体稳定性产生严重的影响,所以,必须重视柔性构件的分析。
3、钢结构稳定性的分析方法
3.1 静力法。静力法的分析原理是结合已经出现了微小变形后的一些结构受力的条件,并根据这些条件来建立相对平衡的微分方程。通过建立的微分方程仔细的计算出构件受力的临界相关荷载。在实际中应用静力法构件平衡微分方程时,应遵循相关设定,具体表现为:直杆构件应该为截面,其压力应始终遵循之前的轴线进行作用。
3.2 动力法。当钢结构的结构体系处于平衡状态下时,若是受到一定的干扰,那么整个结构体系就会产生振动,这时应采用动力法对钢结构的稳定性进行分析。钢结构整体稳定性与其所承受的荷载有着密切关联,在钢结构出现变形以及钢结构振动加速时,这种联系更加紧密。若是钢结构所承受的荷载值低于钢结构自身稳定性的极限荷载值时,会出现加速度和之前的钢结构变形的具体方向相反的状况。
3.3 能量法。若是在实际应用中钢结构载着保守力并且已经具备结构变形的相关受力条件,那么就能以此条件构建总体势能。如果要计算钢结构的总体势能,则必须满足一个前提条件,即钢结构处于相对平衡的状态下[1]。
二、钢结构在工业建筑设计施工环节中的应用分析
实际工程操作中,钢结构凭借自身特点获得了社会各界的认同。钢结构之所以在建筑行业中得到广泛应用,是因为其较快的施工速度。钢结构构件的有效应用,进一步促进了大批量的生产,这些又促进了钢结构施工的便利性。保证钢结构施工环节的优化,无形中实现了施工周期的有效缩短,达到帮助缩短工期实现节约成本的目的;和钢筋混凝土结构相比,钢结构的自重很轻,有利于优化建筑物自身重量;同样相比于其他建筑结构,钢结构建设的适应性更加强大,适合应用在那些地基承载力较弱和地震强度较高的地区。
钢结构的合理利用可以有效提高企业的经济效益,和传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构更加环保。就这点来说,钢结构更加符合国家节能减排的号召,满足建筑对节能环保材料的需求。钢结构本身就是由钢材构成的,建筑对高强度和高效能材料的需求也因此得到满足,具有很大的循环利用价值;在工程施工过程中,为了保证不出现其他问题,就需要在设计阶段对图纸和计算不断优化,在保证图纸质量的前提下,确保施工顺利进行;设计过程应该经济合理,可以满足建筑抗震和防火要求;和施工工艺以及相关产业紧密配合,促使钢结构施工过程不断优化,在保证质量的基础上满足施工过程中的各种要求。