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摘要:我国现今已迈入工业生产大国,为了实现可持续发展的战略总目标,改善我国现阶段工业厂房绿色可持续的发展趋势,我国从煤化工等传统能源体系变革到新能源产业振兴和发展的过渡。并随着我国经济和技术的快速发展,工业厂房建筑设计技术水平也随之面临精益求精的变革。工业厂房的不断发展,让工业厂房设计也随之复杂。下面,文章就现代工业厂房建筑设计的优化方案展开论述。
关键词:工业厂房;建筑设计;优化方案
1工业厂房的特点
工业厂房的布局是以工艺流程为主要依据,工业厂区内的建筑布置以及单体建筑内部空间均要满足工艺要求。即工业厂房有以下特点:(1)生产工艺决定结构形式和平面布置:每一种工业产品的生产都有一定的生产工艺流程。为了保证产品质量和提高劳动生产率,建筑设计必须满足生产工艺要求。(2)内部空间大:工业厂房中的生产设备多,体积大,各部分生产联系密切,并有多种起重运输设备通行,建筑内部必须有较大的空间,结构设计存在抽柱大跨度情况。(3)生产设备荷载大:工业厂房内部一般均有数十吨的吊车,以及在屋面或楼面上布置设备,同时还要承受较大的振动荷载,对结构的振震控制提出了较高的要求。(4)需满足某些特殊要求:对于一些有特殊要求的工业厂房,对结构的裂缝、挠度以及振动控制都有特殊要求,如放置精密仪器的生产车间等[1]。
2工业厂房结构设计特点
随着我国工业经济的快速发展,工业厂房结构的设计迎来了新的发展时代。同时对结构设计师提出了更高的挑战。工业厂房相对民用建筑的结构设计而言,工业建筑结构设计有着复杂性、不规则性、设备繁多、荷载类型多样性的特点。针对不同工业产品,其生产工艺流程各不相同,为保证产品的顺利生产,装置厂房、库房必须满足生产工艺需求。因装置厂房内生产设备繁多,各设备需要一定的操作平台,设备之间通过工艺管道进行物质间的混合反应,结构设计时,要对工艺生产有一定的了解,特别是设备及管道的布置。不同的功能建筑及设备可能存在相应的现行规范要求,尽管工业厂房越来越倾向大型复杂化,只要结构设计师保持清晰的设计思路,合理的结构模型,精确细致的计算,有效的构造措施,这都是结构设计必不可少的因素;只要摸清了原理,明了了概念,抓住了每一个重要环节,可以使我们的设计少走弯路,使我们的设计成品更趋完善[4]。
3工业厂房建筑设计的优化方案
3.1采暖系统设计
通过分析现代工业厂房所使用的空间机组特征来看,通常采用天然气方式,将外部温度传输到厂房中。因此,在采风口设计中,要将其设计为转化型封口形式,利用人口手段进行控制,完成风量角度调整和输送工作。而传统机组配置方法通常采用大小搭配方式,且要提前准备两台机组,作为备用和切换使用,需占据机房较大面积。因此,工作人员可采用磁悬浮冷水机组和单台变频离心式冷水机组,保证其能在负荷环境下仍然高效运行,不能进行大小搭配使用,能有效优化空调水系统,减少机组占地面积。但值得注意的是,上述两种机组前期投资成本较高,在选择冷水机组时要进行全面考虑,综合考虑到机组运行能耗和投资数额,尽可能选择初期投资少、节能效果好的组合方式,如冷凝热回收真空燃气换水机组,其热效率超过102%。同时,科学采用热泵系统。空气源热泵机组具有无需冷却水、节能、冷热替换等特征,被广泛应用到条件复杂的区域,尤其是新型带热回收型热泵机组和板管蒸发式冷热水机组,其制冷效果较佳,经常出现在绿色建筑设计方面,但在应用空气源热泵系统时要注重除霜因素影响。而地源热泵系统是将水资源作为低位热源,给空调系统提供冷热源,但这种系统很容易受到各种外在因素影响,如后期施工质量、中间设计、前期勘探、监测环节。
3.2排水系统设计
在进行排水管道设计工作时,最常用胶黏连接方式,但值得注意的是,在采用该种方法进行排水管道施工时,要考虑到外界环境因素给连接效果带来的影响。当外界环境温度较低时,排水管道很容易出现结霜现象,给日常生产活动造成严重阻碍。针对该种情况,设计人员要积极应用变径管,将其安装在排水管道出水口,且做好前期准备工作和调查工作,一旦发现施工现场中存在大量污水进管和干管,要开展相关安装工作。当上述工作任务全部完成后,要开展灌水试验,无论是厂房排水系统还是给水系统,均要进行通水试验,从而保证整体管道的通畅性,避免出现堵塞问题[3]。
3.3屋面防水系统设计
在工程设计过程中,很多设计师会注重建筑物装修方面,而结构设计则在意基础设计和结构布局方面,导致很多防水设计只是根据当地区域环境进行设计,利用标准的防水图,更倾向于经验设计为主体。同时,由于防水资料不全面,导致其不仅在材料选择方面出现问题,还在工程审核方面存在问题,导致防水设计出现严重不合理现象,甚至很多建筑物出现渗漏问题。因此,在聘请工作人员进行厂房设计时,要注重工作人员专业能力,要聘请拥有丰富设计经验的人员来实施,严格遵循厂房自身特点,来确定厂房屋面做法和防水等级,从不同各方面来考虑到区域的自然条件、经济水平、防水材料情况等。并且要保持认真的态度,针对重要部位要设计详细图纸,选材要考虑到材料的耐久性,并在设计图纸中明确标注材料种类、性能等数据,还要通过准确计算来确定水落管的数量和直径。另外,在审核设计图纸时,要联合施工单位,针对厂房屋面排水坡度提出相关要求,重复检查防水涂层、防水卷材、隔离层厚度,一旦发现有处理错误,要及时上报给上级部门,经过设计人员优化后,才能正式投入使用,从设计方面提升屋面防水性能。
3.4厂房内部结构设计
工业厂房利用率很容易受到各种外在因素影响,设计人员不仅要做好前期准备工作,还要在日常操作中及时解决各种问题,如厂房生产工艺、自身结构等内容。经过专业分析发现,现代工业厂房内部空间构造模式类型趋于多样化:(1)单跨厂房。其作为目前应用范围最广的厂房内部空间结构类型,采用传统砖混结构为主,通过长方形空间作用,对厂房两排柱进行纵向延伸。分析该种模式特征,发现其内部结构非常简单,对施工人员专业素养要求较低,可广泛应用到各项生产活动中;(2)单元空间厂房。从单元空间厂房生产特征来看,集中不同厂房特征,整体结构为方柱型,在内部结构中形成独立空间,具备工业厂房所有功能;(3)框架结构厂房。其将楼板、梁、柱结构作为主要支撑结构,形成完整的受力体系,在提高厂房刚度、延展性等方面具有重要作用[4]。
结语
综上所述,工业厂房建筑设计要以厂房的实际需要为出发点,在满足工业生产活动的前提下力争实现优化设计。设计人员不仅要对厂房整体结构强度、安全、耐久性上进行综合考虑,还要最大限度地提高整个厂房的空间利用率,在整体布局上为工人创造一个舒适安全的工作环境。随着工业生产规模的不断发展壮大,设计人员将不断引进新的设计理念,大胆创新,充分利用现有的资源,减少资源浪费的情况发生,促进我国工业厂房建设今后的顺利发展。
参考文献
[1]呼延宇.现代工业厂房建筑设计思路及细节问题分析[J].居舍,2022(10):94-96.
[2]胡雪梅.探讨大型工业厂房建筑设计[J].建材与装饰,2019,No.576(15):135-136.
[3]一川雨歌.对现代工业厂房建筑设计探讨探究[J].化工管理,2017,No.464(30):38.
[4]吴斌.大型工业厂房建筑设计初探[J].江西建材,2017,No.211(10):41.