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文檔簡介
1、家具工業(yè)廠房的選型與設(shè)計(jì)我國家具業(yè)經(jīng)過近20年的飛速發(fā)展已經(jīng)頗具規(guī)模,然而面對加入 WTOf激 烈的國際競爭,其生產(chǎn)方式必須由以手工為主的傳統(tǒng)的小作坊形式,向高度機(jī)械化、自動化、專業(yè)化、協(xié)作化以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的全面標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化、部 件化的工業(yè)化大生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)換,而現(xiàn)代化的生產(chǎn)廠房是實(shí)現(xiàn)家具工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn) 的最基本條件之一。傳統(tǒng)的廠房結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),而鋼結(jié)構(gòu)體系作為現(xiàn)代 工業(yè)化建筑的一大標(biāo)志,已成為現(xiàn)代工業(yè)建筑的主要建筑結(jié)構(gòu)形式。選擇合適的 結(jié)構(gòu)系用于家具工業(yè)的生產(chǎn)廠房,以有效地創(chuàng)造現(xiàn)代化的生產(chǎn)空間適應(yīng)家具工業(yè) 生產(chǎn)的各種現(xiàn)代化設(shè)備的布置和更新, 并有足夠的可靠性和靈活性,能最終達(dá)到
2、社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和美學(xué)觀感的最佳平衡,對家具工業(yè)的發(fā)展具有顯著的意義。1廠房常用結(jié)構(gòu)體系的綜合性能與造價(jià)比較分析家具工業(yè)廠房屬于輕工業(yè)廠房,其常用結(jié)構(gòu)按用材分有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 和鋼結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)中小型廠房多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),即鋼筋混凝土排架柱與鋼筋混凝土屋架或屋面梁組成的結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的發(fā)展,以及我國鋼材生產(chǎn)能力和 質(zhì)量的提高,鋼結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的優(yōu)勢逐漸成為廠房建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最理想 的替代品。鋼結(jié)構(gòu)廠房與鋼筋混凝土廠房綜合性能比較可見表1。從上述對比分析可以看出,家具工業(yè)廠房采用結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn): 鋼結(jié)構(gòu) 自重輕,構(gòu)件簡單,多為工業(yè)化生產(chǎn)制作,節(jié)點(diǎn)大都采用高強(qiáng)螺栓連接,焊接量 少,現(xiàn)場安裝十
3、分方便,對周邊環(huán)境影響小,施工期短,工程費(fèi)用低,易于維護(hù), 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、抗震性能好,空間完整而靈活,外形美觀、現(xiàn)代感強(qiáng),鋼材可回收 再利用,利于環(huán)保。鋼結(jié)構(gòu)廠房在造價(jià)方面也同樣具有優(yōu)勢,小跨度廠房的造價(jià)比鋼筋混凝 土的造略低,而較大跨度廠房比鋼筋混凝土的造價(jià)低較多。以長150m跨度24m檐口高度6m建筑面積3600平方米的單層廠房的造價(jià)為例,造價(jià)比較分析可見表 2。2、廠房的平面布局/單層廠房的平面布局現(xiàn)代化的家具生產(chǎn)是人、設(shè)備按工藝要求對物料(如原材料、輔料、零 部件、半成品等)的流程性共同作用。生產(chǎn)產(chǎn)品的種類不同、所用原材料的不同 會有不同的生產(chǎn)工藝流程、'生產(chǎn)工藝流程影響著基本設(shè)
4、備的擺放以及人員與材料 的流向,因此,深入研究生產(chǎn)工藝流程的特點(diǎn)是合理組織平面布局和空間的決定 性因素,同時(shí)生產(chǎn)能力的不同也會影響平面規(guī)模和布局。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在 21世紀(jì)的今天,家具行業(yè)的生產(chǎn)技 術(shù),已突破了原來的木材加工、油漆與簡單機(jī)機(jī)械制作的范疇,發(fā)展成為木工、 漆工、機(jī)械、五金、電氣、計(jì)算機(jī)、人體工程學(xué)、工藝美術(shù)等多重技術(shù)的綜合體,這種發(fā)展主要體現(xiàn)在許多新興綜合性技術(shù)與智能化生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)用,如“計(jì)算機(jī)輔助家具設(shè)計(jì)與制造FCAD/FCAM、"數(shù)控機(jī)床NC/CNC、”計(jì)算機(jī)集成制造系 統(tǒng)CIMS、"柔性制造系統(tǒng)FMS、”來樣加工OEM等都徹底改變了傳統(tǒng)手工
5、 作坊式家具生產(chǎn)方式,這些新型的設(shè)備和技術(shù)要求與之相適應(yīng)的生產(chǎn)工藝流程, 因而現(xiàn)代化生產(chǎn)廠房的平面布局也必須更多的適應(yīng)于這些現(xiàn)代化生產(chǎn)和運(yùn)輸設(shè) 備的要求(見圖1、圖2)。/許多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)顯示,家具廠房平面一般做成矩形較為實(shí)用,生產(chǎn)流程可 以形成通長一字形或成U形,應(yīng)盡量避免復(fù)雜的平面布局;另外單層家具廠房的 最小跨度做15-18米是非常經(jīng)濟(jì)的,既利于設(shè)備排放和生產(chǎn)操作又不浪費(fèi)空間, 且做單層廠房比多層更利于設(shè)備和生產(chǎn)流程安排,因此,建議如無特殊情況應(yīng)盡量設(shè)計(jì)單層矩形廠房為宜。附屬用房用后勤設(shè)施'廠房還需要一些附屬用房與之配套,如衛(wèi)生間、更衣室、配電問、控制 室、管理員辦公室以及材料、輔料
6、、半成品、成品倉庫等;附屬用房的設(shè)置應(yīng)根 據(jù)工藝流程和生產(chǎn)規(guī)模確定,既要有足夠的空間也不宜過大而造成空置浪費(fèi),如衛(wèi)生間廁位數(shù)應(yīng)按人數(shù)確定(見表三)。附屬用房應(yīng)合理利用廠房內(nèi)外空間,可 置于廠房端頭、兩側(cè)、中間,或在車間內(nèi)局部做夾層,也可單獨(dú)建造,但一定要 與廠房內(nèi)外通道應(yīng)保證人、物流動路線最短而安全,盡量避免頻繁流動路線的交 叉和迂回;特別是若為多層廠房,其豎向人、物流的組織尤為重要,除設(shè)計(jì)一定 寬度和數(shù)量的樓梯外,如需要可設(shè)置一定承載的內(nèi)部運(yùn)貨電梯或人貨兩用電梯, 投資者與經(jīng)營者可根據(jù)生產(chǎn)能力等實(shí)際情況向?qū)I(yè)廠家和設(shè)計(jì)人員咨詢后選用。發(fā)展規(guī)劃工業(yè)生產(chǎn)常存在投資建設(shè)分期進(jìn)行,或擴(kuò)大再生產(chǎn)的需要
7、,因此若有擴(kuò)建的空間,以希望擴(kuò)建部分與原有部分緊密聯(lián)系,而不是簡單的一加一等于二, 并使新舊設(shè)備不做很大調(diào)整就能有機(jī)結(jié)合以更加提高生產(chǎn)效率,降低成本。以矩形平面的板式家具和平廠房為例,若內(nèi)部生產(chǎn)流線成U型排布,則最佳的擴(kuò)建方 案為在U型兩側(cè)加翼,只需略作調(diào)整,把柔性加工部分移至一邊空間出空間, 生 產(chǎn)設(shè)備增加后形成擴(kuò)大的U形,使新舊設(shè)備組合仍然保持原來的生產(chǎn)流程和秩 序,而改動工作量較小。如圖3所示。逐i領(lǐng)鉆機(jī)I廠房的與煙煬濕觸工廠長繞母性儂I匕快表鐘1結(jié)桂?廠房宅區(qū)1就?屋斷土廠房捌二周期一股為士 T個(gè)月一般為自一 12個(gè)月建新外櫥巨洋和居式可技寓:拉上旅 選擇.月臺板扁自勺運(yùn)住1 口 無麻
8、利作文內(nèi)外演倏 以 盲遍烈頊代櫻甲面、上曲面必為田 在砌,完成后另 作半E幃立口屆1徐 相史姐面般、鋪 元等迪.以少上i±由千理薪本身自聿轉(zhuǎn),洶 邕J軟朝地區(qū),一1根不需才丁 班,做泳-基即R隹2凡本出口里蚯 大、赤久有我的 大,一般而十丁 錐,撇除基研哈陽目性 距.J代剛架罐班七也曰米-Q 年.兩匝一般1EYB*梭距 日水一口之木為 主,衿危小于日匕*保描隔 知r晶普 的解決尾.而 上曲面均可琛國叁合 板材如金嬲央心極成海網(wǎng)U 也斗蚯.獨(dú)保溫利料崢,保 顯r隔熱“隔吝、駐飾一 步羊1J位荏一附H西,海*在. 空心轉(zhuǎn)增石塔板 外躬加保溫降熱 村算4,丙昨外飾 m 工序第球杭4玨鋼結(jié)杓
9、本身在崖者,tft 祜性能珞騏近到一定g抗 尹性鼠布采聆櫛 中的日才:措施帥工與再 利用炯構(gòu) 件其附件禰 H廠帝:仔 運(yùn)剌期.埸*照.施H理現(xiàn) 三小3克較好.就作訓(xùn)k:*才良 小.旦整拆”銅樹司回 也皿Jt整利用話、石,書、砂 血場施H,而作 業(yè)3去.現(xiàn)場痂 班差,利用地加 面蛭可句.大,才習(xí)科 JL璋木可K紅位正穿 鈉始料占鈉的電瓶上布 出L 月語 SH1校分而表鋼年陶廠房的1解? 昆.粉十,廠力建W¥H¥衿1芭即:福* 序 m用三r窄聞村卯單板 + SQus 玻書包保溫 柏3n 士曲面,杉陽1壓生 用短,獨(dú)立甚礎(chǔ), 不打板奉國領(lǐng)淑陸上杵.鏘奇 澗淵土質(zhì)陰*層皿 兌現(xiàn)年降
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11、Sa-匚注;此,表引向洋毓諛31遍料先常二板)5. 缽黃工業(yè)出版在3鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)體系與外圍護(hù)體3. 1鋼結(jié)構(gòu)體系分析/鋼結(jié)構(gòu)體系的型式有多種:a.純鋼框架體系;b,鋼框架支撐體系;c.鋼框架 剪力墻(多筒結(jié)構(gòu))體系;d,鋼一一混凝土組合結(jié)構(gòu)體系;e,錯(cuò)列桁架體系 f,輕鋼龍骨(冷彎薄壁型鋼)體系g,張拉索結(jié)構(gòu)體系等二在一般工業(yè)廠房建筑 中,以門式剛架和多層鋼架結(jié)構(gòu)體系運(yùn)用最為廣泛。3/1. 1門式剛架/ 門式剛架結(jié)構(gòu)源于美國,發(fā)展至日本、歐洲,如今也是我國一般單層輕工業(yè) 廠房中用得最普遍,且有較好經(jīng)濟(jì)效果的一種結(jié)構(gòu)形式。用材有熱軋型鋼、冷彎型鋼、鋼管、鋼板焊接,柱底與基礎(chǔ)可剛接也可較接。一
12、般經(jīng)濟(jì)跨度為9米,柱距不宜超過9米,超過9米其屋面楝條與墻架用鋼量增加太多,反而增加造價(jià), 并不經(jīng)濟(jì)。以下為適用于家具工業(yè)廠房的幾種門式剛架結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)尺寸: 鋼柱與鋼梁皆為變截面,屋面坡度較小,設(shè)計(jì)跨度9-48米,柱距6-9米,檐口高度3-9米,屋面坡度1/12、1/16、1/20;見圖4-a; 等截面鋼柱加平底鋼梁,屋面坡度較小,內(nèi)部無中柱,設(shè)計(jì)跨度為9-24米,柱距6-9米,檐高米,屋面坡度1/12、1/16、1/20、1/24;見圖4-b ; 等截面鋼柱加變截面鋼梁,屋面坡度最?。豢稍趦?nèi)部加配桁架梁或縱向 托梁形成夾層空間,設(shè)計(jì)跨度為 30-96米,柱距12米、15米、18米、檐高米
13、, 屋面坡度1/48;見圖4-c;/內(nèi)柱的使用增加跨度空間,更適應(yīng)大型廠房;屋面坡度較小,設(shè)計(jì)跨度 為34-96米,柱距6-9米,檐高米,屋面坡度 1/24、1/30、1/36;見圖4-b ;3. 1. 2多層鋼架結(jié)構(gòu)多層鋼框架結(jié)構(gòu)是多層廠房最常用的結(jié)構(gòu)。其基本結(jié)構(gòu)體系一般分為三種: 柱一一支撐體系,純框架體系,框架一一支撐體系。以框架一一支撐體系在實(shí)際 工程中采用較多,這種體系形式是在廠房的橫向用純鋼框架,廠房的縱向布置適當(dāng)數(shù)量的豎向柱間支撐,用來加強(qiáng)廠房縱向的剛度,以減少框架的用鋼量,并且 由于橫向純框架無柱間支撐,便于生產(chǎn)、人流、物流等功能的安排。我國鋼框架 結(jié)構(gòu)的梁、/柱多采用熱軋或焊
14、接H型鋼截面,柱較高或?qū)v橫向剛度有較大要求 時(shí),宜采用十字形截面或方管截面,若外觀等有特殊需求時(shí)亦可采用圓管截面。 樓板一般采用現(xiàn)澆混凝土板,厚度為 10-120毫米,也可采用壓形鋼板一一現(xiàn)澆 混凝土組合樓板或SP預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。鋼結(jié)構(gòu)多層廠房的施工周期與混凝 土結(jié)構(gòu)相比可縮短1/3左右。3. 2外圍擴(kuò)體系與節(jié)能降低建筑能耗主要有兩個(gè)方面措施:(1)、提高建筑圍擴(kuò)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱 性能;(2)、提高設(shè)備和能源系統(tǒng)效率。其中用技術(shù)措施提高建筑外圍擴(kuò)結(jié)構(gòu) 的保溫、隔熱性能是最簡單有效的方法。實(shí)踐證明采取良好保溫、隔熱措施的建 筑,其冬季采暖能耗僅為一般非節(jié)能建筑的一半左右, 夏季室內(nèi)溫度也比一
15、般非 節(jié)能建筑低約4-6C0鋼結(jié)構(gòu)廠房外圍擴(kuò)體系包括:墻、門窗、屋面。常用傳統(tǒng)保溫、隔熱做法一般多為外保溫、即在墻體、屋面結(jié)構(gòu)完成后,在 其外表粘貼、懸掛絕熱材料(即保溫、隔熱材料)如聚苯乙烯泡沫塑料、膨脹珍 珠巖、浮石、礦棉和玻璃棉等,或刷保溫砂漿,最后再做外裝修或保護(hù)層,施工 較復(fù)雜。近年來我國實(shí)施墻體材料改革,一些適用于鋼結(jié)構(gòu)的新型節(jié)能復(fù)合材料得到 了發(fā)展,技術(shù)逐漸成熟,它們具有一定強(qiáng)度,并將保溫、隔熱、隔聲,甚至裝飾 等多重性能合成整體,為工業(yè)化生產(chǎn)成品,易安裝,其中許多材料既適用于墻體 也是屋面材料。鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑最常用的是金屬面夾心板, 它們色彩豐富、自重 輕、強(qiáng)度高、絕熱性能好、
16、施工方便、可多次拆卸、有優(yōu)良的防水性能和較高的 耐久性,如:聚苯乙烯金屬夾芯板(用于墻及跨度較不的屋面);巖棉金屬夾心 板(用于墻、屋面)等。其它常用的板材還有金屬壓型板(用于墻、屋面); ALC 板,即蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板(用于墻、屋面);GRCW復(fù)合板;纖維水泥復(fù)合板;纖維水泥復(fù)合板等。門窗的保溫、隔熱性能也很重要,它會對建筑整體節(jié)能效果產(chǎn)生相當(dāng)大的影 響。一般廠房采用固定窗和推拉式窗,有少量采用豎開式窗。目前門窗用材以塑 鋼窗和鋁合金較多,而塑鋼窗和斷熱鋁合金窗是性價(jià)比較高的節(jié)能窗;節(jié)能玻璃有低輻射玻璃、普通中空玻璃以及以上特殊材料組合成的復(fù)合中空玻璃等,低輻射玻璃、熱反射玻璃等特殊材料
17、玻璃節(jié)能效果好,但價(jià)格高,廠房較少采用,普 通中空玻璃用的較為廣泛。另外,夏季炎熱地區(qū)需考慮做窗戶的夏季遮陽, 以降 低室內(nèi)溫度,減少空調(diào)費(fèi)用。門的主要形式有:平開門、推拉門、卷簾門(分手 動、電動和遙控)、直升門。各種形式的大門上均可設(shè)置小門。屋面除上述與墻體相同保溫隔熱材料外,還可在屋面板底設(shè)置帶空氣間屋的 鋁箔等熱反射材料也有較好的保溫隔熱效果。另外屋面一般要作有組織排水、設(shè) 置大溝和雨水管。大溝主要分外大溝和內(nèi)天溝,材料主要是彩板、普通鋼板、不 銹鋼板。雨水管多為PVC成品。4廠房的生產(chǎn)環(huán)境控制'、/創(chuàng)造理想而又舒適的廠房生產(chǎn)環(huán)境是現(xiàn)代化生產(chǎn)廠房特點(diǎn),研究證明優(yōu)良的環(huán)境會對生產(chǎn)
18、者的生理和心理產(chǎn)生良性作用而有利于提高工作效率。廠房環(huán)境調(diào)控因素包括溫度、濕度、灰塵與菌落控制、采光與照明、噪聲控制等。家具工業(yè) 廠房最基本的環(huán)境控制因素是采光、通風(fēng)和消防安全。4. 1采光家具廠的和平車間的采光等級按111級設(shè)計(jì)。窗戶是獲得自然采光的主要途 徑,窗的設(shè)置方式有單側(cè)窗、雙側(cè)窗、天窗或混合采用。常用于鋼結(jié)構(gòu)于房的屋 面采光帶屬于平天窗的一種型式(見圖 5),采光帶上常用的采光板有 FR河光 板,其透光率為87%廠房內(nèi)的人工照明燈具主要有:熒光燈、白熾燈及高強(qiáng)氣 體放電燈(包括高壓納燈、熒光高壓汞燈、金屬鹵化物燈等)。一般懸掛高度在 4米或4米以下時(shí),采用熒光燈較為合適。懸掛高度超
19、過 4米,選用高強(qiáng)氣體放 電燈較好,也可采用白熾燈,廠房跨度較大時(shí)可以采用組合光源。 布置燈具時(shí)應(yīng) 避免產(chǎn)眩光;注意照度的均勻性;合理設(shè)置開關(guān)線路,便于人工控制和及時(shí)開閉。 建議盡量選用高光效的節(jié)能燈,少用或不用如鹵鴇燈、白熾燈這樣高能耗、低效 率的光源。4. 2通風(fēng)通風(fēng)分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。 廠房可在屋脊設(shè)置天窗,形成自然通風(fēng),通 風(fēng)天窗有多種形式可供選擇。一般在下料車間和油漆車間因操作過程對空氣產(chǎn)生 較大污染,需做專門機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì),來調(diào)節(jié)廠房內(nèi)的空氣質(zhì)量(見圖6)。機(jī)械通風(fēng)有自然式通風(fēng)器和動力式通風(fēng)器二種。動力式通風(fēng)器有負(fù)壓通風(fēng)器、強(qiáng)排式 風(fēng)機(jī)等,需用動力驅(qū)動。,自然式通風(fēng)器分條式和點(diǎn)式
20、二種。一般以動力式通風(fēng)器 效果最好,但價(jià)格較高,條式自然通風(fēng)器次之。通風(fēng)設(shè)備與空調(diào)的風(fēng)管一般體積 較大,常沿結(jié)構(gòu)梁底布置以節(jié)省空間。4. 3消防安全、/有效的防火設(shè)計(jì)與消防設(shè)備的運(yùn)用是必須的, 符合國家防火規(guī)范的要求尤為 重要,也是盡快獲得相關(guān)建設(shè)管理部門審批的關(guān)鍵因素之一, 而且消防設(shè)計(jì)是生 產(chǎn)者生命安全的保證。4. 3. 1鋼結(jié)構(gòu)防火單層家具廠生產(chǎn)類別為丙類,規(guī)范要求的最低耐火等級為三級。鋼結(jié)構(gòu)必須 進(jìn)行有效果的防火處理,現(xiàn)在較先進(jìn)的防火技術(shù)措施是采用表面覆以防火隔熱涂 料或防火隔熱涂料保護(hù)層,這種方法防火隔熱性能好、還有一定的美觀裝飾作用。4. 3. 2廠房防火分區(qū)現(xiàn)代工業(yè)廠房常是大空間
21、、大跨度、通透的,為有效的把火災(zāi)控制在較小的 范圍內(nèi),建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范要求在建物內(nèi)劃分防火分區(qū),并明文規(guī)定了各級 防火分區(qū)的最大允許面積。規(guī)允許的分區(qū)面積為3000平方米(生產(chǎn)類別為丙類, 采取防火涂層保護(hù)后,耐火等級按三級考慮),廠房面積大于3000平方米時(shí)作應(yīng)做防火分區(qū)的分隔。常用于民用建筑的防火分如防火墻因截?cái)嗔诉B貫的生產(chǎn)線 設(shè)備,是不適用的;而防火卷簾的分隔只能有于跨度不大的空間,若跨度較大達(dá)到30米以上,這樣的卷簾,因跨度太大,在收放時(shí)很難控制,容易卡在滑槽失 去作用,且造價(jià)太高。用獨(dú)立的水幕作防火分隔是一種常見做法,即作一條防火 水幕帶,區(qū)域?qū)?米,流量2升/秒米。這種分隔方式無需把車間截成兩半,也/ 沒有大跨度防火卷簾的麻煩,理論上跨度不限,正常生產(chǎn)時(shí),感覺不到它的存在, 一旦有火災(zāi)需要防火分隔時(shí),它可以立即實(shí)現(xiàn)有效分隔。但是,這種做法需水量 太大,消防水池的造價(jià)較高;水幕啟動時(shí),大量的水突然噴泄而下,會對昂貴的 生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生破壞,而造成較大的損失;且有膠維護(hù)麻煩等總是另外采用自動噴 水滅火,即在整個(gè)車間設(shè)自動消防噴淋裝置也是一種較實(shí)際的做法,但須注意根據(jù)自動噴滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,超過 8米高的大
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