第13章單層廠房設(shè)計

1、第十二章第十二章 單層廠房設(shè)計單層廠房設(shè)計目的要求： 1、使學(xué)生了解生產(chǎn)工藝與廠房平、立、剖面之間的設(shè)計關(guān)系； 2、掌握柱網(wǎng)的確定方法及軸線的定位； 3、熟悉生活間的布置、剖面的各部分高度的確定、立面處理的方法。教學(xué)內(nèi)容： 12.1 單層廠房的組成單層廠房的組成1、房屋的組成 A、生產(chǎn)工段 B、輔助 C、庫房部分 D、行政辦公生活用房單層廠房的組成單層廠房的組成（圖13-1）2、構(gòu)件的組成 A、橫向排架：基礎(chǔ)、柱、屋架（屋面梁） B、縱向連系構(gòu)件：基礎(chǔ)梁、連系梁、圈梁、吊車梁； C、支撐系統(tǒng)：屋架支撐、柱間支撐；3、圍護結(jié)構(gòu) 外墻、屋頂、地面、門窗、天窗12.2 單層廠房平面設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：1、

2、總平面設(shè)計2、平面的形式3、柱網(wǎng)的選擇4、生活間的設(shè)計12.2.1 總平面的設(shè)計 考慮內(nèi)容： (一)人、物流組織的影響（圖12-2） (二)地形的影響（圖12-3） (三)氣候的影響 12.2.2、生產(chǎn)工藝和建筑平面設(shè)計的關(guān)系 1、生產(chǎn)工藝平面圖的內(nèi)容： A、生產(chǎn)工藝流程的組織； B、生產(chǎn)和起重運輸設(shè)備的選擇和布置； C、工段的劃分； D、廠房面積的大小以及生產(chǎn)工藝對廠 房建筑設(shè)計的要求。 2、廠房平面設(shè)計的要求：A、首先滿足生產(chǎn)工藝的要求，同時在設(shè)計中應(yīng)使廠房平面形式規(guī)整、合理、簡單以便減少占地面積、節(jié)能和簡化構(gòu)造處理；B、廠房的建筑參數(shù)應(yīng)符合廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準，使構(gòu)件的生產(chǎn)滿足工業(yè)化生產(chǎn)

3、的要求；2、廠房平面設(shè)計的要求： C、選擇技術(shù)先進和經(jīng)濟合理的柱網(wǎng)使廠 房具有較大的通用性； D、正確地解決廠房的采光和通風； E、合理地布置有害工段及生活用室； F、妥善處理安全疏散及防火措施。二、平面形式及其特點影響廠房平面輪廓形式的因素：（1）生產(chǎn)工藝流程的影響 A、直線布置（圖12-5a） B、平行布置（圖12-5b） C、垂直布置（圖12-5c）（2）生產(chǎn)狀況的影響；（3）生產(chǎn)設(shè)備布置的影響；12.2.3 運輸設(shè)備與平面的關(guān)系常用的：1、單軌懸掛吊車2、梁式吊車（分懸掛式和支承式）3、橋式吊車特殊情況下：龍門式起重機、懸臂吊車、轉(zhuǎn)臂吊車12.2.4 單層廠房平面輪廓形式：一般形式：矩

4、形、方形等； 特殊形式：L形、形、形等； （一）矩形平面1.1 跨度平行布置： 適用于直線式的生產(chǎn)工藝流程和往復(fù)式的生產(chǎn)工藝流程 特點：各段之間靠得較緊，運輸路線短捷，工藝聯(lián)系緊密，工程管線較短； 形式規(guī)整,占地面積少； 結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單,造價低,施工快； 室內(nèi)采光通風容易解決。 1.2 跨度相垂直布置：適用于垂直式的生產(chǎn)工藝流程特點： 工藝流程緊湊，零部件至總裝配車間 的運輸路線短捷； 在跨度垂交處結(jié)構(gòu)、構(gòu)造復(fù)雜，施工 麻煩。 不同平面形式的廠房造價比： 從建筑經(jīng)濟角度看：近于方形或方形的平面較優(yōu)越 （二）L形、形、形平面L形、形、形平面的特點：廠房各部寬度不大，廠房周長較長，可在較長的外墻上設(shè)

5、置門窗，室內(nèi)采光通風條件好；縱橫跨垂交,要垂交處構(gòu)件類型增多,構(gòu)造復(fù)雜，需設(shè)防震縫；外墻長度較長，造價及維修費用較高，室內(nèi)各種工程管線較長。 12.2.5、柱網(wǎng)的選擇一、 柱網(wǎng)的概念： 承重結(jié)構(gòu)柱子在平面上排列所形成的網(wǎng)格二、跨度和柱距柱網(wǎng)的設(shè)計要求： 1、滿足生產(chǎn)工藝提出的要求 2、遵守廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準 3、調(diào)整和統(tǒng)一柱網(wǎng) 4、盡量擴大柱網(wǎng)，提高廠房的通用性 柱網(wǎng)的設(shè)計要求：擴大柱網(wǎng)能提高廠房的通用性擴大柱網(wǎng)能擴大生產(chǎn)面積，節(jié)約用地擴大柱網(wǎng)能加快建設(shè)速度擴大柱網(wǎng)能提高吊車的服務(wù)范圍 （一）柱網(wǎng)尺寸的確定1、跨度尺寸的確定 A、生產(chǎn)設(shè)備的大小及布置 B、車間內(nèi)部通道 C、廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標

6、準的要求 工藝設(shè)計中應(yīng)考慮如下因素： 設(shè)備大小 設(shè)備布置方式 交通運輸所需空間 生產(chǎn)操作及檢修所需空間 根據(jù)廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準規(guī)定： 凡跨度等于或小于18m時應(yīng)采用3m倍數(shù)(30M數(shù)列)； 即: 9m, 12m, 15m, 18m 大于18m時應(yīng)采用6m倍數(shù)(60M數(shù)列)； 即: 18m, 24m, 30m, 36m 除工藝布置上有特殊要求外,一般不采用21m, 27m和33m等跨度尺寸 2、柱距尺寸的確定根據(jù)廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準規(guī)定：柱距采用擴大模數(shù)60M數(shù)列； 即: 6m, 12m；抗風柱柱距宜采用擴大模數(shù)15M數(shù)列。 3、在我國建筑實踐中常用的柱 網(wǎng)尺寸在有起重量不大于5T的懸掛式吊車

7、和無吊車的廠房為： 618m，624m，1218m，1224m，在有橋式吊車的廠房中，起重量大于50T時為： 618m，624m，630m，636m，1218m，1224m，1230m，1236m3、在我國建筑實踐中常用的柱 網(wǎng)尺寸經(jīng)過經(jīng)濟比較，也可選用69m，612m，615m，621m,627m磚木結(jié)構(gòu)常用 3m, 3.6m, 4m柱距 一般來說:不管有無吊車,18m和24m兩個跨度適應(yīng)性較強 4、方形柱網(wǎng)靈活車間常用尺寸:1212m,1818m,2424m 12.2.6 生活間設(shè)計1生活間的組成及設(shè)備布置 (1)生產(chǎn)衛(wèi)生用房包括浴室、廁所、存衣室、盥洗室等。我國衛(wèi)生部主編的工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)

8、生標準（TJ3679），將一般工業(yè)企業(yè)按衛(wèi)生特征分為四級，每一級都有它最基本的生產(chǎn)衛(wèi)生用房。12.2.6 生活間設(shè)計(2)生活福利用房 包括休息室、女工衛(wèi)生室、吸煙室、廁所、飲水間、小吃部、保健室等。廁所內(nèi)的大小便器按規(guī)范和有關(guān)規(guī)定計算。浴室、盥洗室、廁所的設(shè)計計算人數(shù)按最大班工人總數(shù)的93%計算。(3)行政辦公用房 包括黨、政、工、團辦公室及會議室、值班室、計劃調(diào)度室等。(4)生產(chǎn)輔助用房 包括工具室、材料庫、計量室等。生活間設(shè)計原則(1)生活間應(yīng)盡量布置在車間主要人流出入口處，且與生產(chǎn)操作地點有方便的聯(lián)系，并避免工人上、下班時的人流與廠區(qū)內(nèi)主要運輸線（火車、汽車等）的交叉，人數(shù)較多集中設(shè)置

9、的生活間以布置在廠區(qū)主要干道兩側(cè)且靠近車間為宜。(2)生活間應(yīng)有適宜的朝向，使之獲得較好的采光、通風和日照。同時，生活間的位置也應(yīng)盡量減少對廠房天然采光和自然通風的影響。生活間設(shè)計原則（3)生活間不宜布置在有散發(fā)粉塵、毒氣及其他有害氣體車間的下風側(cè)或頂部，并盡量避免噪聲振動的影響，以免被污染和干擾。 (4)在生產(chǎn)條件許可及使用方便的情況下，應(yīng)盡量利用車間內(nèi)部的空閑位置設(shè)置生活間，或?qū)讉€車間的生活間合并建造，以節(jié)省用地和投資。(5)生活間的平面布置應(yīng)面積緊湊，人流通暢，男女分設(shè)，管道盡量集中。(6)建筑形式與風格應(yīng)與車間和廠區(qū)環(huán)境相協(xié)調(diào)。3.生活間的布置形式布置形式有三種： (1)毗連式生活間

10、 (2)獨立式生活間 (3)廠房內(nèi)部式生活間：布置方式有很多，書上介紹了4種。生活間的布置 毗連式 內(nèi)部式生活間的布置4、毗連式生活間與車間沉降縫的構(gòu)造12.3 單層廠房剖面設(shè)計單層廠房剖面設(shè)計主要從空間上滿足生產(chǎn)工藝的要求12.3.1 廠房高度的確定廠房高度的定義：室內(nèi)地面至柱頂（或斜屋蓋最低點，或下沉式屋架下弦底面）的距離(1)無吊車廠房柱頂標高通常是根據(jù)最大生產(chǎn)設(shè)備的高度和其使用、安裝、檢修時所需的凈空高度確定的。同時，必須考慮采光和通風的要求，以及避免由于單層廠房跨度大，高度低時給空間帶來的壓抑感。一般不低于3.9m，柱頂標高應(yīng)符合300mm的整數(shù)倍，若為磚石結(jié)構(gòu)承重，柱頂標高應(yīng)為10

11、0mm的倍數(shù)。有吊車廠房的高度(2)有吊車廠房有吊車廠房的柱頂標高可按下式計算求得： 柱頂標高 H=H1+H2 軌頂標高 H1=h1+h2+h3+h4+h5 軌頂至柱頂高度 H2=h6+h7柱頂標高應(yīng)符合300mm的數(shù)倍，軌頂標高為600mm的倍數(shù)。12.3.1 廠房高度的確定2.室內(nèi)外地坪標高的確定廠房室內(nèi)外地坪的標高是在廠區(qū)總平面設(shè)計時確定的，室內(nèi)外高差的大小應(yīng)考慮方便運輸，防止雨水侵入等因素，常取150200mm，并在室外入口處設(shè)置坡道。在地形較平坦的情況下，整個廠房地坪一般取一個標高，相對標高定為0.000。當廠房內(nèi)地坪有兩個以上不同高度的地坪面時，主要地坪面的標高為0.000。 3.

12、 廠房高度的調(diào)整(1) 在廠房高低不齊的多跨廠房中，提高低跨高度，變高低跨為等高跨。1）在采暖和不采暖的多跨廠房中，當高差值等于或小于1.2m時，不宜設(shè)高度差；2）在不采暖的廠房中，當一側(cè)僅有一低跨且高差不大于1.8m時，也不宜設(shè)置高度差。3. 廠房高度的調(diào)整(2)在工藝條件允許的情況下，把高大設(shè)備布置在兩榀屋架之間，利用屋頂空間起到縮短柱子長度的作用，從而降低了廠房高度 (3)在廠房內(nèi)部有個別高大設(shè)備或需高空間操作的工藝環(huán)節(jié)時，可采取降低局部地面標高的方法，從而減小廠房空間高度。剖面空間的利用12.3.2 天然采光1.天然采光的基本要求 (1)滿足采光系數(shù)最低值的要求 (2)滿足采光均勻度的

13、要求 (3)避免在工作區(qū)產(chǎn)生眩光幾個概念：采光系數(shù)：室內(nèi)工作面上某一點的照度與同時間露天長度上照度的百分比。照度：單位面積上所能接受的光通量的多少。用勒克斯表示。光通量：人眼所能感受的輻射能量。用流明表示。采光均勻度：工作面上的采光系數(shù)最低值與平均值之比。確定采光系數(shù)示意采光系數(shù)：C=(EN/EW)x100%2. 采光方式及布置 (1)采光方式1）側(cè)窗采光：即采光口布置在廠房的側(cè)墻上。2)頂部采光：即在屋頂處設(shè)置天窗。 3)混合采光：當廠房很寬，側(cè)窗采光不能滿足整個廠房的采光要求時，則須在屋頂上開設(shè)天窗，即采用混合采光的方式。 廠房采光的方式高側(cè)窗與低側(cè)窗示意2. 采光方式及布置(2)采光天窗

14、的形式和布置1）矩形天窗：是沿跨間縱向升起局部屋面，在高低屋面的垂直面上開設(shè)采光窗而形成的，是我國單層工業(yè)廠房應(yīng)用最廣的一種天窗形式，其采光特點與側(cè)窗采光類似，具有中等照度。 2）鋸齒形天窗：是將廠房屋蓋做成鋸齒形，在兩齒之間的垂直面上設(shè)采光窗而形成的。 3）橫向下沉式天窗：是將相鄰柱距的屋面板上下交錯布置在屋架的上下弦上，通過屋面板位置的高差作采光口形成的。 4）平天窗：是在屋面板上直接設(shè)置采光口而形成的。采光天窗的形式2. 采光方式及布置3.采光面積的確定 采光面積一般是根據(jù)廠房的采光、通風、立面設(shè)計等綜合因素來確定的。首先大致確定窗戶面積，然后根據(jù)廠房對采光的要求進行計算校核，驗證其是否

15、符合采光標準。我國采光等級分5級。 12.3.3 自然通風1.自然通風的基本原理 (1)熱壓作用：利用室內(nèi)外冷熱空氣產(chǎn)生的壓力差進行通風的方式。 (2)風壓作用：利用風吹在建筑物上產(chǎn)生的空氣壓力差進行通風的方式。熱壓作用下的通風風壓作用2.廠房的自然通風(1)冷加工車間的自然通風冷加工車間無大的熱源，室內(nèi)余熱量較小，利用門窗就可以滿足室內(nèi)通風換氣的要求。由于室內(nèi)外溫差小，組織自然通風時可結(jié)合工藝與總平面設(shè)計進行，盡量使廠房縱向垂直于夏季主導(dǎo)風向或不小于45傾角，廠房寬度限制在60m以內(nèi)。在外墻上設(shè)窗，在縱橫貫通的通道端部設(shè)門，以便組織穿堂風。為避免氣流分散，影響穿堂風的流速，冷加工車間不宜設(shè)置

16、通風天窗，但為了排除積聚在屋蓋下部的熱空氣，可以設(shè)置通風屋脊。 冷加工車間的自然通風(2)熱加工車間的自然通風1)進、排風口的布置：根據(jù)熱壓通風原理，進風口的位置應(yīng)盡可能低。排風口的位置盡可能高，一般設(shè)在柱頂處或靠近檐口一帶。2）當設(shè)有天窗時，天窗一般設(shè)在屋脊處，另外，為了盡快排除熱空氣，需要縮短通風距離，天窗宜設(shè)在散發(fā)熱量較大的設(shè)備上方。外墻中間部分的側(cè)窗，應(yīng)按采光窗設(shè)計，常采用固定窗或中懸窗，一般不采用上懸窗，以免影響下部進風口的進氣量和氣流速度。熱車間的通風2）通風天窗的類型類型有兩大類：矩形通風天窗：注意：擋風板的作用與位置下沉式通風天窗： 分橫向、縱向和井式天窗矩形通風天窗擋風板的作

17、用矩形通風（避風）天窗下沉式通風天窗橫向下沉天窗3）合理布置熱源在布置熱源時，要注意以下幾點：利用穿堂風的風向，熱源應(yīng)布置在復(fù)雜主導(dǎo)風向的下風向；有天窗時，利用熱壓為主的自然通風，熱源應(yīng)布置在天窗口的下方；下沉式天窗，熱源應(yīng)與下沉底板錯開布置。多跨廠房中，利用冷熱跨間隔布置，且用輕質(zhì)吊墻（距地3m左右）分隔二者，以便組織通風。連續(xù)多跨均為熱跨時，可將跨間分離布置，以便縮短進排氣口的路徑。 開敞式廠房12.4 12.4 單層廠房定位軸線單層廠房定位軸線 本章難點和重點之處。幾個概念：單廠定位軸線：橫向定位軸線：縱向定位軸線：單層廠房平面柱網(wǎng)布置及軸線劃分12.4.1 橫向定位軸線1 中間柱與橫向

18、定位軸線的聯(lián)系除橫向變形縫處及山墻端部柱外，中間柱的中心線應(yīng)與柱的橫向定位軸線相重合。在一般情況下，橫向定位軸線之間的距離也就是屋面板、吊車梁長度方向的標志尺寸。中柱與橫向定位軸線12.4.1 橫向定位軸線2 變形縫處柱與橫向定位軸線的聯(lián)系在單層廠房中，橫向伸縮縫、防震縫處采用雙柱雙軸線的定位方法，柱的中心線從定位軸線向縫的兩側(cè)各移600mm,雙軸線間加插入距A等于伸縮縫或防震縫的寬度C，這種方法可使該處兩條橫向定位軸線之間的距離與其他軸線間柱距保持一致，不增加構(gòu)件類型，有利于建筑工業(yè)化。12.4.1 橫向定位軸線3 山墻與橫向定位軸線的聯(lián)系（1）山墻為非承重墻時，墻內(nèi)緣與橫向定位軸線重合，端

19、部柱的中心線從橫向定位軸線內(nèi)移600mm。 （2）山墻為承重墻時，墻內(nèi)緣與橫向定位軸線的距離為砌體材料的半塊或半塊的倍數(shù)或墻厚的一半。 山墻與橫向定位軸線12.4.2 縱向定位軸線1 外墻、邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系（1）封閉結(jié)合(Q=30T)當縱向定位軸線與柱子外緣有一定距離，此時屋面板與墻內(nèi)緣之間有一段空隙時稱為非封閉結(jié)合?？v向定位軸線與邊柱縱向定位軸線與邊柱縱向定位軸線與承重墻的關(guān)系12.4.2 縱向定位軸線2 中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系 (1)平行等高跨中柱當廠房為平行等高跨時，通常設(shè)置單柱和一條定位軸線，柱的中心線一般與縱向定位軸線相重合。當?shù)雀呖缰兄璨捎梅欠忾]結(jié)合時，仍可采用單柱，但

20、需設(shè)兩條定位軸線，在兩軸線間設(shè)插入距A，并使插入距中心與柱中心相重合 。 （A為3M數(shù)列）以上兩種情況適用條件不同。中柱與縱向定位軸線 12.4.2 縱向定位軸線(2)平行不等高跨中柱1） 單軸線封閉結(jié)合。高跨上柱外緣與縱向定位軸線重合，縱向定位軸線按封閉結(jié)合設(shè)計，不需設(shè)聯(lián)系尺寸。2)雙軸線封閉結(jié)合。高低跨都采用封閉結(jié)合，但低跨屋面板上表面與高跨柱頂之間的高度不能滿足設(shè)置封墻的要求，此時需增設(shè)插入距A，其大小為封墻厚度B。3）雙軸線非封閉結(jié)合。當高跨為非封閉結(jié)合，且高跨上柱外緣與低跨屋架端部之間不設(shè)封閉墻時，兩軸線增設(shè)插入距A等于軸線與上柱外緣之間的聯(lián)系尺寸D；當高跨為非封閉結(jié)合，且高跨柱外緣

21、與低跨屋架端部之間設(shè)封墻時，則兩軸線之間的插入距A等于墻厚B與聯(lián)系尺寸D之和。中柱與縱向定位軸線12.4.2 縱向定位軸線（3）縱向伸縮縫處中柱1）等高跨中柱 當?shù)雀邚S房須設(shè)縱向伸縮縫時，可采用單柱單軸線處理，縫一側(cè)的屋架支承在柱頭上，另一側(cè)的屋架擱置在活動支座上，采用一根縱向定位軸線，定位軸線與上柱中心重合。若伸縮縫兼做防震縫時，原伸縮縫按防震縫尺寸加寬，此時應(yīng)設(shè)兩條縱向定位軸線，其間的插入距A等于縫寬C。12.4.2 縱向定位軸線（3）縱向伸縮縫處中柱2）不等高跨中柱 不等高跨的縱向伸縮縫一般設(shè)在高低跨處，若采用單柱，應(yīng)設(shè)兩條定位軸線，兩軸線間設(shè)插入距A。當高低跨都為封閉結(jié)合時，插入距A等于伸縮縫寬C；當高跨為非封閉結(jié)合時，插入距A=C+D，D為聯(lián)系尺寸。當不等高跨高差懸殊或者吊車起重量差異較大時，或須設(shè)防震縫時，常在不等高跨處采用雙柱雙軸處理，兩軸線間設(shè)插入距A。當高低跨都為封閉結(jié)合時，A=B+C；當高跨為非封閉結(jié)合時，A=B+C+D，B為封墻厚度。3 縱橫跨相交處柱與定位軸線的聯(lián)系在廠房的縱橫跨相交時，常在相交處設(shè)有變形縫，使縱橫跨在結(jié)構(gòu)上各自獨立。縱橫跨應(yīng)有各自的柱列和定位軸線，兩軸線間設(shè)插入距A。當橫跨為封閉結(jié)合時，A=B+C；當橫跨為非封閉結(jié)合時，A=B+C+D。12.5