第十九章多層廠房建筑設計簡介的知識

ArchitecturalDesignAndConstruction房屋建筑學第十九章多層廠房建筑設計簡介1第十九章多層廠房建筑設計簡介本章提要和學習目標概述第一節(jié)多層廠房的平面設計第二節(jié)多層廠房的剖面設計第三節(jié)本章小結2本章提要和學習目標本章提要:本章簡要介紹了多層廠房的平面設計和剖面設計等內容。學習目標:熟悉多層廠房的柱網(wǎng)選擇、結構形式及定位軸線的布置；掌握多層廠房平面形式的選擇及層高、層數(shù)的確定。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學3一、多層廠房的優(yōu)越性1、占地面積小。2、外圍護面積小。3、屋頂構造簡單。4、容易滿足生產工藝的要求。5、環(huán)境效益明顯。但是，多層廠房的承重構件是梁、板、柱，從經濟角度考慮，柱網(wǎng)尺寸較小，從而限制了廠房的利用率。另外，除底層外，設備均安裝在梁、板上，對荷載大、振動大的設備較難適應。所以，多層廠房不適合于重、中型工業(yè)企業(yè)。二、多層廠房的適用范圍1、生產工藝需要垂直運輸?shù)墓I(yè)廠房。2、生產上需要在不同標高處作業(yè)。3、生產設備、原料及產品的體積、重量較輕，運輸量也不大的工業(yè)廠房。4、對生產環(huán)境有特殊要求的廠房。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第一節(jié)緒論4多層廠房的平面設計首先應滿足生產工藝流程的要求，其次應并結合建筑、結構、采暖、通風、水電、設備等各個工種的技術要求，合理確定廠房的平面形式、柱網(wǎng)尺寸及樓電梯間、生活輔助用房的位置。另外還應兼顧節(jié)能、經濟、環(huán)保、發(fā)展、美觀等因素。一、多層廠房生產工藝流程生產工藝流程是多層廠房平面布置的主要依據(jù),可分為以下三種形式(圖１9－１):（一）自上而下式流程特點：是先把原材料由底層直接送達最高層，然后自上而下逐層邊加工邊下降，最后到達底層，完成產品的加工后，由底層運出廠房。另外，對于加工原料輕、體積小，而成品重、體積大的廠房，也可采用這種形式。（二）自下而上式流程特點：是原材料自底層按生產工藝流程逐層向上加工，最后產品在頂層加工完成，由頂層直接送至底層，運出廠房。若原料及一些設備較重，需要有吊車運輸，則可將這些工段布置在底層，其它工段依次布置在以上各層，成品在頂層完成。（三）上下往復式流程適應生產工藝流程比較長、工藝布置較多時的廠房。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計5二、平面布置的形式多層廠房的平面布置形式一般有以下幾種布置形式：（一）內廊式（圖19－２）內廊式是中間為內走廊，兩側按工藝流程的要求布置生產及相關用房，各工段通過內廊將其聯(lián)系起來。適合于各工段所需面積不大，在生產上既需相互聯(lián)系，又不希望相互干擾的廠房。（二）統(tǒng)間式（圖19-3）中間只有承重柱，不設分隔墻。各工段按生產工藝流程布置在一個大空間內。有需單獨布置的工段或輔助房間，可將其集中起來布置在車間的某一部分。（三）大寬度式（圖19－4）當某些生產工藝對車間有特殊要求時，如對恒溫恒濕，潔凈無菌或通風采光等有要求的車間，為使廠房布置更為經濟合理，可采用大寬度的平面布置形式。（四）混合式（圖19－5）混合式布置形式是由內廊式和統(tǒng)間式混合布置形成的。不同的平面空間可用來滿足不同生產工藝流程的要求。這種布置形式靈活性較大，但施工和構造處理麻煩。平、立、剖面復雜，且對抗震不利。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計6三、柱網(wǎng)布置與單層廠房一樣，多層廠房的柱網(wǎng)布置就是確定廠房的跨度和柱距。（一）柱網(wǎng)布置原則1、應滿足生產工藝的需要，盡量使工藝平面布置與建筑平面形狀相一致。2、應考慮結構形式的需要、建筑材料的經濟合理性和施工技術的方便可行性。3、應符合《廠房建筑模數(shù)協(xié)調標準》的有關規(guī)定。使廠房結構構件尺寸達到標準化，構件更具通用性和互換性，從而方便構件的預制和施工。（二）柱網(wǎng)類型結合廠房的平面布置形式，常見的多層廠房柱網(wǎng)有以下幾種主要類型（圖19－6）：(1)內廊式。適用于內廊式平面布置，一般采用對稱式。(2)等跨式。適用于大面積布置生產工藝的廠房。用輕質隔墻分隔后，便成為內廊式平面布置。(3)對稱不等跨式。在跨度方向沿中軸對稱的柱網(wǎng)布置形式。內廊式就屬這種形式。(4)大跨度式。中間不設柱子，跨度一般在9m以上。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計7（三）柱網(wǎng)尺寸根據(jù)《廠房建筑模數(shù)協(xié)調標準》的規(guī)定，多層廠房的跨度（進深）應采用擴大模數(shù)15M數(shù)列。常用的有6.0m、7.5m、9.0m、10.5m、12m。柱距（開間）應采用擴大模數(shù)6M數(shù)列。常用的有6.0m、6.6m和7.2m（圖19－7）。內廊式的跨度可采用擴大模數(shù)6M數(shù)列,常采用6.0m、6.6m、和7.2m。走廊的跨度采用擴大模數(shù)3M數(shù)列,常采用2.4m、2.7m和3.0m(圖19－8).多層廠房的柱網(wǎng)尺寸因受結構構件的限制，一般較小。為適應生產工藝的不斷更新，提高廠房的靈活性，擴大其應變能力，從而提高其綜合經濟效益，多層廠房的柱網(wǎng)正在逐步趨于擴大。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計8四、多層廠房的結構形式目前我國多層廠房承重結構按所用材料不同一般有以下幾種：1、混合結構。又分磚墻承重和內框架承重（多用）兩種形式。混合結構形式費用經濟、保溫隔熱性能好，適用于地基條件好、跨度在4－6m，層數(shù)在4－5層，層高在5－6m左右，且無振動荷載的廠房。2、鋼筋混凝土結構。又分梁板式和無梁式兩種結構形式。

梁板式結構又可分為橫向承重、縱向承重和縱橫向承重三種情況。橫向承重框架的剛度較好，是目前采用較多的一種形式；縱向承重框架的橫向剛度較差，需要在橫向設置抗風墻、剪力墻，適用于分間較靈活的廠房；縱橫向承重框架廠房的剛度均較高，廠房整體性強，適用于地震區(qū)及各種類形的廠房。

無梁式承重結構的樓板底面平整，室內凈空高，適用于布置大統(tǒng)間及需靈活分間布置的情況。

3、鋼結構。鋼結構具有重量輕、強度高、施工方便等優(yōu)點。雖然造價較高些，但它施工速度快，可以提早投產來補償損失。若采用輕質高強的鋼結構，可較普通的鋼結構大大節(jié)約鋼材，從而降低費用，是目前鋼結構的發(fā)展趨勢。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計9五、多層廠房寬度的確定多層廠房寬度是指沿廠房橫向幾個跨度之和。其大小，與以下因素有關：首先，生產工藝、設備的擺放方式及操作所需要面積的大小是決定多層廠房寬度的主要因素。其次，廠房對采光、通風的要求也與廠房的寬度密切相關。多層廠房一般是側窗采光。當生產工藝要求以天然采光為主時，則廠房寬度不宜過大，一般以24－27m為佳，寬度過大會造成采光通風的不利。第三，地域不同對廠房寬度要求不同。第四，一般情況下，增加廠房寬度時會相應地降低建筑造價。這是由于增加廠房寬度時，與它相應的外墻和窗的面積增加不多，致使單位面積材料消耗降低，從而降低了單位面積的造價。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計10六、多層廠房定位軸線的布置多層廠房定位軸線的布置分橫向和縱向兩種，根據(jù)《廠房建筑摸數(shù)協(xié)調標準》的規(guī)定，隨廠房結構形式的不同而有所不同。（一）砌體墻承重結構形式小型多層砌塊墻廠房，其內縱、橫墻的中心線一般與定位軸線相重合，外縱、橫墻的定位軸線可按砌塊的塊材類別分別位于距頂層墻內緣半塊塊材，或半塊的倍數(shù)，或墻厚的一半處。帶有壁拄的外縱墻，縱向定位軸線可與縱墻的內緣相重合，也可定位于砌體墻中半塊或半塊的倍數(shù)處（圖19－9）。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計11（二）鋼筋混凝土框架結構形式1、橫向定位軸線的標定一般與柱子的中心線相重合（圖19－10）。這樣可使縱向構件長度相同，以減少構件規(guī)格。橫向伸縮縫或防震縫處，應采用加設插入距的雙柱，并設兩條橫向定位軸線的標定方法，軸線與柱中心線相重合（圖19－11）。2、縱向定位軸線的標定對于中柱，應與頂層柱中心線重合。對于邊柱，縱向定位軸線在邊柱下柱截面高度（h1）范圍內浮動定位（圖19－12），浮動值an主要根據(jù)構配件的統(tǒng)一和結構構造等要求來確定。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計12七、樓梯、電梯間及生活輔助用房的布置（一）布置原則第一，樓電梯間及生活輔助用房的位置應結合廠區(qū)總平面的道路、出入口及使用管理的需要，布置在合適的部位，使貨物運輸和工作人員上下班路線通順、短捷，避免人流和貨流的交叉。第二，樓梯、電梯間的主要出入口位置要明顯易找，其數(shù)量及布置應滿足安全疏散、防火及衛(wèi)生等相關規(guī)定。且樓、電梯間前應有一定面積的通道或過廳，以滿足運輸工具的外形尺寸及貨運回轉等需要，避免在此發(fā)生堵塞。第三，在保證廠房內生產面積、生產空間完整，滿足生產運輸和防火疏散的前提下，將其布置在廠房邊側或相對獨立的區(qū)段。第四，結合具體情況，在不影響生產工藝的基礎上，生活輔助用房與樓、電梯可集中或分散布置。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計13（二）樓、電梯間的平面布置（1）在廠房的端部（圖19－13a）。適用于平面長度不長的廠房。（2）在廠房的內部（圖19－13b）。由于樓、電梯不靠外墻，可在大寬度廠房中，將生產工段布置在周邊位置，滿足其通風和采光的要求。但因無直接對外出口，對交通疏散不利。（3）在廠房外縱墻外側（圖19－13c）。將樓、電梯位置貼建在廠房外縱墻外側適當位置，與廠房生產用房部分分開，互不干擾，從而增加生產工藝布置的靈活性。（4）在廠房外縱墻內側（圖19－13d）。雖對生產工藝布置有一定的影響，但結構整體剛度較外側布置為好。（5）在不同區(qū)段交接處（圖19－13e）。樓、電梯位于兩個生產工部連接處，將兩個工部聯(lián)系起來。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計14（三）生活輔助用房的平面布置多層廠房生活輔助用房在建筑平面中的位置一般與樓、電梯間相同。當位于廠房端部、內部及內側時，廠房主體結構形式統(tǒng)一、構造簡單、施工方便。但相對增加了建筑造價。但若考慮今后的發(fā)展，如當生產工藝變更需要占用生活輔助用房的位置時，可及時移走生活輔助用房，改其為生產用房。所以，這種布置對增加空間使用的靈活性又有好處。當生活輔助用房位于廠房外側或不同工段的連接處時，其結構形式可與生產車間的一致。為節(jié)約建筑空間，也可根據(jù)需要改變層高，自成一結構形式。但錯層布置會增加剖面的復雜性和使用上的不方便，也將增加結構、施工的麻煩。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第二節(jié)多層廠房的平面設計15剖面設計的主要內容是合理確定廠房的層數(shù)、層高、剖面形式和技術管線的布置等有關問題。一、層數(shù)的確定層數(shù)的確定主要與生產工藝、城市規(guī)劃、地質條件和經濟技術條件等因素有關。（一）生產工藝的影響對于生產工藝要求明確、嚴格的廠房，根據(jù)其豎向生產流程的需要，在確定各工程段的相對位置和面積的同時，廠房的層數(shù)也就相應地確定了。（二）城市規(guī)劃及其他技術條件的影響在城市內建造多層廠房時，其層數(shù)的確定還要考慮城市規(guī)劃、城市建筑面貌、與相鄰建筑的諧調、環(huán)境效果以及工廠群體組合等因素。此外，還應考慮地質條件、結構形式、施工方法及工程抗震的要求。（三）經濟因素的影響廠房的層數(shù)與廠房的造價有直接的關系。層數(shù)增加，會加大技術難度、延長施工周期，直接或間接的影響單位面積的造價。層數(shù)多，廠房的單位面積造價就高。但層數(shù)少，用地浪費，也不經濟。經濟的廠房層數(shù)與廠房展開面積的大小有關，展開面積愈大，層數(shù)愈可提高。圖19－14是層數(shù)和廠房展開面積與造價的關系曲線。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第三節(jié)多層廠房的剖面設計16二、層高的確定多層廠房層高的確定主要與生產工藝、生產運輸設備、采光通風及管道的布置等因素有關。（一）與生產工藝、生產運輸設備的關系層高應充分滿足生產工藝的要求，同時考慮生產和運輸設備（吊車、傳送裝置等）對廠房高度的要求。與單層廠房一樣，有吊車的多層廠房，也應根據(jù)設備、起吊重物尺寸以及吊車規(guī)格和安全凈空等因素，相應地考慮層高。一般在工藝允許的情況下，把有吊車的工段和重量大、體積大或運輸量大的設備布置在底層，相應地加大底層的層高。對個別較高的設備，可將局部樓層加高，形成有不同層高的剖面形式。（二）與采光通風的關系對采用雙面?zhèn)却白匀徊晒獾亩鄬訌S房，當廠房寬度增加時，為保證廠房中部的采光效果，應在提高側窗高度、加大側窗寬度的同時，增加廠房的建筑層高。在采用自然通風的車間，層高與通風的關系應滿足《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標準》中的有關規(guī)定應根據(jù)通風計算，確定層高。通常在天然采光和自然通風的情況下，層高越高，對改善環(huán)境越有利，但造價也隨之越高。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第三節(jié)多層廠房的剖面設計17（三）與管道布置的關系管道布置需要占據(jù)廠房一定的空間高度，尤其是一些水平管道，如空調管道，其斷面較大，一般可達1.5－2.0m，因此，管道布置對層高的影響較大。常見的幾種管道布置方式如圖19－15所示。其中（a）、（c）表示干管布置在底層或頂層的形式，這時就需要加大底層或頂層的層高。（b）、（d）則表示管道集中布置在各層走廊上部，這時層高也應采取相應變化。ArchitecturalDesignandConstruction房屋建筑學第三節(jié)多層廠房的剖面設計18（四）與經濟因素的關系從圖19－16中可以看出，層高每增加0.6m，單位面積造價提高約8.3%左右。目前，我國多層廠房層高常采用4.2m、4.5m、4.8m、5.1m、5.4m、6.0m等幾種尺寸。經濟的層高為3.6m－6.0m。同一幢廠房內，層高的尺寸不宜超過兩種（地下室層高除外）。（五）與室內空間比例的關系在滿足生產工藝要求與經濟合理的前提下，廠房的層高還應考慮室內建筑空間的比例關系，使其空間比例協(xié)調。具體廠房層高的確定，還得根據(jù)工程的實際情況，進行比較后再進行確定。三、剖面形式多層廠房的平面柱網(wǎng)布置、結構型式、生產工藝布置是影響廠房剖面形式的直接因素。根據(jù)柱網(wǎng)布置情況不同，目前，我國多層廠房設計中常采用的剖面形式如圖19－17。ArchitecturalDesig