房屋建筑學(xué)（第2版） 課件 第18章 多層工業(yè)建筑設(shè)計

第六章墻體與基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標：墻體的類型、使用要求、墻身的加固措施、內(nèi)外墻面裝修及基礎(chǔ)與地基的基本概念，理解并能繪制墻身基本構(gòu)造節(jié)點（含墻腳、窗臺、過梁節(jié)點及磚混結(jié)構(gòu)建筑平面圖）。

本章應(yīng)著重掌握：本章主要了解：

提高外墻保溫能力的措施、常用隔墻、玻璃幕墻及地下室防潮防水要求。第18章：多層工業(yè)建筑設(shè)計18.1多層工業(yè)建筑概論18.2多層廠房平面設(shè)計18.3多層廠房剖面設(shè)計18.4多層廠房技術(shù)的經(jīng)濟分析18.1多層工業(yè)建筑概述18.1.1多層廠房的特點（1）生產(chǎn)在不同標高的樓層進行。各層間除了解決好水平方向的聯(lián)系外，突出解決好豎向?qū)娱g的生產(chǎn)聯(lián)系。（2）廠房占地面積較小，節(jié)約用地，降低基礎(chǔ)工程量，縮短廠區(qū)道路、管線、圍墻等長度。（3）屋頂面積較小，一般不需要設(shè)置天窗，故屋面構(gòu)造簡單，雨雪排除方便，有利于保溫和隔熱處理。（4）廠房一般為梁板柱承重，柱網(wǎng)尺寸較小，生產(chǎn)工藝靈活性受到限制。對大荷載、大設(shè)備、大振動的適應(yīng)性較差，須作特殊的結(jié)構(gòu)處理。18.1.2多層廠房的適應(yīng)范圍（1）生產(chǎn)上需要垂直運輸?shù)钠髽I(yè)。這類企業(yè)的原材料大部分為粒狀和粉狀的散粒或液體。經(jīng)一次提升（或升高）后，可利用原料的子重自上而下傳送加工，直至產(chǎn)品成型。例如面粉廠、造紙廠、啤酒廠、乳品廠和化工廠的某些生產(chǎn)車間；（2）生產(chǎn)上要求在不同層高上操作的企業(yè)。如化工廠的大型蒸餾塔、碳化塔等設(shè)備，高度比較高，生產(chǎn)需要在不同層高上進行；（3）生產(chǎn)環(huán)境有特殊要求的企業(yè)。由于多層廠房層間房間體積小，容易解決生產(chǎn)所要求的特殊環(huán)境，如恒溫恒濕，凈化潔凈、無塵無菌等。屬于這類企業(yè)的有儀表、電子、醫(yī)藥及食品類企業(yè)。（4）生產(chǎn)上雖無特殊要求，但設(shè)備及產(chǎn)品較輕，運輸量也不大的企業(yè)。設(shè)備、原料及產(chǎn)品重量較輕的企業(yè)（樓面荷載小于20KN／m2），單件垂直運輸小于30KN的企業(yè)。（5）生產(chǎn)工藝上雖無特殊要求。但建設(shè)地點在市區(qū)，廠區(qū)基地受到改擴建的企業(yè)。18.1.3多層通用廠房的適用范圍及特點

多層通用廠房是專為出租和出售而建設(shè)的沒有固定工藝要求的通用性多層廠房，又叫多層單元廠房或工業(yè)大廈。出租或出售可以分層和分單元進行，適用于具備以下條件的工廠：（1）要求生產(chǎn)時間短，盡量出產(chǎn)品；（2）生產(chǎn)規(guī)模不大；（3）生產(chǎn)設(shè)備重量小，對環(huán)境污染??；（4）對水、電、氣供應(yīng)要求簡單。

與一般多層廠房相比，通用廠房的設(shè)計要點：在一個工業(yè)區(qū)內(nèi)應(yīng)有多種單元類型以滿足不同規(guī)模的廠家的需要。單元面積一般為150~1500m2。盡可能選用較大的柱距及跨度，以利于生產(chǎn)線的靈活布置與改造。廠房內(nèi)裝修僅作簡單處理，廠家租用和購買后，再按需要進行二次裝修，包括吊頂和隔墻。廠房內(nèi)應(yīng)標明地面或樓面的允許使用荷載。各單元應(yīng)有獨立的測浴等衛(wèi)生設(shè)備及完整的消防設(shè)備。18.2多層廠房平面設(shè)計

多層廠房的平面設(shè)計首先要滿足生產(chǎn)工藝的要求。其次，運輸設(shè)備和生活輔助用房的布置、基地的形狀、廠房方位等等都對平面設(shè)計有很大影響，必須全面綜合考慮。18.2.1生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝的流程布置是廠房平面設(shè)計的重要依據(jù)。各種不同的生產(chǎn)工藝在很大程度上決定著多層廠房的平面布置形式和各層相互關(guān)系。多層廠房的生產(chǎn)工藝流程布置可以歸納為以下三種類型：（如教材圖8-2所示）（1）自上而下式：這種布置的特點是把原料送至最高層后，按照生產(chǎn)工藝流程的程序自上而下的逐漸進行加工，最后的成品由底層運出。一些進行粒狀和粉狀材料加工的工廠常采用這種布置方式。例如面粉廠和電池密閉調(diào)粉就屬于這一類型。（2）自下而上式：原料從底層按照生產(chǎn)流程逐層向上加工，最后在頂層加工成成品。這種流程方式有兩種情況：

一是產(chǎn)品流程加工要求自下而上，例如平板玻璃生產(chǎn)，底層布置溶化工段，靠垂直輥道由下而上運行，在運行中自然冷卻形成平板玻璃；二是有些企業(yè)，原材料及設(shè)備較重，或需要有吊車運輸?shù)?，同時，生產(chǎn)流程又允許或需要將這些工段布置在底層，其他各種工段一次布置在以上各層，這就形成了較為合理的自下而上的工藝流程。例如輕工業(yè)類的手表廠、照相機廠或一些精密儀表廠的生產(chǎn)流程都屬于這種類型。（3）上下往復(fù)式：這是有上有下的一種混合布置式。它能適應(yīng)不同情況的要求，應(yīng)用范圍較廣。由于生產(chǎn)流程是往復(fù)的，不可避免的會引起運輸上的復(fù)雜化，但是它的實用性較強，是一種經(jīng)常采用的布置方式。18.2.2平面設(shè)計原則及平面形式（1）平面設(shè)計原則：

在進行平面設(shè)計時，一般應(yīng)注意：廠房平面形式應(yīng)力求規(guī)整，以利于減少占地面積和圍護結(jié)構(gòu)面積，便于結(jié)構(gòu)布置、計算和施工；按照生產(chǎn)要求，可以將一些生產(chǎn)技術(shù)相同或相近的工段布置在一起，例如要求空調(diào)的工段和對防振、防塵、防爆要求高的工段可以分別集中在一起，進行分區(qū)布置；按照通風(fēng)、日照要求合理安排房間朝向。一般的說，主要生產(chǎn)工段應(yīng)爭取南北朝向。但是對于一些具有特殊要求的房間，如要求空調(diào)的工段為了減少空調(diào)設(shè)備的負荷，在炎熱地區(qū)應(yīng)注意避免太陽輻射熱的影響，寒冷地區(qū)應(yīng)注意減少室外低溫及冷風(fēng)的影響：具體原則如下：1）廠房的平面布置應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程、工段組合、交通運輸、采光通風(fēng)及生產(chǎn)上各種技術(shù)要求，經(jīng)過綜合研究后加以確定；2）廠房的柱網(wǎng)尺寸除應(yīng)滿足生產(chǎn)使用的要求外，還應(yīng)具有較大程度的靈活性，以適應(yīng)生產(chǎn)工藝的發(fā)展及變更的需要；3）各工段間，由于生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境的不同，組合時應(yīng)將具有共性的工段做水平和垂直的集中分區(qū)布置。（2）平面形式

由于各類企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)特點、使用要求和建筑面積的不同，其平面布置形式也不相同，一般有一下幾種平面布置形式：1）內(nèi)廊式這種布置方式適用于各工段面積不大，生產(chǎn)上既需要相互緊密聯(lián)系，但是又不希望相互干擾的工段。各工段可按照工藝生產(chǎn)的要求布置在各自的房間內(nèi)，再用內(nèi)廊（內(nèi)走道）聯(lián)系起來。對于一些有特殊要求的的生產(chǎn)工段，如恒溫恒濕、防塵、防振的工段可以分別集中布置，以減少空調(diào)設(shè)備并降低建筑造價（如教材圖8-3所示）。2）統(tǒng)間式

這種布置方式適用于生產(chǎn)工藝聯(lián)系緊密，不宜分隔成小間布置，這時可以采用統(tǒng)間式平面布置（如教材圖8-4所示）。這種布置對自動化流水線的操作較為有利。在生產(chǎn)過程中如有少數(shù)特殊的工段需要單獨布置時，可將他們加以集中，分別布置在車間的一端或一隅。3）大寬間式

這種加大廠房寬度適應(yīng)生產(chǎn)工段所需大面積、大空間或高精度的要求。這時，可以把交通運輸及生活輔助用房布置在房中部分采光較差的地方，以保證生產(chǎn)所需要的采光和通風(fēng)要求（如教材圖8-5所示）。4）混合式根據(jù)生產(chǎn)工藝及使用面積的不同需要，采用多種平面形式的組合布置，組成一個有機的整體，使其更好的滿足生產(chǎn)工藝的要求，并具有較大的靈活性。但是這種布置易造成廠房平面復(fù)雜、結(jié)構(gòu)類型增多、施工較復(fù)雜，并對防震不利。（如教材圖8-6所示）。18.2.3柱網(wǎng)選擇柱網(wǎng)的選擇首先應(yīng)該滿足生產(chǎn)工藝的需要，其尺寸的確定應(yīng)符合《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準》和《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》的要求。同時還應(yīng)考慮廠房的結(jié)構(gòu)形式、采用的建筑材料和其在經(jīng)濟上的合理性及施工上的可能性。在工程實踐中，結(jié)合剛才所述的平面布置形式，多層廠房的柱網(wǎng)可以概括為以下幾種主要類型（如教材圖8-7所示）。（1）內(nèi)廊式柱網(wǎng)

這種平面布置多采用對稱式。在儀表、電子、電器等企業(yè)中應(yīng)用較多，主要用于零件加工或裝配車間。常見柱網(wǎng)為（6.0+2.4+6.0）m×6.0m、（7.5+3.0+7.5）m×6.0m等。這種柱網(wǎng)布置的特點是用走道、隔墻將交通與生產(chǎn)區(qū)隔離，生產(chǎn)上互不干擾。同時可以將空調(diào)等管道設(shè)在走道的吊頂里，既充分利用了空間，又隱蔽了管道。這種柱網(wǎng)布置還有利于車間的自然采光和通風(fēng)。（2）等跨式柱網(wǎng)這種布置方式適用于機械、輕工、儀表、倉庫等的工業(yè)廠房，需要大面積布置生產(chǎn)工藝的廠房，底層一般布置機加工、倉庫或總裝配車間等，有的還布置有起重運輸設(shè)備。這類柱網(wǎng)可以是兩個以上連續(xù)等跨的形式。用輕質(zhì)隔墻分隔后，亦可以作內(nèi)廊式平面布置。

目前經(jīng)常采用的等跨式柱網(wǎng)有：

（6.0+6.0+6.0+6.0）m×6.0m、（7.5+7.5+7.5+7.5）m×6.0m、（9.0+9.0+9.0+9.0）m×6.0m等。（3）對稱不等跨式柱網(wǎng)

這種柱網(wǎng)的特點及適用范圍基本和等跨式柱網(wǎng)類似。從建筑工業(yè)化的角度，廠房構(gòu)件類型比等跨式多，但能滿足工藝要求，合理利用面積（如教材圖8-7c所示）。

現(xiàn)在常用的對稱不等跨式柱網(wǎng)的尺寸有：（6.0+4.8+4.8+6.0）m×6.0m、（6.0+7.5+7.5+6.0）m×6.0m、（9.0+12.0+9.0）m×6.0m等。（4）大跨度式柱網(wǎng)這種柱網(wǎng)由于取消了中間柱子，為生產(chǎn)工藝的變更提供更大的適應(yīng)性。因為擴大了跨度（大于12m），樓層常采用桁架結(jié)構(gòu)，這樣樓層結(jié)構(gòu)的空間（桁架空間）可以作為技術(shù)層，用以布置各種管道及生活輔助用房。除上述主要柱網(wǎng)類型外，在實踐中根據(jù)生產(chǎn)工藝及平面布置等各方面的要求，也可以采用其他一些類型的柱網(wǎng)，如（9.0+6.0）m×6.0（6.0~9.0+3.0+6.0~9.0+3.0+6.0~9.0）m×6.0m等。18.2.4廠房寬度的確定多層廠房的寬度一般是由數(shù)個跨度組成的。它的大小除了要考慮基地的因素外，還和生產(chǎn)特點、建筑造價、設(shè)備布置及廠房的采光、通風(fēng)等有密切關(guān)系。不同的生產(chǎn)工藝、設(shè)備排列和其尺寸的大小常常是決定多層廠房寬度的主要因素。例如，印刷廠的大型應(yīng)刷機雙行排列時，就要求具有24m的廠房跨度；印染廠的大型印染機雙行排列時則需要30m的廠房寬度。電視接收機的裝配車間，同樣是6m柱距，當車間寬度為17m（跨度組合為7.0m+3.0m+7.0m）時，只能布置一條生產(chǎn)流線，18m（跨度組合為9.0m+9.0m）時，則可以布置兩條生產(chǎn)流線。因而廠房的寬度除了受生產(chǎn)工藝設(shè)備布置方式影響外，還與跨數(shù)及組合方式也有密切的關(guān)系，在設(shè)計中應(yīng)加以具體分析比較。就造價而言，在一般情況下，增加廠房寬度會相應(yīng)降低建筑造價。這是由于寬度增大時與它相應(yīng)的外墻和窗的面積增加不多，致使單位建筑面積的造價反而有所降低的緣故（如教材圖8-8所示）。

因而在條件許可的情況下，一般可加大多層廠房的寬度以得到良好的經(jīng)濟效果。然而應(yīng)注意較大寬度廠房，會造成采光、通風(fēng)的不利，有時候還會帶來結(jié)構(gòu)構(gòu)造上的困難，因而在具體設(shè)計中，要通過綜合分析比較后才能決定寬度的具體數(shù)值。當采用兩側(cè)天然采光時，為滿足工作時勢力的要求，廠房寬度不宜過大，一般以24~27m為佳。在大跨度的廠房中，中間部分一般均需要輔以人工照明來彌補天然光線的不足。18.2.5多層廠房結(jié)構(gòu)方案

廠房結(jié)構(gòu)形式的選擇首先應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)工藝及層數(shù)的要求進行，其次還應(yīng)該考慮建筑材料的供應(yīng)、當?shù)氐氖┕ぐ惭b條件、構(gòu)配件的生產(chǎn)能力以及基地的自然條件等。目前我國多層廠房承重結(jié)構(gòu)按其所用材料的不同一般有：混合結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。詳細內(nèi)容將在后面第九章介紹。18.2.7樓、電梯間和生活間布置1.樓、電梯間的布置多層廠房的電梯間和主要樓梯通常布置在一起，組成交通樞紐。在滿足生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上，樓、電梯的位置應(yīng)為廠房的空間組合及立面造型創(chuàng)造好條件。

樓梯在平面設(shè)計中，首先應(yīng)是人流、貨流互不干擾，并應(yīng)布置在明顯、易找的部位，其數(shù)量及布置應(yīng)滿足有關(guān)防火安全疏散的要求。如教材圖8-15所示為樓、電梯間在平面中的位置。

應(yīng)該注意：電梯前廳需要留夠一定面積，以利貨運回轉(zhuǎn)及貨物的臨時堆放。電梯間在底層平面最好有直接對外出入口。電梯間附近宜設(shè)樓梯或輔助樓梯，以便在電梯發(fā)生故障或檢修時能保證運輸。常見的樓電梯間與出入口間的關(guān)系有兩種處理方式。一種是人、貨流由同一出入口進出。樓梯與電梯的相對位置可有不同的布置方案。但不論組合方式如何，均要達到人、物流同門進出，直捷通暢而互不相交。另一種方式是人、貨流分開進出，設(shè)置人行和貨運兩個出口。這種組合方式易使人、貨流分流明確，互不交叉干擾，對生產(chǎn)上要求潔凈的廠房尤其適用。2.生活間及輔助房間的布置

多層廠房的生活間的位置與生產(chǎn)廠房的關(guān)系，從平面布置上可以歸結(jié)為兩類。（1）設(shè)置于廠房內(nèi)部

將生活間布置在生產(chǎn)車間所在同一結(jié)構(gòu)體系內(nèi)。其特點是可以減少結(jié)構(gòu)類型和構(gòu)件，有利于施工。（2）設(shè)于生產(chǎn)廠房外

生活間布置在生產(chǎn)車間相連接的另一對立的樓層內(nèi)，這種布置可以使主體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，并使生活間與主體可以采用不同的層高、柱網(wǎng)和結(jié)構(gòu)形式，有利于降低建筑造價。通常布置方式有：布置在山墻外和布置在側(cè)墻外。（3）生活間房間布置

生活間的房間組合分為兩種方式：一種是非通過式，另一種是通過式。非通過式是對人流活動不進行嚴格的控制的房間的組合方式。適用于生產(chǎn)環(huán)境清潔要求不高的一般生產(chǎn)車間?？蓪⒏率也贾迷谏?、下班人流線上，將用水的房間集中布置。

通過式是對人流的活動要進行嚴格控制的房間組合方式。適應(yīng)于生產(chǎn)環(huán)境清潔度要求嚴格的空調(diào)房間、超凈車間、無菌車間。例如光學(xué)儀器中的光學(xué)車間，電視機廠的顯像管車間。布置房間時，應(yīng)使工人按照規(guī)定路線活動，防止將不潔之物帶進車間。清潔度要求越高，控制線路也越嚴格，通常按以下程序布置生活間；工人在通過式生活間的換鞋室換鞋，由于上下班人流集中，換鞋室面積不應(yīng)太小。換鞋室是生活間污、潔區(qū)的分界處，布置時應(yīng)注意不要使已經(jīng)換上清潔拖鞋的工人再去經(jīng)過踩臟的地面。18.3.1多層廠房層數(shù)及層高的確定1.多層廠房的層數(shù)的確定

多層廠房的層數(shù)選擇，主要取決于生產(chǎn)工藝、城市規(guī)劃和經(jīng)濟因素等。其中生產(chǎn)工藝起主導(dǎo)作用。（1）生產(chǎn)工藝對層數(shù)的影響生產(chǎn)工藝流程、機械設(shè)備（大小和布置方式）以及生產(chǎn)工段所需的面積等方面在很大程度上影響著層數(shù)的確定。廠房根據(jù)豎向生產(chǎn)流程的布置，確定各工段的相對位置，同時相應(yīng)地也就確定了廠房的層數(shù)。例如面粉加工廠18.3多層廠房剖面設(shè)計就是利用原料或半成品的自重，用垂直布置成產(chǎn)流程的方式，自上而下的分層布置除塵、平篩、清粉、吸塵、磨粉、打包等六個工段，所以確定廠房層數(shù)為6層。（如教材圖8-9所示）（2）城市規(guī)劃及其他條件的影響

多層廠房布置在城市時，層數(shù)的確定應(yīng)盡量符合城市規(guī)劃、城市建筑面貌、周圍環(huán)境以及工廠群體組合的要求。此外廠房層數(shù)還會隨著廠址的地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)形式、施工方法等而有所變化。（3）經(jīng)濟因素影響

根據(jù)國外研究資料，經(jīng)濟層數(shù)的確定和廠房展開面積的大小有關(guān)；展開面積越大，層數(shù)越可提高。此外合理層數(shù)和建筑寬度及長度也有關(guān)系。如教材圖8-10所示，以建筑寬度為30m，長度為120m的單層廠房的單位面積造價為100.圖中曲線表示，以3~5層較經(jīng)濟。當建筑寬度和長度增加時，經(jīng)濟的層數(shù)可以為4~5層。層數(shù)再增多，一般是不經(jīng)濟的。18.3.2多層廠房的層高確定

多層廠房的層高取決于特性及生產(chǎn)設(shè)備、運輸設(shè)備（有無吊車或懸掛傳輸裝置）管道的敷設(shè)所需要的空間；同時與廠房的寬度、采光和通風(fēng)要求有密切關(guān)系。（1）層高與生產(chǎn)、運輸設(shè)備的關(guān)系

多層廠房的層高，在滿足生產(chǎn)工藝要求的同時，還要考慮生產(chǎn)和運輸設(shè)備（吊車、傳送裝置等）對廠房層高的影響。一般在生產(chǎn)工藝許可的情況下，把一些重量大、體積大和運輸量繁重的設(shè)備布置在底層，這樣就需要相應(yīng)加大底層的層高。有時由于某些個別設(shè)備很高布置時就可以把局部樓面抬高，而形成參差層高的剖面形式。（2）層高與采光通風(fēng)的關(guān)系多層廠房一般采用雙面?zhèn)却安晒饩佣?。當廠房寬度過大時，就必須提高側(cè)窗的高度，相應(yīng)需要增加廠房層高才能滿足采光要求。

在一般采用自然通風(fēng)的車間，廠房凈高應(yīng)滿足《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》的有關(guān)規(guī)定。如冬季自然通風(fēng)用的進氣窗，其下端一般不低于4m。用此來計算和核算廠房的層高。一般在符合衛(wèi)生標準和其他建筑要求的前提下，宜盡可能降低廠房的層高。

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