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中圖分類號TU2 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)68-0050-02
1 建筑設計方案對城市建設的作用
1.1 體現城市特色規劃的需要
改革開放以來,中國的大、中城市建設不斷和世界接軌,由之前的封閉、統一 形式到個性化、潮流化、國際大都會發展的過程。對于我國城市的建筑設計、規劃、決策以及到具體實施不能照搬國外的發展經驗,應當考慮自身的現狀,制定具體的發展規劃,創造符合本城市發展的建筑設計。因此在我們對于建筑設計方案和城市建設進行規劃和管理時,必須要準確掌握城市的特征,積極創造出鮮明特色,獨特新穎并具有新創意的建筑藝術作品,為城市的特色形成加上閃亮的一筆。
1.2 落實城市總體設計的需要
21世紀以來,我國城市化進程發展較為迅速,人口不斷的涌入城市,給城市的發展帶來了一定的困難。所以,人們在城市的建設和規劃中提出了更高、更新的要求。建筑設計的合理設計與規劃是城市建設的基礎,同時也是建筑設計的根據。城市總體設計就是在城市的較大空間范圍里所實施的美學組織及功能,它是建筑設計過程中的框架及指導者,然而卻不可以替代個體建筑的設計。
1.3 建筑設計推動城市規劃工作的發展
建筑設計有其獨特性的功能作用,具體表現在深化城市規劃和指導實施。一般情況下,建筑設計結合設計方案和方法,增強城市的形象,加強城市空問與物質形態的聯系,使城市的各組成要素得到交輝相應,自然天成。所以城市設計借助建筑設計這一“橋梁”,使城市中的建筑在空間和功能上更好地反應城市規劃意圖。每個城市應根據城市的實際發展情況,采取整體規劃,分階段實施的方案,逐步開展城市規劃階段的各項工作。讓建設設計指導城市的規劃建設,反過來城市規劃來促進建筑設計的發展。
2 建筑設計方案的新理念
2.1.1 工業建筑設計應遵循城市設計原理
現代城市面臨的一系列工業園問題,工業園產生的環境污染損害城市的形象,影響城市的可持續發展。為了有效、合理解決工業建筑設計對城市發展的影響,應采取如下二個方面的措施。其一,處理好工業建筑與城市的關系,需結合工業建筑設計應與城市設計理論;其二,嚴格的審查和科學的論證工業園的選址,對于生產規模大、污染嚴重的大型企業,要分時段,分地點逐步外遷;對于影響較小的小型企業,應限制其發展,敦促其技術改進。
2.1.2 工業建筑設計應注重可持續發展
工業建筑設計必須符合時展的要求,徹底貫徹可持續性發展戰略。首先工業建筑采用節能設計,如發展被動式能源利用技術。其次,建筑設計的思想上,有機的整合建筑物、人、外部環境的協調關系,使工業建筑不僅滿足生產的功能,還要滿足勞動者享受生產生活的功能。最后,必須重視對落后、舊工業建筑的改造和再利用。
2.1.3 體現工業建筑設計的個性特征
工業建筑設計在滿足使用要求的同時,也應創造宜人、優美、時尚、有文化內涵的建筑空間及環境。工業建筑同樣是一件藝術品,要充分表現其文化內涵。所以,工業建筑設計時引入人文環境因素,重視對場所性,創造性的表現,使其具有個性化的表現欲望。
2.2 建筑設計中融入生態理念
2.2.1個性化的生態設計
生態建筑設計的重點在于注重環境, 環境協調, 個性化。生態建筑設計重點在于突出自身形象,使靜態的建筑更好的地融入生活的環境。生態建筑設計應注意如下二點:其一,熟練掌握設計尺度,靈活、多變的運用建筑設計中的平面設計、立面造型與周邊環境,充分體現建筑功能,同時使建筑物的空間、地形、地貌有機結合,創造出具有獨特個性,觀賞性的設計;其二,綜合利用各種設計手法、造景手法, 使整個建筑物在搭配上錯落、疏密有致,與周邊環境相呼應。
2.2.2增加室內空間綠色
內容空間綠色設計的目的是使生態建筑外部環境與自然環境相呼應,促進和諧統一。 室內空間通過引入綠色理念,使生活環境更加清新怡人,使人和自然融為一體。室內綠色設計考慮的三個方面:1)加強室內外空間的聯系:增加室內外的通透,使室內的空間和室外的空間相連;2)把室外景觀引入室內:讓室外的自然環境貼近起居生活,把室外的生態景觀引入到室內空間,使室內的小環境變成外面的大氣候,這樣不僅增添了生活的情趣, 又親近了大自然;3)室內裝飾生態化:室內設計小品、裝飾壁畫設計等與自然緊密聯系。
2.2.3 重視環境的協調化
生態建筑設計的環境協調觀即建筑物與周邊環境要相協調,相適應。設計方案應從以下三點著手:1)根據實際環境,設計方案體現因地、因時、因景制宜的思路;2)合理、恰當地協調因建筑過程中所產生的環境污染、經濟利益; 3)堅持可持續發展就必須處理新、舊建筑的矛盾,合理預測和控制矛盾產生的影響。
2.2.4 加強建筑技術的生態化、節能化
生態建筑貫徹了可持續發展戰略, 人們在生活生產中不斷的地認識到,人類的可持續發展必須與環境的持續發展相結合,有效的利用資源和科學的控制環境污染。建筑設計要充分利用自然中的可再生能源, 減少對不可再生資源的依賴, 獲得適宜的居住環境。
3 加強建筑設計方案的管理
3.1 完善建筑設計方案的管理機制
為了有效推進建筑設計方案管理的法制化,關鍵措施是把建筑設計方案管理的過程納入嚴格,規范的制度化。健全完善三個機制來保證制度化:1)改革運行機制,使規劃管理的程序納入法制管理的道路,提高管理效率;2)完善約束機制,建立完善的項目承辦責任機制和違法追究的制度;3)加強監督管理機制,建立健全公開、透明的辦事制度,增強規劃管理的透明力度,并使法律監督、輿論監督以及群眾監督相互結合起來,以防止執法者徇私枉法。
建筑設計方案管理中涉及到相當繁多的具體技術標準以及相關規范,其中很多規范是通過專業部門,專業人員嚴格的科學測算、縝密論證、實地勘探以及反復修正不斷健全完善而形成的,一旦頒布就具有相同的法律效力。城市建設的總體規劃一定切實的履行相關的技術規范標準,不能有一點的紕漏。如果在規劃與管理城市建設項目的設計方案的時候,出現有不符技術規范標準的,堅決不予批準。
全國解放以來,我國工業建筑經過了半個多世紀的發展,取得了輝煌的成就。特別是在改革開放以后,工業建筑無論是在量還是在質方面都有了較大的提高,出現了新的面貌。主要表現在以下幾個方面[2]。
1.1.1新興的工業園區迅速發展
高新技術在向生產力轉變的過程中出現了更多的工業建筑類型,新概念、新思想、新形式不斷涌現,諸如高新技術產業區、科技園、軟件園、創業園等。這些新興的工業園區都納入了城市總體規劃,除了生產建筑之外,還有完善的辦公、娛樂、科研等多種功能的輔助配套建筑,并精心設計了優美的廠區環境,把生產、工作與生活設施綜合起來,有效地提高了生產效率和生活質量,體現了企業精神和城市現代風貌。
1.1.2工業建筑的廠房設計向大跨度和“彈性”大空間發展
為了滿足企業改建、擴建的生產需要,工業建筑的廠房設計向大跨度和“彈性”大空間發展,廠房內部空間環境引入人性化的設計,保護了工人的身心健康,提高了生產效率。
1.1.3工業建筑結構類型趨向多樣化
大開間、大跨度的柱網形式,型鋼與混凝土組合結構、預應力結構、空間網架結構、輕型鋼結構、桁架結構、懸索結構、空間膜結構等結構體系以及壓型鋼板墻體和屋面體系等廣泛應用于工業建筑。
1.1.4舊工業建筑的改造和再利用得到重視
建筑并不是一次性的易耗品,目前,尚有一些因工藝落后而廢棄的工業建筑其建造質量仍能滿足其他用途。因此,以可持續發展的態度來對待因時代變遷而出現的眾多舊工業建筑,重視對其進行改造和再利用,已成為我國現代工業建筑設計中的一個重要課題。近年來,我國老工業基地的一些工廠企業通過調整生產結構、挖潛改造,重新煥發青春,如長春一汽大眾新廠。舊城中的老廠有的易地重建,有的舊貌換新顏,如前文所提到的1933老場坊的改造,將已廢棄的工業遺產盤活,現已改造成為一個環境優美的時尚之都。
1.2信息時代下工業建筑的發展趨勢
隨著數字信息化時代的來臨,現代工業生產的模式也在發生變革,已從早期以加工業為主,轉型為以電子信息工業、化學、生物、金屬機械工業為主的高科技產業:即從勞動密集型轉型為技術密集型。在全球范圍內可持續性發展觀念和各種文化思潮的興起,都極大地促進了工業建筑創作的進一步繁榮。在當今信息時代下工業建筑有以下幾個發展趨勢[3]:生態、節能、省地、可持續發展的趨勢;人類工程學的應用以及空間環境人性化設計的趨勢;高科技化及多元化的趨勢;文化性趨勢。
2.3我國工業建筑與國外的差距
與過去相比,我國工業建筑的發展取得了輝煌的成就。但是,與發達國家相比,我國的工業建筑在觀念方面、體制方面、技術方面和教育方面都還存在著較大的差距[4]。這里固然有各專業工業設計院在“以工藝為主”的思想指導下,建筑師們普遍認為工業建筑僅僅在工藝流程之外依附結構“涂脂抹粉、穿衣戴帽”,對工業建筑創作缺乏熱情等原因,但長期以來我國建筑教育界對工業建筑教育的忽視卻更值得我們深思。
2我國高等院校中的工業建筑教育
工業建筑設計水平就是建筑師技術水平的體現,而建筑師的技術水平與學校教育、在職培訓等有著密切的關系。通過調查發現,我國高等院校的建筑教育中普遍存在著嚴重忽視工業建筑教育的問題。因此,如何盡快全面提高我國工業建筑的整體水平,縮短與發達國家的差距,解決我國高等院校的工業建筑教育中所存在的問題已迫在眉睫。
2.1我國高校建筑院系工業建筑教育的現狀
2.1.1課程開設方面
國內大多數高校建筑院系不重視或完全忽視了工業建筑的教育。據統計,在我國設置了建筑院系的高校已超過60所,但在這些院校的建筑學教育中,基本上取消了工業建筑設計原理的講授和相關的課程設計。根據調查,只有重慶大學、北京建筑工程學院、中南大學等不到十所高校的建筑院系開設了工業建筑設計原理這門課程。長期以來,高校建筑教育對工業建筑的忽視造成了優秀工業建筑設計人才的缺乏,嚴重影響了我國現代工業建筑設計水平的提高,導致我國工業建筑創作思想領域一直處于比較低沉的局面。
2.1.2教學師資力量方面
各高校建筑院系具備工業建筑實踐經驗的師資力量嚴重不足,高校建筑學專業的教師大部分只是具有民用住宅、公共建筑等方面的工程實踐經驗,現有的師資力量無法滿足工業建筑教學的需求。
2.1.3教輔教材方面
與工業建筑相關的教材嚴重匱乏,現有的教材內容舊,技術落后,所講述的創作思想遠遠滯后于當代建筑理論的發展,已不能滿足當前信息時代下工業建筑課程的教學需要。目前,市面上介紹國內外優秀的工業建筑作品,以及新技術、新材料、新的建筑理念在工業建筑中的應用等相關的參考書籍寥寥無幾。
2.2加強工業建筑類型特色教育,培養寬口徑設計人才的建議與對策
2.2.1加強培養學生的基礎素質
建筑教育的教學計劃及大綱應加強培養學生的基礎素質,拓寬專業,增加社會適應性,構建以學科為基礎,學科交叉、文理滲透為途徑的人才培養體系;加強學生的自然科學基礎、人文社會科學基礎、專業理論基礎和基本技能訓練,將學生培養成為專業基礎扎實,實踐動手能力強的建筑設計人才。
2.2.2重視工業建筑教育,加強學生對工業建筑的全面認識
通過建筑歷史、設計原理、材料構造、工程實踐等環節,讓學生了解工業建筑的歷史、現狀和發展方向。引導學生對工業建筑設計產生興趣,培養學生運用科技新知識解決工業建筑的整體性、綜合性、靈活性等問題,加強新結構、新材料、新技術、新工藝的綜合性知識的學習,處理好工業建筑大尺度、大比例、大空間的相互關系,進而訓練其發展思維,鼓勵其獨創性,以彌補傳統建筑教育中的不足。
2.2.3引導學生樹立可持續發展的建筑設計思想
工業建筑能耗在社會總能耗中占有較大的比例。無論舊工業的改造還是新工業的開發,工業建筑始終與城市規劃、環保、節能、地理環境、經濟、文化、人居都有著密切的關系。在現代工業建筑設計中,必須把可持續發展作為一個重大戰略來實施,使經濟建設與人口資源、環境相協調,實現良性循環。可通過在建筑設計教學活動中加強對學生可持續建筑理論教育,鼓勵學生關注環境,探索高舒適、低能耗建筑設計,探索新能源、可再生資源的利用與建筑一體化設計,培養學生關注環境、生態、藝術、技術的可持續發展的建筑設計理念。
2.2.4重視工業建筑生產和生活區域的環境設計
在教學中貫徹“以人為本”的建筑設計思想,重視工業建筑生產和生活區域的環境設計。隨著現代化工業生產的生產工藝、管理高度科學化及人們經濟文化生活的不斷提高,人們對生產條件、勞動環境的要求也越來越高。因此在工業建筑設計中,也應更多地強調以人為本的設計理念,注重人的生理和心理感受,在設計上表現為注重營造室內外環境。
2.2.5改革教學方法
在教學模式上,可以采取跨學科的教學與實踐相結合的方法,采取“請進來帶出去”的教學方法。例如,在學校開設工業建筑設計課程時,聘請設計院具有實踐經驗的建筑師、結構工程師、暖通設備工程師來學校給學生講授各學科與工業建筑相關的知識,并結合設計院現有的工業建筑項目給學生布置課程設計題目,讓學生“真題真做”;學校與設計部門聯合建立實習基地,畢業設計時將學生分派到設計院去,在實踐中學習和運用工業建筑設計的相關原理,加深對工業建筑相關規范的理解和執行,同時著重培養學生在設計中的跨學科交流和協作能力。
2.2.6建筑教育是終身的教育
要著重培養學生的自學能力、研究能力、表達能力、組織管理能力以及團隊協作能力,能隨時吸取新的創作思想,運用新的科技成果,發展、整合專業思想,在今后的工作實踐中才能不斷突破自我,不斷取得創新和發展。
3結語
近幾年來,我國科學技術的迅速發展和經濟的持續高速增長,為工業建筑的發展提供了千載難逢的機遇;在當今瞬息萬變的信息社會,科技的進步使得新工藝、新材料、新設備、新技術不斷推陳出新,工業建筑的發展同樣面臨著新的挑戰。回顧我國工業建筑發展的歷史,我們已取得了卓越的成就;但不可否認我國工業建筑的發展還存在各種各樣的問題,與歐美發達國家相比在設計理論、技術、教育等方面存在著較大的差距。
吳良鏞先生在《北京》中提倡“全方位教育”,并指出“未來建筑事業的開拓、創造以及建筑學術的發展寄希望于建筑教育的發展與新一代建筑師的成長”[5]。為了更快更好地提高我國工業建筑創作的整體水平,應對信息時代所帶來的新的挑戰,在此,我們建議高校建筑院系重視和加強工業建筑教育,呼吁更多的建筑大師、建筑教育界的有識之士、工程界有經驗的工程師,都來參與我國高校建筑院系的工業建筑教育事業,共同開創我國工業建筑設計蓬勃發展的新局面。
摘要:闡述了我國工業建筑的現狀以及信息時代下工業建筑的發展趨勢,指出了我國工業建筑設計水平與歐美發達國家之間的差距,結合我國高校開展工業建筑教育的現狀,分析了產生差距的原因,呼吁重視工業建筑的教育,并對我國高校工業建筑教育的教學改革提出了建設性意見。
關鍵詞:信息時代;工業建筑;建筑教育;教學改革
參考文獻:
[1]趙崇新.變身、平臺、再生-圖說1933老場坊改造過程[J].工業建筑,2008,38(10):4-7.
[2]費麟.中國工業建筑面臨新世紀挑戰[J].新建筑,2004,(03):4-10.
引言
工業建筑在設計上要與工業化的發展趨勢相適應,還要滿足生產專業化要求。隨著工業生產向規模化方向發展,工業建筑設計要適應自動化技術要求不斷完善。特別是目前工業生產技術快速發展,產品不斷更新換代,使得工業建筑的防爆防火設計越來越被重視。工業建筑的防爆防火設計是按照《建筑設計防火規范》中的有關規范進行的,以保證工業建筑投入使用后能夠安全穩定地運行,不僅可以保障建筑使用者的生命健康,還可以保障財產不會受到損失。
1工業建筑的防爆設計規定
1.1工業建筑的防爆設計中對建筑結構的規定
關于工業建筑的防爆設計規定,我國出臺了《建筑設計防火規范》,其中針對工業建筑的防爆設計提出了具體的指導思想。要求建筑的承重結構最好是選擇鋼筋結構,以提高工業建筑結構的防爆水平。如果建筑為防爆設計,還要選擇合適的結構形式,明確建筑結構的框架,采用鋼筋混凝土框架結構,或者鋼框架結構,一旦建筑發生爆炸,建筑承重結構和重要部位的分隔墻體具有足夠的抗爆性能,不會導致建筑結構快速坍塌。此外,建筑的承重結構是提高建筑防爆指數的關鍵,所涉及到的防爆構件包括建筑的梁、柱、樓板等。
1.2工業建筑的防爆設計中對泄壓的規定
按照《建筑設計防火規范》中關于防爆有關規定,要求有爆炸危險的廠房或廠房內有爆炸危險的部位應設置泄壓設施。這就意味著在工業建筑的防爆設計,首先要考慮泄壓。工業建筑設計中,泄壓設施宜采用輕質墻體、輕質屋面板、容易泄壓的門窗等,同時配合設計建筑防爆結構比如防爆墻,防爆門斗等,對提高工業建筑的防爆指數非常有效[1]。在爆炸初期,通過泄壓設施的設置,可大大減輕爆炸時巨大壓力產生的破壞強度,避免因主體結構遭受破壞而造成人員傷亡和經濟損失。從原理的角度而言,同一爆炸介質在不同的環境中所產生的為爆炸威力是有所不同的,破壞強度也存在著不同。在對工業建筑的建筑結構進行設計的時候,要根據建筑內原料、成品的物理化學性質對泄壓比進行核定,通過計算得出必要的泄壓面積,從而在建筑設計中布置足夠的泄壓面積。通過爆炸后的快速泄壓,建筑內壓力值降低,爆炸的危害性也必然會降低。
2工業建筑中防爆設計應用
目前的工業建筑防爆設計中,防爆設計會因工藝布置、生產流程的復雜性受到諸多限制,降低了工業建筑的安全指數。這就需要對工業建筑做好防爆設計工作。
2.1工業建筑的防爆設計是保證其安全穩定運行的關鍵
工業建筑的使用價值在于為各種生產活動提供環境,確保生產安全穩定地進行。工業廠房運行中,因原料、產品及生產過程存在風險性,注重防爆設計工作能較大程度避免爆炸造成的損失。關于工業建筑的防爆設計,不僅對設計技術要求很高,而且設計難度是非常大的。如果在設計中有疏忽,后果非常嚴重。為了提高工業建筑防爆設計的時效性,在防爆設計中充分考慮到不同的建筑環境下介質之間所存在的差異,按照國家的有關規定做好防爆設計工作,將爆炸隱患消除,確保工業建筑生產安全穩定地運行。
2.2工業建筑防爆設計的實踐內容
(1)工業建筑構造的防爆設計工業建筑廠區內危險品種類多,數量大,危險程度不一,生產過程復雜,稍有不慎就會導致爆炸事故。對這些易于發生爆炸、危險性大的建筑,要集中布置,并要界定在規定的范圍內。在區域范圍內的所有建筑物都要按照相關規范設計防火間距,采取必要的通風措施,以降低爆炸事故的發生幾率。(2)選擇防爆炸材料工業建筑原料儲存、生產過程中會存在一些易燃易爆物質,這些物質對溫度敏感,為了避免爆炸事故發生,在采取通風措施的同時,還要選擇合適的防爆炸材料,特別是工業建筑的隔熱降溫要高度重視[2]。材料的使用上,可以選擇架空板、雙層輕質屋面、吊頂等等進行隔熱,以避免爆炸因素存在。(3)建筑結構形式的選擇工業結構包括框架結構和磚墻結構。根據實踐證明,框架結構的抗爆能力是非常強的,所以,在建筑結構設計上,對工業建筑結構多會采用鋼筋混凝土框架結構、鋼框架結構、排架結構,維護墻采用不易燃燒的輕質墻,可避免建筑倒塌產生嚴重后果。與框架結構相比較,磚墻砌體結構抗爆能力較弱,工業建筑要避免使用。
2.3工業建筑的防爆措施
工業建筑根據生產過程中原材料、產品不同,防爆措施也不盡相同。例如較空氣輕的可燃氣體容易積聚在廠房頂棚,因此要求頂棚要平整無死角且廠房上部通風良好;較空氣重的可燃氣體、蒸汽、粉塵等,要求采用不發火地面或絕緣材料,防止產生火花等。對建筑門窗采用泄壓材料;建筑結構中可以設計防爆墻,還可以采用防爆門、防爆窗技術,爆炸危險區域內的樓梯間及與其他無爆炸危險區域連通的地方,《建筑設計防火規范》還規定設置防護門斗以保障人員的安全。儲存液體的倉庫要采取防止液體泄露四處流散的設施并應設置廢液收集設施,以降低爆炸隱患,有效地提高了工業建筑防爆質量。工業建筑設計中采取必要的防爆措施,可以提高建筑物的抗爆能力,建筑設施的安全度也會提高,由此降低爆炸產生的財產損失。
3工業建筑中防火設計應用
3.1對工業建筑的火災危險性充分認識
工業建筑結構要做好防爆設計同時,也要做好防火設計工作。工業建筑中,特別是火災危險性較高的企業,包括電力、石油、化工等企業的工業建筑,采取防火設計,能夠有效地降低生產裝置、生產設備以及特殊產品的火災危險性。如果防火設計不到位,就會導致火災蔓延,造成財產損失,甚至人員傷亡事故。
3.2工業建筑防火設計要點
在對工業建筑進行防火設計的時候,要將設計系統綜合構建起來,對提高工業建筑的防火設計質量至關重要。在工業建筑的防火設計工作中,所涵蓋的設計內容包括建筑防火、電氣防火、采暖通風防火和防排煙設計、消防滅火系統、火災自動報警系統設計等。其中,建筑防火是建筑專業主要的設計內容,工業建筑設計人員在展開設計工作之前,就要對建筑防火全面了解,指定全面的防火措施設計。在工業建筑防火設計的具體操作中,要注重設計原理的選擇,包括工業建筑的平面布局,消防通道、防火間距的設計,管道敷設設計等等。工業建筑設計人員要對工程所在地的地理環境和氣候環境,檢測當地的風向,使工業建筑的布局合理。首先,工業建筑的地址選擇上,要對當地的工業企業以及居民安全充分考慮。如果企業所生產的產品具有較高的易燃易爆性,就需要在設計存放產品的倉庫的時候,要使倉庫遠離廠前區辦公區域及與居民樓,以降低由于危險物爆炸而導致的嚴重危害。其次,在對工業建筑進行設計的時候,要合理考慮建筑物耐火等級。在對工業建筑的耐火等級進行設計的時候,要選擇具有較高耐火性能的材料,充分考慮到建筑構件的燃燒性能,設置防火墻,做好防火分區工作。再次,建筑消防設施要齊備,包括水電設備、防火設備等,都要合理設計,以提高防火效應。最后,在設計工業建筑的時候,安全疏散設計是確保建筑內人員安全的關鍵。包括疏散口的數量、疏散通道、疏散寬度、疏散距離等都要按照有關規定詳細設計。還要做好消防救援設置的布置,以便在發生火災是能保證消防部門快速處理火災,減少人員傷亡和財產損失。
3.3工業建筑防火設計要提高自我審查力度
工業建筑的設計質量要符合消防要求,就要強化自我審查工作,所有的審查工作都要按照自我審查制度展開,設計單位要將安全理念建立起來,重點抓好消防工作,并對消防規范予以強調,以保證工業建筑的防火設計質量。
4結束語
綜上所述,隨著社會經濟日益發展,物質生活水平的提高,人們對建筑安全的要求越來越高,特別是工業建筑,如果設計不當,會造成比較嚴重的火災爆炸及危險品泄漏,直接威脅到人們的生命財產安全和環境安全。做好工業建筑的防爆防火設計,不僅能確保工業企業生產運行的安全可靠性,而且保障了人們的生命安全,為社會的發展也起到了重要的推動作用。
參考文獻
在工業發展運行的過程中,根據介質、材料等的不同,我們可以把工業建筑的腐蝕劃分為四個等級:無腐蝕、弱腐蝕、中等腐蝕和強腐蝕。在工業建筑設計時,構筑物或者是工業建筑在腐蝕介質的作用下不斷遭到侵蝕,建筑的壽命會不斷下降。特別是對一些化工工業和鋼鐵工業的產房,建筑防腐的成效直接關系到產房的壽命和生產過程的安全問題。工業建筑出現腐蝕,一方面影響了建筑的整體壽命,另一方面也造成了工業生產的經濟損失。所以說,在工業建筑設計的過程中,應該要從建筑本身設計出發,優化建筑設計方案,克服工業建筑的腐蝕問題。
1.2 工業建筑防腐的設計方案
首先,正確處理腐蝕介質。第一,充分了解腐蝕介質的特性。在工業建筑設計中,要仔細掌握腐蝕介質的不同特征,然后根據腐蝕介質的特性進行相應的防范。一般情況下,在工業建筑施工過程中,腐蝕介質包括鹽、堿、酸、有機溶劑四種;第二,要注意水對建筑的腐蝕性。有腐蝕介質存在的廠房屋面和樓面應設計上相應的組織排水,從而減少水在結構表面的停留時間,避免采用無組織的自由排水。同時,如果建設廠房有腐蝕介質存在,那么應該在預留孔洞周圍安裝上一個擋水層,從而能夠更好的避免水沿孔洞淌落;第三,充分考慮介質的破壞作用。在設計中,要充分考慮介質的破壞作用,做到防腐設計的合理可靠;
其次,合理選擇建筑防腐材料。在工業建筑建設過程中,合理選擇防腐材料是非常重要的。材料的選取一定要遵照腐蝕介質的特征、危害程度以及工程的重要程度來選擇。一般情況下,防腐材料包括兩類:一個是膠結材料,例如水玻璃、硫磺水泥;一類是面層材料,如瓷磚、玻璃板。不同材料的腐蝕性是不同的,因此要正確選用;
再次,對工業建筑進行適時保養。對于建筑工程的防腐工作而言,保養是非常重要的。所以說,在工業生產過程中,工廠的相關部門應該養成建筑保養意識,認識到建筑保養的重要性,注重建筑的保養,保持每一項防腐工程完好無缺。在日常生產中,如果發現建筑的小損小壞,保養檢修人員應該及時進行修理,防止問題的出現。如遇混凝土基層受到侵蝕,首先要用工具把殘留地方去除,然后用稀堿水進行沖刷,再用清水沖洗,最后再進行修復,保證腐蝕面積的擴大。
2 工業建筑的防水設計
2.1 工業建筑的滲漏問題
對工業建筑而言,建筑物滲漏是長期以來困擾設計、施工、用戶的嚴峻問題,它一方面縮短了工業建筑的使用壽命,影響了建筑物的使用,同時也給工業企業造成了一定的經濟負擔和壓力。尤其是在工業企業,工業建筑物通常承受的振動、粉塵、酸堿等有害因素比較多,防水結構層經常受到損壞,造成水的嚴重滲漏。在工業生產中,由于忽視水的作用引起的腐蝕現象進而引起結構破壞的事故也時有發生。在工業廠房設計中往往重視和腐蝕介質直接接觸的平面防護,而忽視樓板洞口及屋面的邊梁側面和底面的防護,造成了工業建筑的腐蝕。
2.2 工業建筑防水設計方案
2.2.1 優化工業建筑施工
首先,優化工業建筑的結構設計。在工業建筑的施工過程中,屋面板的設置應該充分考慮建筑防水問題。因此,在施工過程中要做到以下幾點:第一,模板的硬度應該符合標準,支撐要打牢;第二,在工業建筑施工過程中,施工人員要控制好混凝土保護層的厚度,防止坍塌;第三,在施工中,要采用質量上等的施工材料,保證工業建筑的總體質量。其次,注意排水坡度,在工業建筑中,要想做到建筑防水,就必須合理布置足夠的水落管,做出準確的分水線。建筑施工者應該按照相關設計進行建筑層頂的坡度施工,進而能夠更好地控制好找坡的厚度。同時,要做好混凝土陡坡屋頂防水,防止水的滲漏。再次,設置防水保護層。在防水設計環節,要在涂膜防水層和卷防水層上設置相應保護層。在當前建筑設計中,常用的保護層有:水泥砂漿、料塊、混凝土等,建筑施工人員要根據他們的不同特點進行選取。一般情況下,上屋面應該選用耐穿刺能力的細石混凝土和塊料當做防水保護層,這樣就能更好地起到防水效果。
2.2.2 保證防水材料的質量
在工業建筑防水的過程中,保證防水材料質量十分重要。首先,在采購材料之前,一定要選用質量過關的防水材料,為建筑防水工程奠定重要的基礎;其次,要緊跟時代潮流,選用新型的防水材料。但是,在選用材料的過程中,建筑采購人員應該遵循高標準的原則。如果所選取的材料具有行業標準的,采購人員一定要按照國家行業規范進行;反之,如果建筑材料缺少行業標準,應該執行地方或廠級的相應標準和規范;再次,要注重材料的售后服務情況。在選用新型防水材料還要注意相應的技術配套與售后服務,應優先選用具有配套輔料、施工工具、施工操作規程及質量標準的產品,杜絕使用假冒偽劣產品,保證防水材料的質量,為工業建筑防水打下堅實的基礎。
2.2.3 注意建筑防水工程的維護和管理
在工業建筑施工過程中,建筑防水工程和結構工程往往是相互聯系的,因此要加強防水工程的維護和管理。防水工程施工完成后,工作人員一定要適時對防水結構工程進行保護,防止因為下道工序的不完善而造成防水工程的破壞。另一方面,在設備的使用過程中,要經常對設備進行保養、檢查,從而能夠延長設備的使用壽命。同時,要積極完善防水工程的保修期制度,防水工程竣工后,如果五年之內出現滲漏,施工單位必須負責返修,費用由責任方負責。
參考文獻
[1]工業建筑防腐蝕設計規范.國家標準管理組等編.建筑防腐蝕材料設計與施工手冊[M].化學工業出版社,1996.
工業建筑是專門提供工業生產的建筑物和構筑物,最早出現于18世紀后期的英國,后來美國以及歐洲一些國家也興建了各種工業建筑,蘇聯在20世紀20~30年代開始進行大規模工業建設,中國在50年代開始大量建造各種類型的工業建筑。近年隨著工業生產技術和建筑科學的發展,工業建筑的理念和內涵發生了質的飛躍,現代工業建筑也呈現出新的特點。
1現代工業建筑的特點
1.1工業建筑思想觀念的轉變
隨著時代的發展和思想觀念的不斷轉變,工業建筑功能的要求發生了較大變化。傳統意義上的工業建筑只是單純地滿足生產工藝要求或者能夠改善勞動條件,而現代工業建筑不僅要求與周邊環境的融洽協調,而且要充分利用自然能源和新型建筑材料,即對工業建筑的采光、通風、建筑造型等提出了更高要求。
1.2工業建筑的節能及經濟
據可靠調查,工業建筑在我國建筑工程中占絕大多數比例。當今社會提倡走可持續發展道路,對工業建筑而言應更加注重節約成本、減少投資,杜絕一切不必要的能源、資源的浪費。工業建筑設計有著一個最為基本的要求,即遵循“適用,經濟,安全,美觀”,在此基礎上力求在建筑設計實現利益最大化,也就是以最小的投資去獲得最大的經濟效益。
1.3工業建筑的內部空間設計
對于內部空間環境首先須滿足生產功能使用要求,在務需增加資金投入的前提下,統一考慮功能、技術、環保、安全等因素,盡量做到環境優美, 明確區分功能,內部空間色彩明快。合理的內部空間設計既有利于生產和安全,還便于科學管理,同時有助于美化室內空間,對提高企業的自身形象有很大的作用。
1.4工業建筑的造型設計
工業建筑造型設計作為藝術形象,表達工業企業抽象的思想內容。建筑造型的處理,如視覺與視差、統一與變化、均衡與穩定等均根據專業構圖規律而來。形式美的規律是隨著社會的發展和時代的變遷而日益變化的,因此建筑的造型設計需在創作中緊跟時代脈搏,及時加入新技術,新材料,對建筑造型不斷突破創新,以展現出現代化的企業形象。
以上現代工業建筑的新特點使得工業建筑的規劃與設計進入了一個新的階段,對工業建筑總體規劃和設計提出了新的要求。
2現代工業建筑總體規劃與設計的要求
現代工業建筑總體規劃和設計應在滿足生產工藝需要的基礎上,綜合考慮總圖布局、建筑風格、環境保護、建筑節能、安全經濟、可持續發展等因素,選擇合理的總圖布置方案、建筑方案及結構形式, 協調建筑、結構,水、熱、電、氣、通風等各專業,認真貫徹“堅固適用,經濟合理,技術先進”的設計原則,力求工業建筑的最大使用效率和靈活性。現代工業建筑總體規劃與設計應滿足以下基本要求。
2.1滿足廠區總體規劃的要求
根據全廠總體規劃,從生產工藝、建筑造型、物流運輸、環境綠化、生產生活配套等方面,統一規劃廠區地上、地下的建筑物,保證各建筑物或構筑物塑造完整的建筑群體,達到廠區規劃中的要求。
2.2滿足生產工藝的要求
生產工藝是工業建筑設計的主要依據,生產工藝對建筑提出的要求是該建筑使用功能上的要求。因此,建筑設計在建筑面積、平面形狀、柱距跨度、剖面形式、廠房高度以及結構方案和構造措施等方面必須滿足生產工藝的要求,同時建筑設計還要滿足廠房所需的機器設備的安裝、操作、運轉、檢修等方面的要求。
2.3 滿足建筑的技術要求
工業廠房的堅固性及耐久性應符合建筑的使用年限,由于廠房靜荷載和動荷載比較大,建筑設計應合理選擇廠房建筑參數(柱距、跨度、柱頂標高等),為結構設計的經濟合理創造條件,使結構設計更利于滿足堅固和耐久的要求,并且使廠房具有較大的通用性和改建擴建的可行性,同時應采用標準的通用的結構構件,使設計標準化,生產工廠化,施工機械化,從而提高廠房工業化水平。
2.4滿足建筑的經濟要求
在滿足生產要求的前提下,充分利用建筑空間,合理減少結構面積, 提高使用面積,在滿足使用要求和施工進度的前提下,應盡量降低材料的消耗,從而降低建筑造價。同時設計方案應便于采用先進的配套結構體系及工業化施工方法。
2.5滿足衛生及安全要求
工業建筑設計必須嚴格按照國家現行有關職業安全衛生及勞動保護的設計規范、標準及相關法律法規,充分考慮建筑物采光、通風、防日曬、隔音降噪及消防,保證廠房內部工作面滿足職業安全及衛生要求,為生產人員提供舒適的生產工作環境。
3現代工業建筑的總體規劃與設計
3.1 現代工業建筑的總體規劃
現代工業的廠區規劃不僅能描繪反映現實,又能給未來發展預留空間,是工廠建設所依據的藍圖。合理的規劃不僅對初期建設投資及續建資金的準備與投入具有明顯節約作用, 也對樹立企業形象, 提高企業產品可信度大有益處。
1) 總平面及豎向布置
總平面布置在滿足生產工藝流程和最佳物流路線的前提下,結合場地特點力爭做到布置緊湊、合理、功能分區明確、生產管理方便,并符合城市規劃、環境保護、安全衛生、消防、節能等方面的規范和要求。生產車間在符合防火、衛生的條件下,盡量組合為聯合廠房以節約土地,并應考慮工廠有發展的余地。建筑大小體量搭配適宜,形成了一個高效的、高雅的、科技與人并重的現代工業建筑組群。豎向設計在滿足生產需要的前提下,力爭土石方填挖平衡,降低工程造價,并與周邊環境相協調。
2) 道路交通
道路是廠區交通的基本載體,路網規劃應適應廠區發展的需要,路網布局的優劣是決定路網功能的關鍵因素之一。 廠區道路網布局時應有全局觀念 ,路網結構要力求均衡,發揮整體效益。道路規劃依據不同生產路線應能達到生產流程通暢,原材料、半成品和成品的搬運路線短捷和方便,避免頻繁的貨流和人流交叉,以提高生產效率和降低運輸成本。目前廠區路網規劃中,存在主干道比例相對過大 ,支路比例不足干道交通難以迅速分流 ,而造成交通梗塞的現象。
3.2 現代工業建筑的設計
為保證工業建筑的使用功能,工業建筑在設計建造的同時,必須充分考慮主要生產設備布置及生產所需水、電、氣、風、動力的配套設計,由此增加了工業建筑設計的復雜性及難度。目前工業建筑設計主要從建筑結構、采光通風、節能環保、安全防火、節約成本等方面考慮,對工業廠房展開優化設計。
1) 建筑結構
工業廠房內普遍生產設備多而且尺寸較大,并有多種起重運輸設備,因而廠房內部大多具有較大的開敞空間。較大的開敞空間對廠房的結構形式提出了一定要求,大多數單層廠房采用多跨的平面結合形式,由于屋頂重量大,且多數吊車的荷載作用在骨架上,包括吊車制動的水平荷載和起吊荷載,因此要求廠房骨架的承載力較大。
2)采光通風
工業廠房長寬高尺寸較大,由此使得廠房的采光及通風效果較差。為提高廠房的內環境質量、改善操作人員的勞動條件和提高勞動生產率,降低生產的能源消耗,工業建筑設計時必須考慮廠房的采光和通風。通常情況下,工業廠房采用自然采光和自然通風,自然采光可通過設置組合式側窗、天窗、屋頂采光帶實現,自然通風可通過設置屋脊通風器和側墻百葉窗實現,在自然通風不能滿足通風要求時,可輔以機械排風。
3)節能環保
工業建筑的能耗在整個工廠全部能耗中所占比例越來越大,工業建筑的節能非常重要。工業建筑節能必須首先在建筑規劃設計中做好建筑的布局、日照遮陽、自然通風等工作,充分利用自然條件。同時在建筑設計中盡量采用節能、環保的新型建筑材料,擴大使用加氣混凝土砌塊和條塊、多功能輕質墻板、中空玻璃、熱反射玻璃和新型墻體及屋面材料。
4)防火安全
建筑防火設計是工業建筑設計中的重點內容之一,也是建筑師和項目審核人員從方案到施工圖設計整個工程中都必須嚴格控制的內容。工業建筑的防火設計主要遵循《建筑設計防火規范》的要求,正確定義建筑物生產的火災危險性類別,按要求確定建筑的耐火等級,合理劃分建筑物的防火分區,對每個防火分區的面積進行嚴格的控制,控制每個分區的疏散口數量及疏散距離大小,從全局出發,統籌兼顧,正確處理重點和一般的關系,積極采用行之有效的先進防火技術,做到保障安全、方便使用、經濟合理。
5)節約成本
在工業建筑設計階段,合理的選擇材料及結構類型可大大降低投資成本。工業建筑的造型結構對成本的影響主要包括:建筑的層高、面積、平面布置、外觀和內部結構體系。建筑的層高增加不僅使內外墻的面積增大,同時基礎設施隨上部載荷的增加發生變化,使得工程總造價增加,建筑的平面設計和結構形式對成本的影響也至關重要,一般形狀越復雜造價也就越高,因而在滿足工業建筑使用功能的基礎上注重建筑設計的簡潔化、實現成本的降低。
4現代工業建筑總體規劃與設計的發展趨勢
4.1工業建筑設計的高科技化趨勢
工業建筑的發展本質上要靠先進的科學技術,隨著信息時代的到來及高新技術的推廣與應用,工業建筑領域廣泛采用新材料、新結構及新技術。新材料的應用可以更好地滿足工業建筑環保、節能、經濟等方面的要求,新結構的應用在滿足現代生產工藝的同時,達到結構美和建筑與空間形象美的統一。同時,利用高科技信息技術,可合理設計物流、人流及信息流。高新技術使工業建筑成為城市建筑文化的重要組成部分,高科技化將成為工業建筑設計的必然趨勢。
4.2 工業建筑設計的人性化趨勢
人性化設計的本質是將人類工程學引入現代工業建筑中去。一個工廠的“質量、品種、效益” 依靠工藝、設備、材料的先進程度,但最主要的還是取決于掌握工藝、設備、材料的人。人是生產活動中最積極的因素,是最富于創造性的勞動力。人性化設計必將要求建筑師將建筑設計的中心從以往的生產設備轉移到以人為本的理念上來,重視并努力體現對人的關懷。在工業建筑空間設計上,創造讓人產生歸屬感和親切感的良好工作環境,最終達到提高員工工作效率的目的。
4.3工業建筑設計的文化趨勢
工業建筑在滿足不同的使用要求的同時, 需要努力創造宜人、優美、時尚、有文化內涵的建筑空間及環境。在工業建筑設計中,建筑師應充分發揮地區性的文化特點,將工業建筑的特點、功能與地域、民族、文化相結合, 充分發掘并塑造獨特的企業形象,豐富企業文化的內涵,實現工業建筑與文化環境的整體協調,創造出我們這個時代的工業建筑的新形象、新趨勢。
4.4節約能源和保護環境,注重可持續發展
建筑業是耗能大戶,全球能量的50% 消耗在建筑的建造和使用上。按照科學發展觀的要求,工業建筑的可持續發展已成為工業廠區規劃和工業建筑設計的主旋律。作為可持續發展的工業廠房,應有以下幾個方面的內容:一、綠色設計,綠色設計應摒棄盲目追求高科技的做法,強調高科技與適宜技術并舉;二、 節能設計,節能是可持續發展工業廠房的一個最普遍、最明顯的特征。它包括兩個方面,一是建筑營運的低能耗;二是建造工業廠房過程本身的低能耗。這兩點可以從一些工業廠房利用太陽能、自然通風、天然采光及新產品的運用中體現出來;三、潔凈設計,潔凈設計是工業廠房可持續發展的重要措施,強調對建設用地、建筑材料、采暖空調等資源、能源的節約、循環使用,其中最重要的是循環、再生使用。因此,有效地利用資源和能源,滿足技術的有效性和生態的可持續發展,建造 “負責任的”、具有生態環境意識的工業建筑將成為必然。
結束語:工業建筑與人民的生產與生活、 城市的建設與發展、國家的興旺與強大有著密不可分的聯系。隨著工業技術的不斷發展以及工業用地的迅速擴張,為使工業建筑能夠適應現代社會發展的需要,應不斷探索、創新、更新工業建筑設計思想與理念,以設計出更加合理的工業建筑。
參考文獻:
[1] 王克飛. 工業建筑設計新思維探討[J]. 硫磷設計與粉體工程, 2004,(03)
伴隨工業化以及城市化發展,城市中的高樓和工廠鱗次節比,對環境的破壞和污染愈加嚴重,基于此,就要求建筑要節能環保,減少碳排放和環境污染。在工業建筑的規劃設計中要依托先進的理念和技術,加快促進工業建筑節能減排。
1工業建筑節能
1.1建筑外環境節能設計
保護環境刻不容緩。對于規模大、耗能多的工業建筑進行節能減排的治理至關重要。我國能源一直處于短缺的局面之中,因此我們要采取一切可行的技術措施來節約資源,降低損耗。要從工業建筑的設計著手保證節能降耗,首先要先擇好工業建筑周圍的環境、地質條件以及地理地貌,將大自然的自然規律與人的設計有機融合。工業建筑是人類科技發展的產物,而如今與大自然顯得格格不入,是因為它給環境造成了傷害。所以,在進行工業建筑的設計時就要更加注重節約資源和減少資源浪費。除了選址利于節能設計之外,建筑物的外墻設計也很關鍵。在傳統設計中,外墻的設計并沒有關注到節能,以致于很多熱能被白白釋放掉,沒有很好的加以利用。比如某些工業設備需要大量熱能的支持,外墻如果保暖性差,熱量散發加快,勢必要進行長時間的加熱才能滿足要求,進而增加碳排放和能源的消耗。因此,建筑的外墻要注意增強氣密性,做好隔熱措施,這樣就可以更好的儲存住熱量,有效減少了資源的消耗。我們要結合外墻的設計規范與隔熱、保溫的功能,利用新產品和新技術,不斷提高建筑外墻的節能技術水平。
1.2門窗
建筑物的門窗設計也與外墻的要求相差無幾,因為門窗是建筑與外界相連接的地方,如果密閉性不強,甚至留有縫隙,就起不到對整個建筑的保溫作用。在設計門窗時,要注意與墻面的緊密性,不要留有縫隙,窗戶最好使用一個窗口一面玻璃,減少玻璃與窗框的連接區域。在北方地區,有的地方采用雙層玻璃窗,就是要起到隔熱保溫的作用,將熱量更加持久的留在建筑物內部,減少排放又節約了能源。
1.3屋面
在建筑隔熱系統中,屋面是一個非常重要的部分。在保溫材料的選擇過程中,不能選用那些密度過大的材料,防止出現屋面重量過大,而導致荷載加大的情況。此外,也不能夠使用那些吸水性的保溫材料,因為保溫材料在吸水之后,會使得保溫效果有所降低,進而促使整個建筑的隔熱性也有所下降。隔熱屋面可以采用架空型屋面或者種植屋面等,這些屋面都能夠促進屋面隔熱性能的提升。
2提升節能環保設計的主要措施
2.1提升設計人員的節能意識
對于工業建筑的設計者而言,對于建筑行業的相關建造標準和程序已經駕輕就熟,但是節能環保的設計規范和概念并不深入人心,很多設計者并沒有考慮到建筑物如何減少資源消耗,對于節能設計和理念沒有一個清晰的認識,這是多年來建筑行業迅猛發展留下的后遺癥,只顧建設,而沒有注意到對周圍環境的影響。設計人員的節能意識薄弱,是工業建筑設計中缺乏有效節能措施的一大原因。我國沒有形成建筑節能技術和措施的規范性標準,關于工業建筑的節能環保內容相對匱乏,也是導致設計人員節能意識較弱的一個原因。如今,我國愈加重視環保相關事業的發展和進步,工業建筑的節能環保已經引起足夠關注。設計人員要與時俱進,在工業建筑的實際規劃中結合好節能技術,做好防治資源消耗的措施。工業建筑不同于其他建筑,它所需要的能源更多,消耗的速度更快,對于環境的影響也最大,設計人員要根據工業建筑的特殊外形以及功用等特點,在設計中結合節能環保的技術措施。
2.2對建筑外在環境設計時要科學合理
由于工業建筑要考慮工業設備的安全存放和正常運轉,所以在進行建筑的外在環境設計中要注意根據工業設備的要求進行。而要使建筑物能夠達到節能目標,還要充分研究選址周圍的地質地理環境條件,當地的氣候是否要加強建筑物隔熱保溫方面的節能設計,山川與河流是否會受到工業建筑的影響等。只有進行科學合理的調查研究,明確工業建筑與當地環境的聯系,才能在設計中將節能環保的技術更好的與工業建筑的建造結合起來。
2.3使用建筑節能材料
伴隨材料技術的發展進步,我國已經研制并生產出大量的環保節能材料,工業建筑的設計人員在選用材料時,就要更多關注和選擇節能材料,其對于建筑物的節能設計是一大助力。對于工業建筑來說,采用低碳低能耗的材料進行建造,可以達到節能環保的要求,技術與材料的結合運用,能夠提升節能力度。隨著科學技術的發展,工業建筑要更多的x用節能材料,達到良好的節能效果。
2.4建筑給排水的環保節能
Abstract: compared with the civil, commercial buildings, industrial building for the safety of the structure, vibrate resistance, resistance to put forward such as more strict requirements, particularly in the concrete structure design, must take effective process and technical measures, not only to improve the overall performance of the structure, but also for of the construction of the project schedule, quality, safety and cost have important influence. The author discusses industrial building engineering management experience for many years, this paper analyzes the concrete structure design of related problems, only for reference to fellow.
Keywords: industrial architecture; Concrete structure; design
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A文章編號:
目前,國內建設的工業建筑主要采取混凝土結構,與傳統的建筑結構形式相比,其具有較為理想的綜合性能,造價也較為合理,在國內工業建筑行業得到了廣泛的應用。在工業建筑混凝土結構的設計中,必須結合建筑的基本功能和使用要求,選擇最為合理的結構形式,并且逐步完善細節部分的設計,從而達到預期的工業建筑建設目標。
1工業建筑結構選型的一般規定
在工業建筑混凝土結構設計中,為了保證設計方案具有可行性與經濟性,必須合理確定其結構形式,國家建設主管部門相繼出臺了一系列的規定,對于工業建筑的結構選型作出了具體的要求,其中較為重要的幾條規定如下:
1.1在常規工業建筑的結構設計中,應優先選擇預應力混凝土裝配式鋼結構,必要時也可以采用現澆混凝土的結構形式。
1.2當工業建筑結構為柱距≤4m,跨度≤15m的單層廠房,并且滿足以下兩方面的要求:1)柱頂的高度≤6.5m,無吊車或者有≤2t懸掛吊車的廠房;2)吊車的起重量≤3t,軌道頂的高度≤5.4m的輕級或者中級廠房,可以結合實際情況和相關要求,優先選擇磚混結構,其中磚墻起到承重作用,鋼筋混凝土樓板、頂板等組成主體結構。
1.3除工業建筑的頂層外,如果樓層的總高度≤15m,各層主梁的跨度≤7.5m,樓面荷載≤1000kg/m2四層或四層以下的廠房,可以采用鋼筋混凝土內框架的建筑結構形式。
1.4在大中型廠房的結構選型中,宜采用預應力結構或者裝配式鋼筋混凝土結構。如果廠房獨立磚柱的截面≥490mm×490mm,則應采用組合磚柱或者鋼筋混凝土結構。
1.5對于具有耐高溫要求的工業建筑,如果建筑構件的表面溫度長期≥50℃,避免采用木結構;如果建筑構件的表面溫度長期≥150℃,,應盡量采用鋼結構,并且采取相應的隔熱與防護措施;在屋面梁、屋架、托架≥80℃,吊車梁≥60℃,以及其他建筑構件≥100℃的工業建筑中,鋼筋混凝土結構設計中,其強度與彈性模量必須進行折減。
2工業建筑混凝土結構設計中應注意的問題
在工業建筑混凝土結構的設計中,需要綜合考慮各方面的影響因素和技術條件,不斷對于設計方案進行修改與完善,進而才能保障施工作業的有序開展和進行。結合筆者多年的工業建筑混凝土結構設計經驗,總結了以下需要注意的問題:
2.1框架基礎設計1)設計人員應仔細閱讀與使用相關地質報告,了解地質勘察結論與計算指標的可靠性,進而判斷工程建設方提出了的框架基礎設計方案是否具有可行性;2)在滿足變形與承載力等基本要求的前提下,盡量選擇天然地基中的淺基礎,綜合考慮項目所在地土層的實際分布情況、物理力學性質與穩定性,以及土建筑物的形狀、結構類型、地下水、荷載性質與大小等,合理進行框架基礎設計。
2.2框架柱設計1)在各種內外力組合的情況下,工業建筑混凝土結構的框架柱必須滿足高強度的要求,特別是在配筋計算中,應選擇最為不利的方向進行框架計算,也可以在兩個方向均進行計算,在確定較大方向配筋數據后,采用對稱配筋的設計方案;2)為了增強工業建筑底部的整體性,減少發生位移的幾率,一般采取框架柱附近合理設置基礎連系梁的方法。將基礎連系梁的以下部分視為底層,框架柱的高度值則是依據基礎頂面、連系梁頂面而定,將實際建筑的底層視為第二層。在框架柱的設計中,底層柱配筋要選取基礎頂面、連系梁頂面中最大的內力進行計算,以保證設計結果的合理性和可行性。
2.3框架梁設計1)如果工業建筑混凝土框架的主梁與次梁之間的截面相差較小,而次梁的荷載相對較大,則要在設計中適量增加附加筋。如果主梁的高度較高,而次梁的截面、荷載較小,主粱則無需增加附加筋;2)當工業建筑混凝土結構的外部梁跨度相差較小時,梁高宜采取等高的形式,尤其是外部框架梁應盡量保證高度相等。當梁底距離外窗頂的尺寸相對較小時,設計中應適當加大梁高,一般情況要做至窗頂;3)在工業建筑混凝土結構框架梁的設計中,原則上梁縱筋宜采用小直徑、小間距的形式,這樣更有利于結構的抗裂性能,但是必須應注意鋼筋間距滿足相關要求,并且與梁的斷面相對應。
2.4抗裂設計
1)根據《砌體結構設計規范》、《混凝土結構設計規范》的相關規定,合理控制工業建筑混凝土結構的長度,以避免因主體結構過長,而增加局部裂縫的幾率。為了有效控制由于溫度收縮應力而引起的結構裂縫,可以在結構設計中適當增設伸縮縫,伸縮縫的間距一般為30mm-50mm;2)在混凝土結構澆筑方法的設計中,由于混凝土的倉面相對較大,所以,通常選用分層澆筑的方法,即在第一層澆筑完成后,澆筑第二層,直至全部施工作業項目完成;3)在工業建筑混凝土結構設計中,為了防止裂縫現象的發生,必須嚴格規定各種溫差,其中包括內部溫差、外部溫差、溫度徒降等容許值,上述容許溫差必須結合相關理論計算結果,以及以往的工程實踐經驗確定。2.5抗震設計在工業建筑混凝土結構的設計中,抗震設計通常是以強度、延性為基點,特別是在單層廠房的布置中,應堅持平面與立面簡單、規則、對稱等基本原則。在混凝土結構的抗震設計中,應注意以下問題:1)平面布置應做到簡單、規則、對稱,盡量減少偏心,而且要考慮有可能出現的各種不利影響;2)盡量保證剛度中心、質量中心的重合;3)重量相對較大的框架梁、柱不宜布置于結構單元邊緣,應盡量布置于距剛度中心相對較近的部位;4)盡量避免大懸挑結構;5)圍護結構應盡量采用輕質材料。
3結束語
中圖分類號:[F287.2] 文獻標識碼:A 文章編號:
一.引言
結構工程時在進行設計時,有大量的工程需要計算,部分內容計算方式較為繁瑣,工作量較大。隨了計算機技術的成熟和軟件的逐步推廣,建筑的結構分析軟件被應用到建筑結構設計中,解決了結構工程時手工計算的難題,也提高了結構設計的工作效率,提高了設計的準確程度。由于結構計算軟件的節省了大量的傳統工作,被結果設計工程師經常使用。在過分依賴軟件的背后,帶來的是設計的單一,結構設計變成單純的軟件化,結構設計職位也變成了熟悉軟件操作即可的基本要求,這造成建筑墨守成規,缺乏結構創新。
二.工業建筑中的結構概念設計。
1.工業建筑的特點。
工業建筑是進行工業生產的房屋,由于其特有的建筑使用性質,在工業進行建筑設計中,要根據其特點進行設計。
(1)工業建筑要密切結合生產,要滿足工業生產的要求,為生產工人創造良好的勞動衛生條件,工業建筑設計要有利于提高勞動效率和生產產品質量。
(2)工程生產的類別較多,也存在較大的差異。生產類別有輕型也有重型,有熱加工也有冷加工,有的要求開敞,有的要求恒溫,這對建筑在空間布局、體型、室內處理、立面和層數等方面有直接影響。這就要求建筑要根據生產工藝的不同特征來設計不同的建筑廠房。
(3)部分工業建筑和廠房中需要使用起重機械和大量的設備,還有的需要較為高大的敞通空間,在內部通風、采光、屋面排水、建筑構造處理等方面都要比民用建筑復雜。
2.工業建筑中的結構概念設計。
在建筑設計中,通過不斷的設計研究和實踐,結構設計工程師積累了大量的經驗,并在行業形成了一系列的設計規范、標準圖集和設計手冊等。近些年來,計算機技術得到廣泛應用和普及,計算及結構程序被大量應用到建筑結構工程中,設計單位開始拋棄圖版,開始在計算機上揮動鼠標操作。在此表象下,部分結構工程師通常都會形成一種錯覺:建筑結構設計很簡單,僅僅需要遵循設計規范、標準圖集和設計手冊,在根據建造師給出的非結構空間方案,利用計算機完成。在設計中,結構設計師變成了拼圖的玩家,被動的操作著建筑的結構設計。這導致建筑結構無法有效運用結構工程的知識,同時也容易造成和建造師發生交流分歧。
在我國現行的《建筑結構設計統一標準》 (GBJ68-84)采用了概率理論作為基礎來規范建筑結構極限狀態的設計準則,要求建筑在結構設計中要經濟合理、技術先進、安全適用。概率極限狀態雖然較為科學合理,但在運算過程中,還存在一定程度的近似,僅僅能算作近似概率法。建筑結構設計中,無法憑借極限狀態來估計建筑結構的真正承載能力。建筑是一個空間結構,結構總的各種構件通過復雜的方式來共同工作,且不脫離總的結構體系。在目前的建筑結構設計中,在空間結構體系的整體研究上存在一定的局限性,導致待設計中采用了簡化和假定。建筑結構設計工程師要杜絕盲目的抄寫規范,而是要將規范當作實際參考和指南,在實際的項目設計中要進行合理的搭配和選擇,這就要求結構工程師對建筑整體結構體系和建筑結構分體系二者之間存在的力學關系具有較為透徹的認知,在結構設計時,要將概念設計應用到實際設計工作中。
概念設計是通過運用清晰的結構概念,不需經過數值計算,依靠結構整體體系和分體系之間的力學關系、震害、破壞機理、工程經驗和實現現象所獲得的設計原則和設計思想,對工業建筑結構和相關計算結構進行正確分析,綜合考慮結構的實際受力狀況,計算假設間的差異大小,對建筑結構和構造進行設計。工業建筑的結構概念設計是展現建筑結構工程師的設計思想的關鍵,而結構工程師主要任務是要在一定的建筑功能和生產工藝要求下完成建筑的結構設計,要妥善處理建筑和結構、結構和構件、結構和工藝、結構和結構之間的關系,其最終目標是要設計出合理的產品。計算機軟件也存在一定的局限性,無法適應處理所有的建筑結構問題,在實際設計中,也無法大量的運用計算機軟件來準確的進行結構構件分析,這就要求工業建筑設計中要強調概念設計的重要性,通過結構概念設計和結構措施來設計最終的合理的建筑結構。
建筑結構設計中,計算機程序的計算結果是根據設計中的不同工況而提供的不同數據,但到底是何種工況才是最適合的工況,哪種工況結果是最需要的結果,這類問題需要結合不同的工況計算來綜合分析,在此情況下,建筑結構工程師要加強結構概念設計的應用,才能準確判斷出計算機計算結果的準確性和合理性,而最終篩選出需要的結果。
在工業建筑的初步設計階段、方案設計階段中,無法完全借助計算機的結構計算分析軟件來處理,這需要結構工程師對建筑結構布置和結構體系根據工藝的布置方案來做出相應的規劃,必要時候要進行建模計算,提高最終設計方案的合理性和可行性。在確定方案時,要和大工藝的設備選型相輔相成,要滿足大型設備的獨特需求。大型設備的生產制作周期較長,一般在得到相關責任人審查后,施工建設單位才會開始聯系相關的設備制造商,開始提供供貨,在此階段中,相應的結構設計方案要成為下階段施工設計的依據,一旦此時忽略了大型設備的影響,或是對其他項目考慮不周,會導致下階段非常麻煩,更有甚者導致項目無法進行。結構設計工程時在初步設計階段和方案設計階段中,要綜合運行結構概念,結合工業生產工藝的特點,選擇建筑結構性能較好,較為經濟的結構方案,運用結構概念,在深刻了解結構性能的基礎上,靈活運用到結構設計中。結合結構分析軟件,建立合理的簡化模型,利用計算機結構分析軟件的優勢,提供經濟合理的建筑結構設計方案,為施工圖設計做好充分準備。
另外,隨著社會的發展,未來出現大型和超大型的工業建筑會越來越多,其建筑的體型也會越來越復雜,鋼結構會大量的應用到工業建筑中,這就要建筑結構提高設計標準和要求,在滿足工程進步和生產工藝要求的同時,要將鋼筋混凝土結構和鋼結構進行組合使用,在提高施工進度的同時,要便于后期的安裝。要提高建筑結構概念設計,改善計算機分析軟件的滯后性,逐步完善結構分析的功能。在利用計算機軟件的基礎上,融入結構概念,通過恰當的設計、假定、簡化,使計算機分析更接近真值,保證計算分析結果的有效、合理、可行。
五.結束語。
工業建筑結構設計中,在總結設計經驗的基礎上,融入結構概念設計,這要求結構設計工程師要富于創新,并要有豐富的實踐經驗,通過建造師的協同,來提高工業建筑的結構設計質量。
參考文獻
中圖分類號:TU113.6+63文獻標識碼:A 文章編號:
1 前言
在現代的工業生產中,我們很多時候在存儲生產的進程中會出現大量的可燃蒸汽、可燃氣體與粉塵物質,如果通過了一定量的積累,在空氣中達到了一定的極限,并且接觸到火源,那就非常容易出現爆炸現象。在現在工業生產中如果出現爆炸很可能同時會出現火災等情況,這會給我們的生產者帶來嚴重的人身安全威脅以及巨大的經濟損失,所以我們在工業建筑中一定要注意科學的防爆設計,將可能出現的危害扼殺在搖籃,避免對我們的安全和財產造成損失。
2 從根源入手,實施防爆設計
2.1 科學規劃建筑廠房空間,排除爆炸條件
我們都應該知道火源、可燃物與助燃物是產生爆炸的必須條件,當同時滿足上面幾個條件的時候便會容易引發爆炸事故。所以工業建筑設計中如何合理科學的避免這些因素的同時出現是我們值得思考的問題。
2.1.1合理的利用過堂風以及自然通風
如果我們在條件比較允許的情況下,可以將工業廠房設計成敞開式或者半敞開式,這樣我們就可以合理的利用自然風和過堂風,這樣能夠加速我們工業生產中產生的可燃氣體以及粉塵等可燃物快速的擴散稀釋,降低它們在廠房中的濃度,讓它們不能達到產生爆炸的極限,這樣也就能有效的避免爆炸事故產生。
2.1.2采用通風用門、設置勒腳處進風窗等方法是處理倉庫防爆的好方法。
在倉庫建筑設計的時候,我們應該考慮倉庫與廠房平面縱軸大于四十五度交角,這樣也就能很好的形成過堂風,也能夠讓自然風通行。而如果工業建筑在山區,那我們還需要考慮合理的運用迎風一面,這樣能讓建筑位于更良好的自然通風環境。如果我們在工業生產中需要使用到不同的危險物品,為了避免產生化學反應而出現爆炸的情況,那我們應設置分車間、 分類生產模式,并分別進行倉庫存儲堆放。倘若存儲量較小或生產規模有限我們則可在建筑中合理設計防爆墻對倉庫與生產車間進行分隔處理。
2.2 合理實施隔熱降溫設計,令工業建筑免受日光暴曬
溫度的急劇提升也是引起我們爆炸的一個主要原因,很多時候我們生產原料以及半成品在工業建筑中儲存的時候因為升溫影響而產生化學變化并引發爆炸現象,所以我們在工業建筑設計施工的時候一定要考慮到采用科學降溫除熱等措施,以免因為溫度變化的原因產生爆炸。
進行屋面的隔熱保溫是我們首先應該做的第一件事情,對屋面進行隔熱,這樣能夠有效的隔絕太陽光熱量的傳導,可以讓廠房、倉庫的溫度有效的降低;在屋面上噴涂高效反光隔熱涂料,并科學有效合理設置架空隔熱層,屋面設置保溫層,引入通風式屋頂配合強制降溫等措施都是我們在工業建筑設計中可以運用到的方法,都能有效的令工業建筑合理降溫。同時為令工業建筑免受日光暴曬,我們可加設百葉窗或遮陽板,令陽光直射引發的化學物質升溫受熱現象得到良好的抑制,進而降低引發爆炸的可能。在外墻門窗環節我們可適當性采用磨砂玻璃,進而有效擴散陽光作用, 杜絕陽光聚焦效應。
2.3 隔絕火源,降低爆炸發生機率
如果工業建筑廠房倉庫中隱含了危險爆炸物品,那我們在建筑設計施工中就應該合理的進行平面布置,這樣讓我們的危險品遠離明火設備、廠房、鍋爐、變電所、食堂等場所及設施。如果在條件允許的情況下,我們還需要讓爆炸危險系數比較高的建筑與其他構筑物、建筑保持標準防火間距,并符合相關設計規范標準。如果我們需要在爆炸系數比較高的生產車間以及倉庫內設計安裝照明系統和電動機等設備的時候,一定要根據相關的規定,合理選用防爆型、充油型、安全火花與充氣型電氣設備,有效抑制電火花引發的爆炸事故。而且對于爆炸危險程度比較高的建筑,我們還需要做好防雷的措施,根據建筑的防雷等級做好相關的設計.
3 降低爆炸危害,科學開展防爆規劃設計
3.1 科學實施總平面布置
如果存在爆炸危險的工業建筑出現了爆炸事故,那我們首先應該避免的就是不能危機到周圍建筑,不能給周圍帶來安全隱患,所以工業建筑的選址我們應該避開學校、居民區、旅游區及公路、鐵路、高壓電線等設施。而且除了在廠房選址方面注意以外,我們還應該在整體平面設計中,要把高危險的倉庫、廠房盡可能的設計在整個工業區的邊緣,充分利用自然環境與地形屏障,盡量降低爆炸可能給我們帶來的人身威脅以及經濟損失。對于廠區各構筑物、建筑、露天設備機械,倉庫區、生產區與行政區之間應確保其具有足夠防火間距,滿足相關國家設計標準規范。
3.2 合理選型、確定適宜建筑結構形式
科學合理的選擇廠房類型對于我們防爆有著非常大的作用。對于那些具有高危險度、高爆炸危險的工業建筑,我們應該盡量選擇單層建筑設計,這樣能有效的避免因為爆炸倒塌帶來的破壞范圍以及破壞程度,而且也應設計更多的逃生出口,這樣也更有利于我們人員安全疏散,以及消防救災。在工業建筑的屋頂設計中,我們應該盡量合理采用質量比較輕的、易碎的屋蓋,這樣能提升泄壓面積,進而令其較快釋放產生爆炸時的大量熱量與氣體,減輕室內空間爆炸壓力。同時我們盡量在條件允許的情況下將廠房倉庫,建造成敞開式或者半敞開式,這樣有利于通風,降低爆炸發生機率。
3.3 完善實施泄壓設計措施
泄壓設計措施主要指對于有爆炸危險的倉庫與廠房合理設置輕質外墻、屋蓋、泄壓窗等抗爆炸壓力的薄弱建筑構件,進而在產生爆炸階段,令其及時快速的最先開啟或破壞,并將大量熱量與爆炸氣體向外釋放,迅速令室內爆炸引發的巨大壓力下降,進而保護主要承重結構免受破壞,抑制廠房建筑產生倒塌的威脅。對泄壓面積的確定我們可依據危險爆炸物質類別及建筑廠房具體容積合理確定。
3.4 依據生產要求規范設計防暴墻
因為我們生產過程中運用到的材料以及生產設備的不同,所以我們的防爆性質也就會產生變化,所以我們要根據我們不同的生產工序、儲存物品的倉庫及生產裝置采用相應的合理設計防暴墻、分隔布置防爆門窗,一旦發生爆炸事故,便可有效降低爆炸范圍與爆炸危害。在設計防爆墻的時候,一定要考慮到其第一爆炸沖擊的作用,而且還需要良好的耐火作用,具體厚度根據我們的實際情況來設計。而防爆墻的種類也有很多不同,我們根據不同需求以及建筑材料可以分為鋼筋混凝土防爆墻、鋼板防爆墻、防爆磚墻等。防暴墻中我們盡量不要設置通風口以及窗戶等等,如果實在無法避免這個問題,我們應該加設防爆門窗以提高其防爆性能。
4 結語
現代工業生產在迅速的發展,這給我們的社會進步帶來了新的動力。但是在我們生產迅速發展的同時,也給我們帶來了新的麻煩,比如頻繁的爆炸事故、火災災害等等,所以我們為了能夠營造一個良好的工業生產環境,一定要強化安全控制。這就要求我們從注重安全管理出發,同時從建筑設計開始,科學的利用防爆設計,依據我們生產過程中可能應用到的產品特性等等,及時做好相應的處理,以提升工業建筑綜合防爆性能。
中圖分類號:TU391 文獻標識碼: A
引言
近年來,隨著建筑行業的發展,鋼結構運用在工業建筑中已經成為一種趨勢,這是因為鋼結構有著一些其他建材不具備的特點。雖說在工業建筑設計過程中對鋼結構進行了應用,但是其興起的時間并不是太久,應用的范圍也不算廣。
一、鋼結構設計的穩定性與設計要點
1、建筑工程中鋼結構穩定設計的特點
建筑工程中鋼結構穩定設計的特點主要表現為:第一,鋼結構的多樣性。建筑工程中鋼結構設計方面的問題直接影響著鋼結構的穩定性,特別是承荷載力大的鋼結構部位,在進行這類鋼結構部位設計時必須進行多方面的考慮,并對鋼結構的穩定性進行認真分析、探究。第二,鋼結構的整體性。鋼結構建筑是由多種構件共同組成的一個整體,任何一個構件所具有的作用都是不容忽視的,若是當任意一個構件出現問題,例如失穩、變形等情況,那么必定會對其他構件造成影響,最終導致鋼結構整體穩定性出現問題。
2、鋼結構穩定性的計算方法
2.1 整體剛度計算。在現行的鋼結構計算規范中,通用的計算方法是軸心壓桿穩定計算方法,其主要采用是折減系數方法和臨界壓力求解法。其中,臨界壓力由歐拉公式給出。
2.2 整體穩定性分析。鋼結構建筑是由多種構件共同組成的一個整體,其整體穩定性受各種構件的制約較大,各構件之間是否具有良好的穩定性,是確保鋼結構整體穩定性的前提基礎。所以,應對其整體穩定性進行分析。
2.3 其他特點的穩定計算。鋼結構的各種組成構件又能分為兩大類,為彈性構件和柔性構件,因而,在進行鋼結構穩定性時應重視這一特點。由于柔性構件容易發生變形,進而導致鋼結構內部也發生變化,最終對鋼結構整體穩定性產生嚴重的影響,所以,必須重視柔性構件的分析。
3、鋼結構穩定性的分析方法
3.1 靜力法。靜力法的分析原理是結合已經出現了微小變形后的一些結構受力的條件,并根據這些條件來建立相對平衡的微分方程。通過建立的微分方程仔細的計算出構件受力的臨界相關荷載。在實際中應用靜力法構件平衡微分方程時,應遵循相關設定,具體表現為:直桿構件應該為截面,其壓力應始終遵循之前的軸線進行作用。
3.2 動力法。當鋼結構的結構體系處于平衡狀態下時,若是受到一定的干擾,那么整個結構體系就會產生振動,這時應采用動力法對鋼結構的穩定性進行分析。鋼結構整體穩定性與其所承受的荷載有著密切關聯,在鋼結構出現變形以及鋼結構振動加速時,這種聯系更加緊密。若是鋼結構所承受的荷載值低于鋼結構自身穩定性的極限荷載值時,會出現加速度和之前的鋼結構變形的具體方向相反的狀況。
3.3 能量法。若是在實際應用中鋼結構載著保守力并且已經具備結構變形的相關受力條件,那么就能以此條件構建總體勢能。如果要計算鋼結構的總體勢能,則必須滿足一個前提條件,即鋼結構處于相對平衡的狀態下[1]。
二、鋼結構在工業建筑設計施工環節中的應用分析
實際工程操作中,鋼結構憑借自身特點獲得了社會各界的認同。鋼結構之所以在建筑行業中得到廣泛應用,是因為其較快的施工速度。鋼結構構件的有效應用,進一步促進了大批量的生產,這些又促進了鋼結構施工的便利性。保證鋼結構施工環節的優化,無形中實現了施工周期的有效縮短,達到幫助縮短工期實現節約成本的目的;和鋼筋混凝土結構相比,鋼結構的自重很輕,有利于優化建筑物自身重量;同樣相比于其他建筑結構,鋼結構建設的適應性更加強大,適合應用在那些地基承載力較弱和地震強度較高的地區。
鋼結構的合理利用可以有效提高企業的經濟效益,和傳統的鋼筋混凝土結構相比,鋼結構更加環保。就這點來說,鋼結構更加符合國家節能減排的號召,滿足建筑對節能環保材料的需求。鋼結構本身就是由鋼材構成的,建筑對高強度和高效能材料的需求也因此得到滿足,具有很大的循環利用價值;在工程施工過程中,為了保證不出現其他問題,就需要在設計階段對圖紙和計算不斷優化,在保證圖紙質量的前提下,確保施工順利進行;設計過程應該經濟合理,可以滿足建筑抗震和防火要求;和施工工藝以及相關產業緊密配合,促使鋼結構施工過程不斷優化,在保證質量的基礎上滿足施工過程中的各種要求。