第13章__专业知识

第13章 其它专业知识,工厂的设计包括工艺布置、厂房建筑、设备基础、给水排水、采暖通风、动力及检修等设施的设计。工艺设计人员进行车间工艺布置时，除考虑合理布置各种设备外，还应为其他专业留出适当的空间和位置。为此，工艺设计人员了解其他专业的一些基本知识，是做好工艺设计的前提。,13.1 土木建筑,1、工艺布置与土建设计的关系 土建设计一般指建筑设计和结构设计。车间建筑设计要解决平面布置和立面布置，使之符合生产工艺，采光、通风防火等要求，建筑设计还要考虑美观、协调与整齐。结构设计要解决如何建造具有足够强度和稳定的厂房或构筑物，用于遮盖生产设备、辅助设备和支承机组设备、贮存物料或成品。由此可见，车间工艺布置是土建设计的条件和依据。 车间设计都必须先由工艺布置开始。工艺设计人员首先应考虑合理地布置车间内所有机器设备，在机器设备周围应留出巡视维修场地，设备上方应留出必要的空间，并配备相应的检修起重设施，同时还要考虑留出敷设各种管道和安装电器开关等的位置。由此，可大体定出车间厂房的长、宽、高等轮廓尺寸。在这个过程中，工艺设计人员必须运用土建的基本知识，考虑梁、板、柱、设备基础、楼梯等土建设施及其对车间工艺布置的影响，最后才定出柱网尺寸和厂房的层高或净高。,例子,现以空气压缩机站工艺布置为例，说明单层厂房设计中工艺与土建设计的关系。图13-1是工艺设计人员绘制的空气压缩机站资料图，它集中反映工艺布置的要求和具体条件。资料图以单线表示厂房轮廓、厂房净空高度、开门位置等，并要提出设备与柱网的关系尺寸、机组之间的关系尺寸、各项设备载重数据、检修吊车重量以及所有设备基础的具体尺寸等。 土建专业根据工艺专业提出的资料图进行土建设计，绘制出空气压缩机站平、立、剖面图，即土建布置图。然后，工艺设计人员根据土建布置图，绘制空气压缩机站工艺布置图，如图13-2所示。 从工艺布置资料图土建布置图工艺布置图这一过程，不难看出，在一个车间或工序的设计中，工艺设计和土建设计的是密切相关的。如果工艺设计人员在资料图中定的柱网尺寸或其他尺寸不合适，土建设计难免要给予调整，甚至要求工艺人员重新进行设备布置，从而影响到设计进度。因此，工艺设计人员必须掌握土建设计的基本知识。,图13-l 空气压缩机站工艺布置资料图,图13-2 空气压缩机站工艺布置图,图13-3 火泥工序工艺布置资料图,图13-4 火泥包装工序工艺布置图,13.2 工业建筑的类型和构造,1、类型,(1)按用途分：生产建筑、辅助生产建筑、动力用建筑、贮藏用建筑和运输用建筑、行政管理和福利建筑等。 (2)按形式：工厂建筑可分单层厂房、多层厂房和层次混合的厂房。 (3)按建筑物的平面布局可分为：1)狭窄式独立式厂房：其布置形式有矩形的、型的和型的等，这种布置形式采光通风好、构造简单，但占地面积大、建造和维修费用高。2)整体式的联合厂房，生产过程的联系紧密。 (4)按建筑物的结构组合方式可分为单跨的和双跨的。 (5)按屋面形式，可分为单坡的和多坡的。 (6)按跨度大小:小跨度的(18m以下)和大跨度的(30m以上)。 (7)按建筑物材料和结构:砖木结构、钢筋混凝土结构和钢结构。 (8)按建筑物内的生产条件，可分为热车间和冷车间。前者要考虑散发热量及通风设施，后者要考虑防寒保温。 (9)按建筑物的使用年限，可分为临时性的建筑(使用年限在30年以下)和永久性的建筑(使用年限在30年以上)。,2、工业建筑的结构组成 A 单层厂房,图13-5 单层厂房装配式钢筋混凝土骨架及主要构件 1-边立柱；2-中立柱；3屋面大梁；4-天窗架；5-吊车粱；6-联系梁；7-基础梁；8-基础；9-外墙；10-圈梁；11-屋面板；12-地面；13-天窗扇；14-散水；15-风力,B 多层厂房,多层厂房结构由楼盖(楼板)、屋盖(水平承重结构)、墙柱(竖向承重结构)、基础和其他构件等几部分组成。多层厂房的竖向承重结构是由若干个竖向承重单体组合而成的，即若干个横向骨架和纵向联系构件组成的，它们主要承受由楼盖、屋盖传来的恒载和活载等竖向荷载，外墙面传来的水平风荷载以及温度差所引起的荷载。楼板把房屋的上、下层隔开，形成上下两个空间，保证它们的使用要求，同时承受上层的荷载，并将其传给垂直受力的墙、柱等构件。楼板的底面是下层的天花板，而上表面是上层的地坪。天棚把屋和屋顶的隔楼分开，它吊在屋架的下弦上，或支承在两边的墙上，多层或高层厂房的外墙是围护结构，内墙分隔室内空间，但它们同时又是垂直受力构件。,1、建筑模数、柱网、层高,A 建筑模数 为了实现建筑设计标准化定型化、配件生产工厂化、施工机械化，逐步提高建筑工业水平，建筑物各部分的尺寸就必须服从一定尺寸系统，这个尺寸系统的基础就是应用一个固定尺寸的倍数即基本模数，国家在1955年颁布了(建筑统一模数制)，规定以l00mm作为基本尺度单位，称为基本模数，以M0表示。为了使不同类型的建筑物及其各组成部分间的尺寸统一和协调，规定了建筑中的基本尺寸应该采用基本模数的倍数或扩大模数，如200mm，300等。在工业厂房中，一般接规定的模数来划分的有：定位轴线距离、层高、门窗的宽和高、自地而至吊车轨面的距离以及地面到屋架下弦的距离等。 实践证实了耐火厂厂房因受设备布置的限制，严格执行建筑模数制还有一定困难。因此，在耐火厂设计中，要结合具体条件考虑，尽可能采用建筑模数制。,13.3 建筑,B 柱网 柱网是指厂房承重柱的纵向和横向定位轴线在平面上排列所形成的网络，如下图所示。柱网布置是确定纵向定位轴线之间(跨度)和横向定位轴线间(柱距)的尺寸。,柱网示意图,确定柱网尺寸既是确定柱的位置，同时也是确定屋面板、屋架吊车梁等构件的跨度，并涉及到厂房结构构件的布置。 柱网布置的原则是要符合生产和使用要求。厂房柱网尺寸是以米计。耐火厂厂房跨度多采用30M，为扩大模数，即采用3m的倍数(如9m、12m、15m、18m等)，但跨度在18m以上，应采用6m的倍数。,C 层高 层高是指楼层高度，即指两层楼面的间距，单层厂房则指地坪至屋架下弦的距离；当有起重或有悬挂起重机的单层厂房时，则指地面至柱顶的距离；当有桥式、梁式起重机的厂房时，指地面至起重机轨顶面的高度。楼层净高指楼底板面至上一层的梁底面距离。 耐火厂厂房层高模数尺寸，一般采用3M0，除有桥式、粱式起重机厂房的层高采用600mm的整倍数外，其他厂房层高均为300mm的整数倍。但耐火厂厂房设计的层高往往受到设备尺寸的限制，常会出现不符合建筑模数的层高尺寸。 层高是根据生产的需要，如设备及溜管的布置、安装、操作检修所需要的空间，还应满足厂房由通风散热等需要的空间。一般厂房层高最好不低于3.2m，净高不小于2.4m。,图13-7 楼梯示意图 a-一段楼梯；b-二段楼梯；c-三段楼梯,2、道路与通道,通道净高不小于2m，净宽不小于1m，在溜管、管道或平台下的通道，其净高不得小于l.9m。通向作业岗位的走道净宽不得小于0.8m。,3、墙,墙是建筑物的重要组成部分，它既可能是承重构件又可能是围护构件。当墙是承重构件时，它承重房屋的屋顶、楼层包括楼层上其他的负载以及墙本身自重等荷载，通过墙或柱传给基础。由于墙隔绝了自然界风、雨、雪和霜的侵袭，防止太阳辐射，声音干扰的影响而达到隔热、隔声、保温的目的，同时墙还能将房屋内外空间分隔成许多房间，因此说墙起着围护构件的作用。当建筑物的结构是框架结构时(框架结构是由梁、柱构成的框架承受房屋的全部荷载)，而墙只作为框架间的填充构件，它只承自重和起围护分隔作用。,墙有外墙(包括山墙和檐墙)和内墙之分，它们可能是承重墙或非承重墙，但内墙有时只作为分隔而不承重的隔墙。墙一般是用砖砌筑的，墙身还设有门、窗洞等构件。外墙与边柱的布置方式有几种，耐火厂常用的有两种，如图13-8所示。,图13-8