第18章 工业建筑概论

1、8第18章 工业建筑概论【教学目的】了解工业建筑的分类、了解工业建筑的设计要求、了解厂房内部常采用的运输设备。【教学要求】通过本章的学习，学生能够： 1. 了解工业建筑的分类，特别是按生产状况分类。2. 了解工业建筑的设计要求3. 了解厂房内部常采用的运输设备，特别是各类吊车的特点。【学习重点与难点】本章重点是工业建筑按生产状况分类及常见吊车的特点。【重要知识点】工业建筑按生产状况分类什么是工业建筑？哪些房屋属于工业建筑？可以这样说：用以从事工业生产的各种房屋就是工业建筑，也叫厂房或厂房建筑。由于也是建筑，所以它和民用建筑在设计原则、建筑材料、建筑技术等方面有很多共同之处。但由于是工业建筑，是

2、为工业生产服务的，所以它在总体布局、人流、物流的组织、厂房内部空间、建筑形象设计等方面与民用建筑有所不同，具有自身的特点。工业建筑必须满足工艺流程的要求，安全生产的要求，企业才能有好的经济效益。18.1工业建筑的分类工业生产的类别繁多，产品种类不计其数。为了生产出各种不同类型的产品就有各种不同的工厂，如生产电视机的工厂，生产各种笔的工厂。纺织部门的工厂，为了生产出各种质地、品种的衣料，就有毛纺厂、麻纺厂、棉纺厂、丝纺厂、印染厂，还有尼龙厂、维尼纶厂等等。一个工厂往往不是只有一幢厂房，很多工业产品也不是在一幢厂房里就能生产出来的。由于生产的内容不同，生产的性质不同，对厂房建筑的要求也就各不相同。

3、为了了解各种厂房建筑的特征，掌握厂房建筑的设计规律，就需要对厂房建筑进行分类，通常是按厂房的用途、层数和厂房内部的生产状况进行分类。18.1.1按用途分类一个工厂、一个企业往往有多幢厂房建筑，根据厂房用途的不同可分为：1.主要生产厂房主要生产厂房，是指直接加工、装配产品所使用的厂房建筑。如铸工、锻工、冲压、机械加工、装配等车间所使用的厂房就是主要生产厂房。在这些厂房里常布置有较多较大型的生产运输设备，所占的建筑面积较大，职工人数也较多。2.辅助生产厂房辅助生产厂房，是指不直接加工产品，只是为主要生产厂房服务的厂房建筑。如机修、工具等车间所使用的厂房建筑。3.动力用厂房动力用厂房，是为全厂生产提

4、供能源所使用的建筑。如锅炉房、煤气发生站、氧气站、压液站等。4.仓储建筑仓储建筑是用于存放各种材料、原料、半成品、成品的各种仓库。如成品库、总仓库、冷冻库、粮仓等等。这类建筑应结合储藏物品的不同，相应满足其防火、防潮、防爆、防腐蚀、温湿度条件等要求。5.运输工具用建筑用于停放、检修各种运输工具的建筑，如汽车库、电瓶车库等。对于一个工厂来说，除了以上直接用于工业生产和为工业生产服务的建筑外，还有诸如办公楼、食堂、保健站等民用建筑。18.1.2按层数分类：1.单层厂房图18-1 单层厂房只有一层的厂房叫单层厂房，如图18-1。单层厂房广泛应用于冶金、机械制造、纺织等工业部门。这种厂房便于水平方向组

5、织工艺流程，既适于组织较小空间小型产品的生产，更适于组织大空间大型笨重产品的生产和加工。单层厂房有很多特点：第一，平面面积大，可以连成片的修建，面积可达上万平方米甚至十几万平方米，内部可采用各种吊车、汽车、铲车、火车等等运输设备。第二，地面可承受较大的荷载，可比较自由地构筑地坑、地沟等地下设施。第三，内部空间大，厂房高度可达五六十米，甚至可以设置几层吊车。第四，厂房结构承载能力大，当采用桥式吊车时，吊车的起重量可达到几百吨。第五，为了解决厂房内部的采光和通风，屋顶设有各种类型的天窗，这使建筑构造处理比较复杂。第六，由于内部空间大，不利于采暖和机械通风。单层厂房在整个工业建筑中占有较大的比重。

6、2.多层厂房图18-2 多层厂房两层和两层以上的厂房，叫多层厂房，如图18-2。多适用于食品工业、电子工业、精密仪器仪表工业，轻纺工业等等。这些工业部门的生产设备及产品比较轻、比较小，生产工艺流程既可水平组织，也可垂直组织。多层厂房有以下特点：第一，多层厂房特别适宜于生产上需要采用垂直运输的企业。第二，采用多层厂房，外围护结构面积较小，对于生产中有一些特殊要求的厂房，容易保证。如要求一定温度、湿度和洁净度的厂房。图18-3 混合层数厂房第三，多层厂房较单层厂房节约用地，这一优点是很明显的。第四，采用多层厂房也缩短了室外各种管线、道路、围墙等设施，因此也是比较经济的。第五，多层厂房屋面面积小，一

7、般没有天窗，构造较单层厂房简单。第六，柱网尺寸较单层小，因此工艺布置灵活性也较小。厂房内天然采光上仅依靠侧窗，对厂房进深限制较大，当厂房进深过大时，厂房中央的光线较喑。随着现代化科学技术的飞跃发展，多层厂房的应用越来越广泛了。3.层数混合的厂房层数混合的厂房是指一幢厂房既有单层部分也有多层部分，如图18-3。一般是将高大的设备布置在单层内，将设备和产品较轻、较小的布置在多层部分。18.1.3按生产状况分：1.热加工车间生产过程中加工件处于炽热状态或在生产过程中会散发出大量的热量、烟尘和有毒气体的车间，属于热加工车间。如炼钢车间、铸钢车间、铸铁车间，这类型的车间主要须解决散热、通风的问题，这就要

8、求从建筑设计上创造条件，使厂房内的热量、烟尘尽快排出。2.冷加工车间冷加工车间是相对于热加工车间而言的。是指在常温下进行生产的车间，即加工件不是处于炽热状态。在生产过程中也没有大量的余热量和烟尘产生。3.空调车间为了保证生产的正常进行，保证产品的质量，要求生产的环境要保持一定的温度、湿度的车间称为空调车间。这样的车间是通过机械送风的方式来保证室内的温、湿度的。车间内设有送、回风管道，送风口和回风口。对温、湿度要求的严格程度取决于生产的精密程度。通常把要求控制温、湿度的车间也叫做恒温恒湿车间。4.洁净车间一些产品的生产，要求生产的环境保持定的洁净度。对洁净度要求严格的车间，是以空气中所含灰尘的粒

9、径和颗粒数来控制的，如集成电路车间，如果在生产的过程中，工作表面沾染了灰尘就会影响产品的质量和寿命，甚至造成废品。还有一些洁净要求特别严格的车间，不仅要求控制室内的含尘浓度，还需控制室内微生物的生长，如食品工业、医药工业中的一些生产车间。18.2工业建筑设计要求18.2.1满足生产工艺的要求厂房修建的目的在于为工业生产服务，因此，必须满足生产工艺的要求。所谓生产工艺是指产品的加工路线，机器设备和起重运输设备的安装、操作和检修等等。厂房的设计应从平面到空间对生产工艺提出的要求给予满足，还要从采光、通风、温度、湿度等方面满足生产对环境条件的要求。18.2.2满足建筑技术和建筑经济的要求建筑技术方面

10、的要求，是指厂房建筑必须具备必要的坚固性和耐久性，即厂房结构在风力、荷载、振动、冲击等外力的作用下要坚固可靠，能适应温度和湿度的变化，还能抵抗自然侵蚀和生产中的化学侵蚀等等。建筑技术方面的要求，还包括所设计的厂房应该遵守建筑统一模数制和厂房建筑统一化基本规则的要求，以便提高厂房建筑的工业化水平。同时，由于现代工业的飞跃发展，在设计上应考虑生产工艺的变革，生产的发展，要为工艺更新和适当扩建创造条件，提高厂房建筑的灵活性和通用性。 建筑经济方面的要求是指在设计过程中，设计人员应有经济观点，要讲求经济效益。在保证设计质量的同时要注意节约用地，节约建筑面积，体积，合理利用建筑空间，降低造价，为加快施工

11、进度创造条件等等。在山地丘陵建厂时，应结合地形，因地制宜，尽量减少土石方工程量，以利于降低造价和加快施工进度。设计中要注意降低材料消耗，特别是木材、钢材和水泥，尽可能采用地方性材料。同时，应尽可能采用轻质、高强、多效的建筑材料和新型结构，以便提高厂房质量，充分发挥其经济效果，提高厂房建筑的工业化水平。18.2.3符合卫生标准及安全要求工业生产是由工人去进行生产操作的，因此，所设计的厂房要为工人的身心健康考虑，要为工人创造一个良好、安全、卫生的环境。而在工业生产中，往往会产生热、烟尘、有毒气体、废水废渣等有害物质，或者存在燃烧，爆炸的危险，这些都给建筑设计提出了需要解决的问题。如铸工车间的造型工

12、段要求有良好的光线，就要解决好采光的问题；浇铸工段有大量的热量和烟尘产生，就要解决好散热，通风的问题；制氧车间有爆炸的危险，就要有防爆泄压的措施。我国制定有工业企业设计卫生标准、建筑设计防火规范等等，我们在设计中应该遵照执行。18.2.4与总平面及环境协调一幢厂房通常只是整个工厂中的一部分，因此，它与整个工厂有着不可分割的联系。进行厂房设计时，除了需要了解所设计的厂房的工艺要求，生产特征外，还应了解与有关厂房的联系情况，与周围厂房的相互关系以及厂内道路布置、管线布置、货运组织，人流活动情况等等，以便使所设计的厂房与整个工厂取得有机的联系。同时，所设计的厂房从体形、尺度、建筑风格、材料、色彩等各

13、个方面均应与周围环境协调一致。18.2.5考虑企业形象工业建筑必然具有与生产环节相适应的外部特征，同时也是企业的形象。设计师要在符合生产特征的建筑内部和外部，运用巧妙的设计手法美化建筑，决不能只为了一味地追求形象，而设计出故作姿态的造型。18.3厂房内部起重运输设备为了运送原材料、半成品、成品以及设备的安装、检修，在厂房中常设有运输设备。选择运输设备和确定其数量应根据生产工艺和要求，运输的频繁程度，产品的轻重，体积的大小等因素来确定，一般是由工艺设计人员提出。厂房内部可采用的各种运输设备有手推车、叉车、电瓶车、传送带、吊车、汽车、火车等，而各种形式的吊车是厂房最常采用的运输设备，吊车与厂房设计

14、有着密切的关系。常见的吊车有以下几种：18.3.1单轨悬挂吊车单轨悬挂吊车是由电动葫芦和工字钢轨道组成。电动葫芦以工字钢为轨道，轨道上设有可移动的滑轮组，沿轨道水平移动起吊重物，可沿直线或曲线往返运行。工字钢轨道可悬挂在屋架或屋面梁的下弦，因而对屋架或屋面梁的结构强度要求较高，起重量一般在2t左右，特殊情况下可达5t，可手动，也可电动操作，能适应工艺的需要转向运输，但起吊范围只能局限在沿单轨的较窄地段内，如图18-4，图18-5。单轨悬挂式吊车构造简单，造价低廉，但它不能横向运行，须借助人力和车辆辅助运图18-6 梁式吊车图18-4 单轨悬挂吊车图18-5 电动葫芦与钢轨1钢轨 2电动葫芦3吊

15、勾 4操纵开关5屋架或屋面梁下表面输，因此适用于小型或辅助车间。18.3.2梁式吊车梁式吊车是由梁架、工字钢轨道和电动葫芦组成。轨道的固定支承方式有两种，梁架可以悬挂在屋架或屋面梁下弦的纵向轨道上，也可支承在吊车梁上的轨道上。1.悬挂式梁式吊车： 将轨道固定在屋架下弦（或屋面梁下翼缘）处，如图18-6（a）。 2.支承式梁式吊车： 将轨道搁置在由厂房排架柱伸出的牛腿上，如图18-6（b）。梁式吊车特点：吊车跨度大、服务范围广，起重量一般不超过5吨，可以纵横双向运行，使用方便。可在地面上操作，也可在吊车上设置操纵室。18.3.3桥式吊车桥式吊车是由桥架和小车组成，桥架行驶在吊车梁的轨道上，小车行

16、驶在桥架的轨道上，小车上设有起吊重物的滑轮组，起重量5吨至数百吨，如图18-7。桥式吊车的操纵室通常设在桥架的一端。对冶金、机械、矿山各种专业均有配套型号，是大中型车间内外最常用的起重运输设备。桥式吊车外形尺寸占据的空间较大，增加了厂房的净高和净空，在设计时以地面、吊车轨顶和屋架下弦（或柱顶）三个标高为控制标高。桥式吊车按工作的重要性及繁忙程度分为轻级、中级、重级三种工作制，以JC来表示吊车的工作时间占台班生产时间的比率。轻级工作制JC1525，满载机会少，工作速度慢，图18-7 桥式吊车中级工作制JC2540，重级工作制JC40，主要用于工作繁忙的车间桥式吊车跨度用Lk表示，即桥架车轮间距离

17、。厂房跨度用L表示，Lk=L一2ee表示吊车轨道中心线与纵向定位轴线之间的距离，当起重量在l00t之内时，e=0.75m；超过l00t时，e=1.00m。吊车有单钩、双(或主、副)钩之分，Q5t，表示单钩吊车；Q20t5t，表示主钩起重量为20t，副钩起重量为5t。18.3.4其他形式的吊车在厂房中，还有可沿着柱列运行的悬臂式吊车和固定在柱上可旋转的转臂式吊车，这两种吊车的起重能力和工作范围都有一定限度，只可作为辅助起重设备。还有一种龙门式吊车，它的起重量很大，不宜支承在柱子上，而是支承在厂房的地面上，多用于重型机械厂车间和露天货栈如图18-8。图18-8 其它形式的其重运输设备18. 4小结用以从事工业生产的各种房屋就是工业建筑。根据厂房用途的不同可分为：主要生产厂房、辅助生产厂房、动力用厂房、仓储建筑、运输工具用建