房屋建筑学：第二篇第二章单厂平面设计

1、 第二篇 工业建筑设计 厂房的平面、剖面和立面设计是不可分割的整体，设计时必须统一考虑，在设计平面的同时应考虑剖面和立面的设计问题。 2.1 总平面设计对平面设计的影响 2.2 平面设计与生产工艺的关系 2.3 单层厂房平面形式 2.4 柱网选择 2.5 厂房内通道及有害工段的布置 2.6 单层厂房生活间设计第二章 单层厂房平面设计 一般厂区的建筑设计应从总平面设计开始，根据生产工艺的流程、原料及成品运输、防火、气象、地形、地质、环保卫生等条件来进行设计。 总平面图中要确定建筑物的平面尺寸，建筑物与建筑物、构筑物之间的平面及空间关系；合理组织人流、货流、设置厂内道路，要保证日常生产时交通运输，

2、也要满足消防要求，要进行厂区竖向设计，如室内外地面标高、道路标高、排水坡度、填挖土方工程等，还要考虑气候环境的影响和厂区室内外的环境设计。 厂房平面设计是在总平面设计的规定和影响下进行的，主要表现在人物流组织、地形和气候等方面。2.1 总平面设计对平面设计的影响 2.1.1 厂区人流、货流组织对平面设计的影响 单层厂房设计应考虑工厂生产工艺流程的组织和货运的组织。生产厂房与生产厂房之间、生产厂房与仓库之间，彼此有着人流和货流的联系，这种联系影响厂房平面设计中门的位置、数量和尺寸，要求厂房的出入口位置应方便原材料的运进和成品的运出，门的尺寸应满足运输工具安全通行的要求。 同时，人流出入口或厂房生

3、活间应靠近厂区人流主干道，方便工人上下班。设计时应减少人流和货流交叉和迂回，运行路线要通畅、短捷。2.1 总平面设计对平面设计的影响 2.1.1 厂区人流、货流组织对平面设计的影响2.1 总平面设计对平面设计的影响从图2.1中可看出，生活间的位置紧靠主干道，人、货流路线分明。 2.1.2 地形对平面设计的影响 地形坡度的大小对厂房的平面形状有着直接影响，这在山区建厂中尤为明显。 如按(a)图将厂房布置成一字形平面，虽然能使厂房结构简单，平面规整，但是，这样布置其东北角(图的右上方)坡度较陡，使土石方工程量较大，工期相对延长，造价也会提高。 如果平面形状按(b)图所示，在建筑面积相等的条件下改为

4、L形平面，则土石方量较小，相应工期缩短，造价也会降低。 所以，在地形变化较大的地区建厂应充分考虑地形对平面形状的影响。2.1 总平面设计对平面设计的影响 2.1.2 地形对平面设计的影响 当工艺流程自上而下布置时，平面设计应利用地形、将厂房建在坡地上，在生产工艺允许的条件下，可将厂房室内地坪设置在不同的标高上。2.1 总平面设计对平面设计的影响 2.1.3 气候的影响 在炎热地区，为使厂房有良好的自然通风，厂房宽度不宜过大，最好采用长条形，并使厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45。n形平面的开口应朝向迎风面，并在侧墙上开设窗与门，有利于组织车间的穿堂风。2.1 总平面设计对平面设计的影响在寒冷

5、地区，为避免风对室内气温的影响，厂房的长边应平行冬季主导风向。对面向主导风向的墙上尽量减少门窗面积。 单层厂房平面及空间组合设计，是在工艺设计和工艺布置的基础上进行的生产工艺平面图，它的内容包括： 根据产品生产规模、性质、产品规格等组成生产工艺流程； 生产和起重设备的选择和布置； 划分车间内生产工段的范围、面积； 车间通道的宽度及布置； 厂房的跨度、长度及面积的确定； 生产工艺对厂房建筑设计的要求，如采光、通风、防振、防尘防辐射、防爆等。2.2 平面设计与生产工艺的关系 在满足生产工艺的基础上，厂房建筑设计应使厂房平面形式规整、合理、简洁，以便尽量减少占地面积，节能，简化构造处理。 厂房的建筑

6、参数应符合厂房建筑模数协调标准，使构件的生产预制满足工业化生产的要求，选择技术先进和经济合理的柱网使厂房具有较大的通用性。 要使厂房平面达到适用、经济、合理，需要工艺和建筑设计人员密切合作，才能做到。2.2 平面设计与生产工艺的关系 2.2.1 生产工艺流程对平面设计的影响 2.2.2 生产状况对平面设计的影响 2.2.3 生产设备布置对平面设计的影响 2.2.4 起重运输设备对平面设计的影响2.2 平面设计与生产工艺的关系 2.2.1 生产工艺流程的影响 生产工艺流程是指某一产品的加工制作过程，即由原材料按生产要求的程序，逐步通过生产设备及技术手段进行加工生产，并制成半成品或成品的全部过程。

7、2.2 平面设计与生产工艺的关系 不同类型的厂房，由于其产品规格、型号等不同，生产工艺流程也不相同。厂房的平面设计应首先满足生产工艺要求，与工艺人员密切配合。 2.2.2 生产状况对平面设计的影响 不同性质的厂房，在生产操作时会出现不同的生产状况。 如机加工车间是在常温条件下生产的，室内无大量余热及有害气体，但是该车间对采光有一定的要求，平面设计应予重视。 如铸工车间，生产时车间内部产生大量余热、灰尘等，因此平面设计要求有利于加强室内通风，排除室内热空气及灰尘。2.2 平面设计与生产工艺的关系 2.2.3 生产设备布置对平面设计的影响 生产设备的大小和布置方式影响到厂房的跨度和跨间数，同时也影

8、响大门的尺寸和柱距的尺寸。 2.2.4 起重运输设备对平面设计的影响 起重运输设备影响厂房的平面布置和平面尺寸。常见的起重运输设备有很多种，其中以各种形式的吊车与土建设计关系密切。2.2 平面设计与生产工艺的关系 2.3.1 影响厂房平面形式的因素 2.3.2 厂房的平面形式及特点2.3 单层厂房平面形式 2.3.1 影响厂房平面形式的因素 1）厂房在总平面图中的位置，拟建厂房地段的形状、大小、地形、地貌。 2）生产工艺流程。 3）厂房的生产规模及生产特征。 4）运输工具的类型。 5）厂房结构类型。 6）地区气象条件。2.3 单层厂房平面形式 2.3.2 厂房的平面形式及特点 单层厂房的平面形

9、式，如无特殊原因，常采用为正方形、矩形及L形。当面积相等时，则正方形周长最短，平面形式越接近正方形，则墙体周长与面积的比值越小，这意味着节能与节地。2.3 单层厂房平面形式 2.3.2 厂房的平面形式及特点 单层厂房设计中，当占地生产工艺允许时，建筑物的形状宜采用正方形或接近正方形。2.3 单层厂房平面形式 2.3.2 厂房的平面形式及特点 根据生产工艺的要求，特别是热加工车间或需进行某种隔离的车间，可以采用U字形平面、山字形平面。 这种厂房的特点是各部宽度不大，厂房周长较长，室内采光、通风条件良好，缺点构造复杂，防震不利，为避免破坏，需设防震缝。 由于外墙较长，造价及维修费都高，室内的各种工

10、程管线也较长，因此这种平面形式只在有特殊工艺需要时才采用。2.3 单层厂房平面形式 柱子纵向定位轴线间的距离称为跨度， 横向定位轴线间的距离称为柱距或柱步。 2.4.1 柱网尺寸的确定 2.4.2 扩大柱网的尺寸及其优越性2.4 柱网选择承重结构柱子在平面上排列时所形成的网格称为柱网。 2.4.1 柱网尺寸的确定 柱网尺寸是根据生产工艺的特征、建筑材料、结构形式、施工技术水平、地基承载能力及有利于建筑工业化等因素来确定的。 1.跨度尺寸的确定 2.柱距尺寸的确定2.4 柱网选择 2.4.1 柱网尺寸的确定 1.跨度尺寸的确定 跨度尺寸主要是根据下列因素确定： 1）生产工艺中生产设备的大小及布置

11、方式。设备大，占地面积大。设备布置成纵向或横向，成单排、双排、多排或交错布置都影响跨度尺寸。2.4 柱网选择1.操作位置;2.生产设备;3.柱子;a.生产设备宽度或长度;b.通道宽度;c.操作宽度;d生产设备边缘与柱轴线距离;e.生产设备边缘至通道边缘的安全距离; 2.4.1 柱网尺寸的确定 1.跨度尺寸的确定 2）车间内部的宽度。不同类型的运输设备所需通道宽度是不同的，同样影响跨度尺寸。 3）跨度尺寸应满足厂房建筑模数协调标准的要求。根据上述二项条件所得尺寸，最终调整符合模数标准的要求：当屋架跨度小于等于18m时，采用扩大模数30M的数列，即跨度尺寸是18m、15m、12m、9m和6m；当屋

12、架跨度大于18m时，采用扩大模数60M的数列，即跨度尺寸是24m、30m、36m、42m等。当生产工艺布置有明显优越性时，跨度尺寸也可采用21m、27m、33m。2.4 柱网选择 2.4.1 柱网尺寸的确定 2.柱距尺寸的确定 我国单层工业厂房设计主要采用装配式钢筋混凝土结构体系，其基本柱距是6m，而相应的结构构件如基础梁、吊车梁、连系梁、屋面板、横向墙板等均已配套成型，并有供设计者选用的工业建筑全国通用构件标准图集，设计、制作、运输、安装都积累了丰富的经验。 柱距尺寸还受到材料的影响，当采用砖混结构的砖柱时，其柱距宜小于4m，可为3.9m、3.6m、3.3m等。2.4 柱网选择 2.4.2

13、扩大柱网的尺寸及其优越性 随着科学技术的发展，厂房内部的生产工艺、生产设备、运输设备等也在不断地变化、更新。为了使厂房能适应这种变化，厂房应有相应的灵活性和通用性。扩大柱网可以较好的满足这种要求，也就是扩大厂房的跨度和柱距。 常采用扩大柱网(跨度柱距)为12ml2m、15ml2m、18m12m，24ml2m、18m18m、24m 24m等。2.4 柱网选择 2.4.2 扩大柱网的尺寸及其优越性 扩大柱网的优点是：2.4 柱网选择1）可以提高厂房面积的利用率。为使设备基础与柱子基础不致相撞，宜在柱周围留出700mm的距离。在6m柱距的厂房中，每一柱距内只能布置一台机床，若将柱距扩大到12m，则每

14、一柱距内可布置三台机床，提高于面积的利用率，减少了柱子占用的结构面积。 2.4.2 扩大柱网的尺寸及其优越性 扩大柱网的优点是： 2）有利于大型设备的布置和产品的运输。 现代工业企业中，如重型机械厂、飞机制造厂、火箭制造厂等，其产品具有高、大、重的特点，柱网越大，越能满足生产设备的布置及产品的装配和运输。 3）能适应生产工艺变更及生产设备更新的要求。 柱网扩大后，使生产工艺流程的布置有较大的灵活性。2.4 柱网选择 2.4.2 扩大柱网的尺寸及其优越性 扩大柱网的优点是： 4）扩大柱网减少了构件数量，施工进度也将明显加快。 5）减少柱基础土石方工程量。2.4 柱网选择 2.4.2 扩大柱网的尺

15、寸及其优越性 在厂房内部布置大型设备时，可将中列柱柱距扩大，边列柱仍保持6m柱距。2.4 柱网选择 2.4.2 扩大柱网的尺寸及其优越性 单层厂房采用扩大柱网后，屋顶承重方案有两种：2.4 柱网选择无托架的方案；有托架方案。选择方案时，主要取决于施工技术水平和结构设计要求。在实现建筑工业化时，以采用无托架方案为宜。 2.4.2 扩大柱网的尺寸及其优越性 图2.14是柱距为12m及18m的托架支承方案。屋架间距为6m，即可采用6m长的屋面板。2.4 柱网选择 为运送原材料、成品、半成品和工人在厂房内走动及上下班通行，厂房内要设通道。其位置、宽度和数量，工艺设计人员在作工艺设计时都会有所考虑，建筑

16、设计人员应从防火、卫生和人流疏散等方面考虑工艺布置图上所设计的通道是否合适。 发生火灾紧急疏散时，人们都是在高温和烟气条件下行走的，为保证人们迅速、安全疏散，厂房内应布置必要数量的纵横贯通的通道，并与疏散门(通行门)连通，通道应有一定的宽度，根据车间生产性质、人流量和行车宽度确定。 厂房内由最远点至疏散门的允许距离按防火规范确定。2.5 厂房内通道及有害工段的布置 2.5 厂房内通道及有害工段的布置 疏散时间和人流密度(单位面积的人数或人们的水平投影面积)和疏散路线长度有关。如人流密度D=0.5(5人m2)，到疏散口的水平距离为70m时， 则 疏 散 需 时 为3min20s。 不同生产性质车

17、间相连时，通道还应是不同生产车间的分割带。 在做厂房平面设计时，应将有生产余热、有害气体和有爆炸和火灾危险的工段布置在靠外墙处，以便利用外墙的窗洞进行通风(如利用穿堂风时宜布置在靠下风侧的外墙)和爆炸时便于泄压。 要求有空调的工段不宜靠外墙布置，而应布置在厂房的中部，避免外界气象的影响。 将有噪声的工段或房间尽可能地布置在厂房的一角，并用封墙将此工段和其他工段隔开。 湿房间不宜靠外墙布置，避免外墙内表面出现凝结水和构造复杂。2.5 厂房内通道及有害工段的布置 为了保障工人的身心健康，提高产品质量和劳动生产率，建筑设计应为工人创造良好的劳动环境，所以应该在车间附近或内部设置生活间。 2.6.1

18、生活间的组成 2.6.2 生活间的布置2.6 单层厂房生活间设计 2.6.1 生活间的组成 根据车间的生产特征、职工人数、男女职工比例、地区气候等因素，确定生活间的内容。一般来说，生活间包括下面四个内容： 1.生产卫生用室 2.生活卫生用室 3.行政办公室 4.生产辅助用室2.6 单层厂房生活间设计 2.6.1 生活间的组成 1生产卫生用室 生产卫生用室包括浴室、存衣室、盥洗室。其面积大小和卫生用具的数量根据车间的卫生特征级别来确定的。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.1 生活间的组成 存衣室内存衣方式有两种： 1）闭锁式存衣柜。使用安全，无需专人管理。闭锁式存衣柜的数目按在册工人总数计算。

19、 2）开放式存衣柜或挂衣钩。使用周转快，占用面积少，但需专人管理，使用不便，给人以不安全感。开放式存衣柜的数目按在册工人最大班人数加25计算。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.1 生活间的组成 2生活卫生用室 生活卫生用室包括休息室、孕妇休息室、吸烟室、厕所、女工卫生室、饮水室、小吃部、保健站、婴儿哺乳室、托儿所等。 厕所内的大小便器的数量按规范有关规定计算。浴室、盥洗室、厕所的设计计算人数按最大班工人人数的93计算。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.1 生活间的组成2.6 单层厂房生活间设计 2.6.1 生活间的组成 2生活卫生用室 最大班的女工人数超过100人的车间，应设女工卫生室，且

20、不得与其他用室合并放置。 女工卫生室由等候间及处理间组成。 等侯间应设洗手设备及洗涤池，处理间应设温水箱及冲水器。最大班女工人数为100200名时，应设一具冲水器，超过200人应每增加200人增设一具冲水器，若女工在40100人之间，则设简易温水箱和冲水器。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.1 生活间的组成 3.行政办公室 行政办公室包括党、政、工、团、青、副、妇等办公室，计划调度，技术，财务，检验，阅览，值班及会议室等。 4.生产辅助用室 生产辅助用室包括工具室、材料库、磨刀室、计量室以及其他某些生产辅助用室等。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.2 生活间的布置 由于生活间主要是为车间生

21、产及生活服务，设计时应注意以下几点： 1）生活间的布置要保证一定的卫生要求，避免粉尘、毒气等有害物质及高温、噪声、振动的影响。 2）生活间的位置应便于职工上下班，要有利于生产、方便生活，所以生活间的位置不要妨碍车间的采光、通风、运输和发展 3）生活间应有良好的朝向，争取理想的日照、采光和通风。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.2 生活间的布置 4）在可能的情况下，应尽量利用车间内部的空闲位置设置卫生间，或将几个车间的生活间合并建造，以便节约用地和资金。 5）生活间平面布置应力求面积紧凑、人流通畅、男女分设、管道集中且与所服务的车间联系方便。其标准可参考当地普通民用建筑，建筑形式与风格应与车间

22、和厂区相协调。 目前我国单层厂房生活间的布置方式有三种选择： 1.毗连式生活间 2.独立式生活间 3.车间内部式生活间2.6 单层厂房生活间设计 2.6.2 生活间的布置 1.毗连式生活间 毗连式生活间与厂房的纵墙或山墙毗连而建。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.2 生活间的布置 1.毗连式生活间 毗连式生活间的主要优点是：生活间与车间联系方便，生活间与厂房可共用一道墙，节省材料，寒冷地区对车间保温有利。 毗连式生活间的主要缺点是；不同程度地影响车间的采光和通风；车间内部如有较大振动、灰尘、噪声、有害气体时，对生活间有干扰。 毗连式生活间和车间的结构方案不同，荷载相差也很大，所以在两者毗连处

23、应设置沉降缝。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.2 生活间的布置 1.毗连式生活间 设置沉降缝的处理方案有两种： 1）当生活间的高度高于车间时，毗连墙应设在生活间一侧，沉降缝则位于毗连墙与车间之间。毗连墙下基础按以下两种情况处理： 带形基础：若带形基础与车间柱式基础相遇，应将带形基础断开，增设钢筋混凝土承墙梁跨越厂房柱基础以承托毗连墙。 柱式基础：毗连墙下的柱式基础应与车间的柱式基础交错布置，然后在生活间的柱式基础上设置钢筋混凝土承墙梁，承受毗连墙的荷载。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.2 生活间的布置 1.毗连式生活间 2）当车间高度高于生活间时，毗连墙设在车间一侧，沉降缝则设于毗连墙与生活间之间。 毗连墙支承在车间柱式基础的基础粱上。 此时，生活间的楼板采用悬臂结构，生活间的地面、楼面、屋面均与毗连墙断开，并设置变形缝，以解决生活间与车间产生不均匀沉陷的问题。2.6 单层厂房生活间设计 2.6.2 生活间的布置 2.独立式生活间 独立式生活间距车间有一定的距离。2.6 单层厂房生活间设计独立式生活间的主要优点：生活间和车间的采光、通风互不影响，生活间布置灵活，生活间和车间的结构方案互不影响，结构、构造容易处理。独立式生活间的主要缺点是：占地较多，生活间和车间的距离较远时，联系不够方便。 2.