第13章单层厂房设计

1、第十二章第十二章 单层厂房设计单层厂房设计目的要求： 1、使学生了解生产工艺与厂房平、立、剖面之间的设计关系； 2、掌握柱网的确定方法及轴线的定位； 3、熟悉生活间的布置、剖面的各部分高度的确定、立面处理的方法。教学内容： 12.1 单层厂房的组成单层厂房的组成1、房屋的组成 A、生产工段 B、辅助 C、库房部分 D、行政办公生活用房单层厂房的组成单层厂房的组成（图13-1）2、构件的组成 A、横向排架：基础、柱、屋架（屋面梁） B、纵向连系构件：基础梁、连系梁、圈梁、吊车梁； C、支撑系统：屋架支撑、柱间支撑；3、围护结构 外墙、屋顶、地面、门窗、天窗12.2 单层厂房平面设计设计内容：1、

2、总平面设计2、平面的形式3、柱网的选择4、生活间的设计12.2.1 总平面的设计 考虑内容： (一)人、物流组织的影响（图12-2） (二)地形的影响（图12-3） (三)气候的影响 12.2.2、生产工艺和建筑平面设计的关系 1、生产工艺平面图的内容： A、生产工艺流程的组织； B、生产和起重运输设备的选择和布置； C、工段的划分； D、厂房面积的大小以及生产工艺对厂 房建筑设计的要求。 2、厂房平面设计的要求：A、首先满足生产工艺的要求，同时在设计中应使厂房平面形式规整、合理、简单以便减少占地面积、节能和简化构造处理；B、厂房的建筑参数应符合厂房建筑模数协调标准，使构件的生产满足工业化生产

3、的要求；2、厂房平面设计的要求： C、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； D、正确地解决厂房的采光和通风； E、合理地布置有害工段及生活用室； F、妥善处理安全疏散及防火措施。二、平面形式及其特点影响厂房平面轮廓形式的因素：（1）生产工艺流程的影响 A、直线布置（图12-5a） B、平行布置（图12-5b） C、垂直布置（图12-5c）（2）生产状况的影响；（3）生产设备布置的影响；12.2.3 运输设备与平面的关系常用的：1、单轨悬挂吊车2、梁式吊车（分悬挂式和支承式）3、桥式吊车特殊情况下：龙门式起重机、悬臂吊车、转臂吊车12.2.4 单层厂房平面轮廓形式：一般形式：矩

4、形、方形等； 特殊形式：L形、形、形等； （一）矩形平面1.1 跨度平行布置： 适用于直线式的生产工艺流程和往复式的生产工艺流程 特点：各段之间靠得较紧，运输路线短捷，工艺联系紧密，工程管线较短； 形式规整,占地面积少； 结构构造简单,造价低,施工快； 室内采光通风容易解决。 1.2 跨度相垂直布置：适用于垂直式的生产工艺流程特点： 工艺流程紧凑，零部件至总装配车间 的运输路线短捷； 在跨度垂交处结构、构造复杂，施工 麻烦。 不同平面形式的厂房造价比： 从建筑经济角度看：近于方形或方形的平面较优越 （二）L形、形、形平面L形、形、形平面的特点：厂房各部宽度不大，厂房周长较长，可在较长的外墙上设

5、置门窗，室内采光通风条件好；纵横跨垂交,要垂交处构件类型增多,构造复杂，需设防震缝；外墙长度较长，造价及维修费用较高，室内各种工程管线较长。 12.2.5、柱网的选择一、 柱网的概念： 承重结构柱子在平面上排列所形成的网格二、跨度和柱距柱网的设计要求： 1、满足生产工艺提出的要求 2、遵守厂房建筑模数协调标准 3、调整和统一柱网 4、尽量扩大柱网，提高厂房的通用性 柱网的设计要求：扩大柱网能提高厂房的通用性扩大柱网能扩大生产面积，节约用地扩大柱网能加快建设速度扩大柱网能提高吊车的服务范围 （一）柱网尺寸的确定1、跨度尺寸的确定 A、生产设备的大小及布置 B、车间内部通道 C、厂房建筑模数协调标

6、准的要求 工艺设计中应考虑如下因素： 设备大小 设备布置方式 交通运输所需空间 生产操作及检修所需空间 根据厂房建筑模数协调标准规定： 凡跨度等于或小于18m时应采用3m倍数(30M数列)； 即: 9m, 12m, 15m, 18m 大于18m时应采用6m倍数(60M数列)； 即: 18m, 24m, 30m, 36m 除工艺布置上有特殊要求外,一般不采用21m, 27m和33m等跨度尺寸 2、柱距尺寸的确定根据厂房建筑模数协调标准规定：柱距采用扩大模数60M数列； 即: 6m, 12m；抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列。 3、在我国建筑实践中常用的柱 网尺寸在有起重量不大于5T的悬挂式吊车

7、和无吊车的厂房为： 618m，624m，1218m，1224m，在有桥式吊车的厂房中，起重量大于50T时为： 618m，624m，630m，636m，1218m，1224m，1230m，1236m3、在我国建筑实践中常用的柱 网尺寸经过经济比较，也可选用69m，612m，615m，621m,627m砖木结构常用 3m, 3.6m, 4m柱距 一般来说:不管有无吊车,18m和24m两个跨度适应性较强 4、方形柱网灵活车间常用尺寸:1212m,1818m,2424m 12.2.6 生活间设计1生活间的组成及设备布置 (1)生产卫生用房包括浴室、厕所、存衣室、盥洗室等。我国卫生部主编的工业企业设计卫

8、生标准（TJ3679），将一般工业企业按卫生特征分为四级，每一级都有它最基本的生产卫生用房。12.2.6 生活间设计(2)生活福利用房 包括休息室、女工卫生室、吸烟室、厕所、饮水间、小吃部、保健室等。厕所内的大小便器按规范和有关规定计算。浴室、盥洗室、厕所的设计计算人数按最大班工人总数的93%计算。(3)行政办公用房 包括党、政、工、团办公室及会议室、值班室、计划调度室等。(4)生产辅助用房 包括工具室、材料库、计量室等。生活间设计原则(1)生活间应尽量布置在车间主要人流出入口处，且与生产操作地点有方便的联系，并避免工人上、下班时的人流与厂区内主要运输线（火车、汽车等）的交叉，人数较多集中设置

9、的生活间以布置在厂区主要干道两侧且靠近车间为宜。(2)生活间应有适宜的朝向，使之获得较好的采光、通风和日照。同时，生活间的位置也应尽量减少对厂房天然采光和自然通风的影响。生活间设计原则（3)生活间不宜布置在有散发粉尘、毒气及其他有害气体车间的下风侧或顶部，并尽量避免噪声振动的影响，以免被污染和干扰。 (4)在生产条件许可及使用方便的情况下，应尽量利用车间内部的空闲位置设置生活间，或将几个车间的生活间合并建造，以节省用地和投资。(5)生活间的平面布置应面积紧凑，人流通畅，男女分设，管道尽量集中。(6)建筑形式与风格应与车间和厂区环境相协调。3.生活间的布置形式布置形式有三种： (1)毗连式生活间

10、 (2)独立式生活间 (3)厂房内部式生活间：布置方式有很多，书上介绍了4种。生活间的布置 毗连式 内部式生活间的布置4、毗连式生活间与车间沉降缝的构造12.3 单层厂房剖面设计单层厂房剖面设计主要从空间上满足生产工艺的要求12.3.1 厂房高度的确定厂房高度的定义：室内地面至柱顶（或斜屋盖最低点，或下沉式屋架下弦底面）的距离(1)无吊车厂房柱顶标高通常是根据最大生产设备的高度和其使用、安装、检修时所需的净空高度确定的。同时，必须考虑采光和通风的要求，以及避免由于单层厂房跨度大，高度低时给空间带来的压抑感。一般不低于3.9m，柱顶标高应符合300mm的整数倍，若为砖石结构承重，柱顶标高应为10

11、0mm的倍数。有吊车厂房的高度(2)有吊车厂房有吊车厂房的柱顶标高可按下式计算求得： 柱顶标高 H=H1+H2 轨顶标高 H1=h1+h2+h3+h4+h5 轨顶至柱顶高度 H2=h6+h7柱顶标高应符合300mm的数倍，轨顶标高为600mm的倍数。12.3.1 厂房高度的确定2.室内外地坪标高的确定厂房室内外地坪的标高是在厂区总平面设计时确定的，室内外高差的大小应考虑方便运输，防止雨水侵入等因素，常取150200mm，并在室外入口处设置坡道。在地形较平坦的情况下，整个厂房地坪一般取一个标高，相对标高定为0.000。当厂房内地坪有两个以上不同高度的地坪面时，主要地坪面的标高为0.000。 3.

12、 厂房高度的调整(1) 在厂房高低不齐的多跨厂房中，提高低跨高度，变高低跨为等高跨。1）在采暖和不采暖的多跨厂房中，当高差值等于或小于1.2m时，不宜设高度差；2）在不采暖的厂房中，当一侧仅有一低跨且高差不大于1.8m时，也不宜设置高度差。3. 厂房高度的调整(2)在工艺条件允许的情况下，把高大设备布置在两榀屋架之间，利用屋顶空间起到缩短柱子长度的作用，从而降低了厂房高度 (3)在厂房内部有个别高大设备或需高空间操作的工艺环节时，可采取降低局部地面标高的方法，从而减小厂房空间高度。剖面空间的利用12.3.2 天然采光1.天然采光的基本要求 (1)满足采光系数最低值的要求 (2)满足采光均匀度的

13、要求 (3)避免在工作区产生眩光几个概念：采光系数：室内工作面上某一点的照度与同时间露天长度上照度的百分比。照度：单位面积上所能接受的光通量的多少。用勒克斯表示。光通量：人眼所能感受的辐射能量。用流明表示。采光均匀度：工作面上的采光系数最低值与平均值之比。确定采光系数示意采光系数：C=(EN/EW)x100%2. 采光方式及布置 (1)采光方式1）侧窗采光：即采光口布置在厂房的侧墙上。2)顶部采光：即在屋顶处设置天窗。 3)混合采光：当厂房很宽，侧窗采光不能满足整个厂房的采光要求时，则须在屋顶上开设天窗，即采用混合采光的方式。 厂房采光的方式高侧窗与低侧窗示意2. 采光方式及布置(2)采光天窗

14、的形式和布置1）矩形天窗：是沿跨间纵向升起局部屋面，在高低屋面的垂直面上开设采光窗而形成的，是我国单层工业厂房应用最广的一种天窗形式，其采光特点与侧窗采光类似，具有中等照度。 2）锯齿形天窗：是将厂房屋盖做成锯齿形，在两齿之间的垂直面上设采光窗而形成的。 3）横向下沉式天窗：是将相邻柱距的屋面板上下交错布置在屋架的上下弦上，通过屋面板位置的高差作采光口形成的。 4）平天窗：是在屋面板上直接设置采光口而形成的。采光天窗的形式2. 采光方式及布置3.采光面积的确定 采光面积一般是根据厂房的采光、通风、立面设计等综合因素来确定的。首先大致确定窗户面积，然后根据厂房对采光的要求进行计算校核，验证其是否

15、符合采光标准。我国采光等级分5级。 12.3.3 自然通风1.自然通风的基本原理 (1)热压作用：利用室内外冷热空气产生的压力差进行通风的方式。 (2)风压作用：利用风吹在建筑物上产生的空气压力差进行通风的方式。热压作用下的通风风压作用2.厂房的自然通风(1)冷加工车间的自然通风冷加工车间无大的热源，室内余热量较小，利用门窗就可以满足室内通风换气的要求。由于室内外温差小，组织自然通风时可结合工艺与总平面设计进行，尽量使厂房纵向垂直于夏季主导风向或不小于45倾角，厂房宽度限制在60m以内。在外墙上设窗，在纵横贯通的通道端部设门，以便组织穿堂风。为避免气流分散，影响穿堂风的流速，冷加工车间不宜设置

16、通风天窗，但为了排除积聚在屋盖下部的热空气，可以设置通风屋脊。 冷加工车间的自然通风(2)热加工车间的自然通风1)进、排风口的布置：根据热压通风原理，进风口的位置应尽可能低。排风口的位置尽可能高，一般设在柱顶处或靠近檐口一带。2）当设有天窗时，天窗一般设在屋脊处，另外，为了尽快排除热空气，需要缩短通风距离，天窗宜设在散发热量较大的设备上方。外墙中间部分的侧窗，应按采光窗设计，常采用固定窗或中悬窗，一般不采用上悬窗，以免影响下部进风口的进气量和气流速度。热车间的通风2）通风天窗的类型类型有两大类：矩形通风天窗：注意：挡风板的作用与位置下沉式通风天窗： 分横向、纵向和井式天窗矩形通风天窗挡风板的作

17、用矩形通风（避风）天窗下沉式通风天窗横向下沉天窗3）合理布置热源在布置热源时，要注意以下几点：利用穿堂风的风向，热源应布置在复杂主导风向的下风向；有天窗时，利用热压为主的自然通风，热源应布置在天窗口的下方；下沉式天窗，热源应与下沉底板错开布置。多跨厂房中，利用冷热跨间隔布置，且用轻质吊墙（距地3m左右）分隔二者，以便组织通风。连续多跨均为热跨时，可将跨间分离布置，以便缩短进排气口的路径。 开敞式厂房12.4 12.4 单层厂房定位轴线单层厂房定位轴线 本章难点和重点之处。几个概念：单厂定位轴线：横向定位轴线：纵向定位轴线：单层厂房平面柱网布置及轴线划分12.4.1 横向定位轴线1 中间柱与横向

18、定位轴线的联系除横向变形缝处及山墙端部柱外，中间柱的中心线应与柱的横向定位轴线相重合。在一般情况下，横向定位轴线之间的距离也就是屋面板、吊车梁长度方向的标志尺寸。中柱与横向定位轴线12.4.1 横向定位轴线2 变形缝处柱与横向定位轴线的联系在单层厂房中，横向伸缩缝、防震缝处采用双柱双轴线的定位方法，柱的中心线从定位轴线向缝的两侧各移600mm,双轴线间加插入距A等于伸缩缝或防震缝的宽度C，这种方法可使该处两条横向定位轴线之间的距离与其他轴线间柱距保持一致，不增加构件类型，有利于建筑工业化。12.4.1 横向定位轴线3 山墙与横向定位轴线的联系（1）山墙为非承重墙时，墙内缘与横向定位轴线重合，端

19、部柱的中心线从横向定位轴线内移600mm。 （2）山墙为承重墙时，墙内缘与横向定位轴线的距离为砌体材料的半块或半块的倍数或墙厚的一半。 山墙与横向定位轴线12.4.2 纵向定位轴线1 外墙、边柱与纵向定位轴线的联系（1）封闭结合(Q=30T)当纵向定位轴线与柱子外缘有一定距离，此时屋面板与墙内缘之间有一段空隙时称为非封闭结合。纵向定位轴线与边柱纵向定位轴线与边柱纵向定位轴线与承重墙的关系12.4.2 纵向定位轴线2 中柱与纵向定位轴线的联系 (1)平行等高跨中柱当厂房为平行等高跨时，通常设置单柱和一条定位轴线，柱的中心线一般与纵向定位轴线相重合。当等高跨中柱需采用非封闭结合时，仍可采用单柱，但

20、需设两条定位轴线，在两轴线间设插入距A，并使插入距中心与柱中心相重合 。 （A为3M数列）以上两种情况适用条件不同。中柱与纵向定位轴线 12.4.2 纵向定位轴线(2)平行不等高跨中柱1） 单轴线封闭结合。高跨上柱外缘与纵向定位轴线重合，纵向定位轴线按封闭结合设计，不需设联系尺寸。2)双轴线封闭结合。高低跨都采用封闭结合，但低跨屋面板上表面与高跨柱顶之间的高度不能满足设置封墙的要求，此时需增设插入距A，其大小为封墙厚度B。3）双轴线非封闭结合。当高跨为非封闭结合，且高跨上柱外缘与低跨屋架端部之间不设封闭墙时，两轴线增设插入距A等于轴线与上柱外缘之间的联系尺寸D；当高跨为非封闭结合，且高跨柱外缘

21、与低跨屋架端部之间设封墙时，则两轴线之间的插入距A等于墙厚B与联系尺寸D之和。中柱与纵向定位轴线12.4.2 纵向定位轴线（3）纵向伸缩缝处中柱1）等高跨中柱 当等高厂房须设纵向伸缩缝时，可采用单柱单轴线处理，缝一侧的屋架支承在柱头上，另一侧的屋架搁置在活动支座上，采用一根纵向定位轴线，定位轴线与上柱中心重合。若伸缩缝兼做防震缝时，原伸缩缝按防震缝尺寸加宽，此时应设两条纵向定位轴线，其间的插入距A等于缝宽C。12.4.2 纵向定位轴线（3）纵向伸缩缝处中柱2）不等高跨中柱 不等高跨的纵向伸缩缝一般设在高低跨处，若采用单柱，应设两条定位轴线，两轴线间设插入距A。当高低跨都为封闭结合时，插入距A等于伸缩缝宽C；当高跨为非封闭结合时，插入距A=C+D，D为联系尺寸。当不等高跨高差悬殊或者吊车起重量差异较大时，或须设防震缝时，常在不等高跨处采用双柱双轴处理，两轴线间设插入距A。当高低跨都为封闭结合时，A=B+C；当高跨为非封闭结合时，A=B+C+D，B为封墙厚度。3 纵横跨相交处柱与定位轴线的联系在厂房的纵横跨相交时，常在相交处设有变形缝，使纵横跨在结构上各自独立。纵横跨应有各自的柱列和定位轴线，两轴线间设插入距A。当横跨为封闭结合时，A=B+C；当横跨为非封闭结合时，A=B+C+D。12.5