房屋建筑构造17工业厂房设计概述课件

1.了解多层工业厂房的平面形式及适用范围；2.熟悉单层厂房的剖面形式及各标高确定的方法。第十七章工业厂房设计概述学习目标第一节单层工业厂房建筑设计第二节多层厂房设计简介本章内容第一节单层工业厂房建筑设计一、平面设计（一）生产工艺与厂房平面设计的关系不同产品的车间，有不同的生产工艺流程，工艺师根据此图对建筑设计师提交生产工艺平面图，建筑设计师再根据此图的要求进行建筑设计，如图17-1、17-2、17-3所示，为几种车间的平面工艺流程布置图。图17-1主要冷加工车间工艺流程（a）金工装配车间（b）冲压车间（c）焊接车间图17-2金工装配车间生产工艺平面图图17-3某机械加工装配车间平面图高压配电2—分压网3—油漆调配4—水压试验5—工具分发室6—中间仓库（二）平面形式与特点常见的平面形式有矩形、方形、L形、T形、Π形和山形，如图17-4所示。图17-4单层工业厂房平面形式图17-5平面形式的比较（三）柱网选择承重结构柱子在平面上排列所形成的网格就成为柱网，柱网的尺寸主要根据下列四点内容确定：1.生产设备的大小及布置方式，如图17-6所示；2.车间内部通道的宽度，一般情况通道宽度可参照图17-7选择；3.柱网尺寸应符合厂房建筑模数协调标准，柱距通常为6m。4.在上述三个方面都满足的情况下，通常还要综合考虑厂房的通用性、灵活性和经济合理性，如图17-8、图17-9所示。图17-6柱网尺寸与生产设备布置的关系操作位置；2—生产设备；3—柱子；a—生产设备长度或宽度；b—通道宽度；c—操作宽度；d—生产设备边缘与柱轴线的距离；e—安全距离；图17-7行车宽度与通道宽度之间的关系图17-8不同跨度的金工装配车间方案比较图17-9不同柱距设备布置图17-10设托架梁承重方案（a）托架（b）托架布置（四）

生活间设计用以满足工人生产卫生和生活需要而设置的专用房间，称之为生活间。

1.生活间的组成①生产卫生用室，有浴室、存衣室、盥洗室、洗衣房。②生活用房有休息室、食堂、厕所。③妇幼卫生用室(女工卫生室、乳儿托儿所)和医疗卫生机构。2.生活间设计要点①生活用房的类型、面积、卫生器具应按照有关标准执行，并符合“有利生产，方便生活”的要求。②浴室、盥洗室、厕所的设计均按车间最大班工人总数的93%计算。③结合工厂总平面图及车间平面合理选择生活间位置，应尽量布置在工人上下班的出入口处。④生活间应有良好的朝向、采光和通风。⑤生活间设于地下室时，须有排水、防潮、采光、通风措施。

⑥餐厅入口不应直接开向有污染的车间；保健站宜设于底层。⑦尽可能将几个车间的生活间合并，以节省用地和投资。

3.生活间的布置方式生活间的布置方式有三种，如图17-11所示。图17-11生活间的布置方式①毗连式，如图17-12所示。图17-12毗连式生活间1—男厕2—女厕3—男浴室4—女浴室5—妇女卫生间6—学习、休息、存衣7—办公室8—厂房9—生产用房图17-13毗连式生活间沉降缝处理（a）生活间高于厂房（b）生活间低于厂房图17-14毗连式生活间简支梁支座处理②独立式③内部式，如图17-15所示；图17-15内部式生活间布置形式（a）车间空余地段设存衣柜（b）生产平台下设存衣柜（c）柱间及柱上设存衣柜（d）车间夹层设存衣柜二、剖面设计（一）选择厂房剖面形式选择厂房的剖面形式，要综合考虑生产工艺，采光、通风的要求，屋面排水方式及厂房的结构形式的影响。图17-16所示,是几种常见的钢筋混凝土排架结构的剖面形式。图17-16单层厂房的剖面形式（二）确定厂房高度厂房高度指厂房地面到柱顶(或下撑式屋架下弦底面)的垂直距离。确定厂房高度需考虑生产使用、建筑统一化和空间合理利用的要求。柱顶标高的确定分以下几种：1.无吊车厂房高度的确定无吊车厂房的高度主要取决于厂房内最高的生产设备及安装检修所需的净高，同时要考虑采光和通风的要求，并符合厂房建筑模数协调标准的扩大模数3M数列。2.有吊车厂房高度的确定，如图17-17所示。

有吊车厂房高度H=H1+H2+Ch

其中H1=h1+h2+h3+h4+h5

式中H1——轨顶标高；h1——生产设备或隔断的最大高度；h2——吊车越过设备时，吊车与设备之间的安全高度；h3——被起吊物体的最大高度；h4——起吊重物时，吊车缆索的最小高度；h5——吊钩距轨顶面的最小高度，可由吊车规格表中查出；H2——轨上尺寸；Ch——上方间隙；

图17-17厂房高度的确定在满足生产的前提下，利用厂房空间降低柱顶标高，可节省建筑造价。其方法有：利用两榀屋架之间的空间布置个别高大设备，如图17-18(a)所示；也可降低局部地面标高，将某些大型设备或工件放在地坑里，如图17-18(b)所示。图17-18厂房空间的利用（a）利用屋架空间布置设备（b）降低局部地面标高布置设备（三）室内外地面标高（四）采光方式及采光口大小的确定1.采光方式

根据采光口所在位置的不同，采光有侧面采光、顶部采光和混合采光。

①侧面采光，如图17-19(a)、(b)所示。②顶部采光，如图17-19(c)、(d)、(e)所示。③混合采光，如图17-19(f)所示。图17-19单层厂房天然采光（a）单侧窗采光（b）双侧窗采光（c）矩形天窗顶部采光（d）平天窗顶部采光（e）M形天窗顶部采光（f）混合采光图17-20高低侧窗布置2.采光口大小的确定①根据厂房的使用性质，确定采光等级(表17-2)；②查出厂房采光系数最低值C(表17-3)；③根据C值查出窗地比(表17-4)；④按照车间的平面、剖面确定窗的采光形式、尺寸、数量、位置，窗洞口尺寸应符合3M的模数数列。采光等级生产车间和工作场所名称Ⅰ精密机械、机电成品检验车间；工艺美术厂雕刻、刺绣、绘画车间；毛纺厂选毛车间Ⅱ精密机械加工、装配、精密机电装配车间；仪表检修车间；主控制室、电视机、收音机装配车间；光学仪器厂研磨车间；无线电元件制造车间；印刷厂排字；印刷车间；针织厂精纺、织造、检验车间；制药厂制剂车间Ⅲ机械加工和装配车间；机修、电修车间；理化实验室、计量室、木工车间；面粉厂制粉车间；塑料厂注塑、拉丝车间；制药厂合成药车间；冶金工厂冷轧、热轧、拉丝车间；发电厂汽轮机车间Ⅳ焊接、钣金、铸工、锻工、热处理、电镀、油漆车间；食品厂糖果、饼干加工和包装车间；冶金工厂熔炼、炼钢、铁合金冶炼车间；水泥厂烧成、磨房、包装车间Ⅴ锅炉房、泵房、汽车库、煤的加工运输、选煤车间；转运站、运输通廊、一般仓库表17-2生产车间和工作场所的采光等级举例采光等级视觉工作分类室内天然光照度最低值(lx)采光系数最低值(%)工作精确度识别对象的最小尺寸(d)(mm)ⅠⅡⅢⅣⅤ特别精细工作很精细工作精细工作一般工作粗糙工作及仓库d≤0.150.15＜d≤0.30.3＜d≤1.01.0＜d≤5.0d＞5.0250150100502553210.5表17-3生产车间工作面上的采光系数最低值采光等级采光系数最低值(%)单侧窗双侧窗矩形天窗锯齿形天窗平天窗ⅠⅡⅢⅣⅤ53210.51/2.51/2.51/3.51/61/101/2.01/2.51/3.51/51/71/3.51/3.51/41/81/151/31/3.51/51/101/151/51/51/81/151/25表17-4窗地面积比（五）厂房的自然通风

厂房的自然通风是利用空气的热压和风压作用进行的，剖面设计中要正确布置进风口和排风口的位置，合理组织气流，以达到通风换气的作用。1.冷加工车间2.热加工车间图17-21进、排风口的位置（a）南方地区热车间的通风（b）北方地区热车间的通风图17-22开敞式外墙的形式（a）全开放式（b）下开放式（c）上开放式三立面设计

（一）墙体划分手法厂房立面设计常采用的墙体划分手法有：垂直划分，如图17-23所示，水平划分，如图17-24所示，混合划分，如图17-25所示。图17-23墙面垂直划分图17-24墙面水平划分图17-25墙面混合划分第二节多层厂房设计简介一、多层厂房的特点及适用范围：（一）特点（二）使用范围：二、多层厂房的平面形式（一）内通道式是用内走道联系两侧各生产工段的平面形式，如图17-26所示。图17-26内通道式平面布置（二）统间式各按工艺流程布置在一个大空间内的平面形式，如图17-27所示。图17-27统间式平面布置（三）大宽度式按生产工艺的特殊性，加大建筑宽度，大小空间结合布置各生产工段的平面形式，如图17-28所示。图17-28大宽度式平面布置（a）中间布置交通服务性用房（b）环状布置通道（四）混合式根据生产工艺的特殊性并考虑城市规划要求，采取多种平面形式的组合，如图17-29所示。图17-29混合式平面布置三、柱网选择（一）柱网选择的原则1.力求与生产工艺平面及建筑平面形状相一致；2.满足结构形式的经济合理及施工上的可行性，加强厂房组成构配件的互换性及通用性；

3.符合《厂房建筑模数协调标准》的规定。（二）柱网类型常见的多层厂房柱网类型有内通道式柱网、等跨式柱网、不等跨式柱网、大跨度式柱网等四种，如图17-30所示。

（b）

（a）(c)

(d)图17-30柱网布置类型（a）内通道式（b）等跨式（c）不等跨式（d）大跨度（三）柱网尺寸多层厂房柱网布置要考虑结构类型、生产工艺、建筑材料等要求，并要符合《厂房建筑模数协调标准》，常见尺寸见图17-31。图17-31多层厂房柱网尺寸四、平面布置原则1.多层厂房的平面布置应根据生产工艺流程、工段组合、交通运输、采光通风，以及生产上的各种技术要求，经过综合研究后加以决定。2.各工段间，由于生产性质、对生产环境要求等的不同，组合时应将具有共性的工段作水平和垂直的集中分区布置。3.结合使用管理的要求，合理布置楼梯间、电梯间、生活间、门厅和辅助用房等的位置。4.楼梯间、电梯间的位置应能保证人流、货流通畅近便，避免曲折迂回。楼梯、电梯间的主要出入口位置要明显，其数量及布置应满足有关防火安全与疏散要求。在多层厂房建筑平面中，常常将楼梯、电梯和生活辅助用房组合成单元，布置在厂房平面的端部、内部、外纵墙内外侧，如图17-32所示。图17-32楼梯、电梯间、生活间的平面位置五、结构形式多层厂房的结构型式一般有：

1.混合结构，适用于露面荷载不大，有无振动设备的厂房；2.钢筋混凝土框架结构，能适应层数多、荷载大和空间要求大的厂房；

3.钢筋混凝土框架－剪力墙结构，一般适用于层数较多，高度和荷载较大的厂房；4.钢筋混凝土无梁楼盖结构，楼板底面平整，室内净空间可有效利用；5.大跨度桁架式结构，可形成较大的内部空间。六、多层厂房定位轴线的布置1.柱与横向定位轴线的定位

①柱的中心线与横向定位轴线相重合，如图17-33所示。图17-33柱的中心线与横向定位轴线相重合②横向伸缩缝或防震缝处应采用加设插入距的双柱，并设置两条横向定位轴线，柱的中心线应与横向定位轴线相重合，如图17-34)。图17-34横向伸缩缝或防震缝

图17-35边柱与纵向定位轴线的定位2.柱与纵向定位轴线的定位

①纵向定位轴线在边柱的外缘以内，在下柱截面高度h1范围内浮动定位，如图17-35所示。

②顶层中柱的中心线应与纵向定位轴线相重合