家具工业厂房的选型与设计

1、家具工业厂房的选型与设计我国家具业经过近20年的飞速发展已经颇具规模，然而面对加入 WTOf激 烈的国际竞争，其生产方式必须由以手工为主的传统的小作坊形式，向高度机械化、自动化、专业化、协作化以及产品结构的全面标准化、系列化、规格化、部 件化的工业化大生产方向转换，而现代化的生产厂房是实现家具工业现代化生产 的最基本条件之一。传统的厂房结构是钢筋混凝土结构，而钢结构体系作为现代 工业化建筑的一大标志，已成为现代工业建筑的主要建筑结构形式。选择合适的 结构系用于家具工业的生产厂房，以有效地创造现代化的生产空间适应家具工业 生产的各种现代化设备的布置和更新， 并有足够的可靠性和灵活性，能最终达到

2、社会效益、经济效益和美学观感的最佳平衡，对家具工业的发展具有显著的意义。1厂房常用结构体系的综合性能与造价比较分析家具工业厂房属于轻工业厂房，其常用结构按用材分有钢筋混凝土结构 和钢结构。传统中小型厂房多采用钢筋混凝土结构，即钢筋混凝土排架柱与钢筋混凝土屋架或屋面梁组成的结构。随着技术的发展，以及我国钢材生产能力和 质量的提高，钢结构以其独特的优势逐渐成为厂房建筑中钢筋混凝土结构最理想 的替代品。钢结构厂房与钢筋混凝土厂房综合性能比较可见表1。从上述对比分析可以看出，家具工业厂房采用结构有很多优点： 钢结构 自重轻，构件简单，多为工业化生产制作，节点大都采用高强螺栓连接，焊接量 少，现场安装十

3、分方便，对周边环境影响小，施工期短，工程费用低，易于维护， 结构强度高、抗震性能好，空间完整而灵活，外形美观、现代感强，钢材可回收 再利用，利于环保。钢结构厂房在造价方面也同样具有优势，小跨度厂房的造价比钢筋混凝 土的造略低，而较大跨度厂房比钢筋混凝土的造价低较多。以长150m跨度24m檐口高度6m建筑面积3600平方米的单层厂房的造价为例，造价比较分析可见表 2。2、厂房的平面布局/单层厂房的平面布局现代化的家具生产是人、设备按工艺要求对物料（如原材料、辅料、零 部件、半成品等）的流程性共同作用。生产产品的种类不同、所用原材料的不同 会有不同的生产工艺流程、'生产工艺流程影响着基本设

4、备的摆放以及人员与材料 的流向，因此，深入研究生产工艺流程的特点是合理组织平面布局和空间的决定 性因素，同时生产能力的不同也会影响平面规模和布局。随着现代科学技术的不断发展，在 21世纪的今天，家具行业的生产技 术，已突破了原来的木材加工、油漆与简单机机械制作的范畴，发展成为木工、 漆工、机械、五金、电气、计算机、人体工程学、工艺美术等多重技术的综合体，这种发展主要体现在许多新兴综合性技术与智能化生产设备的运用，如“计算机辅助家具设计与制造FCAD/FCAM、"数控机床NC/CNC、”计算机集成制造系 统CIMS、"柔性制造系统FMS、”来样加工OEM等都彻底改变了传统手工

5、 作坊式家具生产方式，这些新型的设备和技术要求与之相适应的生产工艺流程， 因而现代化生产厂房的平面布局也必须更多的适应于这些现代化生产和运输设 备的要求（见图1、图2）。/许多实践经验显示，家具厂房平面一般做成矩形较为实用，生产流程可 以形成通长一字形或成U形，应尽量避免复杂的平面布局；另外单层家具厂房的 最小跨度做15-18米是非常经济的，既利于设备排放和生产操作又不浪费空间， 且做单层厂房比多层更利于设备和生产流程安排，因此，建议如无特殊情况应尽量设计单层矩形厂房为宜。附属用房用后勤设施'厂房还需要一些附属用房与之配套，如卫生间、更衣室、配电问、控制 室、管理员办公室以及材料、辅料

6、、半成品、成品仓库等；附属用房的设置应根 据工艺流程和生产规模确定，既要有足够的空间也不宜过大而造成空置浪费，如卫生间厕位数应按人数确定（见表三）。附属用房应合理利用厂房内外空间，可 置于厂房端头、两侧、中间，或在车间内局部做夹层，也可单独建造，但一定要 与厂房内外通道应保证人、物流动路线最短而安全，尽量避免频繁流动路线的交 叉和迂回；特别是若为多层厂房，其竖向人、物流的组织尤为重要，除设计一定 宽度和数量的楼梯外，如需要可设置一定承载的内部运货电梯或人货两用电梯， 投资者与经营者可根据生产能力等实际情况向专业厂家和设计人员咨询后选用。发展规划工业生产常存在投资建设分期进行，或扩大再生产的需要

7、，因此若有扩建的空间，以希望扩建部分与原有部分紧密联系，而不是简单的一加一等于二， 并使新旧设备不做很大调整就能有机结合以更加提高生产效率，降低成本。以矩形平面的板式家具和平厂房为例，若内部生产流线成U型排布，则最佳的扩建方 案为在U型两侧加翼，只需略作调整，把柔性加工部分移至一边空间出空间， 生 产设备增加后形成扩大的U形，使新旧设备组合仍然保持原来的生产流程和秩 序，而改动工作量较小。如图3所示。逐i领钻机I厂房的与烟炀湿触工厂长绕母性侬I匕快表钟1结桂？厂房宅区1就？屋断土厂房捌二周期一股为士 T个月一般为自一 12个月建新外橱巨洋和居式可技寓：拉上旅 选择.月台板扁自勺运住1 口 无麻

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11、Sa-匚注；此,表引向洋毓谀31遍料先常二板）5. 钵黄工业出版在3钢结构厂房的结构体系与外围护体3. 1钢结构体系分析/钢结构体系的型式有多种：a.纯钢框架体系;b,钢框架支撑体系；c.钢框架 剪力墙（多筒结构）体系；d,钢一一混凝土组合结构体系；e,错列桁架体系 f,轻钢龙骨（冷弯薄壁型钢）体系g,张拉索结构体系等二在一般工业厂房建筑 中，以门式刚架和多层钢架结构体系运用最为广泛。3/1. 1门式刚架/ 门式刚架结构源于美国，发展至日本、欧洲，如今也是我国一般单层轻工业 厂房中用得最普遍，且有较好经济效果的一种结构形式。用材有热轧型钢、冷弯型钢、钢管、钢板焊接，柱底与基础可刚接也可较接。一

12、般经济跨度为9米，柱距不宜超过9米，超过9米其屋面楝条与墙架用钢量增加太多，反而增加造价， 并不经济。以下为适用于家具工业厂房的几种门式刚架结构形式与设计尺寸： 钢柱与钢梁皆为变截面，屋面坡度较小，设计跨度9-48米，柱距6-9米，檐口高度3-9米，屋面坡度1/12、1/16、1/20;见图4-a； 等截面钢柱加平底钢梁，屋面坡度较小，内部无中柱，设计跨度为9-24米，柱距6-9米，檐高米，屋面坡度1/12、1/16、1/20、1/24;见图4-b ; 等截面钢柱加变截面钢梁，屋面坡度最小；可在内部加配桁架梁或纵向 托梁形成夹层空间，设计跨度为 30-96米，柱距12米、15米、18米、檐高米

13、, 屋面坡度1/48;见图4-c；/内柱的使用增加跨度空间，更适应大型厂房；屋面坡度较小，设计跨度 为34-96米，柱距6-9米，檐高米，屋面坡度 1/24、1/30、1/36;见图4-b ;3. 1. 2多层钢架结构多层钢框架结构是多层厂房最常用的结构。其基本结构体系一般分为三种： 柱一一支撑体系，纯框架体系，框架一一支撑体系。以框架一一支撑体系在实际 工程中采用较多，这种体系形式是在厂房的横向用纯钢框架，厂房的纵向布置适当数量的竖向柱间支撑，用来加强厂房纵向的刚度，以减少框架的用钢量，并且 由于横向纯框架无柱间支撑，便于生产、人流、物流等功能的安排。我国钢框架 结构的梁、/柱多采用热轧或焊

14、接H型钢截面，柱较高或对纵横向刚度有较大要求 时，宜采用十字形截面或方管截面，若外观等有特殊需求时亦可采用圆管截面。 楼板一般采用现浇混凝土板，厚度为 10-120毫米，也可采用压形钢板一一现浇 混凝土组合楼板或SP预应力混凝土空心板。钢结构多层厂房的施工周期与混凝 土结构相比可缩短1/3左右。3. 2外围扩体系与节能降低建筑能耗主要有两个方面措施：（1）、提高建筑围扩结构的保温隔热 性能；（2）、提高设备和能源系统效率。其中用技术措施提高建筑外围扩结构 的保温、隔热性能是最简单有效的方法。实践证明采取良好保温、隔热措施的建 筑，其冬季采暖能耗仅为一般非节能建筑的一半左右， 夏季室内温度也比一

15、般非 节能建筑低约4-6C0钢结构厂房外围扩体系包括：墙、门窗、屋面。常用传统保温、隔热做法一般多为外保温、即在墙体、屋面结构完成后，在 其外表粘贴、悬挂绝热材料（即保温、隔热材料）如聚苯乙烯泡沫塑料、膨胀珍 珠岩、浮石、矿棉和玻璃棉等，或刷保温砂浆，最后再做外装修或保护层，施工 较复杂。近年来我国实施墙体材料改革，一些适用于钢结构的新型节能复合材料得到 了发展，技术逐渐成熟，它们具有一定强度，并将保温、隔热、隔声，甚至装饰 等多重性能合成整体，为工业化生产成品，易安装，其中许多材料既适用于墙体 也是屋面材料。钢结构厂房建筑最常用的是金属面夹心板， 它们色彩丰富、自重 轻、强度高、绝热性能好、

16、施工方便、可多次拆卸、有优良的防水性能和较高的 耐久性，如：聚苯乙烯金属夹芯板（用于墙及跨度较不的屋面）；岩棉金属夹心 板（用于墙、屋面）等。其它常用的板材还有金属压型板（用于墙、屋面）； ALC 板，即蒸压轻质加气混凝土板（用于墙、屋面）；GRCW复合板；纤维水泥复合板；纤维水泥复合板等。门窗的保温、隔热性能也很重要，它会对建筑整体节能效果产生相当大的影 响。一般厂房采用固定窗和推拉式窗，有少量采用竖开式窗。目前门窗用材以塑 钢窗和铝合金较多，而塑钢窗和断热铝合金窗是性价比较高的节能窗；节能玻璃有低辐射玻璃、普通中空玻璃以及以上特殊材料组合成的复合中空玻璃等，低辐射玻璃、热反射玻璃等特殊材料

17、玻璃节能效果好，但价格高，厂房较少采用，普 通中空玻璃用的较为广泛。另外，夏季炎热地区需考虑做窗户的夏季遮阳， 以降 低室内温度，减少空调费用。门的主要形式有：平开门、推拉门、卷帘门（分手 动、电动和遥控）、直升门。各种形式的大门上均可设置小门。屋面除上述与墙体相同保温隔热材料外，还可在屋面板底设置带空气间屋的 铝箔等热反射材料也有较好的保温隔热效果。另外屋面一般要作有组织排水、设 置大沟和雨水管。大沟主要分外大沟和内天沟，材料主要是彩板、普通钢板、不 锈钢板。雨水管多为PVC成品。4厂房的生产环境控制'、/创造理想而又舒适的厂房生产环境是现代化生产厂房特点，研究证明优良的环境会对生产

18、者的生理和心理产生良性作用而有利于提高工作效率。厂房环境调控因素包括温度、湿度、灰尘与菌落控制、采光与照明、噪声控制等。家具工业 厂房最基本的环境控制因素是采光、通风和消防安全。4. 1采光家具厂的和平车间的采光等级按111级设计。窗户是获得自然采光的主要途 径，窗的设置方式有单侧窗、双侧窗、天窗或混合采用。常用于钢结构于房的屋 面采光带属于平天窗的一种型式（见图 5）,采光带上常用的采光板有 FR河光 板，其透光率为87%厂房内的人工照明灯具主要有：荧光灯、白炽灯及高强气 体放电灯（包括高压纳灯、荧光高压汞灯、金属卤化物灯等）。一般悬挂高度在 4米或4米以下时，采用荧光灯较为合适。悬挂高度超

19、过 4米，选用高强气体放 电灯较好，也可采用白炽灯，厂房跨度较大时可以采用组合光源。 布置灯具时应 避免产眩光；注意照度的均匀性；合理设置开关线路，便于人工控制和及时开闭。 建议尽量选用高光效的节能灯，少用或不用如卤鸨灯、白炽灯这样高能耗、低效 率的光源。4. 2通风通风分为自然通风和机械通风。 厂房可在屋脊设置天窗，形成自然通风，通 风天窗有多种形式可供选择。一般在下料车间和油漆车间因操作过程对空气产生 较大污染，需做专门机械通风设计，来调节厂房内的空气质量（见图6）。机械通风有自然式通风器和动力式通风器二种。动力式通风器有负压通风器、强排式 风机等，需用动力驱动。，自然式通风器分条式和点式

20、二种。一般以动力式通风器 效果最好，但价格较高，条式自然通风器次之。通风设备与空调的风管一般体积 较大，常沿结构梁底布置以节省空间。4. 3消防安全、/有效的防火设计与消防设备的运用是必须的， 符合国家防火规范的要求尤为 重要，也是尽快获得相关建设管理部门审批的关键因素之一， 而且消防设计是生 产者生命安全的保证。4. 3. 1钢结构防火单层家具厂生产类别为丙类，规范要求的最低耐火等级为三级。钢结构必须 进行有效果的防火处理，现在较先进的防火技术措施是采用表面覆以防火隔热涂 料或防火隔热涂料保护层，这种方法防火隔热性能好、还有一定的美观装饰作用。4. 3. 2厂房防火分区现代工业厂房常是大空间

21、、大跨度、通透的，为有效的把火灾控制在较小的 范围内，建筑设计防火规范要求在建物内划分防火分区，并明文规定了各级 防火分区的最大允许面积。规允许的分区面积为3000平方米（生产类别为丙类， 采取防火涂层保护后，耐火等级按三级考虑），厂房面积大于3000平方米时作应做防火分区的分隔。常用于民用建筑的防火分如防火墙因截断了连贯的生产线 设备，是不适用的；而防火卷帘的分隔只能有于跨度不大的空间，若跨度较大达到30米以上，这样的卷帘，因跨度太大，在收放时很难控制，容易卡在滑槽失 去作用，且造价太高。用独立的水幕作防火分隔是一种常见做法，即作一条防火 水幕带，区域宽5米，流量2升/秒米。这种分隔方式无需把车间截成两半，也/ 没有大跨度防火卷帘的麻烦，理论上跨度不限，正常生产时，感觉不到它的存在， 一旦有火灾需要防火分隔时，它可以立即实现有效分隔。但是，这种做法需水量 太大，消防水池的造价较高；水幕启动时，大量的水突然喷泄而下，会对昂贵的 生产设备产生破坏，而造成较大的损失；且有胶维护麻烦等总是另外采用自动喷 水灭火，即在整个车间设自动消防喷淋装置也是一种较实际的做法，但须注意根据自动喷灭火系统设计规范规定，超过 8米高的大