第七章车间布置设计

第七章

车间布置设计第一节概述

1目的和重要性目的:对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排,并决定车间,工段的长度,宽度,高度,和建筑结构形式,以及各车间之间与工段之间的互相联系重要性:关系整个车间的命运2车间布置设计的依据生产工艺流程图物料衡算数据及物料性质:包括原料、半成品、成品、副产品的数量及性质；三废的数量及处理方法。设备资料:包括设备外形尺寸、重量、支撑形式、保温情况及其操作条件，设备一览等。公用系统耗用量:供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料等。土建资料和劳动安全,防火,防爆资料车间组织及定员厂区总平面布置:包括本车间与其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系、厂内人流物流的情况与数量。布置方面的规范资料发酵罐结构3发酵工厂车间组成生产车间生产部分,辅助部分,生活行政部分辅助车间动力车间仓库车间三废治理行政福利生产车间——辅助部分生产车间——行政生活部分生产车间的内部组成一般包括三部分：1.生产部分，其中包括原料工段、生产工段、成品工段、回收工段等。2.辅助部分，其中包括通风空调室、变电配电室、车间化验室、控制室等。3.生活行政部分，其中包括车间办公室、会议室、更衣室、休息室、浴室以及厕所等。辅助部分和生活行政部分，也可称车间附属工程。三、车间布置设计的成果最终成果：车间设备布置图。它包括车间布置各楼层的平面图和车间布置的剖面图。第二节车间布置设计的原则车间布置应符合生产工艺的要求车间布置应符合生产操作的要求车间布置应符合设备安装,检修的要求车间布置应符合厂房建筑要求车间布置应符合节约建设投资要求车间布置应符合安全,卫生和防腐要求车间布置应符合生产发展的要求要求：优良的车间布置设计

技术先进、经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。第三节车间布置设计的内容厂房布置设计的内容设备的排列和布置车间附属工程设计车间布置设计说明厂房布置设计的内容

1厂房边墙的轮廓,车间建筑的轮廓,跨度,柱距和编号,楼层层高2门,窗,楼梯位置3吊窗孔,预留孔,地坑等位置4标高设备的排列和布置设备的外形的几何轮廓,顺序编号设备的定位尺寸,设备离墙纵横距离定出设备中心位置。

一般定位标准是以建筑物中心线作为定位基准线。操作台位置及标高车间附属工程设计辅助生产房间的配置:如车间变电所或配电室、配汽室、空气压缩机室、通风机室、除尘用室等。生活用房配置:如设在车间内的办公室、会议室、更衣室、休息室、卫生间(厕所、浴室)等。工艺辅助房间的配置:如质量检查室、分析化验室、保全及检修室、车间贮藏室等。车间布置设计说明和图纸设计车间布置设计的图纸各层平面布置设计图正立面图(正立面和侧立面)各部分剖面图布置动画第四节车间布置设计的步骤和方法一般先从平面布置着手。车间布置图的设计可分两个阶段：1车间布置草图2车间布置图221.车间布置草图

(1)工艺人员根据生产流程，生产性质，各专业的要求，车间在总平面图上的位置，初步划分生产、辅助生产和生活设施的分隔及位置，初步选定厂房柱距、跨度及车间面积。(2)用坐标纸按厂房建筑设计的要求，绘制厂房建筑平面轮廓草图(比例用1:100)。

注意做到厂房建筑尺寸既经济又实惠23(3)把所有车间设备按1:100比例用硬纸剪成设备俯视图模型，在建筑平面轮廓草图的坐标纸上，按工艺流程顺序和布置原则，合理的安排和调整。注意：先布置主体设备，再逐一计算每个设备必须的辅助场地和空间，以及其他设备所需的场地和空间。试排几个可行方案。然后征求协同配套专业的意见，从各方面比较优缺点，确定一个较理想的方案。根据讨论意见作必要的调整、修改后，提交建筑人员设计建筑图。24

建筑的基本知识一、建筑物的构件组成建筑物的构件有：地基、基础、墙、柱、梁、楼板、屋顶、隔墙、楼梯、门、窗及天窗等。25二、厂房建筑结构常用结构型式有两种：

排架结构:

钢筋混凝土排架结构是由屋面梁或屋架、柱和基础组成，柱与屋架铰接，而与基础钢接。这种结构是目前单层厂房结构的基本形式。跨度可超过30m，高度可达20—30m或更大，吊车吨位可达150t或更大。

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框架结构是由横梁和立柱所组成。在多层房屋中，它们形成多层多跨框架。框架可以是等跨的或不等跨的，层高相等或不相等的。框架可分为：现浇式装配式装配整体式

装配整体式框架，是将预制构件就位后再连成整体的框架。由于它兼有现浇式与装配式框架的一些优点，所以应用最为广泛。29

按承重结构的材料，厂房结构可分为如下几种：

(1)混合结构用砖柱承重，钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架。

(2)钢筋混凝土结构全部承重构件都用钢筋混凝土制成构件。在发酵工厂应用十分普遍，一般主要车间都采用这类结构。

(3)钢结构厂房的柱、梁和屋架都由各种形状的型钢组合连接而成的结构物，主要用于大跨度建筑和高层建筑。30三、厂房建筑图示1.建筑物的视图表达建筑物正面外形的主视图称为正立面图，侧视图称为左或右侧立面图。31将正立面图或侧立面图画成剖视图时，一般将垂直的剖切平面通过建筑物的门、窗。这种立面上的剖视图称为剖面图。如下图中的I-I及II-II剖面图。3233建筑物的俯视图一般都画成剖视图，称为平面图。34352.绘制建筑图应注意的问题(1)凡未被剖切的墙、墙垛、梁、柱和楼板等结构的轮廓，都用细实线画出；被剖切后的剖面轮廓则用较粗的实线画出。这些结构，以及门、窗、孔洞、楼梯等常见构件的规定画法。需要时，可查阅《国家标准建筑制图》。36(2）厂房建筑图中的墙、柱或墙垛，一般用点划线画出它们的定位轴线并编号。平面图上的纵向定位轴线，应按水平方向从左至右顺次用阿拉伯数字编号：横向的定位轴线，则按垂直方向由下而上顺次用大写英文字母编号。在立面图和剖面图上，一般只画出建筑物最外侧的墙或柱的定位轴线，并注写编号。轴线编号一般排列在图面的下方和左方。

37(3)建筑物各层楼、地面和其他构筑物相对于某一基准面的高度，称为“标高”。标高数值以m为单位，一般标注至小数点以后第三位。(4）基准面。例如某层的楼，地面，某标高为零，并标注为±0.000。高于基准面的标高为正，但标高数字前后一律不加正号；低于基准面的标高为负，负数标高数字前，则应加负号。38根据标高这一概念，各层建筑物的平面图也可按各层楼距离地面的标高来标注图名。例如一、二层平面图，也可以标注为±0.000平面图和5.4000平面图。厂房建筑图图中除上述以米（m）为单位的标高尺寸外，还有定位轴线的间距和厂房的长、宽等尺寸，以及孔洞、设备基础等的定位尺寸，这些尺寸仍以毫米（mm）为单位，标注原则和方法，与一般机械图基本相同。392.车间布置图工艺设计人员在取得建筑设计图后，可在布置草图的基础上绘制正式的车间平、立面布置图。车间布置图可分为:

初步设计阶段的车间布置图施工图阶段的车间布置图

工作程序上分为：车间布置草图——车间布置图(初设阶段)——车间布置图(施工图阶段)。车间布置设计也有采用立体模型布置法的，将车间内设备和厂房按比例制成立体模型进行布置。1车间布置草图初步划分生产,辅助生产和生活设施的分割及位置,厂房柱距,跨度及车间面积用坐标纸按厂房建筑设计的要求,绘制厂房建筑平面轮廓图所有车间设备按1:100的比例设计几个立体可行方案2车间布置图车间布置草图→车间布置图(初步设计阶段)→车间布置图(施工阶段)采用立体模型的方法进行车间布置设计第五节车间布置设计的有关技术/参数一车间布置设计的技术二车间布置设计的有关参数一车间布置设计的技术（一）厂房的整体布置和轮廓设计（二）设备布置形式（三）发酵工厂常用设备布置的要求（一）厂房的整体布置和轮廓设计1厂房的整体布置2厂房的立面布置3厂房的平面布置4厂房建筑结构1厂房的整体布置

1）集中式和分散式

2）布置露天化A布置露天化的优点节约大量建筑面积,节约基本建设投资节约土建施工工程量节约通风设备,降低防火/防爆等级增加厂房改建/扩建的灵活性B可以露天布置的情况不需要经常看管的设备,辅助设备,对气候影响较小的设备需大气调节温度,湿度的设备不需人工操作的设备,高度自动化的设备气候温暖,无酷暑严寒的地区2厂房的立面布置单层厂房多层厂房层次混合厂房

厂房立面应力求简单,充分利用建筑空间,经济合理,便于施工厂房立面布置遵循经济合理及便于施工的原则，层高取决于设备的高低，安装的位置，检修要求及安全卫生等条件。(1)单层厂房的剖面高度①厂房地面标高：室内地面高出室外150mm

②柱顶标高和吊车轨顶标高：室内高度指地面到屋架下弦的距离，但标高并不注在屋架下弦的底面，而是注在柱的顶部。按《厂房建筑统一化基本规则》的规定，柱顶标高应为300mm的倍数，吊车轨顶的标高应为600mm的倍数。

1）单层厂房的剖面高度52(2)多层厂房的剖面高度多层厂房各层楼板、地板表面之间的层高应采用300mm的倍数。除地下室外，一幢厂房内的层高不宜超过两种规格。

框架或混合结构的多层厂房，层高多采用5.1m、6m，最低不得低于4.5m。

每层高度尽量相同，不宜变化过多。5354（三）厂房的平面布置平面布置型式，按生产车间的组成和工艺要求及建筑本身的可能性和合理性综合考虑。平面设计，力求简单，为设备布置的可变性、灵活性和建筑的定型化创造有利条件。厂房外形：长方形、L型、T型和Ⅱ型等最常采用：长方形。2）厂房的柱网布置柱网:柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交,在平面上排列所构成的网格线跨度9,12,15,18m,一般不宜超过24m,超过9m时需增加立柱,柱距6m58

（1）露天布置

优先考虑的第一方案，只要有可能都要采用露天或半露天布置。大部分设备布置在露天或敞开式的多层框架上，部分设备布置在室内或设顶棚的框架上，如泵、压缩机、造粒及包装设备等；生活、行政、控制、化验室等集中在一幢建筑物内，布置在生产设施附近。车间平面布置59

（2）室内布置

优点：受气候影响小，劳动条件好。小规模的间歇操作或操作频繁的设备以布置在室内为宜。如：泵、压缩机等。660

厂房的柱网布置，根据设备布置要求确定，同时尽可能符合建筑模数要求。

(1)单层厂房平面柱网的选择：

柱网：柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网络线。称为柱网。用来表示厂房跨度和柱距。柱网的大小，根据生产所需面积和技术经济等因素来确定的。61①跨度：跨度：表示由纵向定位轴线间的尺寸。跨度尺寸，应该符合《厂房建筑统一化基本规则》的规定。单层厂房，跨度在18m和18m以下时，应采用3m的倍数。跨度在18m以上时，应采用6m的倍数．最常用的跨度是9m、12m、15m、18m、24m、30m、36m等几个尺寸。②柱距：柱距：表示由横向定位轴线间的尺寸。

表示纵向柱列间的尺寸。按《厂房建筑统一化基本规则》规定，柱距应采用6m或6m的倍数，如6m或12m，6m最多。62跨度柱距63(2)多层厂房平面柱网的选择①跨度：总宽度，一般不超过24m。（采光、通风）较经济厂房的常用跨度，控制在6m左右。如总跨度15m可布置为6-3-6②柱距多采用6m

采用方格式柱网时，一般由6×6m组成。有些为满足工艺布置和设计需要采用较大的柱网尺寸，如6×9，6×12，6×15m等。6465（二）设备布置形式车间内设备布置要与主要生产流程顺序一致,使生产线路成链状排列而无交叉迂回,力求管线最短.（三）发酵工厂常用设备布置的要求1粉碎设备锤式粉碎机辊式粉碎机磨米机2蒸煮设备锅式间距>1000mm,距地面>800mm，高度4~10mm,罐式3糖化设备煮沸锅,糖化锅糊化锅和过滤槽间距3~4m,设备和墙之间距离为1m左右。糖化锅之间间距为600-1000mm。4发酵设备嫌气发酵设备:酒精,啤酒,丙酮丁醇发酵通风发酵设备:味精,柠檬酸,酶制剂,抗生素发酵发酵设备5蒸发器蒸发器及附属设备直线布置或成组布置蒸发器视镜,仪表,和取样点应相对集中应设置起吊设备尽量缩小蒸发器间距蒸发器的最小安装高度决定于料液泵冷凝器的高度为大气压柱高加强通风设置或自然通风固体出料及输送操作面>2.2m,间距2.5~3m,距墙1.0m6结晶器真空煮晶器间距1~2m,距墙1.5~2.0,操作面>2.5m距地面>1.8m,煮晶器人孔高度<1.0~1.2m,冷凝器>10m7塔二塔流程三塔流程精馏塔1，2和填料塔8换热器喷淋冷却器,套管式冷却器,螺旋板换热器,列管式换热器，双管程壳式换热器多台换热器换热器与换热器固定管板换热器满足工艺要求,留有适当余地9过滤机:间歇式板框过滤机10离心机布置在底层周围有足够的操作和检修场地，三足式离心机安装检修操作面为2.6-2.8米。高度根据出料方式确定，底部卸料的需要确定所需空间，螺旋卸料离心机设置检修用的起吊梁11泵集中布置一排或两排泵的间距不小于0.7米配管和阀门应排成一条线距地面150mm电机泵要设防雨罩离心泵叶轮往复泵12风机和压缩机风机封闭式厂房内,要配置必要的消音设备要考虑操作和维修的方便考虑隔震监控仪表设在单独或集中控制室内为便于安装检修,需要设置适当的吊装设备压缩机压缩机机构1布置在专用压缩机房内安装在底层,基础要考虑隔振,并与厂房基础分离靠近与其相连的主要工艺设备多台压缩机一般横向排列,机头同侧考虑通风散热13贮罐立式贮罐布置按外壁取齐,卧式按封头齐罐与罐的间距液位计,进出料管,仪表尽量集中一侧立式罐的入孔与检修平台立式罐的高度贮罐周围应按规定设置防护围堤酒精贮罐属与易燃品14运输设备皮带运输设备气流运输设备最好是垂直上下运输垂直输送设备15设备支架与操作台大型设备尽量用主梁支撑室外设备可用土建构筑物或平台支撑尽可能沿墙,支柱布置同一标高的设备尽可能集中非承载操作台二车间布置设计的有关参数

1建筑规定门出入口不少于2个窗宽300mm,高600mm的倍数天窗采光和通风作用楼梯主楼梯辅助楼梯消费楼梯,形式有单跑,双跑,三跑,双分,双合式楼梯2设备的安全距离3通道的宽度与净高度

4车间天然采光标准几何标准采光率0.125~0.177混合采光:用侧窗和天窗共同采光侧窗采光的深度系数:精细工作厂房L/h小于等于2,粗糙工作小于等于4,P163采光系数标准C采光系数%Em室内M点的照度值(lx)Eh同一时间内室外同一水平面上的照度(lx)5生产车间的通风,采暖,保温通风:自然通风和机械通风.全面通风和局部通风,综合通风和事故通风采暖和保温6控制室独立好视野仪表和控制箱成排布置7车间行政,福利,质量检测室设计标准办公室4m2/人会议室1.2m2/人质量检查室14m2/桌更衣室0.25m2/人车间浴室5m2/淋浴器---10人洗手设备1m2/水龙头---20人98设备布置图

一、设备布置设计的图样1．设备布置图一个车间或工段的生产和辅助设备在厂房建筑内外布置

首页图车间范围较大，首页图上划分区域3．设备安装详图表示固定设备的支架、吊架、挂架、设备的操作平台、附属的栈桥、钢梯等管口方位图表示设备上各管口以及支座等周向安装99100二、设备布置图与建筑图的关系

设备布置图是建筑图的前提建筑图是设备布置图定稿的依据

101三、不同设计阶段中的设备布置图

1．初步设计阶段的设备布置图只以平面图表达设备的大致布置情况，而设备本身的安装方位一般尚未确定，因此管口等一律不予画出。2．施工图设计阶段的设备布置图采用一组平面立面剖视图来表达施工图设计时所确定的设备安装位置。有些设备的主要管口需要画出，再配合需要的管口方位图，从而就完全确定了设备的安装方位。厂房建筑则进一步画出了与设备安装定位有关的孔洞、操作平台等建筑物构筑物以及厂房建筑的基本结构。102四、设备布置图的表示方法

设备布置图内容一组视图尺寸及标注安装方位标说明与附注设备一览表标题栏1031.分区装置的设备布置图是按工艺主项绘制的。当装置界区范围较大、其中需要布置的设备较多时，设备布置图可以分成若干个小区绘制。各区的相对位置在装置总图中表明，分区范围线用双点划线表示。

1042．视图的比例与图幅比例：1:50，1:100，1:200或1:500允许在一张图纸上各视图采用不同的比例，标题栏中标明主要比例，个别视图比例标在该视图名称的下方或右方。图幅：A1多张图纸力求幅面统一

1052．视图的配置（l）平面图一般：每层厂房绘制一张在同一张图上绘几层平面图时，应从最底层开始，将几层平面布置图按由下到上，由左到右顺次排列，并在图形的下方注明相应的标高，如:±0.00平面，4.00平面,7.00平面等。各层平面图是以上一层的楼板底面水平剖切的俯视图。

平面图还要表示厂房建筑的方位，大小尺寸，分隔情况及与设备安装定位有关的建筑物、构筑物的结构形状和相对位置。

106（2）剖视图（

比较复杂的装置或有多层构筑物的装置须绘制）剖切位置及投影方向应按《机械制图》标准或《建筑制图标准》在平面图上标注清楚。

在剖视图的下方应注明相应的剖视名称。剖视图的数量应尽可能少。107视图的表达内容：建筑物及其构件、设备3．建筑构件及设备的表示方法(1)建筑物及其构件建筑物及其构件的轮廓用细实线绘出。（图5-20）墙、柱、地面、地坑、地沟、安装孔洞、楼板、平台、栏杆、楼梯、吊车、吊装梁及设备基础等，应按比例并采用规定的比例画出。门、窗在平面图上只画出位置、开启方向，在剖视图上一般不表示。承重墙、柱等结构用细点划线画出其建筑定位轴线。108109（2）设备用粗实线绘制设备的外形轮廓及其安装基础。外形复杂的设备，只画出基本外形。同一位号的设备多于三台时，只画出首末两台的外形，中间的可只画出基础或用双点划线的方框表示。小型通用设备，如泵、压缩机等，若有相同的多台可画出一台，其余用粗实线简化画出其基础的矩形轮廓。当某一平面图上还有局部平面或操作、维修平台时，平面图上只表示上层的设备外形轮廓，下层的设备外形可用虚线或局部剖视来表示。若下层的设备图形复杂时，应单独绘制出局部的平面图。一台设备穿越多层时，在每层平面图上均要画出该设备的平面位置。1104.设备布置图的标注

设备布置图的标注包括定位轴线编号、构件尺寸、设备位号、名称、定位尺寸及说明等。

(1)厂房建筑及其构件标注尺寸的内容：厂房建筑物的长度、宽度总尺寸。111(2)设备标注尺寸的内容①设备布置图上一般不标注设备的定形尺寸，而只标注设备安装定位尺寸。②在平面图上应标注设备的平面定位尺寸。（平面定位尺寸是用建筑定位轴线作基准，确定设备中心线或设备支座孔中心线的距离。）112尺寸基准的选取原则：卧式容器定位以容器的中心线和靠近柱轴线一端的支座为基准，如图a。立式反应器、塔，槽、罐和换热器以中心线为基准，如图b。卧式换热器以换热器的中心线和靠近柱轴线一端的支座为基准，如图c。板式换热器以中心线和某一出口法兰端面为基准、泵以中心线和出口法兰中心线为基准如图d。压缩机以制造厂的基准线和出口法兰中心线为基准，如图e。113114高度方向的定位尺寸一般选择厂房室内地面为基准确定设备基础面或设备中心线的高度尺寸。高度尺寸以标高来表示，设备标高的表示方法：卧式换热器、卧式槽罐以中心线标高表示。立式换热器、板式换热器以支承点标高表示。反应器，塔和立式槽罐以支承点标高表示，或下封头切线焊缝标高表示。泵和压缩机以底板高，即基础顶面标高表示。115(3）名称与位号的标注在工艺流程图、设备布置图、管路布置图中设备的位号均应一致。位号的组成：

116平面图、剖视图中所有的设备布置均应标注名称及位号。一种方法是注在设备图形的上方或下方，中间以一粗实线相隔，名称在下，位号在上，不用指引线；也有的只注位号，不注名称。另一种标注方法是注在设备图形内不用指引线，注在图形外用指引线。1175.安装方位标（设计北向标志）一般画在图纸的右上方6．设备一览表将设备的位号，名称、规格、图号等在标题栏的上方列表说明。当平面图绘在几张图纸上时，该表应附在标高为“0.00”的平面图上或附在设备较多的平面图上。也可单独制表在设计文件中附出。118五、设备安装详图及管口方位图

1.管口方位图管口方位图是确定各管口方位、管口与支座及地脚螺栓等相对位置的图样。（图5-17）管口方位图中只简化画出一个能反映设备管口方位的视图，并注明各管口的符号，用小写拉丁字母按顺序编写（a、b、c、d…）。在标题栏的上方列出管口表以注明各管口的符号、名称、公称直径、压力、数量等内容。如