工业建筑设计

工业建筑设计第1页，共39页，2023年，2月20日，星期一第一节概论

工业建筑：是各类工业厂房和构筑物的总称。工业厂房：是指哪些用来进行生产的建筑物。构筑物：是指哪些与生产相配套的辅助设施。如：烟囱，水塔，冷却塔，水池等。一．工业建筑特点

1.厂房应满足生产工艺的要求

2.

厂房内部有较大的面积和空间

3.厂房的结构、构造复杂，技术要求高

第2页，共39页，2023年，2月20日，星期一二．工业建筑分类

（一）按厂房的用途分类

1．主要生产厂房：在工厂内，这类厂房的建筑面积较大，职工人数也较多，生产设备也多。在这类厂房内，进行的是产品加工的主要工序。

2．辅助生产厂房：它是为主要生产厂房服务的，工厂中的机修车间、工具库属于辅助生产厂房。

3．动力用厂房：它是为全厂提供动力的，这类厂房属工厂中的心脏，因此厂房必须坚固耐久。

4．储藏用房：即各类原料库，成品、半成品库。这类厂房应根据所存放的物品不同，采取相应的防火、防水、防腐、防蛀、防爆等措施。另外还有运输用房（如汽车库，电瓶车库等）、给水排水用房(如泵房)等。

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2．辅助生产厂房：它是为主要生产厂房服务的，工厂中的机修车间、工具库属于辅助生产厂房。

3．动力用厂房：它是为全厂提供动力的，这类厂房属工厂中的心脏，因此厂房必须坚固耐久。

4．储藏用房：即各类原料库，成品、半成品库。这类厂房应根据所存放的物品不同，采取相应的防火、防水、防腐、防蛀、防爆等措施。另外还有运输用房（如汽车库，电瓶车库等）、给水排水用房(如泵房)等。第4页，共39页，2023年，2月20日，星期一

（二）按厂房层数分类

1．单层厂房：单层厂房适用于那些具有大型生产设备、振动设备和重型起重设备的生产车间。单层厂房根据跨度又可分为：单跨厂房－－适用性有限，用得较少；多跨厂房－－生产工艺容易布置，用得较多。

2．多层厂房：适用于那些生产工艺流程要求或可以垂直布置的生产企业以及那些生产设备和产品都较轻的企业。所以这种厂房在轻工、食品、电子仪表等工业企业中用得较多。

3．混合层次厂房：厂房内既有单层又有多层，如：热电厂里的汽轮机房一般为单层而锅炉厂房是多层的。第5页，共39页，2023年，2月20日，星期一单层多跨厂房单层单跨厂房多层多跨厂房混合层次厂房第6页，共39页，2023年，2月20日，星期一

（三）按厂房内部的生产状况分类

1.热加工车间：这类车间在生产过程中，会散发出大量的热量和烟尘。所以应有足够的散热面积和很好的通风条件。

2.冷加工车间：这类车间的生产是在常温常湿的条件下进行的，有些车间也会产生大量的灰尘或污水等物，故应对这类车间采取相应的通风、排水等措施。

3.有侵蚀性介质作用的车间：这类车间在生产中会受到酸、碱、盐的侵蚀，故应采取防腐蚀措施，确保厂房的耐久性。有些车间在生产中会散发出有害气体和气味，故应采取通风措施，排除有害气体气味，保证工人的身体健康。

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4.

恒温恒湿车间：这类车间生产时，要求温湿度的波动很小，所以车间内应进行空气调节。

5.

洁净车间：这类车间生产时，对空气的洁净度要求很高，所以应采取净化处理措施把空气中的含尘量控制在允许的范围内，保证产品质量。第8页，共39页，2023年，2月20日，星期一第二节工业建筑总平面设计一.功能分区

功能分区就是在工业建筑中，把性质相同或相近的建筑物或构筑物就近布置，组成各区段。

（一）行政办公和生活福利区（厂前区）布置在主要出入口处，同时在主导风向的上风位。

（二）生产区由主要生产车间和主要生产构筑物组成。易靠近厂前区，且有污染的车间布置在主导风向的下风位。第9页，共39页，2023年，2月20日，星期一（三）动力区工业生产的心脏。相应车间要布置在生产能耗的中心。（四）仓库区布置在货流方便之处。

（五）构筑物既要满足生产需要，有要考虑厂区美观。第10页，共39页，2023年，2月20日，星期一二.合理组织人货流

人货流分开，避免交叉迂回。主车道设成环道，在车辆集中之厂房前设置回车场。三.各车间相对位置的确定

根据加工工序。四.厂区道路与绿化

（一）道路：宽度、转弯半径、回车场；第11页，共39页，2023年，2月20日，星期一第12页，共39页，2023年，2月20日，星期一（二）绿化：

1.绿化的作用：吸收二氧化碳放出氧气；吸收有害气体，净化空气；降低噪声危害。

2.绿化的配置：花草树木；花坛、行道树、绿篱、草坪等；另外假山、喷水池、雕塑、建筑小品等也对环境美化起重要作用。例：某机械厂总平面布置第13页，共39页，2023年，2月20日，星期一第三节单层厂房设计一.总平面对平面设计的影响

1.厂区人流、货流组织对平面设计的影响厂区人流、货流组织具体表现为原材料，成品和半成品的运输及人流进出厂路线的组织。合理的设计布局不仅方便使用，而且可以大大提高劳动生产率，减少工人的劳动强度，降低工伤事故的发生率。厂区人流、货流组织会直接影响厂房平面设计中门的位置、数量、尺寸等。

2.地形的影响厂区地形对厂房平面形式有着直接的影响，特别是在山区建厂，为了减少土石方工程量，节约投资，加快施工进度，只要工艺条件允许，厂房平面形式应根据地形条件做适当整。第14页，共39页，2023年，2月20日，星期一第15页，共39页，2023年，2月20日，星期一

3.气象条件的影响厂区所在地区的气象条件对厂房的平面形式和朝向有很大的影响。在炎热地区，为使厂房有良好的自然通风，并且避免室内受阳光照射，厂房宽度不宜过大，最好采用长条形平面，朝向接近南北向，厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45°。П形、Щ形平面的开口应朝向迎风面，并在侧墙上开设窗子和大门，大门在组织穿堂风中有良好作用。若朝向与主导风向有矛盾时，应根据主要要求进行选择。寒冷地区，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，并在迎风面的墙面上尽量少开门窗。

第16页，共39页，2023年，2月20日，星期一二.平面设计与生产工艺的关系

1.生产工艺流程23的影响

(1)直线布置这种布置方式适用于规模不大，吊车负荷较轻的车间。采用这种布置的厂房平面可全部为平行跨，具有建筑结构简单，扩建方便的优点。但当跨数较少时，会形成窄条状平面，厂房外墙面大，土建投资不够经济。

(2)平行布置这种布置方式常用于汽车、拖拉机等装配车间，平面也全为平行跨，同样具有建筑结构简单，便于扩建等优点。

(3)垂直布置这种厂房平面虽因跨间互相垂直，建筑结构较为复杂，但在大、中型车间中由于工艺布置和生产运输有其优越性，故应用也颇广泛。第17页，共39页，2023年，2月20日，星期一

2.生产特征的影响

不同性质的厂房，在生产操作时会出现不同的生产特征，而生产特征也会影响厂房的平面设计。有些车间（如机械工业的铸钢、铸铁、锻工等车间）在生产过程中会散发出大量的热量、烟、粉尘等，此时平面设计应使厂房具有良好的自然通风。有些车间（如机械加工装配车间），生产是在正常的温湿度条件下进行的，室内无大量余热及有害气体散发，但是该车间对采光有一定的要求（根据《工业企业采光标准》，要求Ⅲ级采光），在平面布置时，应综合考虑它所在地区的气象条件、地形特征等，满足采光和通风的要求。还有些车间（如纺织车间），生产环境对温湿度、清洁度有严格的要求，厂房常采用空气调节装置，所以厂房平面宜采用联跨整片式，以减少空调负荷。

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3.生产设备布置的影响

生产设备的大小和布置方式及设备的进出和安装要求直接影响到厂房的平面布局、跨度大小和跨间数，同时也影响到大门尺寸和柱距尺寸等。

4.运输设备的影响吊车也称行车，是单层厂房中被广泛采用的起重设备，主要有三种类型。

（1）单轨悬挂式吊车这种吊车由电动葫芦、工字钢轨道组成，电动葫芦可以沿着轨迹运动，轨道悬挂在屋面梁或屋架下弦上；这种吊车的起重量不大于5T。第19页，共39页，2023年，2月20日，星期一

（2）梁式吊车这种吊车由电动葫芦（电动葫芦可以沿着横梁作横向运动）和横梁（起重量<5T的吊车横梁用工字钢构成吊在轨道下面，起重量>5T的吊车横梁做成梁架的形成，并由轨道支承运动；轨道：<5T时轨道固定在屋架或屋面梁的下方，>5T时轨道安装在吊车梁上，吊车梁支承在柱子的牛腿上）。这种吊车的最大起重量不大于10T。

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（3）桥式吊车这种吊车由起重行车（起重行车可在桥架的轨道做横向移动；)、桥架（桥架由两个平行的钢箱体组成，在桥架的上表面上辅有小车运行的轨道，桥架可以在轨道上做纵向运动（桥架的两端装有轮子）和轨道（轨道固定在吊车梁上，吊车梁支撑在柱子的牛腿上。）组成。这种吊车的最大起重量可达350T。

第21页，共39页，2023年，2月20日，星期一三.单层厂房的平面设计

单层厂房平面设计的内容较多，在此给大家介绍一下，平面形式和柱网选择这两部分内容。（一）平面形式在单层厂房的平面形式中，单跨平面是最基本的平面形式。当产生车间需要较大的面积时，可组成双跨、三跨及更多跨相连的厂房平面形式。如：第22页，共39页，2023年，2月20日，星期一对于一些工艺流程需要纵横方向相交的生产车间，可以组成纵横跨相互垂直布置的平面形式。如：对那些生产过程中会散发大量热量和烟尘的车间，要求有良好的自然通风条件。这些厂房的平面多采用如图的形式，这样有利用改善室内的劳动条件。如：第23页，共39页，2023年，2月20日，星期一（二）柱网的选择

1．柱网在厂房中，象屋架，吊车梁这类构件是用柱子来支承的，所以这一排排的柱子在平面图上的排列就形成了一个网格，这个网格称为柱网。

2．跨度和柱距柱子处一般都标有定位轴线，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。选择柱网就是确定厂房的跨度和柱距。

跨度：在柱网中确定跨度的尺寸是重要的。跨度应根据生产设备的尺寸和布置要求、运输设备的运输要求、生产操作所要求的距离等因素来确定。第24页，共39页，2023年，2月20日，星期一跨度应符合《建筑模数制》的要求，①当跨度小于18m时，跨度尺寸应采用扩大模数30M数列中的数值，即跨度尺寸应为18m、15m、12m、9m；②若跨度大于18m时，跨度应采用扩大模数60M数列中的数值，即跨度尺寸应为18m、24m、30m这样规定可以减少构件的类型。

柱距：厂房的柱距应采用扩大模数60M数列中的数值，在一般情况下，柱距的尺寸选6m，当有特殊要求时，如果有大型设备时，柱距尺寸可采用12m或18m。第25页，共39页，2023年，2月20日，星期一第26页，共39页，2023年，2月20日，星期一第27页，共39页，2023年，2月20日，星期一第28页，共39页，2023年，2月20日，星期一四．单层厂房的剖面设计（一）厂房的横剖面形式单层厂房的横剖面形式根据屋面形式的不同可分为三种：双坡式横剖面、多坡式横剖面、锯齿形横剖面。

1．双坡式横剖面这种剖面形式多见于单跨厂房中，设计时应该考虑室内的采光要求：

①当跨度不大时，只设侧窗就可以满足采光的需要；②如果跨度较大时，只设侧窗，则厂房中间地带的光线会不足，所以还应在屋顶上开设天窗，来满足采光要求；③当多跨厂房也采用双坡式横剖面时，可在屋顶上开设天窗来解决中跨的采光通风或者通过提高中跨的高度，利用中跨上部的高侧窗来解决采光通风需要。第29页，共39页，2023年，2月20日，星期一

2．多坡式横剖面这种形式适用于双跨和多跨厂房。设计时，为了满足采光通风的要求，通常：①对于等高厂房，中间各跨的屋顶上均应设置天窗；②对于不等高厂房，则可利用高侧窗来解决采光通风的需要。

3．锯齿形横剖面这种形式用在纺织车间的厂房上，在布置时房屋侧墙上的窗口应朝北，是为了防止阳光直射车间，造成纱线断头，影响产品质量，第30页，共39页，2023年，2月20日，星期一第31页，共39页，2023年，2月20日，星期一第32页，共39页，2023年，2月20日，星期一

（二）单层厂房一些高度尺寸的确定

1．厂房地面标高厂房室内地面应比室外地面高出150mm，这样可以防止雨水流入车间，这个高差，也不会影响车辆的进出（坡道）。

2．无吊车厂房的柱顶标高无吊车厂房的柱顶标高，是根据最大生产设备的高度和安装、检修时所需的净空高度来确定的，这个标高还要满足劳动卫生的要求，因为卫生标准规定，每个工人占地面积不应小于4m2，占有空间不应小于13m3，所以柱顶标高应小于13/4=3.25m（应满足扩大模数3m数列，所以取3.3米）。第33页，共39页，2023年，2月20日，星期一

3．有吊车厂房的吊车轨道顶面标高和柱顶标高柱顶标高H=H1+H2

轨顶标高H1=h1+h2+h3+h4+h5

轨顶至柱顶高度H2=h6+h7

式中:h1为需跨越最大设备，室内分隔墙或检修所需的高度；

h2为起吊物与跨越物间的安全距离，一般为400mm—500mm；

h3为被吊物体的最大高度；

h4为吊索最小高度，根据起吊物件大小和起吊方式而定，一般大于1000mm；

h5为吊钩至轨顶面的最小尺寸，由吊车规格表中查得；

h6为吊车梁轨顶至小车顶面的净空尺寸，由吊车规格表中查得；

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h7为屋架下弦至小车顶面之间的安全距离，主要应考虑到屋架下弦及支撑可能产生的下垂挠度，以及厂房地基可能产生不均匀沉降时对吊车正常运行的影响。最小尺寸为220mm，湿陷性黄土地区一般不小于300mm。如屋架下弦悬挂有管线等其他设施时，还需另加必要的尺寸。

《厂房建筑模数协