多层厂房介绍

第十六章多层厂房设计学习目标：1.了解多层厂房的特点、适用范围及常用结构类型。2.了解并掌握多层厂房平面设计、剖面设计和立面造型设计的基础原理。3.了解几类有特殊要求厂房的设计基本特点。课时安排：4节知识点课时（分钟）多层厂房概述多层厂房主要特点15多层厂房使用范围15多层厂房结构形式15多层厂房平面设计多层厂房与生产工艺的关系15多层厂房的平面布置形式15多层厂房柱网15多层厂房楼、电梯布置与人货组织方式15多层厂房生活及辅助用房15多层厂房剖面设计多层厂房层数10多层厂房层高10多层厂房立面设计多层厂房体型组合10多层厂房墙面处理10多层厂房入口处理10有特殊要求的厂房空气调节10净化5电磁屏蔽5建筑防震5防噪声51.概述建国初期，多层厂房在工业建筑中占的比例较小。但随着国家产业结构的调整，精密机械、精密仪表、电子工业、轻工业、国防工业的迅速发展，工业用地日趋紧张，从七十年代中期开始，多层厂房迅速发展起来。1.1多层厂房的主要特点（1）生产在不同标高的楼层上进行多层厂房的最大特点是生产在不同标高楼层上进行，每层之间不仅有水平的联系，还有垂直方向的联系。因此，在厂房设计时，不仅要考虑同一楼层各工段间应有合理的联系，还必须解决好楼层与楼层问的垂直联系，并安排好垂直方向的交通。（2）节约用地多层厂房具有占地面积少、节约用地的特点。例如建筑面积为10000米2的单层厂房，它的占地面积就需要10000米2，若改为五层多层厂房，其占地面积仅需要20002米就够了，就比单层厂房节约用地五分之四。（3）节约投资①减少土建费用：由于多层厂房占地少，从而使地基的土石方工程量减少，屋面面积减少，相应地也减少了屋面天沟、雨水管及室外的排水工程等费用。②缩短厂区道路和管网：多层厂房占地少，厂区面积也相应减少，厂区内的铁路、公路运输线及水电等各种工艺管线的长度缩短，可节约部分投资。1.2多层厂房的使用范围多层厂房主要适用于较轻型的工业，在工艺上利用垂直工艺流程有利的工业，或利用楼层能创设较合理的生产条件的工业等。结合我国目前情况，较轻型的工业采用多层厂房是首要的先决条件。如纺织、服装、针织、制鞋、食品、印刷、光学、无线电、半导体以及轻型机械制造及各种轻工业等。不少工业，为了满足生产工艺条件的特殊要求，往往设置多层厂房比单层厂房有利。如精密机械、精密仪表、无线电工业、半导体工业、光学工业等等，为保证精密度需设置温湿度稳定的空调车间、为保证产品质量需作高度洁净车间、或需其它特定条件的内部要求等。如空调车间采用单层厂房时，地面及屋面会大大增加冷负荷或热负荷条件，若改为多层厂房则可将有空调的车间放在中间层，可减少冷热负荷；又如要求高度洁净条件的车间，在多层厂房中放在较上层次容易得到保证，而设在单层厂房中则难以得到保证。1.3多层厂房的结构形式厂房结构形式的选择首先应该结合生产工艺及层数的要求进行。其次还应该考虑建筑材料的供应、当地的施工安装条件、构配件的生产能力以及基地的自然条件等。目前我国多层厂房承重结构按其所用材料的不同一般有混合结构分类①砖墙承重②内框架承重a.横墙承重b.纵墙承重优缺点取材和施工均较方便，费用又较经济，保温隔热性能较好。当地基条件差，容易不均匀下沉时，选用时应加慎重。此外在地震区亦不宜选用。适用范围当楼板跨度在4-6米，层数在4-5层，层高在5．4米-6．0米左右，在楼面荷载不大又无振动的情况下，均可采用混合结构。2.多层厂房平面设计多层厂房的平面设计首先应满足生产工艺的要求。其次，运输设备和生活辅助用房的布置、基地的形状、厂房方位等等都对平面设计有很大影响，必须全面、综合地加以考虑。2.1生产工艺流程和平面布置按生产工艺流向的不同，多层厂房的生产工艺流程布置可归纳为以下三种类型（见右图所示）：①自上而下式②自下而上式③上下往复式自上而下式自下而上式上下往复式特点把原料送至最高层后，按照生产工艺流程的程序自上而下的逐步进行加工，最后的成品由底层运出。原料自底层按生产流程逐层向上加工，最后在顶层加工成成品。有上有下的一种混合布置方式，能适应不同情况的要求，应用范围较广。适用范围一些进行粒状或粉状材料加工的工厂，面粉加工厂和电池干法密闭调粉楼的生产流程都属于这一种类型。轻工业类的手表厂、照像机厂或一些精密仪表厂的生产流程都属于这种形式。适应性较强，是一种经常采用的布置方式。印刷厂的生产工艺流程就属于这种形式。2.2平面布置形式通常的布置方式有以下几种：特点适用范围①内廊式（见[内廊式平面布置]图所示）各生产工段需用隔墙分隔成大小不同的房间，用内廊联系起来，这样对某些有特殊要求的工段或房间，如恒温、恒湿、防尘、防振等可分别集中。适用于各工部或房间在生产上要求有密切联系，又要求生产过程中不互相干扰的厂房。②统间式（见[统间式平面布置]图所示）这种布置对自动化流水线生产更为有利。适于生产工艺相互之间联系紧密，彼此无干扰，不需设分隔墙，生产工艺又要求大面积、大空间或考虑有较大的通用性、灵活性的厂房。③混合式（见[混合式平面布置]图所示）能更好地满足生产工艺的要求，并具有较大的灵活性。但其缺点是易造成厂房平、立、剖面的复杂化，使结构类型增多，施工较复杂，且对防震不利。④套间式通过一个房间进入另一个房间的布置形式为套间式。有特定生产工艺的要求或要求保证高精度生产正常进行（通过低精度房间进入高精度房间）的厂房。柱网多层厂房的柱网选择时首先应满足生产工艺的需要，并应符合《建筑统一模数制》和《厂房建筑模数协调标准》的要求。此外，还应考虑厂房的结构形式、采用的建筑材料、构造做法及在经济上是否合理等。现结合工程实践，将多层厂房的柱网概括为以下几种类型。见[柱网布置的类型]图所示①内廊式柱网②等跨式柱网③对称不等跨柱网④大跨度式柱网适用零件加工和装配车间仓库、轻工、仪表、机械等工业厂房中采用较多适用范围基本和等跨式柱网相同需要人工照明与机械通风的厂房优缺点生产与交通互不干扰，管道可集中设置在走道天棚的夹层中，既利用了空间，又隐蔽了管道便于建筑工业化，便于生产流水线的更新，用轻质隔墙分隔后，亦可作内廊式布置厂房构件种类，比等跨式多些，不如前者优越，但有时能满足生产工艺，合理利用面积适应性更大,楼层结构的空间可作为技术层，用以布置各种管道及生活辅助用房柱网尺寸常用(6十2.4十6)×6(7.5十3十7.5)×6常用(6十6)×6(7.5十7.5)×6(9十9)×6常用(4.8十6十4.8)×6(6.5十7十6.5)×6(5十8十5)×6跨度一般大于等于9米2.4楼、电梯布置及人、货流组织方式(1)楼、电梯布置楼梯布置原则①人货互不交叉和干扰，布置在行人易于发现的部位；②在底层最好能直接与出入口相联接。电梯布置原则①方便货运，最好布置在原料进口或成品、半成品出口处；②尽量减少水平运输距离，以提高电梯运输效率；③水平运输通道应有一定宽度，在电梯间出入口前，需留出供货物临时堆放的缓冲地段；④电梯间在底层平面最好应有直接对外出入口；⑤电梯间附近宜设楼梯或辅助楼梯，以便在电梯发生故障或检修时能保证运输。(2)人、货流组织方式①人、货流同门进出，见[楼、电梯同门进出布置方式]图所示。特点：人、货同门进出，平行前进，互不交叉，直接通畅。②人、货流分门进出，见[楼、电梯分门进出布置方式]图所示。特点：人、货流线分工明确，互不交叉，互不干扰。生活及辅助用房布置(1)房间的组成多层厂房的生活间按其用途，象单层厂房一样也可分为三类。①生活卫生用房（如盥洗室、存衣室、卫生间、吸烟室、保健室等）。②生产卫生用房（如换鞋室、存衣室、淋浴间、风淋室等）。③行政管理用房（如办公室、会议室、检验室、计划调度室等）。(2)生活间的位置多层厂房生活间的位置，与生产厂房的关系，从平面布置上可归纳为两类。①设于生产厂房内：将生活间布置在生产车间所在的同一结构体系内。其特点是可以减少结构类型和构件，有利施工。生活间在车间内的具体位置有两种。a.布置在车间端部布置在车间端部生活间布置在车间端部见下图所示，这种布置不影响车间的采光、通风，能保证生产面积集中，工艺布置灵活。但对厂房的纵向扩建有一定限制，由于生活间布置在一端，当厂房较长时，生活间到车间的另一端距离就太远，造成使用上不方便。为此，在车间的两端都需要设置生活间。b.布置在车间中部布置在车间中部生活间布置在车间中部见下图所示，这种布置可避免位于端部的缺点，与厂房两端距离都不太远，使用方便，还可将生活间与垂直交通枢纽组合在一起，但应注意不影响工艺布置和妨碍厂房的采光、通风。生产车间与生活间层高关系生产车间与生活间层高关系当生产车间的层高低于3.6米时，将生活间布置在主体建筑内是合理的，有利于车间与生活间的联系，使用方便，结构施工简单，设计时采用这种布置方式较多。在生产车间的层高大于4.2米时，生活间应与车间采用不同层高，否则会造成空间上的浪费。降低生活间层高有利于增加生活间面积，充分合理的利用建筑空间。此时生活间的层高可采用2.8-3.2米，以能满足采光、通风要求为准。但此种布置的缺点是剖面较复杂，会增加结构、施工的复杂性。见右图所示。②设于生产厂房外：生活间布置在与生产车间相连接的另一独立楼层内，构成独立的生活单元。这种布置可使主体结构统一，还可以区别对待，使生活间可以采用不同于生产车间的层高、柱网和结构形式，这就有利于降低建筑造价，有利于工艺的灵活布置与厂房的扩建。生活间与车间的位置关系通常有以下两种。a.布置在车间的山墙外布置在车间的山墙外生活间布置在车间的山墙外见下图所示，生活间紧靠车间的山墙一端，与生产车间并排布置，不影响车间的采光、通风、占地面积较省，但服务半径受到限制，车间的纵向发展要受到影响。b.布置在车间的侧墙外布置在车间的侧墙外生活间布置在车间的侧墙外见下图所示，将生活间布置在车间纵向外墙的一侧，这样，可将生活间布置在比较适中的位置，车间的纵向发展，不受生活间的制约，但生活间与车间的连接处，会影响车间部分采光与通风，占地面积也较大。(3)房间组合多层厂房的生活间，主要根据生产车间内部生产的清洁程度，和上下班人流的管理情况，一般分两种组合方式：①非通过式；②通过式房间组合①非通过式特点：对人流活动不进行严格控制的房间组合方式。适用于：对生产环境清洁度要求不严的一般生产车间，如服装厂的缝制车间，玻璃器皿厂的磨花车间等。②通过式特点：对人流活动要进行严格控制的房间组合方式。见下图。适用于：对生产环境清洁度要求严格的空调车间，超净车间，无菌车间等，如光学仪器厂的光学车间，电视机厂的显象管车间等。3.多层厂房剖面设计多层厂房的剖面设计主要是研究确定厂房的层数和层高。3.1层数的确定多层厂房的层数选择，主要是取决于生产工艺、城市规划和经济因素等三方面，其中生产工艺是起主导作用的。①生产工艺对层数的影响厂房根据生产工艺流程进行竖向布置，在确定各工段的相对位置和面积时，厂房的层数也相应地确定了。例如[面粉加工厂剖面]图所示为面粉加工车间，结合工艺流程的布置，确定了厂房的层数为六层。②城市规划及其它条件的影响多层厂房布置在城市时，层数的确定要符合城市规划，城市建筑面貌、周围环境及工厂群体组合的要求。此外厂房层数还要随着厂址的地质条件、结构形式、施工方法及是否位于地震区等而有所变化。③经济因素的影响多层厂房的经济问题，通常应从设计、结构、施工、材料等多方面进行综合分析。从我国目前情况看，根据资料所绘成的曲线，见[层数和单位造价的关系]图所示，经济的层数为3-5层，有些由于生产工艺的特殊要求，或位于市区受城市用地限制，也有提高到6-9层的。在国外，多层厂房一船为4-9层。最高有达25层的。3.2层高的确定多层厂房的层高是指由地面(或楼面)至上一层楼面的高度。它主要取决于生产特性及生产设备、运输设备(有无吊车或悬挂传送装置)，管道的敷设所需要的空间；同时也与厂房的宽度、采光和通风要求有密切的关系。目前，我国多层厂房常采用的层高有4.2、4.5、4.8、5.1、5.4、6.0米等几种。①层高与生产、运输设备的关系多层厂房的层高在满足生产工艺要求的