14房屋建筑学多层厂房设计

房屋建筑学第14章多层厂房设计14.1多层厂房的特点和适用范围14.2多层厂房的平面设计14.3多层厂房的剖面设计学习目标1．掌握多层厂房的特点及适用范围。2．了解多层厂房的平面及剖面设计。多层厂房和单层厂房相比具有以下特点14.1.1多层厂房的主要特点1建筑物占地面积小。不仅可以节约用地，而且还降低了基础和屋顶的工程量，缩短了各种工程管线以及道路的长度，节约了基本建设投资和维护管理费用。2外围护结构面积小。同样面积的厂房，随着层数的增加，单位面积的外围护结构面积随之减少。在北方地区，可以减少冬季采暖费用；在有空调的房间则可以减少空调费用，且容易保证恒温恒湿的要求，从而获得节能的效果。14.1.1多层厂房的主要特点3屋盖构造简单。多层厂房的宽度一般都比单层厂房的小，可以利用侧面采光，不设天窗，从而简化了屋面构造，而且清理积雪及排除雨雪水都比较方便。4柱网小，工艺布置灵活性受到一定限制。由于柱子多，结构所占面积大，因而生产面积使用率较单层的低。14.1.1多层厂房的主要特点5增加了垂直交通运输设施（电梯和楼梯）。在多层厂房中，不仅有水平向运输，而且出现了垂直交通运输，人流和货流组织都比单层厂房复杂，而且增加了交通辅助面积。6在利用侧面采光的条件下，厂房的宽度受到一定的限制。如果生产上需要宽度大的厂房，则需提高厂房的层高或辅以人工照明。多层厂房的适用范围14.1.2多层厂房的适用范围1生产工艺流程垂直布置的企业。2设备、原料及产品重量较轻，单件小于3t的企业。3生产中要求在不同层高上操作的企业。4生产工艺对生产环境有特殊要求的企业。5建筑用地紧张及城市规划的需要。14.1.3多层厂房的结构形式Eye-CatchingVisual混合结构。有砖墙承重和内框架承重两种钢筋混凝土结构钢结构。14.2.1生产工艺流程按生产工艺流向分类（1）自上而下式。这种布置方式是将原料提升到顶层，然后按照加工顺序逐层下降至底层加工成为成品运出。这种工艺流程的特点是利用原材料的重力在垂直运输过程中进行加工，适用于使用散粒状或液体材料做原料的企业。面粉加工厂和电池干法密闭调粉楼的生产流程都属于这种类型。14.2.1生产工艺流程（2）自下而上式。将原料自底层起按工艺流程顺序向上逐层加工，到顶层进行组装和总装成为成品，检验合格后，包装出厂。在这种布置方式中，适宜将初加工时所用的比较笨重的设备和有大量原材料的工序布置在底层，以减少垂直运输量和减轻楼板荷载。轻工业类的手表厂、照相机厂或一些精密仪表厂的生产流程都属于这种形式。（3）上下往复式。这种布置方式包括自下而上和自上而下两种工艺流程布置方式，以满足生产过程中的某些特殊要求。例如，中间工序的设备过大或者有振动，不得不把这种设备或工部移至底层；又如有的工部有特殊的要求，如精密度要求高，要求防震或恒温恒湿等，对这类工序必须做特殊考虑，最好集中布置在厂房的一侧，以便采取措施。印刷厂的生产工艺流程就属于这种形式。14.2.1生产工艺流程图14-1三种类型的生产工艺流程14.2.2平面布置形式1.内廊式4.混合式平面置形式14.2.2平面布置形式图14-2平面布置形式14.2.3柱网的选择图14-3柱网的类型1.砌体墙承重当厂房采用砌体承重时，其内墙的中心线一般与定位轴线相重合，外墙的定位轴线与顶层墙内缘的距离可按砌块的块材类别分别位于距砌体墙内缘半块块材或半块的倍数或墙厚的一半，带有承重壁柱的外墙，墙内缘可与纵向定位轴线相重合，也可与纵向定位轴线相距为半块或半块的倍数（如图14-4）。14.2.4定位轴线的标定14.2.4定位轴线的标定图14-4砌体墙承重的定位轴线14.2.4定位轴线的标定2.装配式钢筋混凝土框架结构承重（1）横向定位轴线的标定。横向定位轴线一般与柱子的中心线重合，这样可以保证纵向构件（楼板、屋面板、纵向梁、纵向外墙板等）长度相等，以减少构件的规格类型，如图14-5所示。图14-5框架结构的横向定位轴线14.2.4定位轴线的标定（2）纵向定位轴线的标定。对于中柱，其顶层柱中心线应与纵向定位轴线重合。对于边柱，其外缘在下柱截面hi范围内与纵向定位轴线浮动定位，其浮动幅度an为50mm及其整数倍。其浮动值an的确定主要考虑各种构配件的统一与互换和满足建筑、结构构造等要求，如图14-6所示。图14-6框架结构的纵向定位轴线14.2.4定位轴线的标定（3）横向变形缝（伸缩缝或防震缝）处定位轴线的标定。采用加设插入距并设两条横向定位轴线的标定方法，轴线与柱中心线重合，如图14-7所示。14.2.4定位轴线的标定图14-7框架结构横向变形缝的定位轴线14.3.1剖面形式在目前我国多层厂房设计中，结合经常采用的柱网布置形式如图14-8所示的几种剖面形式。图14-8多层厂房柱网的剖面形式14.3.2层数的确定1.生产工艺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，面粉加工车间就是利用原料或半成品的自重，用垂直布置生产流程的方式，自上而下地布置除尘、平筛、清粉、吸尘、磨粉、打包六个工段，相应地确定了厂房的层数为六层，如图14-9所示。14.3.2层数的确定图14-9面粉加工厂剖面1—除尘间；2—平筛间；3—清粉；4—吸尘、刷面、管子间；5—磨粉机间；6—打包间14.3.2层数的确定2.城市规划及其他条件的影响当多层厂房建在城市中时，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。按生产性质，工业企业大约有40％可建在市区和近郊区。当厂房建在城市干道旁或广场附近时，由于用地紧张、地价昂贵，迫使厂房向高空发展，从而增加了厂房的层数。另外有时地形条件和厂区面积对厂房层数也有一定的限制。总之，应该根据各方面的因素进行全面分析、比较后再加以确定。14.3.2层数的确定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，较经济的层数为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的限制，也有提高到6～9层的，最高有达25层的。14.3.3层高的确定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同时，还要考虑起重运输设备（吊车、传送设备等）对厂房层高的影响。一般只要在生产工艺许可的前提下，都应把一些质量大、体积大和运输量繁重的设备布置在底层，这样可相应地加大底层层高。有时在遇到个别特别高大的设备时，还可以把局部楼层抬高，处理成参差层高的剖面形式。14.3.3层高的确定2.层高与采光、通风的关系为了保证多层厂房室内有必要的天然光线，一般多采用双面侧窗天然采光形式。当厂房宽度过大时，就必须提高侧窗的高度，相应地增加建筑层高以满足采光要求。设计时可参考单层厂房天然采光面积的计算方法，根据我国《工业企业采光设计标准》的规定进行计算。在确定厂房层高时，对采用自然通风的车间应按照《工业企业设计卫生标准》的规定来确定，每名工人所占厂房体积不小于13m3，面积不小于4m2，以利提高工效，保证工人健康。对散发热量的工段，则应根据通风计算求得所需的层高高度。一般在符合卫生标准和其他建筑要求的前提下，宜尽量降低厂房的层高，不宜随便增加其高度。14.3.3层高的确定3.层高与管道布置的关系生产上所需要的各种管道对多层厂房的层高影响较大。在要求恒温恒湿的厂房中，空调管道的高度是影响层高的重要因素。常用的几种管道的布置方式如图14-10所示，其中(a)、(c)表示干管布置在底层或顶层，这时就需要加大底层或顶层的层高，以便于集中布置管道。(b)、(d)则表示管道集中布置在各层走廊上部或吊顶层中，这时厂房层高也将随之变化。当需要的管道数量和种类较多，布置又复杂时，则可在生产空间上部采用吊天棚，设置技术夹层集中布置管道。这时就应根据管道高度和检修操作空间高度相应地提高厂房层高。14.3.3层高的确定图14-10多层厂房的几种管道布置形式14.3.3层高的确定4.层高与室内空间比例的关系在满足生产工艺要求和经济合理的前提下，厂房的层高还应适当考虑室内建筑空间的比例关系，具体尺度可根据工程的实际情况和其他各种因素进行比较后再行确定。5.层高与经济的关系在确定厂房层高时，除需综合考虑上述几个问题外，还应从经济角度予以具体分析。图14-11表明了不同层高与造价的关系，从图中可以看出层高和单位面积造价的变化是成正比的，即层高每增加0.6m，单位面积造价提高约8.3%。因此在决定层高的时候不能忽视对经济的分析。14.3.3层高的确定图14-11不同层高与造价的关系