100606首秦钢材深加工配送项目的建筑设计.docx

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100606首秦钢材深加工配送项目的建筑设计

绪论

自工业建筑产生伊始，其建筑现象就一直与工业革命的最新技术成果，如新型建筑材料、特殊空间结构体系、工业化施工技术条件、先进管理思想与方法等紧密相连，成为反映时代发展、体现科技精神的先声。

在城市总体布局中，工业建筑对城市交通、环境质量、城市总体发展起着极为重要的影响，其景观质量影响着城市的整体风貌。

首秦金属材料有限公司4300mm宽厚板一期工程已形成年产120万t优质宽厚板的生产能力。

为提高中板产品的附加值与市场竞争力，将产业链向下游延伸，首秦公司与韩国现代合作在秦皇岛山海关经济技术开发区征地353亩建设船板加工配送生产线，引进处理板宽4.5m生产线两条（其中一条兼顾处理型材）形成年处理30万t造船板及型材的生产能力。

同时与国内厂家（首钢建设公司）合作建设钢构生产线年产构件4万吨。

首秦钢材加工配送项目总体设计思想是按照循环经济和清洁生产模式建设一个技术先进、经济效益好、能源消耗低、环境污染少、具有国内外先进水平的板材深加工予处理和钢构生产基地。

建构筑物既要满足工艺流程顺畅、布置简洁紧凑等功能要求，又要做到技术先进、安全适用、经济合理、节能环保。

建构筑物设计充分考虑自然环境，力求简洁明快、整齐协调，体现“以人为本”的思想，实现人与建筑、自然环境的和谐统一。

营造一个清新明快、美好舒适的工作生活环境，充分展现知识经济时代工业生产及管理活动的信息化、有序性，体现濒海经济开发区以人为中心的现代花园式工厂特色。

一、当代工业建筑的设计思路

1、当代工业建筑设计的时代背景

20世纪下半叶，现代生态学和可持续发展思想开始深入人心，以信息技术、生命科学技术、新能源、新材料科学技术等为核心的高新技术革命迅猛发展，加速了世界经济一体化的趋势。

在高科技发展和知识经济的市场经济环境下，人们的道德价值观、社会风尚产生极大了的转变。

注重时间观念、讲求经济效益、强调以人为本，突出个性化和生活多样化，加强地方性、传统特色，空间强调尊重人的心理、行为的认知和感受。

自然生态环境重新得到人们的重视和尊重，提倡为人们工作、生活、娱乐休闲场所创造良好的自然生态环境、人文内涵和多样化、个性化、具有时代精神的场所和景观。

2、当代工业建筑设计的基本思路

1）满足工艺生产功能需求

工业建筑是有着严格功能要求和空间特征的建筑类型。

自从工业革命以来，从传统重工业到现代轻工业，再到当代以信息、软件、生物医药、材料为主的高科技研发、生产行业，其生产工艺、流程有着截然不同的功能特点，对厂房的空间、平面布局、设计荷载、通风采光、室内温湿度、洁净度等生产环境的设计要求极为不同。

因此，在设计前期，应充分了解生产工艺特点、生产设备对空间环境的要求，在此基础上完成从整体到细部的设计流程，是做好工业建筑设计的首要前提条件。

2）“以人为本”的设计理念

工业建筑和公共建筑相比，人们需要在其中高强度、快节奏、长时间地工作，因而，它是更需要人性化关怀的的场所。

良好的工作条件和宜人的内部环境可以减轻人们的工作疲劳，促进人们的身心健康。

相反，缺乏人性化的压抑空间、恶劣的工作环境会使人们难以忍受，导致生理或心理疾病，影响工业生产的持续、稳定发展。

因此，“以人为本”应该成为工业建筑设计的基本出发点，尊重人的行为、心理感受，努力改善人们的工作环境，创造方便、安全、健康、舒适且符合生产工艺要求的工作空间，从而激发人们的劳动积极性和创造性，提高工作效率，增强企业的团队凝聚力和活力。

［1］

3）反映工业化、高科技、知识经济的时代精神

工业建筑从它诞生开始，就注定了它的工业化性质和紧跟时代，率先反映人类工业、科技文明最新成果的个性特征。

当代工业建筑要摆脱既有结构形式、生产工艺对设计的束缚，更要依靠科技进步、工业发展所创造的最新成果，才能创造出多样化、个性化、具有强烈时代感的新型工业建筑形象，使工业建筑真正成为具有人性化的工作场所。

二、当代工业建筑设计的特点

历史进入21世纪，以通讯、软件、基因、生物、纳米等高科技产业为主导的的新工业化时代已经来临。

传统重工业、轻工业与先进科学技术紧密结合，获得了改造和升级。

因此，工业建筑设计也呈现出一些新的趋势和特征。

1、大规模、工业化

世界经济一体化及市场经济的飞速发展，促使当代社会更加强烈地呈现工业生产的大规模集成性。

传统的分散布局、各自为政的厂房建设已不适应当今的生产特点，生态环保、可持续发展思想已经深入人心，也要求人们在厂区征地、规划设计时节约土地资源。

同时，建筑工业化趋势不仅突破了工业产品式的外表，而更着重建筑功能的工业化。

在这种模式下，综合解决好防火、疏散、扩建、室内环境干扰、大面积屋顶对室内的热辐射、采光通风、屋面雨排水等问题成为设计的关键因素。

2功能多元化

传统的工业厂区中，通常将厂房与工厂行政办公、职工食堂等生活服务设施独立、分散布局，以减少生产对非生产部门的干扰，但也带来相互联系不便、布局松散、占地浪费、能源消耗量大的弊端。

当代轻工业、高科技产业的迅猛发展，使各产业的研发、生产制造厂，越来越趋向多功能综合化，即将生产和非生产部门集中布置，合成一个集生产、办公、后勤为一体的生产功能单位。

在解决好防噪、防火、保安等问题的基础上，集中设置入口大堂、接待、办公、员工餐厅等多样化的工作、生活功能，为人们提供便捷、舒适、富于人性关怀的生产环境。

3生态、环保、可持续与智能化

当今时代是一个注重生态、环保，追求人、自然、科技整体协调发展的社会。

工业生产必须在生态、环保方面加大力度，依靠科技进步的力量，采取先进技术措施，达到保证生产、又具有自净能力，杜绝废气、废料、有害化学物质对城市空气、水源、土壤、生物造成的环境污染，同时，尽可能利用工业生产中产生的余热、可重复利用废料等实现循环利用，降低能源、资源消耗。

当代工业生产对生产工艺、工人专业技能、生产环境、企业管理等方面都提出了更严格的要求。

其中，室内的恒温、恒湿、洁净、照明、防火、保安等方面需要先进的技术措施加以管理。

现在，这些方面已逐步实现智能化管理和自动监控。

［2］

三、首秦钢材深加工配送项目的建筑设计

1、工程概况

首秦板材深加工项目建构筑物单体主要包括：

主厂房（板材深加工和钢结构加工两部分组成）、办公楼、综合楼及高低压配电室、空压站、天然气调压站、换热站、液氧及CO2汽化站、生活污水处理站及厂区围墙、大门等辅助建筑，本文主要介绍主厂房的建筑设计。

2、主厂房建筑设计

主厂房为单层建筑，具有占地面积及柱网尺寸较大、内部空间较大、平面布置灵活多变、屋面面积大、横剖面形状复杂、雨排水量大、利用屋顶设置天然采光与自然通风等特点。

［3］

1）根据工艺流程布置平面柱网——灵活复杂的平面柱网

首秦板材深加工项目主厂房轴线占地总长413m，宽303.2m，封闭厂房建筑面积64320m2，露天跨占地面积26629m2。

主厂房由两部分组成，即钢材深加工和钢结构加工车间毗连建造。

钢板深加工车间由三个露天原料跨、两个预处理跨、两个理料跨及四个切割加工跨组成，钢结构加工车间由箱型钢车间、H型钢车间、重钢车间、机加工车间、抛丸涂装车间等生产车间和露天原料跨、露天成品跨等组成。

其平面布置很好地反映了当代工业生产的大规模集成化趋势，有利于节约城市用地，节省能源，便于高科技手段下的高效管理。

封闭厂房采用单跨（抛丸涂装车间）和多连跨门式刚架结构，柱子采用钢管混凝土格构柱，下柱为双肢钢管混凝土柱，上柱为H型钢，屋面梁采用H型钢，基础采用钢筋混凝土独立基础。

露天跨采用露天栈桥结构，钢板深加工露天原料跨跨度大（跨度24m、45m），采用钢筋混凝土格构柱。

钢结构加工露天原料及成品跨与封闭厂房统一，采用钢管混凝土格构柱。

基础采用钢筋混凝土独立基础。

根据《钢结构设计规范》对钢结构热车间变形缝的设置规定，主厂房结构形式及平面柱网布置变化处均设置变形缝，八连跨厂房长度180米，纵向设置一道变形缝，采用双柱处理轴线间距2米。

横向宽度241米，设置横向变形缝一道，采用共用下柱双上柱的形式，双上柱之间留缝宽200mm。

抛丸涂装车间与八连跨厂房之间以露天成品跨相连，设承重吊车梁独立柱肢与厂房柱肢拉结形成两个变形缝。

2）主厂房剖面设计——轻钢门式刚架结构屋面体系

在厂房设计中改变了传统的钢屋架结构形式，采用轻钢门式刚架架结构体系，体现了高科技的时代精神。

该体系结构构件少，构造简单，整齐美观，室内显得宽敞明亮，工作环境得到进一步改善，立面和剖面效果也很理想。

主厂房最多为八连跨，剖面设计除了考虑生产工艺对吊车轨面标高的要求外，还要综合考虑建筑高度与投资经济、结构抗震与构件统一，屋面雨排与方案优化、建筑材料与施工简便等因素。

横向伸缩缝处双柱顶设置各自的内天沟，以减少雨水管的汇水面积，雨水斗通过悬挂在屋面檩条下的水平干管汇总后沿两端山墙室内垂直落地，再穿外墙勒脚排出室外。

单坡屋面排水长度达60m，因此屋面坡度没有取最小值1/20，而是定为1/15，有利于屋面雨水的顺利排走。

另外，根据吊车数量和操作频繁程度，在各跨及山墙设置了环状的吊车安全检修走道，使整个厂房内部水平、垂直交通非常便利，对人员行走、处理生产中的各种事故及设备的安装与维修带来很大方便。

3）采光与通风——电动启闭式采光通风排烟天窗

自然通风是厂房通风降温、排除有害气体的一种简单、经济、有效的措施，它不但通风量大，而且不消耗动力，满足节能环保、可持续发展的时代要求。

主厂房为多跨厂房（最多八连跨），因此自然采光、通风极为不利。

采光通风天窗是工业建筑利用自然通风、采光的重要组成部分。

它对于改善车间内部环境，保证安全生产、改善工人劳动条件、节约能源起着重要作用。

主厂房的使用性质决定了其生产过程中将产生较多的烟雾、灰尘与热量，同时又要考虑冷加工车间的冬季保温、夏季隔热效果，通过多方考察、比较，主厂房屋面采用电动启闭式圆拱形流线采光排烟通风天窗。

横向天窗与纵向天窗根据屋面形式灵活布置，通风换气不留死角。

天窗维护结构采用彩色涂层钢板（侧壁）和圆拱形透明阳光板（顶部）相结合，有效地避免了平天窗的眩光，既使主厂房有良好的自然通风条件，又保证了很好的自然采光。

根据工艺生产特点、厂房的剖面形式及屋面形式，通过采光通风计算，主厂房大约每隔一个柱距设置一组横向天窗，以最大限度满足采光通风天窗的面积要求。

4）立面、体型及色彩设计——人性化

主厂房立面、体型及色彩设计充分考虑人的因素和与周围环境的协调。

由于主厂房占地面积大、屋面高差少，在立面处理上以竖向划分为主，外墙面底部设单个进风窗、上部设竖向带形玻璃钢采光板，整齐、规律，体现了当代大工业生产的有序性。

主厂房外墙面主色调为银灰色，勒脚部位贴灰色仿石砖，檐口部位设海蓝色装饰线，辅以海蓝色彩板钢大门、窗及淡蓝色玻璃钢采光带，给人以清新、明快、舒适之感，与厂区周围绿化、环境融为一体。

在主厂房的室内设计中，充分体现了人性化的设计理念。

室内色彩运用充分考虑职工劳动环境的舒适性及安全性，主色调为银灰色墙面和屋面，钢结构构件为淡铁蓝，地面为灰色金属骨料耐磨硬化整体地面，人行通道为绿色通道和黄色警戒边线，安全栏杆为中黄色，扶手为黄黑相间色（间距约150mm），机器设备、管道等均有相应的警戒色与安全色。

室内操作室、控制室等人员常驻的场所，采用不锈钢大钢化玻璃固定窗，安全栏杆采用不锈钢管，宽敞通透，清新明亮，视野开阔，有利于操作人员即时监控设备的运行情况，改善精神面貌，提高工作效率。

3办公楼、综合楼建筑设计

办公楼、综合楼是全厂的综合管理、外部接待及生活服务建筑，要求展现企业国际一流的技术设备与管理水平、知识经济时代员工开拓创新的精神风貌。

建筑设计主要原则是：

办公室大开间集中高效，建筑形式简洁、明快、大方，立面富于现代感强，采光通风良好，建筑造型、风格、色彩统一协调，

厂区办公楼轴线占地长54.6m，宽17.4m，共四层，建筑面积3935m2。

综合楼集食堂、餐厅、浴室、换热站、宿舍、活动室等功能于一体。

轴线占地长56.4m，宽20.7m，共三层，建筑面积3040m2。

均为钢筋砼框架结构，各设2部楼梯。

办公楼、综合楼外立面以水平大玻璃窗与竖向铝合金装饰柱混合划分，墙面贴陶土三色砖与刷涂料相结合，辅以白色铝合金装饰线脚及格栅。

办公楼主立面入口部位设铝合金隐框玻璃幕墙。

造型简洁大方、虚实对比强烈、色彩清新明快，给人以积极向上的现代感。

4、建筑物的防火设计

各建构筑物之间的防火间距、防火分区及安全疏散严格按《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《钢铁冶金企业设计防火规范》的规定要求设计。

为确保交通运输、消防车辆的畅通等要求，在区域内设环状道路，与开发区长春东路衔接。

道路为城市型道路，道路采用沥青混凝土路面。

主厂房、综合楼、办公楼及其它建筑物耐火等级均按不低于二级设计。

由于主厂房面积大，因此平面布置中在19~20轴线之间设置一条贯通厂房的消防通道，厂房两侧纵墙上开门，满足消防车进出要求。

结论

建筑先哲维特鲁威（Vitrvii）在《建筑十书》中提出的“适用、坚固、美观”的设计原则直到2000多年后的今天依然对建筑创作起着重要作用。

［4］

一个好的工业建筑设计是包括工艺在内的多个专业相互配合、共同努力、团结协作的结晶。

各个设计阶段都是工程设计中的重要环节，只有所有环节都把握好了，才能成为名副其实的优秀工程。

首秦钢材深加工配送项目大约用了一年时间，土建工程全部完成，设备安装、调试也顺利进行，目前已经投入正常生产使用。

从施工现场及业主、监理、施工单位等各方面的整体反映来看，建筑设计满足工艺要求，技术、材料比较先进，贯彻了“以人为本”的设计思想，用户满意，达到了“高效、优质、节能”等各方面的预期效果。

总之，网络化、休息化时代的到来，对传统的工业建筑设计观念提出了挑战。

顺应时代潮流，研究新时代工业建筑的新特点、新模式，如何在满足功能的前提下，以人为本，创造具有时代精神、人文关怀的工业建筑新形象，是当代建筑师的历史责任。

工业建筑一定能在高科技、多样化、个性化的时代，绽放异彩，为城市景观增辉添色，实现经济效益、社会效益、环境效益的最大化。

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参考文献

［1］刘永德编著．现代工厂建筑空间与环境设计．北京：

中国建筑工业出版社．1989．第9页

［2］黄星元．步入信息时代的工业建筑——中国电子工业建筑发展回顾．世界建筑．2000．（7）

［3］《单层厂房建筑设计编写组》主编．单层厂房建筑设计．北京：

中国建筑工业出版社．1978．第2页

［4］朱德本．当代工业建筑．北京：

中国建筑工业出版社．1978．第1页

附录

附录一主厂房平面图一

附录二主厂房平面图二

附录三主厂房屋顶平面图

附录四主厂房剖面图

附录五主厂房立面图一

附录六主厂房立面图二

附录七办公楼首层平面图

附录八办公楼正立面图

附录九综合楼首层平面图

附录十综合楼正立面图

附录十一首秦钢材深加工配送项目厂区全景

附录十二主厂房局部一角

附录十三主厂房内景

附录十四办公楼外景

附录十五综合楼外景