第十六章多层厂房设计.docx

1、第十六章多层厂房设计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

2、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100

3、00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 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。 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

4、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

5、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 混合结构分类砖墙承重内框架承重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54米-60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

6、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

7、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。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。 混合式（见混合式平

8、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。 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。2.3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内廊式柱网等跨式柱网对称不等跨柱网大跨度式柱网适用零

9、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

10、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人货互不交叉和干扰，布置在行人易于发现的部位；在底层最好能直接与出入口相联接。电梯布置原则方便货运，最好布置在原料进口或成品、半成品出口处；尽量减少水平运输距离，以提高电梯运输效率；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；电梯间在底层平面最好应有直接对外出入口；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 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。人、货流分门进出，

11、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。2.5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。生活卫生用房（如盥洗室、存衣室、卫生间、吸烟室、保健室等）。生产卫生用房（如换鞋室、存衣室、淋浴间、风淋室等）。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。 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

12、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

13、，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。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

14、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： 非通过式；通过式房间组合

15、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。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。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

16、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。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。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

17、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。 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对厂房层高的影响。一般只要在生产工艺许可情况下，都应把一些重量重、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。

18、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，一般采用双面侧窗天然采光居多。当厂房宽度过大时，就必须提高侧窗的高度，相应地需增加建筑层高才能满足采光要求。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，采用自然通风的车间，还应按照工业企业设计卫生标准的规定，每名工人所占厂房体积不少于13米3，面积不少于4米2，以利提高工效，保证工人健康。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层高的影响较大。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。右图表示了常用的几种管道的布置方式。其中(a)、(b)表示干

19、管布置在底层或顶层，这时就需要加大底层或顶层的层高，以利集中布置管道。(c)、(d)则表示管道集中布置在各层走廊上部或吊顶层的情形。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，检修操作空间高度，相应地提高厂房层高。层高与室内空间比例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确定。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。下图所示表明了不同层高与造价的关系。从图中可看出不同层

20、高的单位面积造价的变化是向上的直线关系，即层高每增加0.6米，单位面积造价提高约8.3%左右。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。4.多层厂房立面设计进行多层厂房立面处理时，可借鉴单层厂房立面处理和多层民用建筑的处理，使厂房的外观形象和生产使用功能、物质技术应用达到有机的统-，给人以简洁、朴素、明朗、大方又富有变化的感觉。4.1体型组合多层厂房的体型，一般由三个部分的体量组成：主要生产部分；生活、办公、辅助用房；交通运输部一般情况下，辅助部分体量一般都小于生产部分，它可组合在生产体量之内，又可突出于生产部分之外，这两种体量配合得当，可起到丰富

21、厂房造型作用。多层厂房交通运输部分，常将楼梯、电梯或提升设备组合在一起，故在立面上往往都高于主要生产部分，在构图上与主要生产部分形成强烈的横竖对比，使厂房造型富有变化。4.2墙面处理多层厂房的墙面处理是立面造型设计中的一个主要部分，应根据厂房的采光、通风、结构、施工等各方面的要求，处理好门、窗与墙面的关系。多层厂房的墙面处理方法与单层厂房有类似之处，即是将窗和墙面的某种组合作为基本单元，有规律地重复地布置在整个墙面上，从而获得整齐、匀称的艺术效果。一般常见的处理手法有：垂直划分水平划分混合划分4.3入口处理人流入口突出入口在立面设计时应作适当的处理。因为使人流出入口重点突出，不仅在使用中易于发

22、现，而且它对丰富整个厂房立面造型会起到画龙点睛的作用。最常用的处理方法是，根据平面布置，结合门厅、门廊及厂房体量大小，采用门斗、雨棚、花格、花台等来丰富主要出入口。也可把垂直交通枢纽和主要出入口组合在一起，在立面作竖向处理，使之与水平划分的厂房立面形成鲜明对比，以达到突出主要入口，使整个立面获得生动、活泼又富于变化的目的。5.有特殊要求的厂房由于现代科学技术的不断发展，对一些生产产品的精密度要求越来越高，为了保证产品的精密度，提高产品质量的稳定性、可靠性和成品率，为了替工人创造良好的工作条件，要求厂房应具备合适的生产环境。这就对厂房建筑提出了新的任务。5.1空气调节对于需要空气调节的车间，首先

23、在平面设计时，尽可能布置在朝北，减少太阳的辐射热，并将这些车间集中布置，以减少外围护结构，有利温、湿度的保持和管道的缩短，还可将要求高的空调室布置在要求低的空调室的里面，以此减少温度的波动。空调车间的围护结构对稳定车间内部的温度、湿度起着重要作用。其中以外墙和屋面在整个围护结构中占比重最大，投资较多，也是稳定空调室温、湿度起主要作用部分。因此，合理选择保温外墙和屋面保温天棚的构造是稳定空调室温、湿度的关键，并能节约空调费用。5.2净化净化是为了适应某些高精度工业和科学技术对工作环境的特殊要求而产生的。其任务是控制室内的小气候及清洁度，使室内空气所含微尘不超过工艺要求指标。净化技术主要用于航天技

24、术、微电子技术、微型仪表、精密印刷、医药和食品工业的无菌操作等。洁净室的布置与生产工艺、洁净要求和空调处理方式等有关。平面布置中为了避免洁净室同非洁净室的相互干扰，可采用分区布置方式。洁净室应布置在人流量少，最有利于净化的拉置。洁净室平面形式应尽量简单，以减少积灰面。为防止工作人员将灰尘带入洁净室，设计中必须注意生活间的布置和人员净化的措施，生活间的组成可根据净化要求，由入口(包括值班室、雨具存放室)换鞋室、更衣室、淋浴室、空气吹琳室以及盥洗室、厕所、休息室等并严格按照洁净要求的路线进行组合，使洁污路线不交叉干扰。 洁净室的装修及构造处理，着重应考虑满足防尘要求。例如，地面要求采用有高度抗磨能

25、力，平滑易清洁。不易引起静电效应的材料，如塑料板地面、橡皮地面、铸铝格栅地面等。洁净室墙面要选用光洁不易起尘的材料，如不锈钢板、铝合金板、平板玻璃等。凡墙与地面，墙与天棚，墙与墙交接之阴角都要做成小圆角，不要有凸出墙面的线脚，以免积尘。门、窗构造要求能有效隔绝室外大气灰尘渗透，采用密闭性好的构造处理。5.3电磁屏蔽屏蔽室即为隔绝(或减弱)室内或室外电磁波干扰的房间。屏蔽室的布置首先应考虑远离干扰源。在多层厂房中，屏蔽室尽量设在底层，因为地面对电磁波有吸收作用，可缩短接地引线及降低接地电阻等。屏蔽室在楼层中应注意要远离电梯间、通风机房和空压机房等。要避免与潮湿房间相邻、防止屏蔽材料受潮损坏，为了

26、减少电磁披的泄漏。屏蔽室不应设在有变形缝和多管穿行的部位。屏蔽室-般不宜过大，这不仅为了节约土建费用，从屏蔽技术考虑，较易处理。当测试大型对象时(如汽车等)，可采用大面积屏蔽室。测试对象较小时，可采用笼式屏蔽室。屏蔽室的类型按照使用的材料可分为金属板密闭式屏蔽室、穿孔金属板或单层金属网屏蔽室、双层或多层金属网屏蔽室及金属薄屏蔽室等。在构造处理上，要使屏蔽室的墙体、地面及天棚等六面形成一个封闭的无缝整体，防止电磁波的泄漏。电磁波进入屏蔽室有两种途径：一种是穿过金属板或金属网屏蔽层，另一种是通过屏蔽层的接缝(即门、窗、管道缝隙)。因此，屏蔽室要尽可能少开门窗，对已开门窗需作屏蔽处理。5.4建筑防振

27、在现代工业中-些精密机械、精密仪表、光学工业等产品，在生产过程中为了保证产品质量，都要求建筑物采取一定的防振措施。厂房的防振措施基本上分作两类，一类是积极隔振，是对产生振源的机器设备采取合理的隔振和消振措施，这种措施是将有动载荷的机器设备用弹性及阻尼大，高强耐久的材料或其它弹性体与地基隔离开，从而达到防振。另一类为消积防振，如人行车流等的振动，由于振源范围广，振动情况多变，无法进行积极隔振措施，只能在生产车间或精密设备本身采取一些隔振措施。在建筑设计中，应尽可能将精密仪表和设备设于底层或地下室内，并要远离振源，有较大振动的设备应布置在厂房刚度较大之处和底层，以利地面减振。为了减少人员走动对防振

28、设备基础的影响，构造上往往采取地面与防振设备基础脱开的处理。5.5防噪声防噪声的基本措施，是对噪声源进行处理，使噪声经消声处理后，得到减弱，低到国家提出的噪声容许标准，这种办法称为积极防噪声措施。其次是采取各种阻滞或干扰噪声的传导，使噪声在传递中加以隔离、反射或吸收，称为消极防噪措施。在精密类多层厂房中，为了减少风机和冷冻机的噪声干扰，对这些房间要进行隔振和吸声处理。此外为了防止噪声通过管道传递，在风管中应加设吸声装置或消声器，并在管道和墙体(楼板)接触处加垫吸声材料。在平面设计中可将噪声源房间集中起来，布置在距离需防噪声车间较远的地方。或将噪声大的车间与需防噪声的车间分层布置。如果有个别噪声

29、较大的设备，因工艺原因不能单独布置时，则应采取局部防护的办法，如加设隔声罩、吸声板等措施，达到消声的目的。小 结本章共讲了五个方面的问题，现将其要点归纳如下：1、多层厂房具有生产在不同标高的楼层上进行并节约用地、节约投资的特点。2、多层厂房主要适用于较轻的工业，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。3、多层厂房的结构型式根据其所用的不同材料可分为混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构。4、生产工艺流程的布置是厂房平面设计的主要依据。多层厂房的生产工艺可归纳为自上而下式、自下而上式和上下往复式等三种类型。5、由于各类多层厂房的生产特点不同，通常采用的布置方式有内

30、廊式、统间式及混合式。 6、多层厂房的柱网由于受楼层结构的限制，其尺寸一般较单层厂房小。柱网选择是平面设计的主要内容之一。多层厂房的柱网类型有：内廊式柱网、等跨式柱网、对称不等跨柱网、大跨度式柱网。7、楼、电梯的组合方式有两种：人、货流同门进出：人、货流分门进出。8、多层厂房的生活间既可布置在生产厂房内也可布置在生产厂房外，应注意对于空间的合理运用。9、多层厂房剖面设计的内容主要是确定厂房的层数和层高。10、层数的确定主要与生产工艺、城市规划及经济等因素有关。11、层高的确定主要与生产特征及生产设备、运输设备，管道敷设所需空间以及厂房宽度、采光、通风等要求有关。 12、多层厂房立面设计包括体型组合、墙面划分、入口处理三方面的内容。13、由于现代科学技术的不断发展，对一些生产产品的精密度要求越来越高。这就对厂房建筑提出了新的任务，它包括空气调节、净化、电磁屏蔽、建筑防震及防噪声等方面的内容。