工業式建筑設計精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇工業式建筑設計，期待它們能激發您的靈感。

篇1

1.1柱網布置

因此剛架間距和跨度可根據工藝要求靈活確定，通過大量工程實例分析比較表明，剛架跨度采用15m～36mm，剛架間距采用6m～9m是比較經濟合理的，由于計算風荷載作用下門式剛架工業建筑維護結構構件時邊緣帶的風荷載體形系數普遍大于中間區風荷載體形系數，為了同一建筑內各柱距的屋面檁條和墻面檁條型號統一，兩端邊緣帶的剛架間距宜適當小于中間區的剛架間距。

1.2支撐體系

單層輕鋼結構工業建筑鋼排架側向剛度相對較弱，為了抵抗水平風荷載、吊車剎車荷載和地震作用，應在設置柱間支撐的開間同時設置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系，柱間支撐最好設置在溫度區段端部的第一個開間內。柱間支撐的間距應根據建筑的柱距、吊車情況和安裝條件確定，一般無吊車的工業建筑柱間支撐間距不宜超過45m，有吊車的工業建筑柱間支撐間距不宜超過60m。

1.3圍護體系

輕鋼結構工業建筑的維護體系由最外側的壓型彩鋼板和內側主剛架、山墻抗風柱、屋面檁條、墻面檁條等主次結構組成。屋面壓型彩鋼板均宜采取沿著垂直剛梁的方向排板，墻面壓型彩鋼板大多采取沿著垂直剛柱的方向排板。屋面檁條、墻面檁條的間距主要由各種外部荷載作用時其自身強度、穩定性、剛度和外側壓型鋼板的面外剛度決定。當屋面雙檁條兼作屋面支撐之間的剛性系桿時，應結合山墻抗風柱的位置考慮屋面檁托的設置，其目的是使各抗風柱頂部的剛架梁上翼緣相對應處存在檁托，以便于設置屋面雙檁條，墻面檁條的間距還受門窗洞口的尺寸影響，當門窗洞口太大時應采取加強墻面檁條或增設墻柱等措施保證墻架的結構安全。

2門式剛架輕鋼結構工業建筑結構設計要點

2.1鋼材種類的選擇

雖然我國生產的碳素鋼有一百多種，合金鋼有三百多種，但由于受到輕鋼結構對鋼材較高的強度、足夠的變形能力、良好的加工性能等要求的影響，真正適合用于輕鋼結構的只有碳素鋼和合金鋼中少數幾種鋼材，當采用設計規范還未推薦的其它鋼材時，應有可靠的依據，以確保輕鋼結構安全。大量工程實踐經驗表明，素鋼中的Q235鋼以及合金鋼中的Q345鋼是最適合用于輕鋼結構的鋼材。剛架、吊車梁等存在大量焊接工藝的主要結構構件應采用Q235B級鋼或Q345B級鋼，根據當前市場上的鋼材價格，若剛架跨度、間距較小、荷載不大、吊車噸位較小時，剛架、吊車梁采用Q235B級鋼，否則采用Q345B級鋼，檁條、支撐、抗風柱等焊接工藝量不大的次要結構構件均可采用Q235A級鋼，都能獲得較好的經濟效益。

2.2承重柱

輕鋼結構工業建筑的承重柱一般多采用焊接工字形截面柱或熱軋H形截面柱，無吊車的較低工業建筑宜采用柱腳小、柱頂大的楔形變截面柱，有較大噸位吊車的工業建筑宜采用等截面柱，當由于剛架高度、跨度、風荷載很大同時又帶有很大噸位的吊車時宜采用階梯形柱，肩梁或牛腿以下的為較大的等截面字工形柱或格構式柱，肩梁或牛腿以上的上段為較小等截面工字形柱。上、下段柱是通過肩梁或牛腿連為一體的。上段柱內翼緣應當以開槽口的形式直插到肩梁或牛腿的下翼緣并與之全熔透焊接。

2.3承重梁

輕鋼結構工業建筑的承重梁也多為焊接工字形截面柱或熱軋H形截面，截面尺寸除滿足強度、穩定、撓度、翼緣寬厚比、腹班板高厚比等要求外，還應通過合理的截面變化和分段以達到經濟合理、運輸安裝方便的要求，例如彎距變化幅度較大的梁段可采用楔形變截面工字形截面，彎距變化幅度不大的梁段宜采用等截面工字形截面。

2.4吊車梁

考慮到鋼材的強度高而鋼構件穩定性差得特點，吊車梁一般都設計成上翼緣較寬且厚、下翼較窄且薄的單軸對稱焊接工字形截面，當吊車梁跨度較大時，也可將吊車梁設計成兩端向跨中逐漸變高的魚腹型梁，同時宜采用制動梁或制動桁架作為吊車梁上翼緣的側向支撐。吊車梁由于受到豎向、橫向、縱向三個方向荷載的作用，所以設計時應采取良好的連接方式來傳遞三向荷載，例如吊車梁與牛腿采用一對間距較小的高強度螺栓來連接時不但傳力安全可靠，又不改變其簡支梁的特性。

2.5屋蓋橫向支撐

屋蓋橫向支撐一般均可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼，交叉夾角應在30°～60°范圍內，接近45°為宜。同一開間內兩相臨橫向支撐之間應設置剛性系桿，屋面檁條（單檁條或雙檁條）若能滿足對壓彎構件的剛度和承載力要求，屋面檁條則可兼作剛性系桿。

2.6柱間支撐

輕鋼工業建筑的主要承重結構門式剛架側向剛度相對于面內剛度而言要小得多，但承受的面外的水平力并不小，因此柱間支撐的截面大小及連接方式均應由計算確定。如果無吊車或吊車噸位較小，同時風荷載、雪荷載不大的輕鋼建筑可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼作柱間支撐，否則應采用角鋼或槽鋼等熱軋型鋼作柱間支撐。若柱間支撐為十字交叉形，則交叉夾角應在35°～55°范圍內，接近45°為宜。階梯形下段柱截面較大時柱間支撐一般宜設計成雙片，雙片支撐之間采用單角鋼的綴條相連。上段柱柱間支撐一般可設計成單片。當上、下段柱柱高相對于柱距較大時，上、下段柱的柱間支撐應分層設置，同時上、下層柱間支撐之間必須設置經過計算的剛性系桿，牛腿或肩梁上、下兩側的柱間支撐之間的剛性系桿可由吊車梁代替。支撐的連接宜采用焊接或高強度螺栓連接。大量的分析研究表明，許多鋼結構建筑工程事故的主要原因都不是因為構件強度不足，而是構件喪失了整體穩定，因此支撐、剛性系桿等側向構件的計算與構造是輕鋼結構工業建筑設計的一大重點。

2.7檁條與抗風柱

屋面檁條和墻面檁條的跨度和荷載不大時一般多采用C型或Z型冷彎薄壁型鋼，屋面檁條的力學計算模型是雙向受彎的簡直梁或連續梁，當屋面雙檁條兼作剛性系桿時，還應具備作為壓彎構件所必須的剛度和承載力，否則應采用鋼管、型鋼或其它截面的桿件作剛性系桿。為達到輕鋼建筑整體美觀、壓型彩鋼板防腐蝕、抗碰撞的效果，室內地面以上一定高度范圍內的墻體多采用磚墻或砌塊墻，墻面壓型彩鋼板底部可固定在磚墻或砌塊墻頂的鋼筋混凝土壓頂上，同時考慮到壓型彩鋼板自身在面內也具備較大的剛度，墻面檁條的力學計算模型可視為僅承受水平風荷載而不承受豎向荷載的單向受彎的簡直梁或連續梁。屋面檁條和墻面檁條還應按相關規范設置拉條、撐桿和隅撐。屋面檁條和墻面檁條當跨度和荷載較大時宜采用輕型槽鋼、工字鋼，屋面檁條也可采用由角鋼制成的桁架。抗風柱由于所受的豎向力遠小于水平力，因此力學計算模型可近視的簡化成單向受彎的簡直梁，抗風柱可采用熱軋H型鋼截面。

2.8節點構造

單層輕鋼結構工業建筑梁、柱多采用焊接工字形截面或熱軋H形截面。在弱軸方向鋼柱與側向構件的連接多采用鉸接，而強軸方向鋼柱與鋼梁的連接多采用剛接；無吊車或吊車噸位較小時鋼柱柱腳與基礎多采用鉸接，吊車噸位較大時鋼柱柱腳與基礎多采用剛接。為了解決鋼柱柱腳防腐的問題，通常將鋼柱柱腳用較低標號的細石混凝土包裹（保護層的厚度不宜小于50mm），并使包裹的混凝土高出室內地面100mm～150mm，并宜在包裹柱腳的混凝土中配置少量的水平環形箍筋和豎向架立筋以避免出現裂紋。3．9地基基礎如果場地地質條件比較好，輕鋼結構工業建筑的基礎一般采用柱下獨立基礎，由于室內地面以上一定范圍內的墻體或一層窗窗臺以下的墻體多采用砌體墻，因此墻下一般多采用現澆鋼筋砼基礎梁來承受砌體墻并能有限的抵抗基礎不均勻沉降，同時由于室內外高差的存在，基礎梁還起到擋土的作用。如果場地地質條件較差但沒有較大噸位的吊車荷載作用于剛架柱上，可優先采用合適的地基處理方法來抵抗基礎較小的不均勻陳降現象。如果場地地質條件很差而且又存在較大噸位的吊車荷載作用于剛架柱上，通過地基處理的方法已經無法解決由于基礎不均勻沉降引起的吊車爬坡導致不能正常工作的問題時，可采用現澆鋼筋砼條形基礎或樁基礎，當采用樁基礎時應根據當地的實際情況選用經濟合理、安全可靠的樁種類，比如在條件允許時可優先采用鋼筋混凝土預制管樁，考慮到輕鋼結構工業建筑鋼柱柱腳軸力較小而彎矩較大的特點，將承臺底剛架平面內方向上的基樁間距設計得較大一些，一般可取得經濟合理、安全可靠的效果。

3使用軟件計算時建模技巧和計算圖文的分析

目前門式剛架電算軟件以中國建筑科學研究院開發的PKPM系列軟件的中STS模塊在實際設計工作中應用較為廣泛，因此本文按STS模塊中門式剛架二維設計來介紹門式剛架的建模技巧和計算圖文件分析。

3.1模型建立

門式剛架的軸線既可采用網格生成中各種工具欄繪制，也可采用模塊化輸入跨數、跨度、單雙坡、坡度、柱頂標高、牛腿標高、屋面坡度等信息快速建模生成軸線省時省力、既快又準，鋼梁分段時宜盡量將梁段拼接節點設置在彎矩較小的部位，并根據剛架梁上內力圖特點、加工、運輸、吊裝能力等綜合因素確定梁段的長度和段數，楔形鋼梁、鋼柱楔率不宜過大，通常每延米變化幅度不大于60mm時腹板可取得較大的高厚比，在滿足腹板高厚比和翼緣寬厚比的前提下，將梁、柱設計成“薄而大”的截面因能以較少的鋼材獲得較大的截面抵抗矩，故既能達到控制住結構變形又能取得較好的經濟性。

由于門式剛架結構變形以及強度受荷載影響敏感，因此實事求是的輸入豎向荷載也是取得經濟合理效果的關鍵因素，鋼梁上的豎向恒荷載主要是屋面維護體系的自重，實際工程中屋面多采用內夾輕質保溫材料的夾芯板，內外帶彩色防腐涂層的壓型鋼板厚度一般多在0．6mm以下，內夾聚氨酯、玻璃棉等輕質保溫材料厚度一般都不超過100mm，包括屋面冷彎薄壁型鋼檁條、屋面水平支撐、拉條、撐桿、隅撐、剛性系桿等在內的屋面體系自重一般每平米僅0．22～0．30KN，采用不保溫的單層壓型彩涂板的倉庫，屋面體系自重更小，一般每平米僅0．19～0．25KN，因此不建議無根據的在鋼梁上輸入較大的恒荷載；鋼梁上的豎向可變荷載主要有兩類，一是鋼梁上的設備吊掛荷載，二是屋面集灰荷載和雪荷載，設備吊掛荷載按實際情況輸入到鋼梁上，至于集灰荷載僅在設計諸如水泥生產、金屬冶煉等粉塵污染較大或位于沙塵暴頻發地區的工業建筑才考慮其對結構的影響，除此之外的絕大對數輕鋼結構工業建筑的屋面可變荷載可僅考慮雪荷載對結構的影響，對于單榀剛架的水平受荷投影面積大于60平米時，可變荷載無須按《建筑荷載設計規范》中不上人屋面去取值，合理的可變荷載取值應該是當雪荷載每平米大于0．30KN時，可變荷載可按實際的雪荷載取值，當雪荷載每平米小于0．30KN時，可變荷載每平米可按0．30KN取值，對于單榀剛架的水平受荷投影面積不大于60平米時，則應按《建筑荷載設計規范》中不上人屋面取每平米0．50KN；輸入風荷載時，應正確判斷地面粗糙度類別，如果采用自動布置方式輸入風荷載，需要注意的是對于自繪軸線建成的剛架，應檢查柱腳標高是否為0．000；吊車荷載輸入時除應準確輸入由吊車參數導算出的吊車最大輪壓傳至柱牛腿的反力、吊車最小輪壓傳至柱牛腿的反力、吊車橫向荷載傳至兩側柱上的水平力，還應考慮吊車梁自重在牛腿除產生的附加豎向荷載和附加彎矩對剛架的影響。

鋼構件計算長度對穩定計算結果的主要影響因素，剛架梁、柱平面外計算長度一般取側向支撐點之間的間距，滿足計算和構造要求的屋面隅撐和柱間通長剛性系桿可分別作為剛架梁、柱側向支撐點，同時施工圖中控制隅撐和剛性系桿間距不得大于模型中剛架梁、柱平面外計算長度；除無吊車或吊車噸位較小以及個別搖擺柱以外，不宜大量設置鉸接節點；計算參數輸入主要是合理選擇結構類型和設計規范，對于高度不超過12m、吊車噸位不大于20t的門式剛架的結構類型都可選擇為門式剛架輕型房屋鋼結構按《門式剛架輕房屋鋼結構技型術規程》去計算，根據大量的工程實踐表明，高度在12～15m之間、吊車噸位在20～32t之間的門式剛架的結構類型還可選擇為門式剛架輕型房屋鋼結構按《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》去計算、按《鋼結構設計規范》去驗算，剛架梁宜按壓彎構件驗算平面內的整體穩定性，活荷載應考慮不利布置對結構的影響。

3.2計算圖文的分析

對計算結果的分析是模型糾錯、優化設計的主要依據，因此設計者應對計算圖文進行仔細比對分析。模型糾錯主要是通過分析計算圖文是否有異常狀況從而逆向判斷模型的正確性。例如如果發現鋼柱牛腿位置軸力包絡圖無大的突變，則很可能是模型中漏掉了吊車荷載；應力比圖中要是僅平面外應力比遠遠超標，則應首先檢查模型中平面外計算長度取值是否正確；計算超限信息中變截面構件腹板高厚比控制遠遠嚴于《門式剛架輕房屋鋼結構技型術規程》的要求，則很可能是因為變截面構件的楔率過大。

優化設計主要是根據應力比圖、撓度圖、位移圖去調整剛架梁柱截面尺寸以取得最佳的經濟效果，抗彎承載力比值超限時調整截面高度遠比加大翼緣、腹板厚度更有效，平面外穩定應力比超限時調整翼緣寬度遠比加厚翼緣厚度更有效，不受強度控制的剛架宜采用低強度的碳素鋼鋼材，主要受強度控制的剛架宜采用高強度的合金鋼材，解決翼緣寬厚比和腹板高厚比超限時采用低強度鋼材比采用高強度鋼材更有效，將剛架柱腳、粱柱節點設計成剛接比設計成鉸接更能減小剛架的變形，對于30m以上大跨度的剛架，出于觀瞻的考慮，更應高于輕鋼規范的要求去從嚴控制鋼梁的撓度。剛架優化設計實質就是在模型與實際工程相符、荷載輸入不遺漏、計算參數選取合理的前提下，以試算結果為依據，通過不斷調整構件截面規格使各項計算指標同時接近相關規范規定的控制值并留有適當的安全儲備裕量的一個過程。

篇2

關鍵詞：環境美學；工業建筑；建筑設計；以人為本

隨著時代的不斷進步，信息化社會的前提下，我國社會發展的工業化進程更是蓬勃發展并日益加快，密集型工業建筑群稱為今年城市規劃的主要形式，而單純的追求工業建筑的生產功能性已經早已遭到時代淘汰，與環境相適應的工業建筑設計是時代的必然趨勢，也就是說現代化的工業建筑除了要滿足生產工藝之外，還要妥善處理好工業建筑體量、肌理與環境之間的關系。大跨度、大空間、大面積是現代化的工業建筑普遍存在的特征，而它的這種特征對環境會造成巨大影響，為了要深刻落實我國保護環境、節約資源的基本國策，將環境美學融合在工業建筑設計中是以人為本的可持續社會的必然要求。

一、環境美學

環境美學著眼于人類的生存環境，隨著時代的不斷進步，人民群眾的生活水平提升的同時，對生活質量的要求也有所提高，其審美意識也發生了很大的變化，環境美學給人們的生活、健康、工作帶來了很多積極的影響。近幾年來，工業建筑的大規模開發帶動了我國經濟建設的穩定發展，同時也給生態環境造成了不同程度的影響，工業建筑活動對生態環境帶來了很多污染，環境的惡化，生態系統的破壞都嚴重影響著我們生存的家園，面對各種自然災害不斷侵蝕著我們生活環境的情況下，人們開始認識到保護環境的重要性，優美的生活環境對人們的生存與發展是多么的重要。環境美學就是在這樣的情況下誕生的，大力開展環境美學，能夠大大降低環境污染，給人們提供一個健康的生活環境，使人們時時刻刻保持著愉悅的心情，促進其身心健康的穩定發展。

二、環境美學與工業建筑設計之間的關系

社會工業化進程的逐漸加快給我國生態環境造成了很大的影響，越來越嚴重的環境污染侵襲著人民群眾的生活環境，生態、工程、環境之間的矛盾逐漸激化，稍有不慎就會造成全面崩潰的情況，不僅會對人民群眾的生活、工作、健康帶來不同程度的影響，還會阻礙我國經濟建設的穩定發展。宜居的生活環境是人類生存發展的不懈追求，而工業建筑活動卻打破了這一模式，造成了嚴重的環境污染，不利于人類的生存與發展。為了妥善解決這一問題，將環境美學與工業建筑設計相結合是非常重要的。在環境美學的視野下，生態、工程、環境是其發展的基礎，是與現實生活向結合的媒介。從宏觀的角度看環境美學，維持生態環境的平衡發展是宇宙的根本法則，人類面對宇宙的根本法則是無力反抗的，也就是說，人類的生存與發展不應該對生態環境造成破壞，維持生態環境的平衡發展是人類的責任與義務。但是，在實際人類的發展過程當中，或多或少都會對生態環境造成不同程度的影響，人類的文明活動是建立在工程的基礎上的，這些工程可大可小，大到一座城、小到一座水壩，其建筑設計都會對生態環境的平衡發展造成影響，破壞了生態環境的美感。面對這種情況，有兩個問題逐漸突顯出來，一是如何在不破壞生態環境的前提下，進行城市工業化的發展，維持生態環境的平衡；另一個是將工業建筑工程改造成新的園林景觀，創造出比原來的生態環境更能滿足人們審美要求的園林景觀。

三、環境美學視野下的工業建筑設計

（一）工業建筑設計要符合環境美學的要求

在環境美學視野下的工業建筑設計減少了對生態環境的影響，工業建筑活動對生態環境的介入越來越少，對維護生態環境的平衡發展有很大的幫助。也就是說，環境美學就是工業建筑設計的參考依據，其設計方案要符合環境美學的要求，將建筑設計適應環境發展作為基本原則，而不是讓生態環境去適應工程建筑的發展。在工業建筑設計過程中，要充分考慮環境的因素，將環境的優勢利用起來，創造出能夠更加明顯的體現出環境美學關系的工業建筑，在潛移默化中激發環境的潛能，有效緩解生態、工程、環境之間的矛盾，促進三者的共同發展，滿足人類對宜居生活環境的不懈追求。

（二）工業建筑設計中的美學環境創造與借景

工業建筑活動或多或少都會對生態環境造成不同程度的影響，這種影響是無法避免，所以。為了維持生態平衡的穩定發展，設計師可以將工業建筑工程改造成新的園林景觀，創造出比原來的生態環境更能滿足人們審美要求的園林景觀，有效的解決了工業建筑活動對生態環境平衡發展的影響。人類的生存與發展離不開生態環境的支持，但是人類也需要文明活動，也需要為了自身的發展而做出努力，因此無法保證不破壞生態環境的平衡發展。為了確保人類與環境能夠和諧發展，不能一味的要求人類被動的去適應環境，要選擇環境發展過程中的積極因素進行調節，適度的進行城市建設、工業建筑活動，在不影響人類生存發展的前提下，創造新的園林景觀，滿足人們的審美要求。

四、結論

綜上分析可知，科學技術的不斷發展雖然帶動了社會的進步，但是也對環境造成了不同程度的影響，如果不將生態環境的平衡發展重視起來，人與自然將會無法和諧相處，在環境美學視野下進行工業建筑設計能夠妥善解決這一問題，將環境美學的概念貫穿于整個工業建筑設計中，促進生態、工程、環境的和諧發展。

作者:高曉 單位:吉林交通職業技術學院 道橋工程學院

參考文獻:

［1］卡菲•凱麗．藝術與生存［M］．陳國雄，譯．長沙:湖南科學技術出版社，2015．

篇3

【關鍵詞】化工工業；建筑；防爆措施；平面及空間；結構

Discussion on the explosion precaution of chemical industrial architecture design

Yang Wen-yang

（Hubei Institute of Aerospace Chemotechnology Xiangyang Hubei 441003）

【Abstract】 In the defence chemical industry， the production of initiators and pyrotechnics is an important component. There are great explosion hazards during the production and storage of initiators and pyrotechnics and their auxiliaries， so a series of explosion precautions are usually employed to prevent accidental explosion in the chemical industrial architecture design. In my paper， the definition， source and classification of explosion are stated firstly， and then the explosion precautions of the chemical industrial architecture design are discussed from such aspects as building plane and space design， anti-explosion design of structures and building explosion-proof measures. Reasonable decoration of general layout and selection of flat form are two factors in the building plane and space design. Explosion venting and anti-knock are two other factors in the anti-explosion design of structures. In addition， some measures， such as natural ventilation， heat insulation and cooling， surface insulation of electrostatic conductivity， misfiring floor as well as new antiknock materials， can also be used in the building explosion-proof area.

【Key words】Chemical industry；Building；Explosion precaution；Plane and space；Structure

國防化工工業是我國國民經濟生產中重要的組成部分，其中火工品在國防化工產品中占據重要地位。就火工品生產的特點來說，其所使用的原料，半成品到成品有相當多的是易燃和有毒的，這些物質往往在高溫、高壓或冷凍的條件下，通過密閉的設備、容器和管線進行連續的反應和輸送，因此，生產過程中存在很大的爆炸危險性。

火工品建筑是指用于火工品生產、存放和儲存的一類建筑，其設計區別于普通的建筑設計特點，重點應考慮其各項工藝生產需求。在火工品生產存儲過程中，會產生許多可燃氣體、可燃蒸汽、可燃粉塵等物質，在“跑、冒、滴、漏”情況下，極易與空氣混合在一起，逐漸形成濃度達到爆炸極限的混合物，遇到火源立刻就會引起爆炸，造成人身傷亡和財產損失。因為爆炸是突發性的，其危害范圍及后果一般難以預測，甚至不能及時進行消防和撲救，給火工品生產帶來嚴重影響及重大損失，并可能造成人員的傷亡，因此根據爆炸發生原理，可在火工品建筑設計中采取一系列防爆設計與措施來有效防止爆炸事故的發生。

1. 爆炸的定義、根源和分類

1.1 爆炸的定義。

爆炸是大量的物理能量或化學能量在瞬間迅速釋放或急劇轉化成功或機械、光、熱等能量形態的現象。

1.2 爆炸的根源。

爆炸需要三個條件：達到爆炸上下限之間濃度的爆炸危險源、空氣（氧化劑）和火源。三者缺一不可，共同作用產生爆炸。

1.3 爆炸的分類。

1.3.1 爆炸包括物理爆炸（如：蒸汽鍋爐爆炸）、化學爆炸（分為火、炸藥的爆炸，以及各種爆炸性能混合物的爆炸）、原子爆炸（如原子彈）等種類。從爆炸發生的位置和建筑物相對的關系來說有下列兩種情況：

（1）內爆：指爆炸在建筑物內部發生，亦稱“有爆炸危險”的建筑。在現行《建筑設計防火規范》中，稱之為有爆炸危險的甲、乙類廠房。

（2）外爆：指爆炸在建筑物外部發生，亦稱“有爆炸危險環境”的建筑。爆炸危險環境按現行《爆炸和火

災危險環境電力裝置設計規范》的分法可分為三類，8區。

1.3.2 在防爆設計中，需要根據不同情況，采取相應的防爆對策。在內爆情況下，主要采用“泄爆”；在外爆情況下，主要采用“抗爆”。

2. 建筑平面及空間設計

2.1 合理布置總平面。

（1）具有爆炸危險的廠區要避開居民點、學校、工業區、旅游區重點建筑物、鐵路和公路運輸線、高壓輸電線等，對有爆炸危險的建筑物盡可能布置在廠區邊緣。山區建廠，應利用地形和自然屏障，減少爆炸事故的危害。

（2）另外廠區圍墻的結構形式和高度，應根據企業性質、規模確定。圍墻至建筑物、道路、鐵路和排水明溝的最小間距，應符合表1的規定。

注：（1）表中間距除注明者外，圍墻自中心線算起；建筑物自最外邊軸線算起；道路為城市型時，自路面邊緣算起；為公路型時，自路肩邊緣算起；

（2）圍墻至建筑物的間距，當條件困難時，可適當減少；當設有消防通道時，其間距不應小于6m；

（3）傳達室、警衛室與圍墻的間距不限；

（4）當條件困難時，準軌鐵路至圍墻的間距，當有調車作業時，可為3.5m；當無調車作業時，可為3.0m。窄軌鐵路至圍墻的間距，按準軌鐵路的相應條件，可分別為3.0m和2.5m。

2.2 合理選擇平面形式。

（1）有爆炸危險的廠房和倉庫在生產工藝允許的條件下盡量采用單層建筑，以利泄爆和人員疏散。另外屋頂可采用泄壓輕質屋蓋，加大泄壓面積，有利于盡快釋放爆炸時產生的大量氣體和熱量，以降低室內爆炸壓力。

（2）廠房的形式盡量采用敞開式或半敞開式建筑。其優點為：自然通風良好，生產過程中產生的可燃物質很快稀釋擴散，濃度很難達到爆炸極限，不容易形成爆炸混合物，可以有效地排除爆炸的發生。假如爆炸不可避免地發生時，敞開式或半敞開式建筑泄壓面積大，能夠很快地釋放大量氣體和熱量，使廠房的破壞損失大大降低。

3. 建筑結構的防爆設計

3.1 泄爆。

（1）有爆炸危險的廠房設置足夠的泄壓面積后，可大大減輕爆炸時的破壞強度，避免因主體結構遭受破壞而造成重大人員傷亡和經濟損失。因此，防爆廠房圍護結構要求有相適應的泄壓面積，承重結構以及重要部位應具備足夠的抗爆性能。

（2）框架或排架結構形式便于墻面開設大面積的門窗洞口或采用輕質墻體作為泄壓面積，能為廠房設計成敞開或半敞開式的建筑形式提供有利條件。此外，框架和排架的結構整體性強，較之磚墻承重結構的抗爆性能好。因此規定易爆廠房盡量采用敞開、半敞開式廠房，并且采用鋼筋混凝土柱、鋼柱承重的框架和排架結構，能夠起到良好的減爆效果。

（3）泄壓設施可為輕質屋蓋、輕質墻體和易于泄壓的門窗，但宜優先采用輕質屋蓋。泄壓面位置應避開人員集中的場所和主要交通道路，宜靠近容易發生爆炸的部位。

（4）對于有爆炸危險的廠房，《建筑設計防火規范》中按照爆炸物的特性進行了較為詳細的規定，泄壓比采用0.03～0.25不等，并給出計算泄壓面積的詳盡方法。有爆炸危險的甲、乙類廠房，其泄壓面積宜按下式計算，但當廠房的長徑比大于3時，宜將該建筑劃分為長徑比小于等于3的多個計算段，各計算段中的公共截面不得作為泄壓面積。

A=10CV2/3 （1）

式中，A——泄壓面積，m2；V——廠房的容積，m3；C——廠房容積為1000m3時的泄壓比，可按表2選取，m2/m3。

注：長徑比為建筑平面幾何外形尺寸中的最長尺寸與其橫截面周長的積和4.0倍的該建筑橫截面積之比。

3.1.1 輕質屋蓋和墻體。

（1）《建筑設計防火規范》中規定：泄壓設施的設置應避開人員密集場所和主要交通道路，并宜靠近有爆炸危險的部位。作為泄壓設施的輕質屋面板和輕質墻體的單位質量不宜超過60Kg/m2。屋頂上的泄壓設施應采取防冰雪積聚措施。

（2）泄壓面積的構配件在材料的選擇上除了要求容重輕以外，最好具有在爆炸時易破碎成碎塊的特點，以便于泄壓和減少對人的危害。同時，泄壓面設置最好靠近易發生爆炸的部位，保證迅速泄壓。對于爆炸時易形成尖銳碎片四散噴射的材料不能布置在公共走道或貴重設備的正面或附近。

（3）有爆炸危險的甲、乙類廠房爆炸后，用于泄壓的門窗、輕質墻體、輕質屋蓋將會被摧毀，高壓氣流夾雜大量的爆炸物碎片從泄壓面沖出，如鄰近人員集中的場所、主要交通道路就可能造成人員大量傷亡和交通道路堵塞，因此，泄壓面積應避免面向人員集中場所和主要交通道路。

（4）對于北方和西北寒冷地區，由于冰凍期長、積雪時間長，易增加屋面上泄壓面積的單位面積荷載而使其產生較大靜力慣性，導致泄壓受到影響，因而設計時要考慮采取適當措施防止積雪。

（5）總之，在設計中應采取措施盡量減少泄壓面積的單位質量（即重力慣性）和連接強度。

3.1.2 門窗。

用于泄壓設施的門窗，具有重量較輕、玻璃較薄、選用的五金斷面較小、構造節點的處理上要求易摧毀、脫落等特點。用于泄壓的門窗可采用楔形木塊固定，門窗上用的金屬百頁、插銷等可選用斷面小一些的。為防止開關時碰撞二產生火花，不采用鋼窗而采用木窗，不采用鋼制五金零件而采用銅質零件。開啟形式為外開中懸窗，這樣一旦發生爆炸，因室內壓力大，原關著的門窗上的小五金可能遭沖擊波而被破壞，門窗則可自動打開或自行脫落，達到泄壓的目的。

3.2 抗爆。

抗爆墻是耐爆炸壓力較強的墻體，亦稱防爆墻、耐爆墻，是抵抗外爆的重要措施。必須由工藝提出爆炸沖擊波數值，結構專業據此計算后確定具體構造。抗爆墻既要具有抵抗沖擊波的能力，又要具有良好的耐火性能。火工品建筑設計通常采用鋼筋混凝土抗爆墻。

4. 建筑防爆的其它措施

根據發生爆炸的原理，在建筑設計中還可以采取以下措施來有效防止爆炸事故的發生。

4.1 采取自然通風措施。

采取自然通風措施，特別是穿堂風，可使生產過程中可燃物質很快地稀釋擴散，濃度難以達到爆炸極限，可以排除形成爆炸的條件。南方地區可采用天窗通風；寒冷地區可采用機械排風；廠房內如存在比空氣輕的可燃氣體，可在屋頂設置排風帽。

4.2 采取隔熱降溫措施。

采取隔熱降溫措施，防止生產或儲存的化學藥品或火工品，在受熱升溫作用時發生化學變化而引起爆炸，可以排除形成爆炸的條件。隔熱，可采用雙層輕質屋面隔熱、架空板隔熱、吊頂隔熱等屋頂隔熱措施，可設置遮陽板、百葉窗、磨砂玻璃等設施，排除陽光直射引起的爆炸。

4.3 采用導靜電絕緣面層措施。

根據建筑物的防雷等級按照《建筑物防雷設計規范》，采取措施。通常做法為采用涂刷導靜電涂料。

4.4 采用不發火地面措施。

不發火地面可排除與地面發生摩擦、撞擊產生火花而引起的爆炸。不發火地面按照材料的性質可分為金屬地面和非金屬地面。不發火花金屬地面通常采用砼板、鋁板、鉛板等有色金屬材料。不發火花非金屬地面通常做法是配制不發火花水泥/瀝青砂漿、不發火花混凝土和不發火花水磨石，作為樓面和地面。

4.5 抗爆新型材料的選用。

當前，國內外許多科研機構研制了多種抗爆建筑物材料，利用該類材料設計多層的復合結構成為建筑物抗爆研究的熱點。抗爆材料質地多是泡沫金屬材料以及高分子材料，具體的類型有：鋼纖維泡沫鋁材、高阻抗混凝土材料，硬質聚氨酯泡沫塑料、橡膠混凝土等。實踐證明 抗爆、抗震材料的運用，極大地提高了建筑物結構的抗爆功能。

5. 結語

綜上所述，在化工工業建筑設計中采取一系列防爆設計與措施可有效防止爆炸事故的發生。對于防爆問題的處理，往往涉及到各個專業設計，總平面、建筑、結構、工藝、自控儀表、給排水、暖通、電氣等，設計過程中各專業必須緊密配合、綜合考慮，深入分析不同火工品建筑工藝生產特點，因地制宜、制定周密的防爆設計方案，才能確保建筑物建成后投入安全生產和使用。

參考文獻

[1] 建筑設計防火規范GB50016-2006（S）. 北京： 中國計劃出版社. 2006.

[2] 石油化工企業設計防火規范GB 50160-92（S）. 北京： 中國計劃出版社. 1999.

[3] 陳瑩. 工業防火與防爆. 北京： 中國勞動出版社. 1996. 25～36.

[4] 應付釗. 抗爆建筑物的抗爆設計淺談. 醫藥工程設計， 2007， 12（4）： 52～54.

篇4

【關鍵詞】工業建筑 人性化 設計

前言

隨著現代工業從傳統加工業逐漸向高科技產業發展，現代工業建筑單體功能日趨綜合化，10000平方米以上的建筑單體越來越多，設計需要適應并滿足生產的自動化、潔凈化、精密化和生產過程的安全、高效、衛生等要求，并需要結合環境保護、節約能源、勞動安全、職業衛生的需求。由此，提出了現代工業建筑設計需要向節能節地、生態化、高科技化、多元化、人性化等方面發展。結合筆者日常工作中接觸到的職業衛生和勞動安全案例，更加體現出工業建筑中人性化設計的重要性。

一、工業建筑人性化理念的提出

傳統的工業建筑，僅被看作是生產空間，是裝載生產設備的場所，一切以生產的需求或生產設備的需求來出發，未考慮工作人員的需求，長此一來，形成了布局緊湊混亂、環境差、條件惡劣的狀態。

近年來，一些行為科學、經濟科學的研究證明：一個企業的經營狀況，不僅取決于生產工藝和生產設備的更新，還主要取決于人的因素。建筑空間環境由于直接影響工人的情緒和工作積極性，從而間接影響到產品的質量和產量。這就要求現代工業建筑不但要滿足生產工藝的要求，而且還要滿足人的各項需求。以人性化的設計理念，為員工提供一個安心舒適的工作環境，這不但體現了企業的人文關懷，還有利于企業競爭力的提升。

另一個方面就是在某些特殊行業發生頻率比較高的職業病和生產安全事故，若從建筑設計的時候，就考慮人員的呼吸、活動、精神需求等人性化需求，從而逐一進行設計、實施保障，則可從根本上解決這些問題，有利于職工身心，企業安穩和社會和諧。

二、工業建筑的人性化設計

隨著“以人為本”理念的認識與傳播、社會環境的發展，人們開始關注工業生產中人的感受及其與工作效能的關系，工業建筑的人性化設計隨之產生。

工業建筑的人性化設計的本質在于：設計中摒棄傳統的僅注重生產工藝的要求，而輕視人的行為和心理要求的傾向，做到生產環境與人文環境相融合，讓工作人員置身在良好、舒適的環境中，從而產生一種歸屬感、生活感和親切感，最終達到減少職業衛生危害、提高員工的生活質量及工作效率，做到真正體現對人關懷的建筑。

工業建筑的人性化設計可從內部空間環境的人性化設計和外部空間環境的人性化設計兩方面入手。

1、工業建筑內部空間環境的人性化設計

（1）根據人性化需求布局多功能區域和空間設計：人性化設計對工業建筑的功能空間提出了多樣化的需求。工業廠房內根據需求設置更衣室、淋浴間、衛生間、休息室等功能區間，并配備舒適空調、采暖、換氣等設施。此外，娛樂休閑、技術培訓、產品展示等多種功能空間在人性化設計中也應運而生。這些功能布局和空間的開發不僅可以改善工作環境，促進員工智能的發展，增進人與人的交流，也便于營造親切宜人的氛圍。

（2）合理運用色彩設計：工業建筑的室內色彩能直接作用于生產人員的視覺和心理，因此研究掌握色彩特性并妥善應用，能在一定程度上改善工作條件、緩解疲勞，從而提高生產效率。

（3）與自然環境的和諧搭配：開放空間的創建，可使工業建筑內部空間與自然環境相互交流和滲透，尤其工藝中要求潔凈和密閉的生產空間，由于長時間密閉而與自然隔離，易使人產生心理上的壓抑、沉悶與疲勞。創造接近自然的空間環境，發揮植物、新鮮空氣、陽光及自然景觀等在調節情緒、恢復疲勞等方面的特殊功能，能使人心態舒展、精神振作，有利于人的身心健康，進而也有利于保證生產質量。

（4）生產設備和管線的有序布置：在某些行業的工業建筑中，生產設備和管網占據著較大的空間位置，其布置不僅要滿足生產工藝的要求，同時還必須考慮其操作上的方便和整體的觀感效果。建筑師應配合工藝設計人員對設備、管線進行合理有序的綜合布置，避免雜亂無序。不同管線采用不同的顏色進行標識，以取得整齊美觀的整體效果。同時，這也有利于設備管網的管理維護及安全生產，直接涉及對生產者的人性化關懷。

（5）其它方面：建筑采光、照明、通風與避免眩光等設計處理是否合理也是人性化設計的一方面，應予以重視。建筑師應加強專業修養和專業創新，配合各專業工程師優化設計，努力提高工業建筑的內部環境品質。

下圖為筆者工作中的一個人性化設計實踐案例：

整個廠房約13000平方米，為一個綜合性的生產廠房，具有機加、裝配、檢測、庫存等各項功能，具有潔凈區、一般環境區等各環境級別，同時容納各類生產人員共400余人。由于涉及工作類別多，人員數量多，因此，如何使工人們從長時間、高強度、快節奏的工作狀態中獲得人性化的關懷，緩解疲勞是設計過程中需重點考慮的方面。

經綜合考慮，按照集中布局，合理分區的設計原則，在生產管理區與主生產區之間設置中庭，中庭區采用采光屋面，內部種植綠植，形成自然景點，通過設置觀景窗、觀景臺、內庭園以及落地窗等措施來加強人與自然的聯系。并設置員工活動區、展示區、閱覽區等人性化功能區間，從而保證員工的身心健康，促進生產發展。

2、工業建筑外部空間環境的人性化設計

外部空間環境的人性化設計主要還是綜合工業生產需求和人性需求，結合現有地形條件、地理環境因素，從整體性、流向性、便捷性、獨立性等各方面入手，整體把握，分別設計，再綜合處理，具體如下：

（1）注意工業園區外部環境空間的整體性

工業建筑的外部空間設計，要結合環境因素和生產工藝流程、物流路線、人員流線，從而綜合確定園區整體的空間布局、單體外形等因素。制定工業建筑的空間建構和色彩的使用方案，使得園區具有外部整體性，從而增強外部環境識別性。

（2）協調廠區綠化景觀的整體設計效果

傳統的廠區環境設計對綠化布局不太重視，以此綠化設計單調、形式落后。現代工業建筑的綠化，可根據廠區的具體環境，因地制宜，因式開發，做到生態與自然氣候、工廠環境的協調統一，實現綠色景觀設計的整體性和科學性，使廠區環境與周圍環境協調，并具有地區氣候適宜性，同時又能自成體系、彰顯特點。

（3）優化廠區道路空間的設計

廠區道路承載物流運輸和人員流通，設計的過程中，除要考慮它的交通功能外，還可根據人性化需求考慮道路的比例、走向、線型以及周邊綠化和景觀的協調問題、特別是無障礙設施的設計。這些對工作環境的改善方式，都是現代工業建筑空間人性化的體現。

結束語

綜上所述，人性化設計體現在各個環節之中，是工作人員身心健康的根本要求，設計師只有用心去關注，把服務的對象――“人”放在第一位，就會設計出優秀的作品。

參考文獻

[1]胡偉忠.“以人為本”理念在工業建筑設計體現[J].科技信息. 2010（03）.

篇5

作者：張毅 孔靜雅 單位：中色科技股份有限公司 單位：西南交通大學

工業建筑的人文屬性顯示一個企業的生命力，其文化內涵是永遠不能替代的因素，建筑形象的愉悅是建筑深層次的文化表現，這是包括工業建筑在內的任何建筑作品所共有的。對于工業建筑而言，生產車間的功能和建筑藝術所表現的深層次企業文化是相輔相成的。一個成功的工業建筑作品是不能以犧牲建筑形象和深層次企業文化為代價來達到生產的目的和效率。自上個世紀以來，一些國內外的現代企業家不但具有長遠的商業眼光，更是滿懷建筑審美情結，十分重視企業的形象，認為工業建筑本身就蘊含著企業的管理文化，有著巨大的宣傳效應。德國魏爾市維特拉家具廠就是典型的一例。作為工業建筑，該生產廠區內充斥著世界級建筑大師的作品，如蓋里設計的家具博物館、N•格雷姆肖和A•西扎分別設計的生產廠房、Z•哈迪德設計的消防站、安藤忠雄設計的培訓中心。先不說建筑本身設計得如何，單就這些設計師就是一部現代版的建筑史。從另一角度來說，在新的企業理念中，企業形象不再局限在產品的形象和質量上，而是包括企業的價值觀、道德行為、管理方式等在內的一種社會性的綜合文化表象。而工業建筑形象本身正是這種綜合文化的載體之一。工業建筑功能性質發生改變。在新形勢下，工業建筑在功能上已不再僅僅禁錮于傳統的生產模式上，而是增添了許多新的內容，如宣傳展示、人文環境等內容。工業生產不再是布簾后的加工作坊，當企業推銷產品時，不再是推銷員的夸夸其談，更多的是讓用戶深入生產線，分享企業的生產現代化和嚴格的質量控制。不能再簡單粗暴地理解現代工業建筑，把工業建筑當成是生產的容器，把犧牲環境當成工業生產的必然。在現代企業的理念當中，除了提供工作機會，還應該提供一個適于工作的周邊環境，“以人為本”不再是一個可望而不可及的口號。設計師在工業建筑創作意識和手段上的解放。首先，在工業建筑審美方面，不再過度追求國際式，而更多地向人性化、本土化、傳統地方風格回歸。這種審美意識的解放，給工業建筑的設計帶來了多樣性和繁榮，同時把人文主義思想具體化和形象化;其次，設計程序上的突破。設計要有前瞻性，建筑設計不能屈從于傳統的技術甚至是構造水平之后，技術或構造節點是在有了創意思想(idea)以后的具體落實，是具體的層面，而設計創意不能本末倒置。最后，工業建筑的創作手段和技術的多樣化。隨著輕型結構的不斷發展運用，高強、節能的新材料日新月異，使得工業建筑由過去的傻、大、粗朝著精、小、巧的方向邁上了具有現實意義的一步;工業建筑有時更像一部運轉良好的精密機器而非簡單的容器。因此，在工業建筑設計中，建筑主體的回歸所需要的環境、基本需求以及思想意識和創作手段都已具備，對于一個建筑師來說，剩下的就是如何在意識上理解、在實踐中落實建筑主體的回歸，這也是現時狀況下建筑師所面臨的挑戰和歷史的責任。在大量的項目設計實踐中，筆者對建筑主體的回歸內容進行了有益的探索。

建筑主體性首先表現為建筑本身的主體性、獨立性。具體而言，建筑作為一個獨立的專業，在工業建筑中，應發揮其主體能動性。作為設計流程中位于工藝設計的下一個環節，建筑設計要在基于完全深入地了解工藝生產的基礎上，全面開啟和把握工程設計流程。在傳統的工程設計流程中，建筑師要充分地了解設計的基礎條件，包括業主的意向、場地位置、場地地貌、氣候條件、建筑環境、人文環境等，而不只是工藝條件。現行的設計流程制約了建筑師的主體能動性，把建筑師限定在建筑物本身的設計中，或者說就是建筑物的平立剖面。這樣的結果就使得設計出的建筑物僵硬、呆板。因此，建筑師應積極介入到整個場地的規劃，從建筑師的角度關注使用者的關切，關注室內外環境的建設，不但為室外環境細節的設計做好思想上的準備，而且成功的工業項目在后期階段設計中，都有相應的建筑師介入。這樣可以在設計的前期，對建筑群及建筑本身有一個全面概念性的把握。這對今后生產工藝過程的順利實施也是有幫助的。(1)從設計實踐經驗上看，現代工業建筑設計中，要實現建筑主體的回歸，首先就要強調建筑設計的創造性。創造性是每一個建筑師的追求和挑戰，現代工業建筑更強調建筑師的創新意識。把工業建筑定義為“簡單”，意即工業建筑不需要過多的創作，這是思維的誤區。任何建筑設計都是在一定的技術和個人的審美經驗基礎上，綜合環境要素以及設計目的后進行的，對于建筑物的個人詮釋，不存在簡單的建筑或復雜的建筑之分。對于工業建筑來說，時間、地點、文化背景等也是不可或缺的建筑設計要素。實踐中，很多人都把“豆腐塊、帶型窗、最多兩條藍色帶”當成設計工業建筑的“設計準則”，這種套用一個模式，希冀“放之四海而皆準”的設計都是失敗的設計。這都是沒有深入地研究條件、細致地分析任務、創造性地解決問題，而只是簡單形式上的歸納。(2)要加強建筑師的專業修養和知識結構上的拓廣。有些人缺乏創造性的手段，對工業建筑的創作感到無從下手。究其原因，有以下幾個方面:①簡單技術化。認為工業項目以實用為目的、以技術為手段，不需要太多深層次的考慮，也就是說，不需要賦予建筑物應有的環境地位、審美價值和文化內涵，只要解決了建筑的使用功能，就解決了所有的問題。②缺乏基本的審美訓練。很多設計從簡單的審美角度上看，都是行不通的，如隨意開啟不同類型的門窗，找不到立面上的統一和內在的邏輯聯系。③缺乏必要的技術知識。如很多工業廠房的設計缺乏節能和環境工程新技術元素的應用。(3)要有設計的激情。過于沿襲和依賴所謂的國際式、標準式和既有的“設計準則”，認為不必付出創造性勞動就能將任務完成，這是很多設計師漸漸失去設計激情的原因。作為一名建筑師，經過深思熟慮以后，就可以在了解生產工藝的過程中抓住建筑創作的靈感，將理性分析轉換為視覺效果，創造性地完成三維空間的思考。對于一個工業建筑，在了解生產工藝運作過程中發現其空間布局要求和形象特征，這是一件令人愉悅的事情。設計的激情來自于設計過程中強烈的創造欲望和沖動以及完成時的強烈愉悅心理滿足。

在建筑創作不斷花樣翻新的躁動中，只有工業建筑還基本處于沉寂中，仍保持著其較原始的基于實用目的面貌。建筑師在爭相創作不同規模、不同性質的公共建筑時，不應忘記工業建筑，它占了建筑業三分天下、承載著生產力的物質形態;它的歷史、它的精神符號、它對人和自然的尊重，以及所反映的社會深層文化、對建筑歷史的發展所承擔的歷史的和現實的責任都表現出它的重要性和不可替代性。推動工業建筑設計的不斷創新、推動其向著以人為本設計理念的回歸、推進最新節能環保技術的應用，將是新一代建筑師所面臨的責任和挑戰。