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工業建筑論文

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工業建筑論文

工業建筑論文:現代建筑節能工業建筑論文

1現代工業建筑再認識

自從18世紀工業革命爆發至今,社會發展和城市的面貌發生了翻天覆地的變化。工業革命無時無刻不影響人們的生活。工業建筑是為滿足工業生產需求而建造的各種不同用途的建筑物和構筑物的總稱,包括進行各種工業生產活動的生產用房及所需的輔助用房。從傳統觀念上看,20世紀建造的一批工業建筑給人們以簡單實用、造價低廉,且有大、笨、粗等基本印象。但隨著我國經濟發展和產業升級,傳統廠房逐漸被現代的工業建筑所代替,現代工業建筑更加具有公共建筑的屬性?,F代的工業建筑一般具有以下基本特征:建筑內部生產空間的技術要求更高,如荷載、潔凈、照度、溫度、濕度等的控制;建筑內部輔助空間更加人性化和公建化,盡可能的考慮人的舒適性;建筑的外觀要求和標準也更高,外立面材質更加和公共建筑接近,更加突出企業文化和形象。因此,建筑師應該把握現代工業建筑的特征和趨勢,重視現代工業建筑的設計。原來只注重經濟、功能、安全的工業建筑設計,現在開始關注社會、城市和群眾的精神生活;原來工業建筑更加關心的是如何滿足生產工藝需求,造型的生成也由主要工藝流程所決定,現在設計師應該有更多的參與度和主動性。

2工業建筑的公共屬性

隨著社會發展和物質水平的提高,在滿足工藝要求的基礎上,工業建筑的設計更加重視以人為本的理念。目前,我國的工業建筑設計也在這樣的發展大潮下越來越淡化了與民用建筑之間的界線,工業建筑具有了更多的公共建筑的特性。

2.1平面布局人性化

工業建筑設計中通常強調的是經濟、適用、安全。然而隨著經濟發展和科技進步,社會對工業建筑設計提出了更高的要求———以人為本,創造出具有時代精神和人文關懷的工業企業形象。美國著名哲學家、社會心理學家亞伯拉罕?哈洛德?馬斯洛認為人作為一個有機整體,具有多種動機和需要,包括生理需要、安全需要、歸屬與愛的需要、自尊需要和自我實現需要。馬斯洛認為,當人的低層次需求被滿足之后,會轉而尋求實現更高層次的需要。人的需要是從外部得來的滿足逐漸向內在得到的滿足轉化,才是激勵人行動的主要原因和動力。因此工業建筑的設計在主要關注工藝設備的同時,應該更多的關注人的需求,關注人的行為與工作效率之間的關系。工業建筑的主要功能是滿足工業生產的要求,人們通常在工業生產中面臨較為繁重的工作強度和長時間的工作壓力。因此在進行平面布置時,除了合理布置工藝生產流線,滿足工業生產要求的同時,更應該兼顧人流流線的布置。合理組織人流流線有利于順利開展工業生產和減少流線交叉。另外,根據工業生產的特殊性,合理設置必要的輔助性的空間,如會議室、協調室、休息室和衛生間等。根據需要設置休息中庭、餐廳、活動室、淋浴間等空間,這些輔助空間應該和生產區之間分隔和分區,可以增加人與人之間的交流機會和放松身心,營造溫馨的工作氛圍。塑造良好的環境,人性化的工作空間可以讓人身心愉悅,提高工作效率。

2.2立面設計藝術化

工業建筑不僅應在平面布局中體現人性化,還應成為企業文化形象的實體標志。工業建筑設計越來越注重闡釋產品和品牌的內涵,特別是時尚產業對外部造型、空間、立面材料等元素更加重視,力圖表達出產業的特點和精髓。設計師必須充分發掘和塑造獨特的企業形象,豐富企業文化的內涵,實現工業建筑與文化環境的整體協調,創造出我們這個時代工業建筑的新形象、新趨勢。建筑造型設計中要在滿足功能要求的基礎上,選擇適當經濟的材料,推敲門、窗、墻的比例關系,讓建筑的每個構件都能有機地組合在整體造型中,形成統一的建筑藝術形象。

2.3生產工藝現代化

隨著高新技術的推廣應用以及產業改造升級,工業建筑從內容上發生了很大變化。在現代工業建筑中,生產工藝的自動化、信息化等進步,常常把生產操作環境與人的作業空間分開,這樣容易滿足生產工業和工作人員對環境的不同使用要求,使工人的工作環境得到大幅改善。內部空間更加簡潔明快、工藝流線走向清晰、標識明確。加大生產的自動化程度,既可節約生產面積,減少能量消耗,又可確保工作的環境質量。工藝生產分區更加明確,工藝要求更加精細化,對于潔凈度、溫濕度、噪聲等要求更加精細。同時,結構、設備和電氣等相關專業設計也更多借鑒民用建筑設計方法,使工業建筑方方面面均有了公共建筑的特性。

3堅持節能和綠色優先

在公共建筑中,節能、綠色的理念早已被大家所熟知。但是,節能、生態、綠色、環保等概念如何真正融入到現代工業建筑設計中,對于工業建筑而言,現階段建筑師不僅需要技術層面的學習,更重要的是加強自身對節能、生態、綠色、環保的認知與意識,同時積極將這些良好的意識向用戶、向社會宣傳與推廣,實踐到自己的設計中去。

3.1工業建筑的節能設計

一個工業廠區節能設計是一個系統工程,必須從前期的規劃設計階段就考慮建筑節能生態策略,注重節能、生態、綠色、環保等概念的引入。由于工業建筑的多樣性等問題,工業建筑一直沒有像公共建筑一樣,制定《公共建筑節能設計標準》。但是,工業建筑如果不去考慮建筑節能也是不現實的,目前工業建筑應該在考慮自身建筑特點的同時,參考《公共建筑節能設計標準》設計。同時,節能技術和材料的選用與優化對保障節能目標的實現最為關鍵。在建筑節能領域,新材料、新技術日新月異,層出不窮。工業建筑常常走在公共建筑的前面,大膽嘗試新的建筑材料,但對于哪種更適合要經過分析對比和科學論證。

3.2綠色工業建筑設計

2013年8月8日了《綠色工業建筑評價標準》,并于2014年3月1日起施行。標準提出綠色工業建筑是指在建筑的全壽命周期內,能夠較大限度地節約資源(節地、節能、節水、節材)、減少污染、保護環境,提供適用、健康、安全、高效使用空間的工業建筑。并且對建設項目的場地提出要求,因此新的工業建筑應該注重生態和綠色。我國的人均用地十分有限,土地資源寶貴,因此土地應該高效利用。工業用地在城市規劃中占有很大比重。工業廠區的規劃建設需要占用大面積的土地資源,在開發建設的過程中更容易造成生態環境破壞。因此,對工業廠區的規劃、工業建筑的設計應堅持生態優先,綠色先行的原則。盡量保護原有地形地貌,符合城市規劃的要求。即使規劃必須改變原有的地形地貌,也要盡量不去改變原有的地形走勢,較大限度的保護生態環境。有的工業廠區原有地貌較好,有著良好的植被和林木。眾所周知,成片的喬木與相同面積的草坪相比,它們的制氧能力相差20倍以上。所以在工業建筑的建設過程中,盡量保留原有的良好植被資源,特別是林木資源是十分必要的。

4注重細部設計

好的工業建筑設計應該考慮參觀者的動線和感受,應是關心社會、展現美、注重創意、愛護環境的綜合設計,這樣的工業建筑設計可以帶給更多人啟迪和教育。因此在細節設計上必須多加考慮和斟酌。

4.1建筑室外環境的細部設計

路易斯?康曾說過:“你不能將一棟建筑放在與其所處環境沒有呼應的場地中,永遠應該想辦法使它們互相產生聯系”。工業建筑要考慮與城市的關系,外部空間應該放置于周邊的大環境中去考慮,結合周邊的建筑、交通、文化等因素,美化并充分利用室外空間環境。工業建筑廠區的總圖布局在規劃設計上一般更加注重合理的分區,便捷的流線。工業建筑的進廠和離廠是一種有規律的活動。因此,工業建筑應該按照這種規律性的活動來對廠區進行規劃設計。一般在廠區內的廠前區更加注重企業形象的突出,在綠化和環境設計上已經和公共建筑一樣注重品質的要求。廠區主入口,是空間序列的起點,是外部空間設計的重點,按照人流活動規律突出企業文化和形象設計。在生產區注重方便和實用,注重人流和物流分開,道路交通合理方便。對于工業建筑單體的外部立面應該考慮與周邊建筑協調,有利于企業文化的突出和可識別性,從將建筑分為結構和表皮的角度,傳統視角我們僅僅滿足結構,而當前更加注重建筑的表皮。另外,廠區邊界如圍墻、大門等與城市街道直接相連,在設計中應力求協調、美觀。

4.2建筑室內空間的細部設計

室內設計是根據建筑物的使用性質、所處環境和相應標準,運用物質技術手段和建筑設計原理,創造功能合理、舒適優美、滿足人們物質和精神生活需要的室內環境。既能夠滿足相應的功能要求,同時也反映了建筑風格、環境氣氛和地域特征等因素。工業建筑的室內空間可以粗略的分為生產區室內設計和輔助區的室內設計。輔助區的室內設計已經和公共建筑十分類似,越來越受到人們的重視,更加注重人性關懷。因此很多企業給設計師提出同一問題,設計應該更多地關注在輔助區的室內設計中傳達企業文化和藝術價值。對這類建筑來講,空間處理主要集中在中央入口大廳和電梯廳等交通位置和內部辦公空間。入口大廳及中庭空間等交通位置人流量大,同時也為使用者提供洽談、交流的場所,所以是輔助空間建筑設計的重點。將辦公、會議和休息等空間在細節上精心設計,重點處理門廳、走廊等細部共享空間,減少人們長時間工作帶來的緊張感和壓抑感,讓工業生產的人們得到身心的放松和休息。在建筑內部插入內院、中庭、回廊、庭院等空間,可增加人們融入自然的感覺。這些空間的營造,既有建筑功能要求,又有建筑藝術要求。比如在建筑室內和室外空間上采用臺地、下沉廣場等微景觀處理手法,起到隔聲降噪的目的;在內部空間上,多引用建筑色彩學的方法,達到提升建筑品質和愉悅身心的目的。用舒適的環境提高工作的積極性,提高了企業形象。這些都是現代工業建筑新的發展方向。生產區的室內設計常常受到工業建筑的性質影響,如空間大小、溫濕度、采光、隔音吸聲等影響。這些建筑的室內設計首先要滿足這些基本工藝要求。在滿足這些基本工藝要求的基礎上,工業建筑總體的室內設計更加注重簡潔、明快,有利于提高工作效率和注重細節設計,體現人性關懷。從工藝設備的設計布置階段就要考慮工人的操作和休息等因素??傊鶕唧w工業建筑的自身特點,滿足工藝要求,是室內空間設計的根本。另一方面,應該充分考慮人性化的特點,滿足人的使用要求。同時,建筑師應該和各專業密切配合,提高建筑室內空間的藝術品質。

4.3建筑色彩

建筑的色彩受到建筑功能、地域特點、傳統文化、宗教信仰和氣候特點等因素的影響。傳統工業建筑一般以灰、白等為主,注重保障安全的信息的傳達。但隨著人們生活水平的提高和審美提高,工業建筑色彩多注重個性的表達,采用醒目顏色,直接用金屬表達,增強個性和標識性特點的建筑已經非常普遍。其色彩和公共建筑已經沒有明顯的界限。而當前更加注重反映高科技的特點,反映科學技術的發達,金屬、玻璃、復合材料等新材料層出不窮,材料和色彩在一定程度上引領了建筑色彩的發展。工業建筑的色彩最根本的是尊重整體大的環境,融入其中,注意色彩協調搭配。隨著新材料新技術的不斷涌現,建筑師一方面應該在實際工程中采用創新技術,另一方面更應該關注安全、適用、綠色等因素,創作出更多具有人文精神和反映時代特點的建筑。

5結語

現代工業建筑的規劃設計可以說是一項復雜的系統性的設計。其基于公共屬性的發展趨勢涉及的方面眾多,除了以上提到的幾個問題外,還有許多需要探討的問題,如建筑智能化、信息化和高科技化等。深入、系統的探討工業建筑規劃設計中遇到的種種問題,并且建立工業園區規劃和工業建筑設計的新的理論體系,對促進我國經濟社會快速發展有重大意義。

作者:唐慶君 單位:北京天鴻圓方建筑設計有限責任公司

工業建筑論文:文教類建筑舊工業建筑論文

一、基于整體性的建筑外觀改造

工業建筑外觀簡單硬朗,為機械的工業活動提供場所,需要給人以干凈利落的感覺,更多的體現企業形象但是文化性有所欠缺。文教類建筑有與其相通的地方,以文化性為契合點,將工業的文明與教育文明相結合,較大可能的發揮工業建筑中的文化性,結合建筑環境整體設計四周景觀,學校文化氛圍及其營造的場所感給人耳目一新的感覺。面向文教類建筑的舊工業建筑改造,對建筑外觀及建筑周邊環境的改造主要采用總體設計和部分保留辦法。

(一)總體設計

結合工業建筑的周邊環境,將景觀與建筑整體進行改造設計。從景觀設計方面,增加林蔭步道與草坪,給師生提供休憩的場所和必要的隔離,教學區的外部文化氣氛主要由景觀來襯托。方案主體建筑在原有工業廠房的基礎上重新設計,保留周邊的交通狀況,主體建筑包圍在景觀設計之中,符合學校安靜的環境要求。從建筑設計方面,建筑尺度整體規劃設計需滿足教學要求,建筑外觀從色彩、形式往更具活力的形象轉變并附帶一定的項目特色,并融合四周交通環境,使建筑在其中達到最適宜狀態。從精神營造方面,學校建筑是一個承載文化行為的場所,與工業建筑具有較大的差別,在學校這樣一個特殊的建筑類別中,具有一些有標志性的元素,以實現文教類建筑的文化性。

(二)部分保留

建筑的更新設計,并不意味著對舊建筑進行大拆大建,這樣不僅破壞了一直以來延續著的城市文脈和城市印象,也是一種資源浪費。舊工業建筑中反映建筑與環境的關系的路網規劃和用地面積規劃可以實時保留,避免設計過程中的資源浪費;學校建筑不能一味的覆蓋原有的,其中特定意義的場所也是值得被保留的,在文教類建筑的更新設計中,融入文化血脈的精神堡壘也將會成為學校的標志。

二、基于人性化的建筑內部空間轉化設計

(一)改造原則

文教建筑的內部空間根據功能可以分為教學空間、廳堂空間和輔助空間,基于文教空間的特殊性,不同建筑內部空間的轉化設計必須遵循一定的原則進行改造設計。

1.消極空間向積極空間的轉化

工業建筑的內部空間是為機器生產提供便利的,其中還包括密閉無自然光的空間以適應工廠生產的需求,建筑內部功能并不是為提供人群的使用,甚至出現廁所在不同廠房區需要繞道過去的“舍近求遠”現象,這些相對與文教類建筑是不適用的。這在建筑改造中應將此類消極元素通過設計的手段往積極的方面轉變。

2.商業空間向教育空間的轉化

工業建筑內部空間層高高,建筑框架簡潔且清晰可見,各功能區開放性突出,這是商業生產的特點和要求,為保障廠房內通風和消防疏散,并能較大量的容納生產機器且不使員工感到壓抑。換之教育空間則恰恰相反,為了提供良好的教學環境,教室之間必須明確分隔,保障各教室的獨立和一定的封閉性,并在建筑內的體現校園的年輕活力使得學生學習更有動力。

3.盈利空間向基礎設施空間的轉化

學校建筑與工廠建筑較大的區別在于其服務對象,一個是國家的基礎教育設施,不論公立學校和民營學校,都在教學環境上要求越來越嚴格,而工廠的建設有其特定的行業規則,簡單直觀、寬敞適用、高效節能是的原則。兩個建筑類別之間差別巨大,這種轉化是必須通過空間的設計來實現的。

(二)改造手段

1.面向使用感受的建筑空間尺度

舊工業建筑從建成就不是為了人群的使用,空間尺度就遠遠大于了人的使用要求,這種空間尺度需要進行改造和處理。適合的空間尺度直接影響到了空間的分布和人員流動情況以及使用者的心理感受。橫豎方向上過大的尺度,空間十分的空曠反而給在空間內的人更大的壓迫感,獨立空間不進行圍合導致過度的開放,則會引起空間內的容人被打擾的煩躁感。面向文教的舊工業建筑改造的空間尺度,與面向其他類的舊工業建筑改造中有很大的不同,其中商業性和開放性都減少,空間使用感受直接、高效、便捷,并根據大、中、小的空間尺度,分配不同的功能需求。教室與食堂及其他教育所需空間尺度各有規則,各個功能空間獨立分開,且保障干凈明亮,在教學樓每層設計公共開放空間供學生、教師的課外交流,根據每層學生的數量設計開放程度與尺度。

2.面向指定功能的建筑空間分布

對于文教空間,人的活動會有明確的目標——教學或管理,立足于舊工業建筑的人群動態研究,結合文教空間的設計思維,文教建筑空間分布的功能指向性極為重要,教學空間和配套的輔助空間必不可少并越來越趨向豐富和,其中特別注重交流活動。建筑內部空間的分布是豐富的線形,在流線中節點的塑造變得十分重要,這些節點成為“故事”的發生地,同事也是“教”與“學”的發生地。在文教類空間中,“交流”與“積累”占據學習生活的大部分,在對義烏商城學校內部空間的設計中,將公共交流區域與學習積累區域做得開放通透,以流線節點的形式分布在整個教學大空間中,成為學校內部空間的亮點。

三、結論

就建筑而言,功能是它所存在的價值基礎,一切改造都是為實現其功能所產生。有通過建筑外觀及空間分布設計而實現的使用性改造,同時也有結合項目特色和設計概念而實現的建筑場所精神營造。對舊建筑直接利用或者再設計利用都是在建筑于原有基礎上改造之后再賦予的新的場所使命,基于可持續理念的建筑設計,在本案中,保留部分原有工業建筑的特點,新的建筑又產生不同的場所感受。在資源節約型社會的大環境之下,以綠色設計、可持續設計的理念為原則,舊工業建筑向文教類建筑的改造也在不斷的進行新的嘗試。改造成為學校后滿足城市基礎建設需求,針對項目特點對原建筑改造采取不同的設計方法:從建筑外觀上,工業建筑與文化建筑所履行的職能不同,從機械單調的造型向活潑豐富的造型轉變;從建筑內部上,積極的轉化空間功能,尊重人的體驗感受并滿足空間職能,滿足交流需求,創造更加人性化的內部空間;從建筑精神上,改造后的工業建筑被賦予新的場所定義,變為學校精神堡壘,再到學校成為城市標志。

作者:郭薇薇 趙秀敏 單位:浙江工商大學藝術設計學院

工業建筑論文:綠色節能技術舊工業建筑論文

1舊工業建筑保留的必要性

1)區位優勢。

舊工業建筑由于歷史的特殊性,以前的老工業建筑在幾百年的城市擴張之后,區位性價值普遍得到提升,大多存在于城市的中心地帶,交通便利,這個區位優勢使得改造的投資小、回報高。

2)結構優勢。

工業廠房結構堅固、空間高敞、設計使用年限一般在50年以上,并且具有較強的抗震性能以及結構承載力。

3)空間功能優勢。

舊工業建筑大多是大空間、大跨度結構,這使得改造時的空間劃分比較靈活,可以適應不同使用者對空間功能的轉換要求。

4)基礎設施優勢。

舊工業建筑的電力設施、給排水設施等基礎設施都有較強的負荷能力,保留其可以節省添置這些設施的費用。

2綠色節能技術的內涵

20世紀60年代,美籍意大利建筑師保羅?索勒瑞首次將生態與建筑合稱為“生態建筑”,即“綠色建筑”。綠色建筑就是在建筑的全壽命周期內,較大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。為了減少對環境的污染,綠色建筑已經成為建筑業發展的必然趨勢,舊工業改造也應采取綠色改造的方式。與推倒重建相比,舊工業建筑改造再利用可減少建筑垃圾的產生和不可降解的建筑材料對環境的污染。針對建筑運行能耗的來源和組成,把建筑綠色節能技術分為兩類:建筑本體綠色節能技術和建筑設備綠色節能技術。其中建筑本體綠色節能技術包括圍護結構的綠色節能技術和建筑空間設計的綠色節能技術;建筑設備綠色節能技術包括建筑能源設備系統綠色節能技術、建筑環境控制系統綠色節能技術和可再生能源利用技術。

1)節地與室外環境。

舊工業建筑區位優勢明顯,處于城市中心地帶,對舊工業建筑的土地進行合理的利用,是節約土地最直接的方法。合理采用屋頂綠化、垂直綠化等方式,既能節約土地,又可以起到綠化環境的功效。屋頂植被可以有效吸附空氣中大量的浮塵以及CO2,可以有效的起到隔熱保溫的效果,也可延長屋面防水層的使用壽命。使用綠色植被覆蓋建筑物表面,從外觀上看既遮擋了建筑物原有與周邊環境不協調的風格又賦予建筑物一種古樸的氣息。

2)節能與能源利用。

節約能源是實現綠色節能的核心理念,根據舊工業廠房所處的地理位置,充分利用太陽能、地熱能、沼氣、風能等等可以再生的資源,在改造中采用溫濕度獨立控制空調系統、太陽能光熱與光電系統等節能技術等。由于經濟技術和建筑功能的因素,舊工業建筑圍護結構的熱工性能較差。許多舊工業建筑改造后這個問題依然存在,這樣不僅影響了建筑的使用性能,而且會造成巨大的能源浪費。但是,舊工業的大跨度、大空間結構也正是改造者所看重的,他們在改造之后往往愿意保留此類大空間,引入自然光,這樣白天可以不需采用其他照明措施,節約資源。

3)節水與水資源利用。

通過采用節能型設備,如無水小便斗,節約用水;將地面雨水、屋面雨水、生活用水利用膜生物反應器進行分別收集后合并,通過凈化用作沖廁或綠化用水;在停車場鋪裝易滲水的材料,使得雨水快速的滲入地下來補充土壤中的水分。

4)節材與材料資源利用。

若對舊工業建筑不進行改造再利用,而是采取推倒重來的方式,無疑造成了資源和建筑材料的極大浪費,推倒破壞產生的建筑垃圾更是增加了環境的負擔。而如果對舊工業建筑改造再利用,使它真正達到實際的使用壽命,也是節約建筑材料的一種表現方式。舊工業拆除下來的一些物件,可以作為裝飾物品擺放在工業園區,既不浪費材料造成環境污染,又美化環境,使得這些物品更具有歷史價值。

3綠色節能技術在舊工業建筑改造中的應用實例

3.1天津綠領慧谷創意產業園

綠領慧谷創意產業園原為天津紡織機械廠,始建于1946年,占地面積138畝,廠房面積6.1萬m2。改擴建后園區所占地面積近9.3萬m2,總建筑面積10萬m2。在改造過程中,大量的采用了綠色節能技術:新建材料保溫外墻、新技術窗體遮陽、可控開窗面積、隔熱鋁合金型材、中空Low-E玻璃等,使得這些建筑既是節能房又是展示廳。應用太陽能集中供熱系統、熱交換新風系統、屋面雨水收集、風光互補路燈、室外自滲透型停車位地面等環保節能手段。經過測算,一期的改造成本僅為拆除的36.4%。

3.2上海市花園坊節能環保產業園

上?;▓@坊節能技術環保產業園前身為上海乾通汽車附件廠(1954年—1966年),于20世紀初搬遷,留下18棟工業廠房,總占地面積為3.23萬m2,總建筑面積為5萬m2。屬于節能研發設計、建筑節能設計、節能文化傳媒、節能咨詢策劃為一體的市級創意產業集聚區。原廠區18棟建筑主要是鋼筋混凝土結構,改造過程中保留了框架結構,原有的外墻采用小型空心混凝土砌塊,既能減輕負荷又能起到保溫作用。新砌外墻則采用復合墻體系統,能夠消除冷、熱橋,維持室內氣溫平穩,節省空調能耗。在改造過程中采用太陽能熱水系統、無水小便斗、窗體遮陽、門窗斷橋隔熱鋁合金型材、中空Low-E玻璃、兩層透氣型木窗、雨水回收系統用于衛生間沖廁及清洗車輛等綠色節能技術。

3.3蘇州市建筑設計研究院生態辦公樓

蘇州市建筑設計研究院生態辦公樓前身為法資企業美西航空機械設備廠區,始建于1895年,改建于2001年,為框架結構。在改造的設計階段,將經濟、節能、生態性融入到其中。在改造過程中,大量的使用到一些節能高效的新材料,如太陽能燈,將原先部分老廠房的屋面拆除,在屋面開天窗,增加了室內光線和通風,在屋面開小口,安裝太陽能燈,白天可享用自然光線辦公。將原來普通玻璃更換為雙層斷橋玻璃,來達到保溫節能的功效。原來老廠房的蓄水池、水塔均保留再利用,采用蓄水池的水清洗車輛,洗完車的水再次利用澆花,實現了水資源的重復利用。在樓層陽臺上種植植物,采用屋頂綠化的方式,使夏天有效的緩解太陽的直射,起到保溫隔熱的效果,降低對能源的使用,而且提高了辦公條件。

4結語

我國的舊工業建筑改造開展的較晚,尤其是相較于歐美等國家。對于綠色建筑、綠色改造,在理念、技術和材料方面都還是比較薄弱的。應把綠色節能的理念植入于舊工業改造的全過程中,綜合的考慮經濟效益、社會效益、環境效益??紤]到我國的經濟和技術實力,采用綠色節能技術應用于舊工業建筑改造再利用,是一個漫長的過程,我們要不斷的探索和研究。

作者:王靜 李慧民 田飛 單位:西安建筑科技大學土木工程學院

工業建筑論文:工業建筑傳統文化論文

1項目背景及工程概況

1.1基地現狀條件

四川郎酒集團古藺廠區位于四川省古藺縣東南,川黔交界的二郎鎮,與貴州茅臺酒廠隔河相望。此處氣候溫和,空氣濕潤,山清水秀,環境清幽,是得天獨厚的釀酒之地。廠區沿赤水河,背靠青山,位于落差近150m的山麓上。廠區建筑穿插錯落,層層疊疊,是典型的山地工業廠區。擴建區域位于原廠區西側山腰處,毗鄰原廠區生產車間,用地面積約4.6萬m2,擬建生產車間規模約1.5萬m2,窖池約200個,年產能6×103~7×103t。

1.2現有建筑狀況

廠區現有的生產車間多為二十世紀七八十年代建造,大部分車間有40多年歷史,均采用鋼筋混凝土排架結構,門式鋼屋架,鋼筋混凝土屋面;少量輔助車間為磚混木桁架結構、青瓦屋面,年代超過半個世紀。因車間建造年代較早,對生產造成一定局限,如車間天窗狹小,室內通風排氣較差,酒糟需長時間晾曬;室內光線昏暗,不利于生產作業等。這些問題的日益凸顯,使車間產能已經不能滿足市場迅猛增長的需求。

2工藝特點與創作指導思想

車間生產效率無法滿足市場需求,車間建筑風格也無法傳達郎酒歷史源流;同時,基地起伏的地貌也對新廠區規劃建設提出了挑戰。因此,針對上述問題,在新建車間設計時,將指導思想確定為:“創作吻合生產工藝、傳承歷史文脈、適應當地環境的現代化工業建筑。”

2.1工藝生產特點

醬香白酒的香醇口感源于其獨特的生產工藝,而生產車間也有特殊的工藝設計方法。醬香型郎酒的生產需歷經粉粹投料、出甑攤晾、堆集發酵、入窖發酵、母糟翻拌、分層蒸酒等多道工序,如此七八輪后得到醬香原酒。這種特殊的釀酒工藝對車間設計提出了嚴格的技術要求,因此,生產車間必須滿足功能組織得當、管線布設合理、空間尺度適宜、通風排氣順暢等要求。

2.2傳承歷史文化

生產車間除技術層面要求外,對一個近百年歷史的中華老字號企業而言,更重要的是歷史積淀的延續與企業文化的展示,這是企業在市場的核心競爭力,也是核心價值所在。對于廠區所處的環境而言,除了獨特的醬酒文化,常年融匯其中的人文風情和歷史文化,成為不可分割的重要組成,多種文化的融合,造就了獨特的郎酒文化。當地的歷史文化與現代化生產車間的互融,成為設計時著重推敲的問題。

3總平面設計

擴建廠區地勢險峻,可建用地甚為寶貴,合理的建筑布局、精簡的交通連接,能爭取更多空間,獲得更大產量,為企業獲取更高效益。結合場地自身特點與周邊環境特征,主要從以下兩方面進行權衡。

3.1適應基地高差,平衡場地土方

場地南高北低,落差為35~42m,平均坡度為10°~12°,東西高差在9~24m,平均坡度為4.5°~6.1°。中部有南北走向溝谷,南側為填埋場,風向多為東西走向,據場地狀況綜合考量,在坡度較緩的東部并列布置東西走向的車間,順等高線前后跌落。車間縱向單元依據高差靈活增減,以取得較強適應性;其他區域依據地形分散布置,縱向長度靈活控制,提高土地利用率。單跨車間適應地形較強,但間距的退讓會大大減少土地利用率;而雙平跨車間對基地填挖較大,容易引發山體滑坡等次生災害,且擋墻支護等防護措施,會投入巨額資金,造成浪費。因此,依據場地高差與坡度,并考慮間距及交通等因素,設置高低跨車間適應地形,取得車間數量與地形高差之間的平衡。

3.2加強道路聯系,保障車流暢通

場地南側是廠區的交通干道,由西至東沿山勢向下,西北側有廠區原始道路與場地鄰接。因此,需依靠這兩條道路解決地塊內部交通。由車間排列方式與地形因素,東部設計成環型車道,串接每層每跨車間,保障高低跨車間能雙面進車,也為消防提供了雙面撲救場地。為保持車流暢通與運輸便捷,車道回環處多有接口,在不同標高與東側干道直接聯系,確保車流大時道路暢通。環型車道還能有效地緩解坡度對廠區生產運輸造成的壓力,除了在車間入口處留出平坦路段便于車輛進出外,其他路段坡度均控制在7%以內,以化解場地內部落差。

3.3剖面適應環境,功能因地制宜

以總平面布局為基礎,為與基地環境相適應,依據場地坡度、車間跨度、車道寬度及放坡尺寸等參數,計算出高低跨車間室內地坪差為4.0m,較大限度平衡場地挖填量,依此高差在山墻面設置配套房間,供值班管理之用,一舉兩得。另一方面,高低跨有助于將蒸釀中產生的大量飽含乙醇的高溫蒸汽及時排出,減少金屬物件的腐蝕:低跨車間產生的蒸汽經天窗或側窗就近排放室外,高跨車間的蒸汽則經高跨天窗迅速排放,自身形成上升氣流,具有良好的疏導作用。由此能使車間保持良好的工作環境,不必機械排汽,減少了運行費用,經濟節能。

4建筑設計

在進行建筑設計時,針對生產車間的功能排布、外部造型、工藝技術、材質色彩等方面內容進行了細致考慮。

4.1靈活高效的功能排布

車間內主要由窖池、泥池、甑罐、晾堂及附屬區域組成。其中,窖池區是生產車間的主體,也是影響產量的直接因素,窖池的大小與布置必須與車間內其他功能及柱網相協調,車間縱向采用6m柱網,結合發酵釀造工藝,考慮窖泥池及甑罐等空間,將窖池寬設定為2.8m。車間橫向跨度采用15m,考慮車道與晾堂寬度,窖池長度控制為5.3m。如此設置能保障同面積空間中的產能較大化。泥池尺度以容量而定。按照郎酒醬香白酒的釀造工藝需求,各時期的投糧、入窖、封窖、翻拌、堆晾、蒸餾、出酒等工藝對車間內流線有較高要求,且車輛需要進入車間進行裝卸,因此,車間內空間布置必須要精簡便捷,并滿足行車要求。設置窖池縱向一字排布,留出側向晾堂供車輛通行,晾堂靠近側窗也便于酒糟晾曬、母糟翻拌、堆集發酵等工序,這樣線性的設置可使縱向行車在晾堂與窖池之間就近作業。甑罐集中放置于車間中部,鄰接出入口,便于蒸制、灌注及原酒的運送,同時車間中部天窗最為高大,通風效果,能使甑罐區的蒸汽快速排出,避免在內部空間聚集,減少墻面侵蝕,凈化工作環境。泥池區使用頻率低,一般作封窖之用,故置于車間端頭,位于車間山墻處。

4.2傳承歷史的外部造型

從19世紀20年代至今,老廠區內的建筑,一部分是20世紀90年代及近期所建建筑,其建筑造型簡單,內部為混凝土桁架結構,反映了工業建筑結構的時代特征;另一部分是二十世紀七八十年代修建的房屋,均為磚混結構,雖年代較久,但青磚砌筑、清水墻面、檐口疊澀及窗臺線腳等特征,展現了近代建筑素雅平淡的風格,烙下了深刻的時代印記。這些建筑造型記載了企業發展的歷史,具有代表意義。在釀酒車間設計時,車間外部造型承襲了早期建筑風格,運用設計語匯描摹歷史印記;建筑內部結構采用門式排架結構,以取得寬闊空間。為滿足生產需要,車間一般有固定的結構模式,受生產工藝及結構設備等條件限制,其內部空間的靈活性不及其他建筑,而對于外部空間而言,不受結構影響而有更大的創作余地。因此,對于生產車間的設計主要立足于建筑屋頂造型和建筑表皮設計。表皮作為附著在結構外表的圍護結構,是建筑性格的直觀表現。車間外表面采用縱橫方式劃分:護壁立柱為縱,水平勒線為橫。護壁立柱處垂直墻面做雙墻垛,頂部砌筑疊澀造型,與早期車間取得一致,墻垛間設置排水管道,造型時兼顧使用。水平窗與高窗嵌入水平勒線之間,并結合窗臺、窗套突出立面形體。屋頂采用傳統雙坡屋頂,為化解車間超長體量、打破平直的屋頂輪廓,采用中高側低、分層跌落的形式,以求變化。山墻及屋頂錯跌處砌筑封火山墻,取得與周邊建筑協調。

4.3自導通風與給排水設計

車間采用自導式排氣措施。釀酒中蒸釀過程產生的大量蒸汽需快速地排出車間,若采用機械通風方式,氣體量大難以滿足需求,且常年運行,易耗損不節能。車間內的蒸汽主要由甑罐蒸釀及晾堂酒渣產生。蒸釀中產生的氣體濃度大、溫度高、較為集中;晾堂酒渣產生的氣體濃度、溫度不及甑罐區,但堆放量大、區域廣,產生的蒸汽量也不容忽視。因此車間采用自然排氣方式,通過平開窗、高側窗及屋頂天窗形成空氣環流,自導排氣。新車間增大高側窗及天窗數量與尺度,使排氣更便捷順暢;改變高側窗開啟方式為中懸式,使排氣通暢。車間并用重力式與壓力式排水系統。車間長度在72~120m,屋頂面積較大為2200~3600m2。車間屋頂外墻天溝處,采用重力流雨水系統,雨水散排至室外散水溝。車間屋頂內側天溝處,采用壓力流雨水系統,雨水排至室外雨水檢查井。外墻落水管結合建筑立面設計,隱藏于護壁柱墻跺內,裝點了立面。內天溝落水橫管平行中軸布置,在兩側山墻處經落水管排出。

4.4材料選擇和色彩搭配

材料的選擇除有鋼材與灰磚外,還采用青石、木材等相互搭配。車間外墻采用“十字式”與“順丁式”相結合的灰色粉煤灰磚砌筑,分別運用在墻面與墻裙兩處,磚墻用色以沉穩的青灰為底,線腳處采用白色抹灰勾邊,以增強線條裝飾感。屋面采用深灰色壓型鋼板,取得與原有建筑色彩的協調。屋頂檐口雨水槽噴涂淺灰色防銹漆,形成通長的水平線條。封火山墻墻頭、側墻、線腳等處采用白色抹灰勾勒,強化建筑體感。門窗采用木質窗框,在木材本色上稍加防腐清漆,使其呈現出較為自然的色彩。窗戶采用傳統花格圖案,以求與當地原有建筑融合。墻基勒腳采用當地青石砌筑,形成沉穩質感。建筑色彩使用青灰為基色,更接近當地原有磚混建筑色彩。粉煤灰磚在燒制過程中的深淺差異,能在建筑立面形成不大的反差,使墻面更富有肌理變化。白色抹灰的線腳勾線、壓頂與封邊,使建筑體量更為挺拔,層次更為豐富。木材除了可增添色彩外,也在人體尺度下營造出親和感。

5結語

通過本項目設計過程及投產后反饋信息來看,工業建筑在考慮地理環境的同時融入人文歷史特征,賦予了建筑更生動的人文內涵,也體現出企業的歷史與文化。緊貼工藝的設計能使生產車間在提高效率的同時減少能耗,為企業節省費用支出。同時,通過本項目的設計探討,提出以下兩個問題:在山地環境中營建廠區時,如何使大型生產車間在縱向尺度上適應復雜地形;利用適應性技術提升車間的科技化含量時,如何進一步提高車間生產效能,這些問題值得在之后的設計和實踐中探索。

作者:汪智洋 郭璇 張興國 單位:山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室 重慶大學建筑城規學院歷史研究所

工業建筑論文:采暖通風設計中工業建筑論文

1技術方案

1.1采暖

按照GB50176-93《民用建筑熱工設規范》及JGJ26-2010《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》主廠房所處的位置隸屬嚴寒地區,必須設置集中采暖系統。因冬季室外計算溫度低,采暖期長,主廠房空間大,各層互相連通,采用常規散熱器采暖難以達到預期效果,且布置散熱器比較困難,故本設計采用低溫熱水地面輻射采暖為主,輔以暖風機采暖的方式。其中地面輻射采暖熱媒為60/50℃熱水,由場地鍋爐房換熱機組供給;暖風機采暖熱媒為110/70℃熱水,由場地鍋爐房直接供給。同時,連接廠房外皮帶接口處設置熱空氣幕,采暖熱媒為110/70℃熱水。

1.1.1熱負荷計算

根據主廠房外圍圍護結構的具體做法,結合UHG選煤廠的實際情況,進行了詳細的熱負荷計算。

1.1.2采暖設施和設備

根據主廠房熱負荷計算結果,結合UHG選煤廠業主要求,地面輻射采暖加熱管采用De20PE-RT耐熱聚乙烯管,等級4,S=6.3,壁厚2.3mm,總長度6010m。選用11套T400分集水器以及1套T600分集水器;暖風機選用14臺RH-165熱水型暖風機。由此來滿足主廠房內部采暖需求;同時可以根據冬季室外溫度變化靈活調節開啟暖風機臺數,實現節能控制。蒙古UHG選煤廠外部皮帶采用不封閉的方式,皮帶211、711、801及802與主廠房連接處洞口冷風侵入量太大。由此,提出盡量減小連接處洞口尺寸,在皮帶與主廠房連接處采用懸掛橡膠皮簾的方式,同時設置垂直式熱空氣幕進行冷風隔斷,以此來保障主廠房內部采暖溫度。

1.2通風

根據規范要求,為滿足夏季通風降溫需求,在主廠房屋頂設置10臺DWT型屋頂風機。

1.3礦粉池及門口坡道防凍

主廠房地處嚴寒地區,冬季室外采暖溫度很低,同時風雪天氣較多,采暖期太長,導致主廠房內部礦粉池以及門口坡道容易結冰,給生產帶來很大的弊端,由此考慮采用伴熱電纜融冰化雪的方式。根據場地實際情況,采用2根單位長度發熱量為17W/m的電纜以及18根單位長度發熱量為18.5W/m的電纜。

2本項目設計特點

2.1采暖

主廠房采暖一改傳統的散熱器采暖方式,采用低溫熱水地面輻射采暖輔以暖風機采暖。同時考慮主廠房與皮帶連接處的冷風侵入過大,采用垂直式熱空氣幕隔斷冷風,保障室內采暖效果。暖風機采暖方式靈活,可適用于多種類型的車間廠房,當空氣中不含易燃或易爆性的氣體時,可以作為循環空氣供暖用。暖風機不僅可以獨立作為供暖設備用,也可以作為補充地面輻射采暖散熱的不足部分。本設計中,暖風機懸掛安裝于主廠房內部鋼柱上,不占用生產空間。另外,暖風機開啟方式靈活,可以根據室外溫度的變化靈活調節實現節能控制。

2.2通風

根據主廠房生產情況,夏季廠房內部散熱量大,需設置機械通風。本設計中在屋頂均勻布置10臺軸流風機,新鮮冷空氣從下部外窗進入,熱空氣上浮經風機排出,室內空氣組織流動合理。不僅改善了室內空氣質量,而且帶走了廠房內部積聚的熱量,可謂一舉兩得。

2.3礦粉池及外門坡道防凍

針對主廠房內部礦粉池及外門坡道的結冰現象,采用伴熱電纜加熱的方式,利用電能轉化為熱能且主要通過熱輻射方式向結冰部分輸送熱量,以此達到融冰化雪的目的。這種加熱方式,啟動迅速、溫度均勻、安裝維護方便、節能環保、安全。同地面輻射熱水系統相比,沒有試漏、清洗、維護等麻煩。同時,電纜布置方式靈活,控制方便,表面溫度一目了然,是一種快捷、有效、安全的加熱方式。它為選煤廠主廠房的安全生產提供了有效的保障措施。

2.4節能評估

本工程中的采暖及通風設備均選用符合國家能效標準的節能型產品。同時注意改進熱力管道的調節方式,采用平衡閥、自力式流量調節閥,實現管道調度、運行、調節的自動監控。采暖和供熱管道保溫采用導熱系數低的玻璃棉管殼保溫,外包鋁箔保護層。對采暖管道、法蘭、閥門及附件按國家有關標準采取保溫措施。系統運行后加強熱力閥門及附件等維護管理,降低供熱管道熱損失,使管道熱損失降至5%以下,系統總泄漏率控制在2‰以下。

3結語

本設計采用的采暖及通風方式,針對嚴寒地區大空間工業建筑是一種行之有效的設計方案,今后遇到類似建筑物暖通設計時,可以參考借鑒本設計。

作者:王桂坤 單位:中煤科工集團南京設計研究院

工業建筑論文:輕型鋼結構的工業建筑論文

1研究背景和研究意義

1.1研究背景

不斷擴大的城市化進程將會越來越多的利用到國家的土地,這些土地將會轉變為工業用地,而之前工業生產對自然資源的爭奪,使得我國的工業在生產過程當中出現了很多高消耗、重污染的工業疾病,這將會對我國的環境造成不可估量的傷害和破壞。面對這樣的情況,我們的工業決策者們正在逐漸調整自身的工業發展模式,正在向節約資源的生產模式進行轉化。

1.2研究意義

本文研究的意義是為了讓更多的人去接受輕型鋼結構,讓人們能夠真實的感受到輕型鋼結構建筑在工業建筑設計領域中的廣闊發展前景,改變工業建筑在大眾記憶里的傳統形象,為我國工業的現代化以及工業領域的可持續發展路線貫徹落實貢獻力量。

2輕型鋼結構在工業建筑中應用的特點

建筑鋼結構材料大多數采用的是薄壁型鋼、圓鋼、角鋼等,拼接成多種輕型的承重結構形式,比如輕型的門式鋼架、多層建筑鋼結構、網殼等。此外,輕型鋼結構和其他傳統鋼結構相比,其用鋼量指標相對比較低,而輕型鋼結構較大的一個特點就是輕,它主要是由輕型的建筑材料和輕型的鋼構件組成的,它的出現可以滿足人們對工業生產以及日常生活建筑空間的不同需求。

3輕型鋼結構在工業建筑中應用的建筑優勢

3.1建筑空間實體輕巧

輕型鋼結構的截面比較小,而且自重很輕,其承重結構截面可根據實際的受力狀況進行相應的設計,它要比普通的鋼結構所使用的工字鋼截面受力更加合理。因為輕型鋼結構自重只有普通鋼結構建筑的一半左右,這樣就可以節約建筑的成本。此外,輕型鋼結構體系所采用的空間體系分析方法優化了結構設計,已經形成了自身獨特的設計理論,它能夠滿足工業生產對大型無柱空間的需求,與此同時,輕型鋼結構的支撐結構截面很小,不會占用室內的建筑面積,這也為工業建筑室內留出了生產、儲藏的空間。

3.2輕型鋼結構主體穩定

輕型鋼結構建筑的建筑材料重量輕,而且材質分布很均勻,材料本身就具有非常好的抗震功能。輕型鋼結構主要的承重構件是鋼結構的,所采用的鋼材塑性、韌性都非常好,而且鋼結構自身還可以承受很大的動力荷載,輕型鋼結構的桿件基本上都是在工廠經過精密的計算之后加工出來的,這也在一定程度上保障了鋼材的質量。在一些地震比較頻繁的地區,輕型鋼結構體系始終是廠房建設的鋼材結構,同時還被用做地震后的救災安置房鋼材。用于地震救災安置房主要是因為輕型鋼結構體積輕,因為地震區在震后還會出現很多的余震,這些余震雖然震感不是特別強烈,但是對于一個剛剛經過大地震的地區來講則是致命的,所以運用輕型鋼結構材料作為安置房的鋼材,可以很好保護人們免受第二次的傷害。

3.3施工建筑方式簡單方便

輕型鋼建筑是采用最為先進的自動化制造設備批量生產出來的,建筑的大體可以進行現場組裝,在現場安裝的時候不會受到氣候等外界因素的影響,施工的速度非??欤话惚容^普通的廠房在三個月之內就能夠安裝完畢。

4輕型鋼結構工業建筑空間設計

4.1整體式輕型鋼結構體系

門式鋼架建筑體系的結構工業化生產程度會更高一些,在建筑使用后,進行拆除時對資源的重復利用率也是較高的,這種建筑體系非常適用于工業廠房和倉庫的建設,也正是因為如此,這種建筑體系逐漸成為了現階段工業建筑設計中使用最廣的一類輕型鋼結構建筑體系。

4.2輕型鋼結構屋蓋體系

4.2.1網架結構

網架結構最早是在20世紀40年代興起的,一經興起就取代了當時普遍使用的鋼筋混凝土殼體結構,之后又建造了一些非常經典的公共建筑,比如英國的哈羅文娛中心、美國的芝加哥國會大廳、我國的首都體育館等建筑都是網架結構的。

4.2.2網架結構的特點

網架結構是由很多有規律的桿件構成的,而且桿件自身就是非常好的空間造型元素。網架可以承受來自不同方向的屋面荷載,它是一種高次超靜定空間結構,網架結構與其他的輕型鋼結構相比,它的網架剛度和跨度更大,而且自身的自重還非常的輕,其適應平面變化的能力是非常強的。由于網架結構的有效經濟跨度在30m左右,其他輕型鋼結構的經濟跨度一般都在20m左右,所以網架結構的整體結構高度比較小,因此在同一所建筑當中,它的空間利用率是較高的,而且用鋼量也比其他輕型鋼結構的形式要低很多。輕型鋼結構工業建筑在生產廠房、車間等廠區的建筑當中起著非常重要的作用,也在這些建筑當中充分體現了輕型鋼結構的高效率、經濟等特點。隨著我國對輕型鋼結構建筑的深入研究,相信在以后的工業建筑當中,輕型鋼結構會有更加廣闊的應用空間。

作者:白曉民 單位:山東三維石化工程股份有限公司內蒙古分公司

工業建筑論文:輕型鋼結構工業建筑論文

1輕型鋼結構在工業建筑中的應用優勢

輕型鋼結構主要應用在不需要承受大載荷的建筑中,目前輕型鋼結構已經在工業建筑設計得到了應用,這是由其本身諸多的優勢性決定的,例如抗風性、抗震性、保溫性、耐久性、健康性、隔音性以及環保性等等。輕型鋼結構在應用中特點較為突出,其特點主要表現在三方面:首先,輕型鋼結構具有自重輕的特點。自重輕是支撐輕型鋼結構得以廣泛應用的重要因素。輕型鋼結構之所以自重輕是因為該結構在制作中采用的是輕型焊接的H型鋼,其具有較高的截面利用系數,在一定程度上可以節省鋼材。其次,輕型鋼結構工業化程度高。輕型鋼結構整體構造比較簡單,并且在制作中所使用的材料也較為單一,因此與其他結構相比更容易實現自動化與標準化生產。不論是從生產角度來說還是從安裝使用的角度來說,利用輕型鋼結構所建造的建筑一般都具有較高的工業化程度,符合工業建筑要求。,輕型鋼結構在建筑現場施工速度快,所使用的工期較短,所以在工業建筑中應用該結構可以有效降低施工成本以及生產成本,并且輕型鋼結構本身質地較強,對技術要求標準也不是很高,因此在工業建筑中應用較為便捷經濟。

2工業建筑輕型鋼結構設計的要點分析

2.1適用性

輕鋼結構工業建筑的適用性是指在室內物理環境上滿足職業規范和生產人員的勞動安全的要求,在空間上要滿足生產工藝的需求。在實際的工程設計中,室內物理環境設計往往被人們忽略,它的質量沒有得到充分的保障。相反空間設計得到了設計人員的重視。空間設計一般體現在聲環境、熱環境、光環境等幾個方面。

2.1.1聲環境

工業建筑中取消鋼結構建筑室內噪聲的來源主要為三類:振動噪聲、雨水撞擊聲及空氣噪聲。由于噪音的來源不同,采取的阻斷方式也就不同。對于振動噪聲,一般采取的辦法是采取阻斷振源。主要是兩種方法:(1)設備自身采取一定的措施,減少震動。(2)在主體鋼結構與振源間設隔振溝,可以大幅度提高隔震效果。對于雨水撞擊聲,一般采用采用具一定的有隔斷聲音性能的材料來達到減少雨水噪音的目的。為了減少空氣帶來的噪聲,輕鋼結構建筑一般采用的是50mm厚的巖棉夾芯板。采用巖棉夾芯板可隔聲降噪,使廠房外的噪音達到30分貝以內。

2.1.2熱環境

熱環境是指由太陽輻射、氣溫、周圍物體表面溫度、相對濕度與氣流速度等物理因素組成的作用于人、影響人的冷熱感和健康的環境。輕鋼結構工業建筑主要是通過采用通風和保溫隔熱來調節室內的熱量。在靠屋脊的位置安裝通風器可以起到通風效果,采用特殊的隔熱材料可以滿足要保溫隔熱的要求。

2.1.3光環境

輕鋼結構工業建筑對于室內的采光要求較高,一方面可以節約室內照明,一方面可以保障生產的安全。采光材料的選擇應與采光要求和其他圍護構件的耐久年限相適應,常用的采光材料為玻璃纖維聚酯(FRP)采光板和聚碳酸酯(PC)采光板。

2.2安全性

輕鋼結構工業建筑安全一般指的是防腐、防火、抗風、抗震、防爆及防雷等,文章主要結合結構專業的經驗,對輕鋼結構工業建筑防火設計進行簡要的分析。安全設計是輕型鋼結構工業建筑設計中較為重要的設計內容。工業建筑的火災危險性等級是根據產品的性質特點、原料在整體中所占面積比例和生產工藝及其原料來確定的。而工業建筑的耐火等級還需要結合實際工程的規模來確定。通常,戊類廠(庫)、多(單)層廠房在設計中采用輕鋼結構時是可以不做防火保護的,這可節約工程造價。對于那些需要做防火處理的結構構件,可以在其表面刷薄涂型防火涂料,以達到防火隔熱目的。另外,在建筑中所采用的防火涂料的各項性能指標都需要滿足《鋼結構防火涂料應用技術規范CECS24:90》中的相關要求。其施工技術也需要嚴格按照相關規范實施,并且所有鋼構構件的耐火極限都需要滿足《建筑設計防火規范GB50016-2006》的要求。在設計中,可以根據輕鋼結構工業建筑的規模大小,來確定防火等級,采用相關的防火措施。規模較大的輕型鋼結構廠房一般為綜合性廠房,需按照相關規范分成多個防火分區,采取有效的防火隔斷措施。

2.3經濟性

采用合理的建筑方案的是控制輕鋼結構工業建筑造價的最有效手段。這需要設計師不斷的優化方案,使其滿足輕型鋼結構的生產特點和企業的要求。優化方案設計就包括項目的選址、規劃總圖位置、劃分防火分區、選擇建筑材料、確定建筑耐火等級和耐久年限、控制單體規模和設計建筑造型等方面。除了需要滿足結構上多方案的比較、得出的柱距和斷面之外,還需要結合建筑美觀、保溫隔熱等要求選擇強度較高的夾心板。為了降低用鋼量,結構設計人員需配合建筑、電、水、工藝、暖通等專業的要求適當增加吊掛荷載(盡可能均布)。在結構設計中減少異型構件引起的造價增加,盡可能的采用定型的產品。盡可能的使用建筑模數,以壓型鋼板等構件的模數尺寸基準設計的結構,材料損耗最少??傊?,在滿足規范要求的前提下,需要滿足建筑功能的和業主的相關要求,在此基礎上,盡可能采用最經濟、可行的方案來構造材料。

2.4美觀與立面

輕鋼結構工業建筑的特點是形體簡潔、規格統一、體量較大、構建的類型較少,因此輕鋼結構應該根據其自身的特點,盡可能的采用較少的構架。它對避雷針、點支玻璃雨棚、企業名稱等可起到畫龍點睛的作用;對外墻板,如弧形彩鋼板、大型氟碳涂層水平安裝夾芯平板、高(低)波壓型彩鋼板、小型彩鋼豎直安裝平板等材質的變化、光影效果和線條對比也會形成韻律感。

3工業建筑設計中輕型鋼結構的設計方法

3.1工業建筑設計中輕型鋼結構屋面設計方法

在輕型鋼結構屋面設計中,首先是建筑材料與坡度選擇,現今我國工業建筑輕型鋼結構中的屋面材料主要有太空鋼板以及壓型鋼板等,目前我國工業建筑中應用較為廣泛的是金屬壓型復合保溫板、夾心板以及金屬壓型板,這三種材料各有其不同之處,它們之間的用途也存在一定的差異性。就一般工業建筑而言,建筑屋面坡度越大,那么對屋面排水則越有利,然而若坡度過大也存在一定的弊端,坡度過大會提升排水速度,易產生濺水現象。相應的若坡度過小,排水速度也會相應變小,水流速度過于緩慢易造成積水狀況,因此在輕型鋼結構設計中一定要合理控制屋面坡度。另外,輕型鋼結構屋面材料也是影響工業建筑整體質量的關鍵因素,在屋面材料選擇中相關工作人員應明確工業建筑對材料的實際需求,以此為基礎選擇價格適中且質量較好的屋面材料,為后期工業建筑奠定基礎。本還應該對金屬壓型鋼板屋面構造設計進行合理把控,金屬壓型鋼板屋面構造設計中主要包含板型選擇、屋面開洞方式、采光帶設置以及壓型金屬板選擇等等,一般情況下大多采用輕型鋼結構的工業建筑,為使建筑具備良好的采光與通風效果,會在屋面上部位置合理設置通風孔與采光帶。

3.2工業建筑設計中輕型鋼結構墻體設計方法

工業建筑中的墻體位置一般可分為兩種,分別是外墻和內墻,根據其不同的受力特點可以將工業建筑墻體分為自承重式輕型墻體以及非承重式輕型墻體,通常情況下我國工業建筑墻體設計中所運用的墻體材料大多數以輕質材料為主,例如彩涂金屬壓型板夾心板、彩涂金屬壓型板以及PC板等等,在應用中設計人員應根據建筑要求、設計標準及不同板型材料的優缺點進行合理選擇墻體材料。金屬壓型板墻面系統構造設計的重點在于壓型板具體的長度選擇以及鋼板墻面系統細部構造設計,在墻體金屬板選擇過程中應考慮板塊單位面積的覆蓋率以及板塊承載力水平,在使用中應盡可能的減少或者不出現壓型板長向搭接,這樣在很大程度上可以節約施工材料。另外在夾心板墻板構造設計中需要對夾心板的節點做法以及及結構布置進行綜合考慮,從而科學選擇板塊的放置方式,在設計中要懂得把握重點,需要對墻體的轉角處、窗洞口以及踢腳處進行重點設計,以此來提高輕型鋼結構墻體設計整體水平。

3.3工業建筑設計中輕型鋼結構加層構造設計方法

輕型鋼結構加層設計與建筑中的普通加層存在一定的區別,其不僅具有普通加層的功能,同時還兼具了輕型鋼結構本身的特點,在輕型鋼結構加層構造設計過程中要考慮輕型鋼結構加層的個性特點。輕型鋼結構加強的主要方式是在原有建筑主體結構上進行直接性加高,在原有建筑結構的基礎上得到加固以及優化主體結構的目的。當然要實現此目的需要一個經濟完整并且合理的設計方案,所以做好輕型鋼結構加層構造設計十分重要。由于輕型鋼結構的剛度比較小、重量輕,因此在加層構造設計中應科學設置足夠的橫向與縱向支撐,以此來保障輕型鋼結構原有的剛度與穩定性。與此同時,在加層構造設計中還要充分考慮輕型鋼結構加層構造的地震效應,使板塊剛度均勻分布在結構之中。

4輕型鋼結構維護結構的細部構造措施

現以某沿路廠房車間為例,介紹輕型鋼結構維護結構的細部構造措施。此車間東臨次干道,在建筑方案創作中,立面設計成為建筑外觀的主要因素。在主體構思中主要借助于外圍護體系的設計而體現。車間立面主要是通過四角柱的T字造型、壓型鋼板表面的凹凸變化、梯形窗、以及色彩的變化(選擇了象牙白、瓷蘭色、將軍紅等較為醒H的顏色應用于墻而)等形成建筑外觀的韻律,彰顯出工業建筑的品質,并產生較好的效果。

4.1墻體外圍護構造

墻體外圍護表面凹凸變化明顯,這在外圍護構造上就提出了與常見廠房不同的構造措施。瓷蘭色壓型鋼板墻體突出象牙白墻體200mm,該處的解決辦法是通過在墻內檁條邊緣增加附加構件與壓型鋼板形成特別的連接構造形式,同時做好凹凸部位壓型鋼板折件的收邊處理。

4.2墻面轉角處構造

立面墻面轉角處采用專門的包角折件進行包邊處理,力求達到比例協調、防止滲漏、經濟性等設計要求。設計師根據立面高度、壓型鋼板板型為包角折件設計了合適的收邊形式及尺寸,避免收邊過大或過小。而且還預留出多的延展寬度,確保折件收邊在遭遇環境的冷、熱變化時不遭受破壞。

4.2.1窗上、下口

本工程窗口凹凸部分的設計采用兩個截面相同的檁條并列焊接在一起,再配合彩鋼板板折件包邊,從而達到較好的凹凸效果。其他部位的窗上口與墻體的連接處設計了獨特的彩鋼板折件,并用防水自攻螺絲釘與墻板固定,在窗框處采用密封膠密封,防水效果良好。窗下口與墻體的連接和窗戶上口的連接相似,在有些部位也需根據立面效果設計彩鋼板折件。

4.2.2窗側口

窗口與側墻體的連接和窗戶上下口的連接相似,此處不重復表達。

4.2.3檐口構造

檐口的主要作用是匯聚并排出屋面雨水,檐口的構造措施應滿足相關要求。本工程采用了女兒墻內置鋼天溝的做法,此處處理的重點是鋼天溝與屋面板及女兒墻內墻板的連接構造。鋼天溝與內墻板之間采用鉚釘連接,連接處需加設通常的密封條,為了防止雨水溢出,預制天溝側板與內墻板搭接要較長一些;在屋面板與鋼天溝的連接處應設置與屋面板型號相適應的堵頭封填,需將屋面板伸入天溝內不得小于100mm,并在屋面板上面安裝滴水擋板。

5結束語

總而言之,輕型鋼結構現今已經在多種類型的工業建筑中得到了廣泛應用,例如辦公區、生產廠房以及倉庫等,其在工業建筑設計中有舉足輕重的作用。工業建筑設計中輕型鋼結構建筑方案選擇、結構構件布置、以及屋面、墻體、加層構造等方面的合理設計對于較少工程造價,提升工業建筑設計質量具有重要意義。在設計中能把握輕型鋼結構的自身特點,不斷的優化設計,對后期工業建筑施工的順利開展具有指導意義。

作者:馬琴 單位:鄂爾多斯市神東工程設計有限公司

工業建筑論文:可持續發展的綠色工業建筑論文

1走向未來的工業建筑

1.1傳統工業建筑缺乏可持續發展

在當今低碳社會和綠色建筑浪潮的影響下,可持續發展已經成為世界發展的主題,綠色建筑的理念也已經進入工業建筑設計領域。我國《“十二五”建筑節能專項規劃》指出,到“十二五”期末,我國建筑節能要形成1.16億t標準煤的節能能力,其中在綠色建筑環節,要形成4500萬t標準煤的節能能力。這就要求包括工業建筑在內的建筑業必須積極走上綠色發展之路。

1.2從傳統工業建筑到現代工業建筑

在人們的觀念里,相對于民用建筑,工業建筑追求的僅僅是經濟實用。一般的工業建筑給人的印象總是“笨重”、“龐大”、“丑陋”、“粗獷”等,這是人們對工業建筑的基本認識。但是,進入21世紀以來,社會分工有了新的變化,產業結構已經與數十年前不同,我國經濟的發展方式也由粗放式為主轉變為集約式為主,企業的升級改造日新月異,現代化的高精尖工業取代了傳統工業。在此背景下,工業建筑也有了新的需求:一方面,出于對人員的健康保護,對建筑室內外環境要求更高了,與此同時,建筑的建造成本和能源消耗也大幅提高;另一方面,人們對于工業建筑形象也有了新的需求,工業建筑也需要成為體現時代特色和精神訴求的新建筑。

2工業建筑的優勢和價值

工業建筑的優勢在于其具有典型的示范性樣板作用和的創新優勢?,F代建筑先驅格羅皮烏斯認為,工業建筑應當是住宅建筑的樣板。一直以來,工程師就尋求用最少的勞動力、時間、原材料和資金生產出最簡潔產品,工業建筑很早就已經開始在工廠像其他產品一樣裝配和制造,這比建筑行業為住宅建筑采取同樣的預制裝配措施要早得多。在這一方面,工業建筑無疑是具有經驗豐富性優勢的。對每一項建筑工程來說,有技巧性的、創新性的方案,包括形式、材料、色彩、從內而外每個細節都體現出完整、清晰的觀念。工業建筑由于其特殊性在追求綠色建筑的創新方面更具優勢。新的材料、形式、構造細節等,都可以在綠色工業建筑中得到嘗試創新,在這一方面,工業建筑面臨的不僅是巨大的挑戰,同時也是巨大的機遇。

3發展可持續發展的綠色工業建筑

3.1綠色建筑的發展成為社會主流

綠色建筑這一概念源自20世紀60年代,當時主要聚焦于建筑技術發展的研究,希望通過技術的進步取得建筑節能領域的發展和突破。綠色建筑關注的范圍,既有新型建筑材料的研發和既有構造節點的創新研究,也有新型建筑結構體系的探索和可再生能源的利用等諸多方面。隨后數十年,關于綠色建筑的實踐在世界很多國家展開,眾多的研究成果包括建筑節能技術、綠色種植技術、可再生能源技術、新能源技術、循環再生技術等逐漸應用于建筑實踐。時至今日,綠色建筑的發展已經成燎原之勢,遍布全球。

3.2綠色工業建筑中離不開設計

工業建筑的綠色節能設計不是一個單獨學科,是一個設計與實踐結合的過程,是一個系統工程。這個工程要求從前期的規劃中就考慮建筑的低碳策略,將綠色、低碳、節能、環保等概念引入,并貫穿到整個設計之中。設計伊始就應該有各專業工程師介入,共同制定建筑的綠色計劃。例如,如果暖通工程師最初沒有介入的話,后期往往是很多補救的措施,這些措施將難以成為化的措施,進而造成浪費。以建筑節能為例,節能設計首先要有節能設計的目標,目標的設定應該是科學合理、符合經濟發展水平的,同時,節能設計的目標又要具有一定的前瞻性和長遠觀點。這個目標,除了滿足國家規定的節能百分比要求外,還可以根據項目特點提出更高要求。只有不斷的提出更高要求,才能不斷取得突破和超越;在指定節能目標的基礎上,要綜合各方面因素,選取最合適的節能技術和策略,這一步則是最為關鍵性的,是決定性的。同時,建筑節能的技術需要合理組織、靈活運用,不能簡單堆砌或者顧此失彼。沒有合理規劃的節能措施往往難以達到節能的目的,反而造成資源和能源的浪費。

4大力發展綠色工業建筑

早在2010年6月,我國《綠色工業建筑評價導則》就已經編制完成,并于同年8月由住建部批準頒布。在此《導則》基礎上,由機械工業第六設計研究院會同中國建筑科學研究院等14家單位參編的《綠色工業建筑評價標準》已于2011年通過審查,2013年8月,2014年3月1日起實施。該標準在世界上首次提出“綠色工業建筑”的概念,抓住了工業建筑的特點和共性問題,并為各行業工業建筑進行綠色設計提供了有力依據和評價標準。該標準針對工業建筑的節地、節能、節水、節材、室外環境和污染物控制、室內環境與職業健康、運行管理等方面提出了評價標準。其中,關于室內污染和職業健康部分的評價標準,是《綠色工業建筑評價標準》的創新之處,反映了以人為本的精神。

4.1綠色工業建筑與節地

隨著城市化進程加快,我國大量土地資源消失,建設項目中節地的要求也越來越突出。綠色工業建筑節地,首先要充分研究工業生產形式以及內部的物流特點,再以此為依據進行合理規劃設計,充分利用有限的土地資源;其次,設計合理高效用地的單體建筑也非常重要。要地上、地下統籌考慮,充分考慮立體空間的應用,打破以往工業建筑以單層空間為主的思維,充分研究、科學論證,做到疏密得當、簡潔高效;第三,要充分利用非耕地類的土地如荒山、荒灘、劣地等,盡量不占越來越寶貴的耕地資源;第四,在工業建筑設計中,要合理處理建筑物內產生的廢棄物、污染物,以免污染周邊耕地,這也是節地的重要體現。

4.2綠色工業建筑與節能

能源節約和新能源的開發是解決當今能源危機的兩個重要方面。因為建筑的能耗占到全社會能耗的30%~40%,因此,建筑領域的節能在整個社會的節能中至關重要。工業建筑在節約能源方面,具有較大的潛力。在綠色工業建筑設計中,能源消耗應該成為一個重要設計目標參數,這個參數決定著工業建筑設計從最開始選址到正常運行的每一個細節:在總體規劃和選擇結構形式中,要明確地根據太陽的方位來判斷;要將氣候條件和擬采用的綠色技術相結合;要合理組織流線以減少交通方面能源消耗;要充分利用工業建筑運行過程中的采暖通風空調以及生產過程中產生的廢熱為生產服務。總的來說,的綠色工業建筑內部僅僅需要很少的機械或者人工采暖、通風和采光。關于綠色工業建筑的節能,建筑師應形成以下認識:首先,的能源其實就是好的節能設計方案,好的節能設計方案是選擇;第二,因為要充分利用被動式太陽能。而且,現代工業建筑往往有條件充分利用太陽能采暖、自然通風等被動節能措施;第三,有條件時,優先使用可再生能源。盡管目前可再生能源相對昂貴且效率不及常規能源,但可再生能源的使用能夠節約石化礦物能源且環境污染小。就太陽能應用來說,盡管目前應用太陽能比較昂貴,但使用太陽能仍然是值得的。目前,國外很多綠色工業建筑在設計中嘗試用技術方法將可再生資源轉變為電能、熱能等建筑消耗的能源,實現了太陽能建筑設計一體化。例如,在屋頂安裝太陽能光電裝置和風力渦輪發電裝置,將太陽能和風能轉化為電能等,實現建筑自身能源供給平衡,即建筑運行不再需要額外的能源供應,甚至建筑自身產能大于消耗,并能將剩余的電能輸送給城市電網。綠色工業建筑節能主要是外圍護結構的節能,包括屋頂、外墻、門窗等部位。在這些部位,要優先采用綠色環保建材作為保溫隔熱材料,以起到節能作用。高性能保溫隔熱材料一方面可以減輕建材的使用量,另一方面也能減輕建筑結構自身重量,減少熱量損耗和資源損耗。同時,建材使用量降低可以加快施工進度,節約了人力資源。

4.3綠色工業建筑與節水

水資源短缺已經成為世界性問題。據有關資料,我國人均淡水供應只有2000m3,按照世界銀行標準(世界平均水平是3000m3)屬于缺水國家。同時,我國人均淡水供應正在急劇減少。另一方面,我國淡水資源分布極不平衡,南方較為充足而北方嚴重缺水。還有一點不容忽視,由于以前粗放式的發展,我國大部分河流和湖泊等天然水源均受到不同程度的污染,有超過6億人口正在飲用被污染的水。對于綠色工業建筑的節水,要從開源、節流、高效利用和創新利用4個方面考慮。開源方面,主要是提高非傳統水源利用率,工業建筑一般所占區域大,建筑層數低、屋頂面積大,同時地面鋪裝面積大,雨水靠自然滲透是不現實的,反過來,將屋頂、硬質路面、廣場等區域的雨水進行收集、儲存、凈化,將會是一筆不小的資源;節流方面,主要是減少水資源流失和浪費;高效利用方面,是指利用技術創新,安裝節水型設備和器材,正確、科學地設計城市管網,使水資源的利用更加高效合理;創新利用方面,是指依托技術創新,加強水的循環使用??梢酝ㄟ^污水、廢水凈化系統、中水系統等設置達到這一目的。

4.4綠色工業建筑與節材

根據法國《環境建筑報》,綠色建筑材料可分為以下5個類別:材料有利于環境;不含有某種有害成分;可減少建造、維護、拆除過程中的環境影響;建筑運行過程中對環境影響;有助于形成安全而健康的室內環境。綠色建材的宗旨是保護人體健康、保護環境的。綠色建材在生產中,采用清潔的生產技術,大量使用工農業或者城市廢棄物,盡量少用天然資源和能源,生產出的建材無毒、無污染、無輻射,有利于人類身心健康和環境保護。目前,業內綠色建材主要有以下三類:首先是一些傳統綠色建材,如鋼材。這類建材的特點是可回收、可循環利用。雖然材料的生產消耗了大量能源,但材料的重復使用有利于節材節能;其次是用工業生產和建筑廢棄物為原料在經濟合理的條件下制造的建筑材料,如利用建筑廢棄物現場制造各種磚材。據報道,我國某企業研發出一種移動式建筑垃圾處理———制磚組合生產線,即移動制磚工廠。該生產線將建筑垃圾處理移動破碎站與移動制磚機配套,把“磚廠”移動到拆遷和施工現場,現場制作道牙磚、植草磚、廣場磚等十幾種市政用磚。這類建筑材料的特點是既獲得了新的建筑材料,又消化了大量廢棄固體垃圾,一舉兩得,實現了可持續發展;第三類是新研發的各種新型綠色建材。這類建材主要特點是在某些方面有著很強優勢,如保溫方面。對于新型建材是否能夠推廣,還要綜合各方面因素由市場進行判斷。對于建筑師來說,一方面在設計中要積累材料信息,在經濟合理的情況下積極使用新型綠色建材,同時,也要加強甄別能力,防止因為綠色建材魚龍混雜而失去判斷力。

4.5綠色工業建筑與職業健康

傳統工業建筑中一般都有大量余熱和煙塵散出,大量化工類工業建筑不斷排出大量酸、堿、鹽等腐蝕性物質或者有毒、易燃、易爆氣體,還有很多工業建筑內部時刻產生大量電磁輻射,對人體健康產生嚴重威脅。現代綠色工業建筑設計中,要緊緊圍繞以人為本的原則,不僅要關注人在工業生產過程中的身體健康,還要關注人的精神健康,力爭創造宜人、舒適、高效的綠色空間。在這里,不僅僅生產活動能夠高效有序進行,人與人之間的交流溝通也能夠得到滿足。具體設計時,要打破傳統觀念的束縛。例如迪斯?喬比恩建筑事務所設計的法蘭克福奈爾曼售后服務部中,企業決策者和建筑師力求給廣大員工提供積極的趣味性空間。整個設計強調自然采光、自然通風的重要性,并且按照人員規模和比例精心設計建筑結構,同時為員工設計了精彩的生態休息大廳作為交流的場所;再例如德國諾伊格鮑爾與羅斯設計的格特拉克研發中心,設計理念強調建筑的開放性、交流性。在建筑師的精心設計下,該建筑內部各部門之間清晰可見,視覺上形成溝通。

4.6綠色工業建筑與環境保護

對于工業建筑來說,真正的“生態建筑”幾乎是不存在的,這其實是個偽命題,因為生態建筑本身是不破壞自然環境的。但建筑總是會形成對環境的破壞,工業建筑的破壞往往更加明顯。對于工業建筑來說,盡可能地減少因為建筑存在帶來的環境污染、將因建筑的存在而對環境產生的負面影響減少到最小就是生態。值得期待的是,綠色工業建筑有可能采取科學高效的綠色措施來達到節約資源和避免浪費的效果。同時,在工業區規劃時,要考慮到對基地內部生物群落的影響,盡可能地使綠地聯通,保護生物群落以及生態走廊。再例如,工業建筑要避免在一些特殊地區建設,如生態敏感區、動植物保護區、水源保護區以及歷史文化保護區等。

作者:楊寶 喬利利 單位:中國中元國際工程有限公司北京市建筑設計研究院有限公司

工業建筑論文:混凝土裂縫的工業建筑論文

1建筑工程中混凝土常見裂縫產生原因及預防措施

1.1干縮性裂縫及預防

干縮性裂縫多出現在混凝土澆筑后的4-5h左右,這是由于混凝土內部水分蒸發,造成混凝土大量失水,并受到鋼筋及骨料的阻攔,而混凝土的強度較低,便形成裂縫。干縮性裂縫多數寬度在0.05-0.2mm之間,呈平行狀或網狀淺細裂縫。干縮裂縫產生后會影響混凝土的抗滲性、耐久性、承載力等等,同時還會影起混凝土鋼筋的侵蝕。其主要預防措施為:一是選用干縮較小且早期強度高、低水化熱的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥,以降低混凝土的內外溫差;二是在混凝土的搭配中盡量控制水灰比值,加入高效減水劑來增加混凝土的坍落度和易性;三是在混凝土澆筑前,均勻將基層和模板澆水濕透,保障混凝土的水分流失過快;四是加強對混凝土的早期養護,及時覆蓋塑料薄膜或濕潤草墊等,設置遮陽設備及檔風設施,并涂刷養護劑,以確保水分過度流失;五是設置合適的收縮縫。

1.2溫度性裂縫及預防

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。由于混凝土具有熱脹冷縮性質,因此當外部環境溫度與混凝土內部溫度相差異時,就會使混凝土表面產生一定的拉應力,進而產生溫度性裂縫,此裂縫區別于其他裂縫最顯著的特征就是隨溫度的變化而擴張,并多發生于施工中后期。溫度性裂縫呈縱橫交錯,無規律狀,裂縫寬度大小不一,且受溫度為冬季寬、夏季窄。溫度性裂縫產生后會影響混凝土碳化、鋼筋侵蝕,降低了混凝土的抗凍性及抗滲能力。其主要預防措施為:一是選用如礦渣水泥、粉煤灰水泥等的低熱或中熱水泥;二是減少水泥用量及降低水灰比,一般水泥用量控制在每立方米450kg以下,水灰比在0.6以下;三是在進行骨料配置時,加入些高效減水劑來降低水熱化;四是增配構造鋼筋以提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁結構;五是加一定量的具有減水、增塑、緩凝作用的外加劑,以改善混凝土拌合物的保水性和流動性;六是加強混凝土溫度監控,及時調整與溫度相適合的養護措施;七是減小約束,澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。

1.3沉陷性裂縫及預防

沉陷性裂縫多發生在冬季,是由于結構地基土質不勻、松軟、回填土不實或浸水而造成不均勻沉降,是支撐在凍土上的模板在凍土凍化后產生不均勻沉降所致。其表現為伸進或貫穿走向,呈與地面垂直或30o-45o走向發展,裂縫寬度與沉降量成正比關系,且受溫度變化影響較小。其主要預防措施為:一是對松軟土及填土地基在施工前進行夯實加固;二是保障模板具有足夠的強剛度,能使地基受力均勻且支撐牢固;三是防止在澆灌過程中混凝土地基被水浸泡,降低混凝土承載力;四是注意撤除模板的時間與撤除次序;五是在凍土上搭設模板注意采取預防措施。

1.4塑料收縮裂縫及預防

塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮.塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫狀態.較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達2~3m,寬1~5mm。其產生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產生龜裂.影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。

主要預防措施:一是選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性,減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土終凝前表面濕潤,或者在混凝土表面噴灑養護劑等進行養護。五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施,及時養護。

1.5化學反應引起的裂縫及預防

堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。這是因為混凝土在拌合后會產生堿性離子,并與某些活性骨料產生化學反應,從環境中吸收水分致使體積增大,造成混凝土疏松、開裂。此種裂縫多出現于混凝土結構使用期間,出現后很難進行補救,為此要及早預防。其主要預防措施為:一是選用堿活性較小的砂石骨料及低堿或少堿無堿的外加劑;二是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應,這是因為混凝土在澆筑過程中,假如出現振搗不良或者是鋼筋保護層較薄,就會引入有害物質使鋼筋遭受侵蝕,進而引發混凝土漲裂。

2裂縫處理措施

混凝土裂縫的修補措施主要有表面修補法,灌漿、嵌逢封堵法,結構加固法,混凝土置換法和電化學防護法等。

2.1表面修補法

表面修補法適用于結構承載能力無影響的表面裂縫,通過是在裂縫表現涂抹環氧水泥砂漿,并涂刷如油漆、瀝青等類似的防腐材料即可。在防護的同時還要在裂縫表面處粘貼玻璃纖維布等來防止裂縫繼續開裂蔓延。

2.2灌漿、嵌逢封堵法

灌漿法主要利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土裂縫中,使膠結材料在硬化后達到加固封堵的目標,常用膠結材料如水泥漿、環氧樹脂、聚氨酯等化學材料;嵌逢法是通過沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、丁基橡膠等,常用剛性止水材料如聚合物水泥砂漿。

2.3結構加固法

結構加固法是在混凝土結構的截面面積與構件的角部外進行包鋼、預應力加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固及噴射混凝土補強加固等。

2.4混凝土置換法

混凝土置換法是剔除原有損壞的混凝土,置入新的混凝土或其他材料的方法,多用于嚴重損壞的混凝土處。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

2.5電化學防護法

電化學防腐主要采用陰極防護、氯鹽提取、堿性復原三種方法防護來進行防護。其防護原理為利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。

3結語

混凝土裂縫的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力、承載能力,還會縮短其使用壽命和使用功能,因而在進行混凝土的裂縫防護及處理時應認真區別對待,以合適的方法進行處理,以保障建筑物安全使用。

工業建筑論文:我國現代工業建筑設計論文

1現代工業建筑設計要點

1.1現代工業建筑整體布局設計

工業建筑在總體布局設計時應當以工業生產的工業流程為主,綜合考慮實用性、經濟性等方面的因素,尤其是各種工藝管線的布置,還要考慮周圍環境的影響以及對環境的影響,要根據工業建筑占地面積情況,從整體上考慮建筑單體與整體的關系,合理劃分建筑周圍的道路和綠化帶,一方面要保障其為工業建筑整體服務,另一方面還要做到規劃合理,不占用額外空間。對生活區、辦公區與生產區的位置處理上,不但要考慮觀感感受,還要考慮工業生產對生活和辦公區域的空氣、噪聲等影響,可見,在對現代工業建筑設計的整體布局上,不但要發揮出建筑的使用功能,還要促進建筑物與周圍環境的和諧共存。

1.2工業建筑內部空間設計

首先,對于工業建筑來說,其最主要的功能就是工業生產,因此應當以此為主要考慮因素,根據工藝的設計對建筑物內部空間進行合理的規劃和利用,但在設計時還要注意不能墨守成規,應當因地制宜,以火電廠為例,其主廠房由汽輪機房、煤炭存儲間、控制樓、鍋爐房等組成,設計時要既要考慮工藝流程的順序,還要考慮模塊之間相互的影響,如避免明火區域與煤炭存儲間過于挨近,防止造成火災等。其次,對于內部空間各個房間和管線的布設要有合理的順序,一般情況下以經濟性和有序性為主要原則,但如果增加費用不高,卻能夠達到更好的空間效果則應當另行考慮,例如電廠主廠房內部的主控室、休息室、衛生間、辦公室等功能性房間的設計應當在滿足使用功能的前提下盡量為增加建筑物內部整體空間效果服務。除此之外,設計人員還應當充分運用色彩,一方面使工業建筑內部在視覺上更加美觀,另一方面也起到對各類構筑物、設備區分的作用。例如對室內墻體、地面和頂棚涂刷暖色調的涂料,使室內空間更加賞心悅目,而對有危險性或潛在危險性的設備、管道等涂以帶有警示性的冷色調顏色,要求這些顏色在地面、墻體等背景顏色的襯托下要更加顯眼。,設計人員要充分考慮工業建筑的采光通風,避免出現眩光、通風不暢等現象,為工業生產人員提供安全、舒適、人性化的工作空間。

2現代工業建筑設計發展趨勢的探討

現代工業建筑的設計應當適應我國經濟的發展和節能環保的需求,具體來說其發展趨勢有以下幾點:

2.1工業建筑的大空間、大跨度和高層化趨勢

工業建筑的占地面積一般很大,隨著土地資源日趨緊張以及工業生產現代化步伐的加快,各種大型機械設備不斷得到應用,對建筑面積的需求量也呈現增長的趨勢,因此必須不斷開發工業建筑的空間利用,為使工業建筑內部的空間更大、布置更靈活,一是需要減少柱子、墻體的數量,因此,大跨度、大空間的工業建筑將會是現代工業建筑的主要發展趨勢之一。二是可增加工業建筑的高度,充分開發土地可利用空間,在過去很長一段時間里,工業建筑高層化無法實現的因素主要是機械設備重量太大,一方面很難將其運輸到較高樓層,另一方面對高層建筑的樓板承受負荷也提出了很高的要求,然而隨著建筑施工技術的發展,樓板承受荷載的能力已經得到很大程度的加強,同時工業生產自動化流水線也向著重量輕、體積小的方向發展,在空間布局上,可考慮將較低層數作為生產用房,而將較高層用作辦公等,這些都給工業建筑向著高層化發展提供了良好的條件。

2.2單元化設計

單元化設計就是采用標準柱網的結構將工業建筑設計成標準單元,一方面有利于工業建筑的整體規劃,增加工業建筑的通用性,另一方面有利于廠房的擴建,是現代工業建筑發展的主要方向。單元化設計的方式主要有兩種:及時,總體規劃,分期建造。這種方式有利于節約前期投資,便于工業企業根據自身的發展實際情況擴大生產規模,并且由于單元化設計的通用性,簡化了后期的設計,在工業建筑擴建時對既有建筑的正常運行無影響。第二,用定型的單元組合成廠房。這種方式可根據設計要求直接組合,極大縮短了工期,具有較強的靈活性,并且對于后期改造來說,只需要更換某單元即可,可根據使用功能的要求快速完成改擴建。

2.3節能型工業建筑

傳統的工業建筑對能源的消耗較大,無形中增加了工業企業的運營成本,為達到節約能源的目的,應當在對工業建筑的設計上考慮節能效果,力求降低投入,收到良好的經濟效益。一般來說,可采取以下措施來達到節能的目的:及時,提高建筑圍護結構的保溫隔熱性能,將工業建筑內部空間受到外界氣溫的影響降至低,減少供暖和制冷系統的運行消耗。實際設計中,可采用導熱系數低、熱阻值高的保溫隔熱材料,如使用加氣混凝土砌塊來替代傳統的實心磚,采用聚苯板等保溫材料,優先選用外墻外保溫的形式,以免出現冷橋現象。圍護結構的門窗是保溫隔熱的最薄弱環節,為減少建筑物的能耗,可用中空玻璃、真空玻璃、low-E玻璃等替代傳統平板玻璃,提高門窗的隔熱能力。第二,為減少空調和照明設備的使用量,可在設計時考慮充分利用自然光和自然風,例如對于自然采光來說應將生產線盡量布置在靠窗位置,增加天窗,對于建筑通風來說可采用新風系統,利用室外自然風與室內空氣的循環流動,增加室內空氣的潔凈度和含氧量,對工作人員的健康有利。

3結束語

綜上所述,現代工業建筑的設計好壞對于工業建筑的施工進度、運行成本、使用功能和觀感質量等諸多方面均具有重大影響,并且現代化的工業生產、資源、環境等因素也對現代工業建筑設計提出了新的要求,因此要根據當前的實際情況,對工業建筑進行科學合理的設計。

作者:劉旋 單位:黑龍江省輕工設計院

工業建筑論文:柔性滑模平臺工業建筑論文

1工業建筑采用滑模工藝的優點

(1)井塔、礦倉、筒倉、煙囪、冷卻塔等工業建筑,外壁為整體式現澆,窗洞較少,截面為等截面或漸變截面,有利于模板的安裝、固定和正常連續滑動。

(2)工業建筑采用滑模工藝,能夠減少模板及其支撐等周轉材料的投入數量,便于合理安排材料加工及安裝時間,便于施工現場空間上的合理利用,減少勞務操作人員,并能夠縮短施工時間。

2柔性滑模系統

2.1柔性滑模系統組成

柔性滑模系統一般由模板及其提升支撐系統、液壓動力系統及操作平臺系統組成。模板系統又包括模板、圍卷和提升架等。

2.2柔性滑模提升支撐形式

目前,柔性滑模采用的提升支撐形式主要有開字架和簡易門架兩種形式。開字架,內平臺為不拉結中空式,一般適用于構筑物為矩形平面布置形式。簡易門架,內平臺采用輻射梁拉桿,一般適用于構筑物為圓形平面布置形式。

2.3柔性滑模系統操作平臺

(1)柔性滑模系統操作平臺在滑模施工過程中,作為主要施工操作面,承受施工人員、施工材料、液壓控制臺、電焊機、振動棒、手推車、施工工器具、施工安全防護設施、消防設施、季節性施工保溫設施等施工荷載及其自身的質量,同時也承受施工過程中操作平臺上設置的垂直運輸設備運轉時的額定附加荷載、卸料對操作平臺產生的沖擊力、向模板內傾倒混凝土時混凝土對模板的沖擊力和側壓力、模板滑動時混凝土與模板之間的摩阻力以及風荷載等動荷載。

(2)柔性滑模操作平臺寬度,一般根據構筑物規模、截面形式、施工組織方式等因素確定,但操作平臺結構必須保障足夠強度、剛度和穩定性,才能滿足結構施工和安全施工要求。柔性滑模操作平臺寬度可對稱設置,也可不對稱設置。

(3)柔性滑模操作平臺支撐,采用型鋼或鋼管安裝成三角桁架或三角懸挑架型式,根據建筑物的截面形式,平行或環向布置。和剛性滑模相比,構造相對簡易,安裝便捷,多采用角鋼或鋼管為材料,安裝成桁架或格構式挑架形式,可以作為操作平臺的支撐,其安裝寬度及質量則是影響柔性滑模系統的整體平衡的重要因素。

3操作平臺寬度對結構施工的影響

3.1有利影響

3.1.1對操作平臺質量影響

操作平臺寬度較小時,能夠減輕操作平臺自質量,減少千斤頂和管路數量,可以選擇額定壓力較小的控制臺。操作平臺寬度較大則系統自穩性相對較好。

3.1.2對施工操作影響操作平臺寬度較小時,桿件尺寸較小,便于加工和組裝;操作平臺寬度較大,桿件尺寸較大,但施工操作空間大,便于材料的貯存和運輸。

3.1.3對施工質量控制影響

操作平臺寬度較小,模板滑升過程中,由于質量輕,平臺系統變形易調控,根據每班次平臺水平度、結構垂直度的觀測數據進行分析,發現垂直、偏扭現象后可以及時調整。操作平臺寬度較大,自質量大,變形小。

3.1.4對工程成本控制影響

操作平臺寬度較小,不僅節約了機具材料和人工,而且還縮短了施工時間,對工程成本控制起到良好的效果。

3.2不利影響

3.2.1對操作平臺水平度的影響

柔性操作平臺,特別是井塔類矩形截面構筑物,平臺寬度較小,由于自身質量輕,極易受堆料不均的影響,造成操作平臺的不平衡。平臺寬度較大,平臺自身質量較重,自平衡能力相對較好,但對矩形截面構筑物,平臺寬度較大時,四角外挑較寬,支撐結構受力在角部發生變化,矩形構筑物4個墻角成為模板滑升的薄弱點,模板滑升過程中,常會出現墻角部位拉裂現象,影響了工程質量,外觀成形也不好。

3.2.2對結構垂直、偏扭的影響

柔性操作平臺寬度較小,若受到平臺面堆料不均、混凝土下料不均勻、振搗不規范或風載等的影響,平臺水平度出現偏差,支撐桿受壓不均,爬升高度不一致,導致操作平臺偏扭,結構出現垂直偏差;嚴重時還會造成局部支撐桿失穩,甚至發生坍塌事故。平臺寬度較大,平臺自身質量較重,出現垂直、偏扭等偏差時,不易及時調整,需分層次調整平臺的水平度,才能保障支撐桿受力均勻頂升;同時平臺寬度較大時,平臺自身構件增大,千斤頂和管路數量增多,施工質量和安全生產的控制難度相應增大。

4對操作平臺造成的不利影響控制措施

4.1滑模操作平臺水平度控制

(1)當操作平臺寬度較小時,沿構筑物周長方向連續對稱設置型鋼,適當增加平臺的自身質量。

(2)當操作平臺寬度較大時,矩形截面平臺在四角對稱增加型鋼支撐,將外操作平臺內外邊緣進行拉結,促使滑模過程中外操作平臺內外邊緣的同步滑升。

(3)合理安排內外操作平臺上堆放的物品,在滿足施工要求的條件下,盡量均勻堆放各種材料和機具,保障操作平臺的水平度。

(4)砼采用泵送或塔吊提料時,應在操作平臺上合理布置集中料斗的位置,手推車的行駛路線、砼下料和澆筑要對稱,保障操作平臺上施工荷載的平衡。

4.2滑模操作平臺偏扭控制

操作平臺寬度過小、過大,滑模都會出現平臺偏扭現象,寬度過小時更易出現偏扭。滑模過程中做好平臺水平度觀測,分析平臺產生偏扭的原因。平臺發生偏差后,應調節平臺水平度,對平臺上的材料、設備、工器具等進行整理,對稱進行砼澆筑,保持平臺質量的均衡。分層次調平支撐桿限位器高度,增加平臺水平度的觀測次數,逐步使平臺水平度達到要求。

4.3結構的垂直度控制

滑模過程中發生操作平臺偏扭時,常伴隨著結構垂直偏差的出現。垂直偏差不大時,常采用調整千斤頂行程進行糾偏,使操作平臺逐步趨向水平;垂直偏差較大時,一般使用手拉葫蘆施加外力對平臺進行反向牽引,直到建筑結構垂直度達到正常水平。

5成功案例

圓形截面構筑物(煤倉類):山西華晉焦煤集團韓咀原煤倉工程(2聯體),單倉直徑22m;內蒙古馬泰壕原煤倉工程,單倉直徑22m;內蒙古朱家峁礦原煤倉,單倉直徑22m。上述煤倉類工程均采用內平臺寬度為1.8m、外平臺寬度為2.0m的柔性滑模操作平臺。矩形截面構筑物:甘肅金昌某主井井塔工程,框架剪力墻結構,平面軸線尺寸16.0m×21.0m,建筑總高度86.2m,共計10層;甘肅金昌龍首貧礦副井井塔工程,框架剪力墻結構,工程軸線尺寸為17.0m×14.0m,建筑總高度51m,共計6層;山東萊新鐵礦副井井塔工程,框架剪力墻結構,平面軸線尺寸為18.0m×16.0m,檐口高度為44.8m,建筑高度5層,局部6層。上述塔類工程均采用內平臺寬度為2.0m、外平臺寬度為2.2m的柔性滑模操作平臺。上述工程柔性滑模平臺寬度的選擇,既滿足了施工空間,也保障了滑模系統的整體穩定性及工程質量和施工安全。

6結語

通過對井塔、礦倉等矩形截面構筑物及對煤倉、煙囪、冷卻塔等圓形構筑物柔性滑模施工的分析,顯示柔性滑模操作平臺寬度確實對工業建筑結構施工有較大影響,特別是不利影響,增大了構筑物工程施工質量的控制難度,也增大了安全施工風險。因此,矩形截面建筑物滑模平臺寬度宜控制在2.0~2.5m之間,圓形截面建筑物滑模平臺寬度宜控制在1.5~2.0m之間。

作者:王榮貴 曹月芹 胡恒鋒 單位:中煤第五建設有限公司第五工程處

工業建筑論文:基于主成分的舊工業建筑論文

1風險因素的選取與研究方法

1.1風險因素的選取

本文在文獻研究及實地調研的基礎上,確定了23個影響舊工業建筑改造再利用的風險因素,它們分別屬于主體結構及管網安全、管理、環境、政策法規、思想意識五個方面,分別將23個風險因素命名為變量1,2,3,…,23。

1.2研究方法

本文以西安舊工業建筑現狀調研為基礎,采用調查量表的方法設計調查問卷,給相關專家發放問卷。然后運用主成分分析法找出關鍵風險影響因素,并有針對性的提出應對策略。

2主要風險因素分析

課題組對國內外相關資料進行了大量研究,然后對西安地區相關政府部門、高校相關科研部門、建筑房地產企業、施工企業、相關機構等單位的管理人員、技術人員等進行了深入訪談和實地調研,初步掌握了西安舊工業建筑改造再利用的現狀。綜合考慮專家的從業背景、專業、學歷及性別結構等,按一定標準選擇了39名專家有針對性的發放問卷。39份問卷全部回收并且有效。本文運用DPS7.05版軟件對上述23個風險因素進行主成分分析,計算其特征值、各主成分的貢獻率及累計貢獻率。前9個主成分的特征值都大于1,累計貢獻率達到78.243%,這些主成分已經可以代表舊工業建筑改造再利用的風險因素。其中前4個主成分的特征值大于2,累計貢獻率達到49.619%,故選取前4個主成分作為影響工業建筑改造再利用的重要風險因素。通過觀察主成分荷載矩陣,對特征向量中權重大小的比較與篩選,可以概括出下列各關鍵因素,分析如下:及時主成分中,變量2對其影響較大,它對應的權重系數為0.440,表示工業建筑主體結構的梁板柱有受損加固經歷的情況,這是來自主體結構及管網安全層面的影響要因。第二主成分中,變量8、9對其影響較大,對應的權重系數為0.410和0.400,表示工業建筑改造中缺乏施工經驗和管理人員能力不均衡,專業能力差,這是來自管理層面的影響要因。第三主成分中,變量18、17對其影響較大,對應的權重系數為0.428、0.412,表示舊工業建筑改造項目缺乏有效的財稅激勵和產業扶植政策及相關法律條款,這是來自政策法規層面的影響要因。第四主成分中,變量7對其影響較大,它對應的權重系數為0.384,表示缺乏可行性評價方案,這是來自管理層面的影響要因。由上述分析可以看出,在西安舊工業建筑改造再利用的危機因素中,主要的影響因素來自于主體結構及管網安全、管理及政策法規三個層面。

3主要風險因素應對策略

3.1建立動態、長效結構檢測機制

目前在舊工業建筑改造再利用的過程中,主要面臨的一個難題就是結構設計使用年限的確定。舊工業建筑設計使用年限的不確定性,給原有建筑結構的改造再利用帶來了相當大的難度。因此舊工業建筑的結構檢測工作到位與否是改造再利用能否成功的關鍵。首先,建立工業建筑結構檢測的相關政府部門,對西安的舊工業建筑改造項目現狀定期進行調查、結構檢測及跟進,并提出有效的指導與建議。如:對已有結構進行修復與加固、對失去承載力的結構進行置換、增加新的結構或構件等;同時,相關企業定期自檢,對其結構類型、原有結構設計強度、實際結構設計強度、結構損壞情況及其損壞程度、基礎承載力等進行切實的可行性分析,根據分析結果提出相應的結構技術方案,并及時向政府相關部門進行信息反饋。這樣自上而下,自下而上形成動態、長效的結構檢測機制,使舊工業建筑再利用項目更加高效、順利的進行。

3.2提升人才培養力度,發展相關的學科專業

優化高等教育和職業教育人才培養結構,提升舊工業建筑改造再利用管理的人才培養力度,發展相關的學科專業。支持高等院校積極探索為舊工業建筑改造再利用培養人才的新模式,開展單獨招生改革試點。讓更多的人員具備舊工業建筑的相關技術才能和管理才能。支持“國家中等職業教育改革發展示范學?!?、“中央財政支持的職業教育實訓基地”等職業教育重點項目計劃向舊工業建筑改造再利用靠攏,使改造的舊工業建筑有堅實的質量保障。

3.3完善相關政策及項目管理機制

我國根據《中共中央國務院關于實施東北地區等老工業基地振興戰略的若干意見》(中發〔2003〕11號)和《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》制定的《全國老工業基地調整改造規劃》(2013—2022年)對東北老工業基地的老工業區的搬遷改造明確了財稅政策、融資政策和土地政策。在全國調研的過程中,重慶市經濟和信息化委員會下設的創意產業發展領導小組辦公室主要對重慶市當地的舊工業建筑改造進行了導向與監督指導作用,但是工作內容界定尚不明確。雖然我國政策法規尚不完善,但可以借鑒國內外已出臺的政策和已建立的項目管理機制,盡快在西安設定相關部門,并制定相應的地方性政策法規、財稅激勵政策及產業扶植政策,使舊工業建筑的拆除、改造及后期運營管理規范化。其次,加快對西安現存舊工業建筑改造再利用項目的調研跟進工作,逐漸明確并細化改造過程中出現的各種問題,完善其應對措施,為今后的舊工業建筑改造項目有法可依,有據可查打下堅實的基礎。

4結語

目前我國針對舊工業建筑改造再利用的風險因素的研究相對匱乏,改造再利用過程依然存在著多方面的潛在風險。本文以西安舊工業建筑現狀調研為基礎,從主體結構及管網安全、管理、環境、政策法規、思想意識五個方面23個舊工業建筑改造再利用風險因素中,運用主成分分析法提取出6個主要影響因子,并據此提出了相關對策建議,以期通過西安的案例分析所得數據經過系統修復后應用于全國的舊工業建筑改造再利用項目,為舊工業建筑改造再利用的風險應對提供一定的參考價值。

作者:武乾 王沖 鄭德志 馬宏飛 單位:西安建筑科技大學土木工程學院

工業建筑論文:鋼結構工業建筑設計論文

1分析鋼結構在工業建筑設計方面的應用

鋼結構的合理利用可以有效提高企業的經濟效益,和傳統的鋼筋混凝土結構相比,鋼結構更加環保。就這點來說,鋼結構更加符合國家節能減排的號召,滿足建筑對節能環保材料的需求。鋼結構本身就是由鋼材構成的,建筑對高強度和高效能材料的需求也因此得到滿足,具有很大的循環利用價值;在工程施工過程中,為了保障不出現其他問題,就需要在設計階段對圖紙和計算不斷優化,在保障圖紙質量的前提下,確保施工順利進行;設計過程應該經濟合理,可以滿足建筑抗震和防火要求;和施工工藝以及相關產業緊密配合,促使鋼結構施工過程不斷優化,在保障質量的基礎上滿足施工過程中的各種要求。

1.1工業建筑中常規鋼結構的作用

在工業建筑中,鋼結構的常規應用由來已久,我國多數工業廠房均采用的是常規鋼結構人字梁以及工字梁,這些常規鋼結構已成為工業早期時代的主要象征。而這些特征構成了我國的吊車梁式系統以及常規鋼屋架系統。由于民用建筑、商用建筑以及工業建筑各有不同,在進行工業建筑時要求建筑結構能夠為工業生產以及施工提供好的跨度及空間。而傳統鋼筋混凝土結構已經不能滿足現在工業生產在跨度以及空間上的相關需求,從而鑒于此基礎上的鋼屋架系統應運而生,屋架系統主要由屋架、系桿以及支撐組成。同時吊車梁系統作為工業廠房的重要部分,多數廠房中均設有吊車,主要由車檔、吊車梁、軌道、制動結構及連接件等構成。在傳統鋼筋砼結構不能夠滿足新時代工業建筑在相應功能及跨度上需求時多采用鋼結構。如(1)材料堆場、大型倉庫以及飛機裝配車間等多采用鋼結構體系,這些鋼結構體系多為網架、拱架、門式剛架以及懸索等;(2)建筑物受到動力荷載影響時,多采用鋼結構體系;(3)碳素廠高樓部碳素振動成型機對相應結構的耐疲勞程度和強度要求均較高時,多采用鋼結構體系;(4)在高烈度區,鋼筋砼結構早已超出了現行工業行業的規范以及規定,應采用鋼結構以滿足其新的需要;(5)原有廠房需改建或擴建時,多采用鋼結構。綜上即可知,鋼結構在現今工業建筑中有著十分重要的作用,且應用廣泛。

1.2工業鋼結構在建筑工程中的應用方向

在工業建筑中,相關人員應該根據規定的生產流程來為工藝服務。在這個過程中,工業鋼結構的形式、材料與空間等多個方面都有特殊的標準。由于建筑體量比較大,要求相關人員應該注重把握好尺度,熟練掌握新材料技術。因此,工業建筑與普通建筑相比,具有一定的特殊性。在工業建筑中,一些比較簡單的建材會被新建材取代,落后的施工工藝會被淘汰。如今在工業鋼結構方面,包括鋼纜、構件和型材等方面的建材類型越來越豐富。另外,高性能施工涂料的應用有效地解決了工業鋼結構中存在的防火、防腐、防污染以及隔熱等多個方面的問題。隨著經濟的發展與科學技術的日益進步,涌出了很多新的設備、工藝與材料,有利于迎合工業建筑設計的更高要求,落后的原有工業建筑體系應該與時俱進,實現進一步的完善。

2鋼結構在工業建筑中存在的問題

目前,人們對工業鋼結構在建筑方面的相關認識還不夠。傳統混凝土結構一直影響著人們的建筑觀念,直到現在也還沒有徹底轉變。工業鋼結構體系還不夠完善,其具有一定的復雜性以及綜合性,涉及到多種配套體系,比如屋面、墻體、防腐、隔熱和保溫等多個方面的配套材料。而國內的工業鋼結構與發達國家相比,其技術水平與設計理念相對落后,專業人才的培養、新產品的研發、設備的制作與安裝水平、鋼材質量等多個方面都沒有得到很明顯的提升。從事工業鋼結構的設計、制作、安裝以及監理等領域的相關工作人員依舊沒有掌握好新知識,沒有徹底轉變新理念,沒有充分挖掘新材料,對新的施工方法也缺乏足夠的掌握力度。

3優化工業建筑施工過程中的鋼結構

在實際工作中,為了有效地提高工業建筑中鋼結構的穩定性。

3.1需要我們確保腳螺栓的穩定與堅固,保障在腳螺栓使用過程中控制得當,且可以保障鋼結構的應用合理有效。對腳螺栓的安裝與埋設,需要重視其精度問題,以保障其他環節的有序穩定運行。

3.2要在地腳螺栓的安裝中,注意鋼柱的準備,有效地協調平面控制網全系統的每個環節,進而更好地保障螺栓的安裝精度,使鋼結構穩定性增加。

3.3要注意順利彈出柱腳底板十字線、地腳螺栓的中心線,并將柱腳剪力孔做好積極的清理工作,在鋼柱就位后,要將標高調整好,并堅固螺母。

3.4對鋼結構的施工需要注意梁柱安裝,并控制梁柱之間的柱間支撐精度,使空間單元的穩定性提高,以保障其他安裝工作有效進行。

3.5要注意合理有效地應用墊板,確保墊板定位線精準,以對后續鋼結構施工整體運作起到優化的作用。此外,在安裝結構構件中,要健全構件儲備,并能夠充分地利用構件設備,更好地滿足實際鋼結構工作需要。堆放要合理規范,管理科學。每個存放場地均要有專人管理,根據供貨需要攜帶清單取貨,適時清點。

4結束語

要提升鋼結構的綜合應用效益(在工業建筑方面),離不開鋼結構內部設計過程和施工過程的優化,也需要我們按照實際的情況,合理應用相關措施,盡力做到經濟運行合理化。鋼結構兼有高強度、工業化程度高(生產制作方面)、施工過程速度快等優勢,因此在工業建筑中迅速得到較為廣泛的應用。盡管鋼結構的發展還存在很多制約因素(指在工業建筑設計中),但會隨著人們不斷提高對鋼結構和相關技術的認識,不斷完善相應的配套材料,使鋼結構在工業建筑中取得更好的發展。

作者:路慧軍 單位:山西太鋼工程技術有限公司

工業建筑論文:空置工業建筑論文

一、北京大山子地區798工廠

在中國LOFT空間正在迅速發展中,我們北京的798藝術中心是比較典型的,這里聚集了一批文化創意產業的人,藝術家把藝術品直接放置在LOFT里面。LOFT的空間提供了一個很隨意,休閑,較大限度地激發想象的空間,所以好的空間實際上是文化創意產業從業人員的創意能夠迅速激發出來,最快的誕生。廉的租金,把一些廠房租下作為工作室或展示空間。在“798”藝術家們就像滾雪球一樣越聚越多。典型的現代主義包豪斯風格的工廠,整個區域規劃有序,建筑風格獨特,許多藝術家前來工作和生活,慢慢今天的798藝術區就形成了。出版社、藝術畫廊、雕塑家、當代藝術家紛紛進入北京大山子地區798工廠,出現出版、設計、演出、藝術家工作室、展示等文化行業,同時時裝、精品家居、餐飲、酒吧等服務性行業也聚集于此。在不知不覺中,中國頂尖的當代藝術與文化正凝聚于北京大山子地區“798”空間。工廠,畫廊,工業生產,藝術創作,秩序規范,率性隨意———這就是今天的798。

二、昆明“創庫”

昆明創庫又稱上河車間,原來為昆明機模廠生產車間,坐落于云南省昆明市西壩路101號,空置后建立了20多個藝術家的工作室和展覽、休閑、餐飲空間,成了非常有特色的昆明藝術家標志性的建筑。昆明創庫是由空置廠房改建的藝術主題社區,在社區內廣告人、藝術家、商人、策展人、學生、工人、藝術愛好者……各取所需。在這里不僅可以購買大眾藝術品,還有更附傳統性的藝術品、民間技藝和實驗性當代藝術、戲劇、電影、舞蹈、音樂、演講等演示和交流。展示當代實驗藝術在這個由藝術家開辟的上河車間已經成為越來越重要的一項活動。西方文化與傳統文化的交織融匯、現代藝術與傳統藝術的沖突與交融、時尚休閑的消費空間與簡潔實用的創作空間交織匯聚,相互影響,形成了這一地區既有活力又富特色的社區。創庫內的各種畫廊、設計室、酒吧、文化傳播公司等機構或企業,都因其各自不同的展運作模式和定位而互為補充。藝術家自覺地把自己變成公眾藝術中心和公共生活的一部分,與當代城市生活的關系越來越緊密,還促使市民和企業開始關注藝術,激發當代藝術的活力,以提高其形象和完整性力度。

三、重慶“坦克庫”

藝術中心為創意專業人士、藝術家和藝術團體提供了一種新的理想的棲息地,對促進中國當代藝術的發展提供了一個新的模式,拓寬了公眾對當代藝術的了解和溝通渠道,擴大了社會對當代藝術的理解,豐富了相關機構和私人收藏家的中國當代藝術資源,提供了非常多的信息和良好建議,促進藝術和文化的健康發展。我們過去的對空置工業建筑的改造往往是大修大補,甚至直接被“夷為平地”或局限于純粹的外觀建筑的改造。拆除和重建都浪費很多資源,而且破壞了歷史和文化底蘊??罩每臻g可以通過室內設計藝術的方法“變廢為寶”,原來的自由空間只需要些微的調整來適應新的功能需要的同時,又能保持原來的歷史和文化。通過對比國內外空置工業建筑再利用的系統的理論和成功經驗的實踐差異找到目前我國在這一領域的距離和不足以及值得我們借鑒和注意事項。分析空置工業建筑改造和再利用的發展與我國經濟、政治、文化和社會階層等各方面之間的相互作用,試圖找到一些適合中國國情,探索可持續發展空置工業建筑的可能性和有效性的應用和發展的過程。空置工業建筑使用價值、歷史價值和景觀價值其研究有著重要的意義。此外,盡管國外許多空置工業建筑改造的成功案例,可以成為我國空置工業建筑改造和再利用的參考,但畢竟國內外人文環境、時代背景和所有的細節都不同。研究的方向不僅要考慮建筑具有歷史意義還要注意到它正在形成于一個新的文化環境中,城市文化發展也是有重要意義的文化產業。

四、結語

通過對國內外空置工業建筑的改造及重新利用的理論和實例的分析和理解,概括空置空間改造設計的方法和手段,并總結了設計室內空間的規則和新的生活方式對室內設計必須滿足人們的生活水平日益進步的需求。本文試圖從環境保護,科技,人文,空置空間改造在我國發展的角度,提出一些想法和建議,希望能對未來的空置空間的室內設計和改善生活環境有一定的幫助和參考。

作者:李平 單位:日照職業技術學院建筑工程學院

公寓型舊工業建筑論文

1舊工業建筑居住型改造的發展歷程

隨著人們需求的多樣化和技術發展,舊工業建筑居住型更新利用形式逐步走向多樣化,出現了以租賃式為主的公寓住宅。此類居住空間利用工業建筑大空間的特點,以模數化的構成方式均勻地在多層空間中植入居住單元,空間簡潔、結構設施經濟,目標消費群體定位為普通收入民眾,具體的空間與功能設計根據不同使用對象的空間要求而變化。但總體具有平面布局簡單、開間小、面積小等特點。目前,我國在這方面的工作也逐漸起步,在一些大城市如上海、南京等都出現了工業建筑改造為公寓住宅的實踐,例如作為滬東造船廠為青年技工提供的廉租公寓,浦東金橋的“金金公寓”將約2萬m2閑置廠房改建成“灰領公寓”,以較小的成本解決了員工的居住難題。

2工業建筑居住型改造的內部空間匹配度

由于多層廠房的空間尺度、開間進深、柱網跨度以及層高等固有因素與公寓式改造目標比較接近,因此,在舊工業建筑居住型更新實踐中,多層廠房的改建占了較大比例。對多層工業廠房的改造中一般不需要增設樓板,主要工作集中在對建筑內部的功能分區、平面分隔以及防火與交通的重新設計上,有效降低了土建成本,具有很高的可操作性。

2.1工業建筑柱網尺度與戶型平面設計

工業廠房平面一般具有規整的柱網,在跨度和進深尺度上遵循一定的模數制度,比如進深跨度一般為6.0m,而開間跨度一般為6.0,6.6m和7.2m。同時,為了采光、通風的方便,進深一般為兩跨或是三跨式柱網,而橫向一般比較長,以適應廠房功能的特點,滿足工藝流程的需要。GB50096—2003《住宅建筑設計規范》對住宅各空間的最小使用面積都有明確規定:起居室的面寬控制在3m左右,臥室的面寬控制在2.9m左右。租賃式公寓住宅主要使用對象受經濟條件的限制,套型內使用面積較小,一般可以采用下限值作為設計參考依據。而工業建筑6m左右的開間正好對應于現在緊湊型住宅的設計標準,規則的柱網有利于模數化的居住單元的分布與組合。

2.2工業建筑層高與居住空間設計

多層廠房由于生產工藝的要求空間高大的占多數,常采用的層高有3.9,4.2,4.5,4.8,5.1m等幾種。而公寓居住單元的層高按GB52096—2003要求,居住空間層高不應低于2.8m,交通空間的凈高不低于2.2m。這樣既可以留出足夠的空間進行設施設備改造,安排消防和給排水系統,也可以很好地利用多余的凈空進行多樣化布局。一般來說,當改造的建筑層高為3m左右時,可以利用走道空間增加貯藏空間;當層高達到3.6m時,可以通過抬高就寢空間增加學習、儲藏的功能;當層高大于4.2m時,可以利用夾層空間做到客臥分離;當層高不小于5m時,可以考慮采用復式和普通平層相結合的方式,既滿足不同使用者的要求,也可以較大限度利用建筑空間,增加住宅室內空間的豐富性。對層高的充分利用也是在更新中將經濟效益較大化的有效手段。

3多層工業廠房公寓型空間更新的要點分析

多數由舊建筑改造而成的居住空間以租賃為主,居住者存在流動性大的特點。因此,建筑設計應該適應居住者的不斷變化,在其改造設計時應采取盡可能多的靈活策略,從而在建筑的全生命周期適應不同住戶的需求。

3.1選取經濟及破壞最小的平面布局方式

公寓式住宅一般戶型以標準化設計為主,以經濟有效利用空間為準則,房間規整,分類較少,在進行空間分隔時可以根據原有的柱網確定開間尺寸。增加的分隔墻應盡量依附梁柱,以保持居住單元內部空間相對完整。垂直交通的位置和數量可以根據平面形式和消防要求分散或者集中布置,但要注意不超過GB50096—2003中居住單元至安全出口較大疏散距離。樓梯間好能有直接的天然采光。如果建筑的進深不大,外廊式加設的樓梯布置可以減少樓板的開洞。如果要安裝電梯應盡量利用原有的貨運電梯的井道以減小對建筑的破壞。在建筑進深較大的情況下,戶型的分割必然造成平面一部分中間的房間無法靠著建筑的外墻,改建時可通過增設天井以解決采光和通風。

3.2模塊化與靈活可變的空間組合方式

作為城市中的過渡性住宅,租賃型公寓大多以小面積戶型為主,而受歡迎的就是一室戶的套型。這種戶型主要是針對單身青年或情侶,室內空間主要解決日常生活起居,單一空間內融合了多種功能,生活設施的布局的方式和酒店式公寓比較接近。因此,在公寓式住宅改造過程中,往往依托建筑原有的柱網形成小型居住單元模塊,同時考慮模塊合并和重組的可能性,以適應不同類型住戶的需求。這種靈活可變的單元空間可以設置在每個樓層的端部單元或者集中在公寓的頂層。

3.3易行的設備改造方式

工業建筑的層高往往在3.9~6m之間,為管線的改造架設預留了足夠的空間,為居住型建筑再利用管道布置提供了靈活的設計余地。但是在具體改造中仍要注意豎向設備管線穿越現有樓板時的一些問題。很多舊工業建筑的樓板是預制板,預制板上通常在設計時預留管線孔洞,現場打洞會有安全和尺寸的限制。住宅的排水系統中,因為污水排水管管徑較大且數量多,打洞時有可能會影響結構安全。采用同層排水的方式可以較好地解決這個問題,一則可以減少樓板開洞數量,且可以有效地降低噪音。這種排水方式可以在原來樓地坪以上設置墊層,將污水排至墊層中的水平管道內,再通過共同的立管統一排放。另外,還可以進行局部降板處理,或者在各層頂部設置技術夾層,利用樓面的承重結構設置吊頂,在吊頂空間內部布置管線和通風系統,也是常用的一種方式。

3.4經濟適用的圍護結構改造方式

平面功能的變化必定帶來外墻的改造工程。雖然居住單元的劃分基本是遵循原有柱網結構的,但是在開窗的大小與形式上必定與原建筑有所不同,需要進行填充、修補或者重新開洞。此外,根據JGJ26—2010《嚴寒和寒冷建筑節能設計標準》要求,舊工業建筑再利用為居住建筑時,亦需要按規定對其進行節能改造。舊工業建筑的外圍護結構一般分為承重的磚墻,不承重的砌塊墻和板材墻??傊覈鄶档貐^的建筑外墻節能改造中都適宜采用增設外墻和屋面的保溫層、更換節能門窗等做法,外部粉飾多以涂料為主,這樣能在增加保溫層的同時減小對基層墻體的影響。有些建筑采用建造雙層墻體的做法,既保留了原來建筑的印記,又達到了保溫節能的效果,且使建筑的立面豐富起來。公寓式內部改造過程中會增加多道分戶墻,為了減輕樓板的荷載,減少對結構的影響,往往使用石膏板、纖維板、膠合板等輕質隔墻代替砌體結構。但常用隔墻材料由于質量密度太小導致其隔聲性能較差(往往只有30dB左右),影響居住質量。因此,安裝隔墻面板時可以先安裝隔墻的一面,在輕鋼龍骨縫隙內布置客房電路的管線并填充隔音棉,以增強輕質隔墻的隔音效果。或者分戶墻采用隔聲效果較好的密實磚砌墻體,而套型內的內隔墻則采用輕質材料,從而將建筑后期附加荷載減至低。

4舊工業建筑公寓型改造中工業化生產的可能性

住宅的工業式生產是住宅產業現代化的重要標志,發展住宅工業化關系到全社會住宅產業乃至建筑行業的生產方式改變的問題。工業化的建造體系目前在我國推進的速度并不快,但是我國在保障性住房建設中的取得了較大的突破,并有望出臺一整套住宅工業化標準體系。一批大企業例如萬科、遠大等都在研發住宅工業化,萬科集團在2007年就開始構建住宅產業鏈、搭建住宅產業化平臺、試點與推廣產業化住宅項目。

4.1預制構件生產逐步成熟

由于舊工業建筑改造的公寓式住宅具有戶型設計模數化的特點,易于標準化和工業化的生產和裝配。通過計算拆分,可以定制內部空間分隔體系,比如可以采用預制輕質內隔墻等工業化技術和鋼模的施工工藝。在當前國家重視住宅工業化的形勢下,在工業建筑改造中推行工業化的生產和裝配方式,借助住宅工業標準化模塊化的設計,實現通用化住宅部品的供應,主要構件如輕鋼龍骨、橫梁、內墻板、樓板、屋面板及門框、窗框等構配件均可以工廠預制現場安裝,既減少了材料的損耗,又降低了施工能耗,降低施工噪音、揚塵對環境的影響,有效改善傳統的以現場濕作業為主的住宅建設方式,進一步促進我國住宅建筑工業化的發展和住宅產業現代化目標的實現。

4.2建筑室內一體化設計建造趨勢

建筑室內一體化設計建造是減少資源浪費、保障建筑整體性、減少二次裝修帶來結構安全隱患的有效方法,內裝工業化也是現在階段住宅工業化中很受關注的一方面。整體廚房、整體衛浴、設備、管線一體化設計、標準化設計都已經不是新鮮事物。以整體衛浴設計安裝為例,整個衛生間是一個獨立結構,其模壓底盤是整體的,防火防漏,且可以現場裝配,這種方式在日本得到大量應用。使用后的良好反饋說明這一方式可以有效地解決衛生間滲漏、噪音等老問題,且易于清潔。在工業建筑改造施工過程中可以結合同層排水的需要,整體衛浴安裝時可以采用架空地板的做法,水、暖、電、氣等多種管道均敷設在架空地板內的空間,排氣通風管布置在局部吊頂內。這樣做兼具施工簡便、檢修方便、隔聲效果好等多種優勢。在當前國家重視住宅工業化的形勢下,舊工業建筑居住型改造中采用工業化生產,可以借助工業化生產提高效率、降低成本,另一方面也能進一步推動工業化生產的發展,盡快形成配套體系,提高住宅產業化發展。

5結語

舊工業建筑公寓型改造是一個復雜而系統的工程,設計建設中一方面要注意空間的舒適度和投資與回報的化,考慮在保留一定特色的基礎上進行增建或拆除,在改造過程中盡量利用原有建筑的特點進行設計。另一方面,如果在改造過程中應用標準化、工業化生產等新的技術手段,將取得較好的經濟效益。對于租賃式公寓住宅而言,相對于其他房地產項目的較長的運營周期,其前期一次性投入成本降低,進入市場的時間也相應縮短,這種較少的投資量和較短的投資周期就意味著回報率的提高,也能避免因施工時間過長而錯過進入市場的時機,并能迅速取得收益,在倡導節約型社會與經濟發展的今天,是值得在理論和實踐上進一步深入研究的。

作者:張希晨 劉林 單位:江南大學設計學院

工業建筑論文:城市工業建筑論文

1城市的發展與既有工業建筑

1.1城市發展現狀與趨勢

在改革開放的這36年中我國城市飛速發展,城市人口不斷增加,城市建設規模不斷加大。僅2013年我國就完成城鎮保障性安居工程住房新開工630萬套,建成470萬套。據周干峙院士預測,我國到2020年城市化可達到60%的水平,在生產和生活上也都還比較適宜。而根據《2013中國人類發展報告》預測,到2030年我國城鎮化水平將達到70%,城市人口總規模將突破10億。可見,我國的城市化正保持并將繼續保持一個快速發展的勢頭。

1.2既有工業建筑的概念

既有工業建筑是城市化過程中的產物,談“既有工業建筑”就需要先明確什么是“工業建筑”。顧名思義,工業建筑就是供工業化生產中各類活動使用的建筑和構筑物。其不僅包括各類直接服務生產活動的生產廠房;包括提供能源、動力的廠房和設施;也包括除塵、除煙、除濕的各類構筑物;還包括一系列倉儲、中轉、儲存空間和具有特殊功能的水塔、棧橋等構筑物。因城市發展過程中各種各樣的歷史原因和現實需要,工業建筑在特定的歷史條件下被修建起來。而隨著時間的推移和現實狀況的變化,這些工業建筑不再發揮原有的服務工業生產的功能。為了將這些建筑區別于正在用于工業生產的建筑,而將這些已經退出歷史舞臺的工業建筑稱為既有工業建筑。

1.3既有工業建筑的特點

首先,既有工業建筑具有對歷史和文化獨特的承載力。既有建筑的產生和淡出都有其歷史的必然性,在既有建筑上可以尋找到難以人為再造的歷史痕跡,并具有別具一格的藝術性和裝飾性。其次,既有工業建筑通常具有特殊的結構或特異的形式。既有工業建筑往往為滿足工業生產而修建,其結構與當時的機器設備和科學技術有關,因而在建筑上體現出具有特異性的結構和形式。一些特殊結構的煙囪、冷卻塔、水塔、燃燒爐、煤氣倉等,可以具有特殊的象征意義和標志性。再次,既有工業建筑具有較大的面積或較強的體量感。既有工業建筑一般規模都比較大,有的狹長深邃,有的寬敞開闊,還有的為適應工業生產的需要而具有較高的舉架。既有工業建筑的這些特點是改造設計中不可回避的問題,利用好這些特點就能改造出較好的作品。

2既有工業建筑改造需求

既有工業建筑作為工業建筑已經退出了歷史的舞臺,但其中蘊藏多個方面的潛在價值。這些潛在價值都有轉化并進行利用的必要,且存在對既有工業建筑進行改造的現實需求,具體而言包括以下三個方面。

2.1經濟效益需求

既有工業建筑在修建之初往往位于城郊或遠離城市中心的偏遠地段,隨著城市的擴張和服務業的遷入,工業建筑所在位置會越來越接近城市中心或變得越來越重要。人和地的矛盾會改變土地和房屋的供求關系,進而推動地價的變化。對既有建筑進行改造有利于對土地和區位資源的合理利用,可以創造出新的就業機會和更高的經濟效益。

2.2環境效益需求

新建筑的修建通常需要耗費大量的資源,而舊建筑的拆除則會產生大量的垃圾。不論是磚瓦建筑還是鋼筋混凝土建筑,在這一拆一建的過程中都會產生建筑垃圾而對環境產生不利的影響。且在這一過程中對周圍經過若干年才變得郁郁蔥蔥的樹木、草地以及周邊的生態環境,都會造成破壞性的惡劣影響。故而,從環境效益的角度考慮,對既有工業建筑進行改造是合理可行的。

2.3社會效益需求

既有工業建筑承載著城市的發展與變遷,見證了文化的交流與融合,積淀了幾代人的點滴回憶。脫離和拋棄這些進行建筑的拆除重建,不僅是對建筑沒有情意,更是對歷史的割裂和對文化的摧殘。城市化的過程原本就是一個文化積淀的過程,讓既有工業建筑既能夠保留城市的“記憶”,又能夠適應城市未來發展的需要,才符合可持續發展的需要。

3既有建筑改造設計方法

既有工業建筑改造設計的手法豐富多樣,具體的改造設計可以按改造程度和改造方式的不同分成以下四種較實用的方法。

3.1室內重裝的改造法

室內重裝的改造法主張對既有工業建筑外部立面進行保護,盡可能多的保留建筑本來的面貌,同時盡可能少的觸及建筑的結構。用最少的投資,使既有建筑中有歷史和文化氣息的元素得以保留和再現。室內重裝的過程是對既有工業建筑功能的革新和再造,原本用于工業服務的建筑部件或室內設施在經過改造和再設計之后,可以使新裝修的室內空間具有與眾不同的效果?!吧蛴洸损^”的主人將既有工廠廠房重裝成一個類似江南酒館的民國風茶餐廳,為消費者提供別具一格的餐飲服務。

3.2格局重構的改造法

既有建筑較大的空間和較高的舉架為格局重構留足了做文章的余地,當簡單的“重裝”不能滿足既有建筑改造需求的時候,就需要考慮對建筑內部的格局進行重構。格局重構的改造法可以分為水平重構、垂直重構和延伸重構三種不同的手法。水平重構主要是改變既有建筑對高度方向空間的利用,通過增加隔層、錯層或樓梯來改變空間布局,增加空間的趣味性提高空間的利用率。垂直重構主要是對平面空間進行重新劃分和規劃,從實際使用需求出發考慮各部分所需要的空間大小,用墻體、隔斷、玻璃、帷幔、植物、家具或者屏風等設施對空間進行重構。與水平重構不同的是,垂直重構并不必然改變建筑的物理結構,通常也可以通過改變人們的心理認同讓人感覺空間進行了重構。延伸重構是要突破現有隔層和墻體的限制,在必要的部位或者以“加”的手法使空間獲得實質的延伸,或者用“減”的手法去除建筑中多余的部分,使視覺可以獲得延伸。如拆除部分磚墻并在原來的位置修建透明玻璃墻,使空間更加通透。通過格局重構的改造,可以改變建筑原來的使用功能,使既有工業建筑重新煥發生命的光彩。

3.3景觀重置的改造法

這里所述的景觀不僅包括既有建筑周邊的花草樹木、溪流湖泊、道路廣場和各類設施,還包括既有工業建筑中可用作室內外布景的老舊機器部件、輔助設施和建筑部件等。既有工業建筑的景觀重置與拆除再造新的景觀并不一樣,是通過重新組合既有的景觀并適當的增加新的景觀來實現對景觀的改造。這種景觀重置可以包括內部景觀外用、外部景觀內用、景觀位置變換、景觀組合重構等具體方法。景觀重置的過程中需要對景觀進行一定的藝術加工,使原有的物件具有一定的美感,符合人們的審美需要。經過藝術加工的景觀可以保留更多的記憶,又可以減少改造的投入,減少資源的浪費。

3.4建筑重建的改造法

對既有建筑進行重建的改造與室內重裝和格局重構相比,是投入較高的一種改造方法,在重建改造中可以分為外立面重建、擴建加建和整體拆除再建等不同的做法。既有建筑的外立面通常是要首先予以保留的,但有時候也需要進行外立面重建改造才能使建筑獲得新的生命力。溫州創意街區運用設計大師蒙德里安慣用的表現手法進行了建筑外立面的改造設計,獲得了較好的改造效果。在既有建筑已經不適合城市發展的情況下,將既有建筑整體拆除并進行重建有時也不可避免。在重建改造過程中需要更多的利用舊有的材料,盡可能的進行新舊交織的再生設計,這樣才能使既有工業建筑符合社會發展的需求。

4既有工業建筑改造評價

有對既有工業建筑的改造,也就必然要有對其的改造評價。筆者認為這種評價應具有三個層面,即改造前的診斷評價,改造中的方案評價,以及改造后的效果評價。在評價過程中可以采用層次分析法、模糊評價法、灰色評價法以及能值分析法等不同的方法來進行。既有工業建筑改造評價之重要,作用之大,意義之深遠是毋庸置疑的。可喜的是2014年年初,由建設部及中國建筑科學研究院主編的《既有建筑改造綠色評價標準》征求意見稿已經公布,現在正在征求有關專家意見。從這一征求意見稿中可以看到,該標準擬將既有建筑改造的評價分為了設計評價和運行評價兩大方面,并設定規劃與建筑、結構與材料、暖通空調、給水排水、電氣與自控、施工管理、運行管理等7個方面具有不同權重的指標。預計這一標準很快就會正式實施,今后我國的既有建筑改造評價便有標準可依,有章法可循了。

5結語

為適應城市的更好更快發展,對既有工業建筑的改造設計已經愈來愈引起人們的重視。由于人們在經濟、環境、社會三方面的現實需求,分別考慮對不同情況的既有工業建筑,采用室內重裝、格局重構、景觀重置和建筑重建的方法進行改造設計思考,具有重要的指導意義。相信伴隨我國既有建筑改造綠色評價體系的構建完成,我國既有建筑改造將會邁上更高的臺階。

作者:王晨光單位:瓊州學院

工業建筑論文:工業建筑結構設計優化論文

[摘要]隨著我國社會主義現代化建設的加快推進,社會生產力也得到了飛速發展。在現代工業體系中,工業建筑的結構是直接影響工業生產力的關鍵性因素。不斷增長的生產力對工業建筑結構的工藝布置、工藝流程提出了更高的要求。同時,隨著職業衛生安全體系的不斷健全,工業建筑在保障生產過程平穩運行的同時還要保障工作環境的安全性與舒適性。這些全新的理念對原有的工業建筑結構設計水平帶來新的發展機遇的同時也帶來了新的挑戰。如何優化工業建筑結構設計,讓生產工作安全、高效運行的同時滿足現代社會發展理念,成為了工業生產部門思考探索的重點問題。

[關鍵詞]現代工業體系;工業建筑;結構設計;優化設計

工業建筑是維持工業生產安全平穩進行的重要保障,工業建筑的結構設計對于企業來說至關重要。工業建筑結構在很大程度上決定著企業的生產、管理效率。工業建筑結構的合理性缺失必將導致企業增加生產運營成本,無法有效的利用人力物力,使企業發展陷入困境。好的工業建筑結構應該綜合企業的生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等,針對企業自身的特點進行結構性優化,實現生產環節的化設計,從而降低企業生產運營成本,提高企業利潤率。

1工業建筑結構設計

工業建筑結構設計應秉承安全性強、建設成本合理、結構質量高三個基本原則,并嚴格按照國家的規范標準,結合企業自身生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行系統化設計。首先,根據企業對建筑強度的要求,合理選擇鋼材型號。選用鋼材必須通過國家質量檢測體系的認證,確保鋼結構的強度與質量。在合理選用鋼材型號的同時,對鋼結構進行防腐防銹處理也是保障其剛度及強度的重要措施。根據所選的鋼材型號,對建筑結構進行系統的應力分析,選擇對應的焊條,保障其焊縫的結構強度。同時也不能忽視結構附件的性能要求,應按照實際需求及相關規范進行選型配備。此外,還應格外注意對地基的處理,根據建筑結構進行針對性的地基處理,確保工業建筑結構的穩定性與抗震等級要求。

2工業建筑結構設計的優化

2.1工業建筑結構設計優化概念

現代工業建筑結構設計優化概念較之以往有很大不同。與傳統工業建筑結構設計優化只重視建筑結構的分析、設計相比,現代工業建筑結構設計優化更加注重對生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多方面多角度綜合評價、分析,權衡性能、成本、結構、舒適度等多方因素,確立科學、合理的工業建筑結構設計方案。通過對工業建筑結構設計進行較大程度優化的方式,達到有效提高企業生產效率、管理效率,降低企業生產運營成本,提高企業利潤率的目的。

2.2工業建筑結構設計優化中存在的問題

結構優化與建筑美學的矛盾在當前工業建筑結構設計優化過程中尤為突出。通常在結構設計中很難做到對結構強度、建筑性能、實用性與現代設計理念、建筑美學兼顧。過多關注設計理念與建筑美學的優化,會造成設計方案對結構布局、工藝流程的考慮不足,使得優化方案缺少實用性,對工業生產的提升效果不明顯,很難得到企業的認可。另一個主要問題是工業建筑結構設計方案中工程造價優化與結構強度優化的矛盾。鋼結構的設計除了要保障剛度、強度的同時還要做到兼顧經濟合理性。如何在保障設計要求的情況下盡可能優化結構工程造價、減少鋼材使用量,也是設計人員在工業建筑結構設計優化中主要考慮的問題。

3工業建筑結構設計優化的探討

3.1建立工業建筑結構設計優化模型

科學、合理的開展工業建筑設計優化工作離不開一個好的結構設計優化模型。在工業建筑設計優化過程中,針對重點變量進行函數模型的建立,對多種結構參數進行模擬、分析。函數模型的建立與運用有助于實現設計參數的化,從而根據實際需要,找出最科學的優化方案。在工業建筑結構優化模型的建立中,針對工程的基礎結構、屋蓋系統、圍護結構三個重要方面進行重點優化,對其進行選型分析、受力分析、工藝分析、造價分析等評價,確保優化方案的有效性。工業建筑結構設計優化模型構建的重點在于確定參數變量,根據約束性條件與結構設計的主要影響因素確定模型中的參數內容。參數內容確定后,應根據企業對工業建筑結構設計的優化目的與優化方向選定合適的函數模型,確定最終的優化方案。

3.2完善工業建筑結構設計管理體系

在工業建筑結構設計優化中,常因為缺乏指導性的優化理念與量化標準,使得結構優化方案有很大的變動性,并對設計管理與施工管理造成不利影響。為了保障工業建筑結構設計優化工作的有效進行,滿足現代工業建筑結構設計優化的需要,必須完善與之相匹配的管理體系,建立專業的指導思想與量化標準。對工業建筑結構設計的優化活動進行有效的管理與評估,采取針對性措施對優化進行規范管理,根據相關標準規范與思想理念對設計人員的工作進行指導和考核,實現對工業建筑結構設計優化的質量控制。

4結語

工業建筑的結構設計是一項專業性強、內容復雜的工作,對設計人員的專業素養與綜合能力都有著很高的要求。必須充分結合企業自身特點,綜合考慮生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多種因素,對設計方案的性能、成本、結構、舒適度、建筑美學等多方面進行科學合理的取舍,選擇合適的參數變量,根據優化方向針對性選擇函數模型,確立科學合理的參數內容,做出的工業建筑結構設計優化方案,實現設計的化。

作者:李雷 單位:山東省冶金設計院股份有限公司

工業建筑論文:輕型鋼結構工業建筑設計論文

摘要:現代多樣化的建筑對其結構設計方法和建造模式提出了更高的要求,輕型鋼結構應運而生。目前,輕型鋼結構以其節能環保以及良好的抗震性、保溫性、舒適性等優勢,在建筑行業得到了廣泛的應用,特別是在不需要承受大荷載的工業建筑設計中的應用,降低了工業建筑的成本,提高了工業建筑的綜合效益。本文將對輕型鋼結構工業建筑設計進行探討,以供參考和借鑒。

關鍵詞:輕型鋼結構;工業建筑;設計;分析

輕型鋼結構具有良好的外部形象和合理受力的空間結構,同時還具備經濟性較好、安裝和拆卸方便、材料重復循環利用等優點,能夠充分滿足工業廠區建設的基本需求,進而有效應用在工業建筑領域。因此必須予以高度重視。文章主要對輕型鋼結構工業建筑屋面設計進行了具體分析,旨在為業內人士的研究提供一些建議和思路。

1輕型鋼結構在工業建筑中應用的優勢

1.1建筑實體空間輕巧、開闊

輕型鋼結構結構截面小、自重輕,根據實際的受力情況可以設計承重結構截面,空間結構的受力合理。輕型屋面系統用鋼量在8kg/m2~15kg/m2極大地節約了建筑材料。此外,輕鋼支撐結構截面在室內建筑面積的占據比例較小,進而增加了工業建筑的使用面積。企業可根據產品生產工藝合理地安裝室內機械設備、布局生產流線,并且可以再例如網架結構桿件空隙中隱藏部分復雜管線,從而預留出更加開闊的生產、儲藏及運輸空間。

1.2主體結構穩定、

鋼材本身材質均勻、延展性較好,具有良好的抗震與抗壓性能,并且相較于其他材料其容重和屈服點的比重最小。鋼結構是輕鋼結構的主要承重構件,采用的都是具有高韌性、可塑性及強度的鋼材,以便承受大動力荷載。工廠的大部分鋼結構桿件經計算后加工制成,在利用現代化的檢測手段對其質量進行嚴格的檢驗,確保其質量符合要求和標準。此外,梁柱間的交叉支撐結構和檀條的抗扭、抗剪的共同作用,強化了輕型鋼結構體系的穩定性。

1.3施工建造方式便捷

輕鋼建筑的施工建造方式便捷主要體現在:①鋼材可以利用先進的自動化制造設備標準化批量生產;②建筑骨架的組成有兩種方式,一是現場組裝鋼構件;二是在工廠直接成型并運輸到施工現場;③氣候因素不會影響到現場安裝,無濕作業、無需其它模具、施工速度快,一般廠房只需2-3個月就可竣工。根據不同的生產方式、建筑規模、運輸能力及施工條件等,確定合理的骨架組合方式,常見的輕鋼骨架組合方式主要包括構件式、框架式、盒子組合式3種建筑體系。

2輕型鋼結構的工業建筑設計分析

輕型鋼結構的工業建設設計主要涵蓋空間設計、立面設計以及屋面設計3個重要部分,具體分析如下:

2.1屋面建筑材料

2.1.1常用屋面板材

輕鋼結構的屋面材料應具備高強、輕質、耐久、保溫、隔聲、隔熱、抗震、防水等性能,同時還要能夠進行工業化生產,構造簡單以及施工操作便捷。屋面鋼結構主要承受屋面荷載,降低了屋面板受力條件。當下常用的屋面板材包括彩色壓型鋼板、彩鋼夾芯板,其中彩色壓型鋼板需要現場復合,為了深化其保溫隔熱效果,需要填充離心玻璃棉與巖棉等材料;彩鋼夾芯板本身的節能環保性能良好,是最為常用的屋面板材。

2.1.2屋面板材連接方式

①彩色壓型鋼板連接方式,其主要包括兩種方式:及時,咬合式連接,此方式有180°和360°兩種咬口卷邊方式(詳見圖1),其中180°為非緊密型咬合,360°為緊密型咬合,其原理是利用專門的咬邊機緊密咬合搭接在一起的壓型鋼板邊,產生一定的氣密作用,咬合邊與板的內表面利用鋼板鉤進行相互固定,確保了其形式立面美觀;第二,扣蓋式連接,該方式對稱布置壓型鋼板接縫邊,并利用卡扣構造收緊板邊,在安裝防水扣蓋(詳見圖2)。該方式具有隱藏式構造,并利用扣蓋下的空腔式原理增大防水效果。但該方式不適用于沿海臺風多發地區。②彩鋼夾芯板連接方式,主要有屋面板橫向與縱向連接兩種形式(詳見圖3)。屋面夾芯板外板為高波壓型鋼板,包括U形和V形兩種。橫向連接方式為了防止出現虹吸現象,應做好構造卷邊并固定在屋面板壓蓋下;縱向連接在檁條處,兩塊板要在屋架支撐構件上放置,且板支座的長度要≥50mm,所以連接處檁條一般都設計成雙檁或焊接長角鋼。

2.2屋面功能設計

2.2.1排水設計

輕鋼連續多跨結構決定屋面上會有多個屋脊、內天溝和坡向,排水設計要處理好屋面坡度與室內空間的關系,一般輕鋼廠房屋面坡度大于等于5%,采用屋面外排水的形式。同時屋面坡度越高越浪費室內空間,加大用鋼量以及熱量散失。此時采用外排水方式的屋面外板材料應選用款波高肋壓型板,并采用側向360°卷邊連接,進而有效解決上述問題。

2.2.2通風設計

工業封閉式生產作業方式極易產生大量的粉塵、煙霧以及熱氣等污濁氣體,若不能及時排出會嚴重影響室內工作環境,甚至危害作業人員的身體健康、腐蝕結構構件,這就需要在立面加設百葉窗的基礎上加裝氣樓或輔助通風器、天窗等設施,保持良好的室內環境。2.2.3采光設計屋面采光設計主要是利用采光頂棚、采光板等形式,其中采光頂棚是在突出屋頂表面的側向開窗的天窗形式,其高度和跨度主要根據通風和采光的要求來具體確定。另外,采光頂棚根據采光要求可以單獨設置也可跨越整個屋脊或延伸到墻面與立面結合設計;采光板可選用中空板、玻璃纖維加強聚酯等做為板材,在屋面圍護板材安裝,形成采光條帶,增加室內光線。目前,在輕型鋼結構廠房中最常用的采光板材是玻璃纖維加強聚酯,其具有高強度、好耐久性、成型便捷等優點,與彩色壓型鋼板配合使用,取得了較好的采光效果。

3結束語

綜上所述,輕型鋼結構在工業建筑中的應用具有建筑實體空間輕巧、開闊,主體結構穩定、,施工建造方式便捷等優勢,在工業建筑屋面設計中,應選用彩色壓型鋼板、彩鋼夾芯板,并采用合理的連接方式,同時根據輕型鋼結構廠房的實際情況,做好排水、通風及采光等屋面功能設計,提高輕型鋼結構工業建筑設計的成效,建設出高質量的工業建筑。

作者:黃璐 李鋒 單位:新疆寰球工程公司

工業建筑論文:工業建筑安全管理論文

1重視教育和培訓,樹立安全施工理念

抓好建筑施工特殊工種的安全技能教育,加強崗前培訓和安全技術交底,加強工業建筑施工企業內部安全培訓,從根本上提升企業主要負責人、相關管理人員以及廣大建筑施工人員的安全理念和安全施工的技能,同時要加強對工業建筑施工過程中的安全管理人員以及從業人員在相關的法律規程層次的教育,在實際的工作過程中要嚴格遵守國家的有關法律法規。

2事故的預防是關鍵,要充分做好相應的安全保護措施

由于個體勞動者受到個人身心素質的諸多限制,提高個體的安全生產意識并不能從跟上杜絕安全事故的發生,因此有必要建立完善的安全保護措施。安全保護措施的建立因該主要從避免高空墜落以及物體打擊兩個方面著手,有效降低高空墜落與物體打擊發生的概率。為此要嚴格要求施工人員施工過程中帶好安全帽,同時在高空作業的條件下必須使用安全帶設備。

3凡是預則立,不預則廢,制定相應的應急處理預案也是非常必要的

要牢固樹立工業建筑施工過程中的風險管理理念,制定相應的應急處理方案,在平時要不定期進行應急演練。唯有如此,當事故真實發生時,才能夠采取有效的應急措施妥善解決。

4購買工程保險,轉移事故風險

從根本上講,安全事故不可能消除,這是由工業建筑的施工過程中的不確定性決定的,因此購買工程保險是施工的重要保障,一方面保障了施工企業的利益,同時維護了相關從業人員的人生安全。環境保護管理同樣也是工業建筑領域的一個非常突出的問題。綠色環保建筑指的是在整個建筑的施工和使用年限內,要做到資源的節約和環境的保護,同時要有效降低污染,從而建造安全,舒適以及和諧的工業建筑。對于工業建筑的設計過程來說,應該進行綠色環保節能工業建筑設計,并將綠色建筑理論引入工業建筑設計。

5對于工業建筑的整體形象的營造要有足夠的重視

應該合理規劃工業建筑的選址位置,避免破壞環境,較大限度的降低其對城市的整個生態系統的影響,從根本上維護整個城市的生態和諧。要從整體出發來實現建筑布局的優化,使得工業建筑本省與周圍環境達到和諧統一。

6在工業建筑的設計過程中,要充分考慮節能減排的問題

工業建筑的設計要體現節能理念,減少工業建筑的能量損耗,努力探尋節能減排的新思路、新方法。工業建筑應該結合具體環境較大限度的使用可再生能源,減少能源的損耗率,努力做到自給自足。

7提高資源利用率,使用綠色建材

工業建筑在自然資源方面要利用相關的節能減排技術來避免環境的破壞,這對于工業建筑行業的可持續發展意義深遠。同時也提供了一個新的思路,使得我們可以重復利用現有的工業建筑資源,實現資源的再次利用。

8總結

綜上所述,工業建筑行業就是一個圍繞工業建筑的設計、施工、裝修、管理而展開的行業。HSE經理承擔著單位的工業建筑安全和環境保護管理的工作。為此,在實際工作過程中,要深刻領會HSE工作的內涵,注重以人為本的可持續發展戰略。相信通過廣大相關從業人員的共同努力,工業建筑行業一定能夠建立健康有序的發展模式,保障工業建筑行業的健康發展。

作者:畢大建 單位:山東電力建設第三工程公司

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