工业式建筑设计精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇工业式建筑设计，期待它们能激发您的灵感。

篇1

1.1柱网布置

因此刚架间距和跨度可根据工艺要求灵活确定，通过大量工程实例分析比较表明，刚架跨度采用15m～36mm，刚架间距采用6m～9m是比较经济合理的，由于计算风荷载作用下门式刚架工业建筑维护结构构件时边缘带的风荷载体形系数普遍大于中间区风荷载体形系数，为了同一建筑内各柱距的屋面檩条和墙面檩条型号统一，两端边缘带的刚架间距宜适当小于中间区的刚架间距。

1.2支撑体系

单层轻钢结构工业建筑钢排架侧向刚度相对较弱，为了抵抗水平风荷载、吊车刹车荷载和地震作用，应在设置柱间支撑的开间同时设置屋盖横向支撑，以组成几何不变体系，柱间支撑最好设置在温度区段端部的第一个开间内。柱间支撑的间距应根据建筑的柱距、吊车情况和安装条件确定，一般无吊车的工业建筑柱间支撑间距不宜超过45m，有吊车的工业建筑柱间支撑间距不宜超过60m。

1.3围护体系

轻钢结构工业建筑的维护体系由最外侧的压型彩钢板和内侧主刚架、山墙抗风柱、屋面檩条、墙面檩条等主次结构组成。屋面压型彩钢板均宜采取沿着垂直刚梁的方向排板，墙面压型彩钢板大多采取沿着垂直刚柱的方向排板。屋面檩条、墙面檩条的间距主要由各种外部荷载作用时其自身强度、稳定性、刚度和外侧压型钢板的面外刚度决定。当屋面双檩条兼作屋面支撑之间的刚性系杆时，应结合山墙抗风柱的位置考虑屋面檩托的设置，其目的是使各抗风柱顶部的刚架梁上翼缘相对应处存在檩托，以便于设置屋面双檩条，墙面檩条的间距还受门窗洞口的尺寸影响，当门窗洞口太大时应采取加强墙面檩条或增设墙柱等措施保证墙架的结构安全。

2门式刚架轻钢结构工业建筑结构设计要点

2.1钢材种类的选择

虽然我国生产的碳素钢有一百多种，合金钢有三百多种，但由于受到轻钢结构对钢材较高的强度、足够的变形能力、良好的加工性能等要求的影响，真正适合用于轻钢结构的只有碳素钢和合金钢中少数几种钢材，当采用设计规范还未推荐的其它钢材时，应有可靠的依据，以确保轻钢结构安全。大量工程实践经验表明，素钢中的Q235钢以及合金钢中的Q345钢是最适合用于轻钢结构的钢材。刚架、吊车梁等存在大量焊接工艺的主要结构构件应采用Q235B级钢或Q345B级钢，根据当前市场上的钢材价格，若刚架跨度、间距较小、荷载不大、吊车吨位较小时，刚架、吊车梁采用Q235B级钢，否则采用Q345B级钢，檩条、支撑、抗风柱等焊接工艺量不大的次要结构构件均可采用Q235A级钢，都能获得较好的经济效益。

2.2承重柱

轻钢结构工业建筑的承重柱一般多采用焊接工字形截面柱或热轧H形截面柱，无吊车的较低工业建筑宜采用柱脚小、柱顶大的楔形变截面柱，有较大吨位吊车的工业建筑宜采用等截面柱，当由于刚架高度、跨度、风荷载很大同时又带有很大吨位的吊车时宜采用阶梯形柱，肩梁或牛腿以下的为较大的等截面字工形柱或格构式柱，肩梁或牛腿以上的上段为较小等截面工字形柱。上、下段柱是通过肩梁或牛腿连为一体的。上段柱内翼缘应当以开槽口的形式直插到肩梁或牛腿的下翼缘并与之全熔透焊接。

2.3承重梁

轻钢结构工业建筑的承重梁也多为焊接工字形截面柱或热轧H形截面，截面尺寸除满足强度、稳定、挠度、翼缘宽厚比、腹班板高厚比等要求外，还应通过合理的截面变化和分段以达到经济合理、运输安装方便的要求，例如弯距变化幅度较大的梁段可采用楔形变截面工字形截面，弯距变化幅度不大的梁段宜采用等截面工字形截面。

2.4吊车梁

考虑到钢材的强度高而钢构件稳定性差得特点，吊车梁一般都设计成上翼缘较宽且厚、下翼较窄且薄的单轴对称焊接工字形截面，当吊车梁跨度较大时，也可将吊车梁设计成两端向跨中逐渐变高的鱼腹型梁，同时宜采用制动梁或制动桁架作为吊车梁上翼缘的侧向支撑。吊车梁由于受到竖向、横向、纵向三个方向荷载的作用，所以设计时应采取良好的连接方式来传递三向荷载，例如吊车梁与牛腿采用一对间距较小的高强度螺栓来连接时不但传力安全可靠，又不改变其简支梁的特性。

2.5屋盖横向支撑

屋盖横向支撑一般均可采用带张紧装置的十字交叉圆钢，交叉夹角应在30°～60°范围内，接近45°为宜。同一开间内两相临横向支撑之间应设置刚性系杆，屋面檩条（单檩条或双檩条）若能满足对压弯构件的刚度和承载力要求，屋面檩条则可兼作刚性系杆。

2.6柱间支撑

轻钢工业建筑的主要承重结构门式刚架侧向刚度相对于面内刚度而言要小得多，但承受的面外的水平力并不小，因此柱间支撑的截面大小及连接方式均应由计算确定。如果无吊车或吊车吨位较小，同时风荷载、雪荷载不大的轻钢建筑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢作柱间支撑，否则应采用角钢或槽钢等热轧型钢作柱间支撑。若柱间支撑为十字交叉形，则交叉夹角应在35°～55°范围内，接近45°为宜。阶梯形下段柱截面较大时柱间支撑一般宜设计成双片，双片支撑之间采用单角钢的缀条相连。上段柱柱间支撑一般可设计成单片。当上、下段柱柱高相对于柱距较大时，上、下段柱的柱间支撑应分层设置，同时上、下层柱间支撑之间必须设置经过计算的刚性系杆，牛腿或肩梁上、下两侧的柱间支撑之间的刚性系杆可由吊车梁代替。支撑的连接宜采用焊接或高强度螺栓连接。大量的分析研究表明，许多钢结构建筑工程事故的主要原因都不是因为构件强度不足，而是构件丧失了整体稳定，因此支撑、刚性系杆等侧向构件的计算与构造是轻钢结构工业建筑设计的一大重点。

2.7檩条与抗风柱

屋面檩条和墙面檩条的跨度和荷载不大时一般多采用C型或Z型冷弯薄壁型钢，屋面檩条的力学计算模型是双向受弯的简直梁或连续梁，当屋面双檩条兼作刚性系杆时，还应具备作为压弯构件所必须的刚度和承载力，否则应采用钢管、型钢或其它截面的杆件作刚性系杆。为达到轻钢建筑整体美观、压型彩钢板防腐蚀、抗碰撞的效果，室内地面以上一定高度范围内的墙体多采用砖墙或砌块墙，墙面压型彩钢板底部可固定在砖墙或砌块墙顶的钢筋混凝土压顶上，同时考虑到压型彩钢板自身在面内也具备较大的刚度，墙面檩条的力学计算模型可视为仅承受水平风荷载而不承受竖向荷载的单向受弯的简直梁或连续梁。屋面檩条和墙面檩条还应按相关规范设置拉条、撑杆和隅撑。屋面檩条和墙面檩条当跨度和荷载较大时宜采用轻型槽钢、工字钢，屋面檩条也可采用由角钢制成的桁架。抗风柱由于所受的竖向力远小于水平力，因此力学计算模型可近视的简化成单向受弯的简直梁，抗风柱可采用热轧H型钢截面。

2.8节点构造

单层轻钢结构工业建筑梁、柱多采用焊接工字形截面或热轧H形截面。在弱轴方向钢柱与侧向构件的连接多采用铰接，而强轴方向钢柱与钢梁的连接多采用刚接；无吊车或吊车吨位较小时钢柱柱脚与基础多采用铰接，吊车吨位较大时钢柱柱脚与基础多采用刚接。为了解决钢柱柱脚防腐的问题，通常将钢柱柱脚用较低标号的细石混凝土包裹（保护层的厚度不宜小于50mm），并使包裹的混凝土高出室内地面100mm～150mm，并宜在包裹柱脚的混凝土中配置少量的水平环形箍筋和竖向架立筋以避免出现裂纹。3．9地基基础如果场地地质条件比较好，轻钢结构工业建筑的基础一般采用柱下独立基础，由于室内地面以上一定范围内的墙体或一层窗窗台以下的墙体多采用砌体墙，因此墙下一般多采用现浇钢筋砼基础梁来承受砌体墙并能有限的抵抗基础不均匀沉降，同时由于室内外高差的存在，基础梁还起到挡土的作用。如果场地地质条件较差但没有较大吨位的吊车荷载作用于刚架柱上，可优先采用合适的地基处理方法来抵抗基础较小的不均匀陈降现象。如果场地地质条件很差而且又存在较大吨位的吊车荷载作用于刚架柱上，通过地基处理的方法已经无法解决由于基础不均匀沉降引起的吊车爬坡导致不能正常工作的问题时，可采用现浇钢筋砼条形基础或桩基础，当采用桩基础时应根据当地的实际情况选用经济合理、安全可靠的桩种类，比如在条件允许时可优先采用钢筋混凝土预制管桩，考虑到轻钢结构工业建筑钢柱柱脚轴力较小而弯矩较大的特点，将承台底刚架平面内方向上的基桩间距设计得较大一些，一般可取得经济合理、安全可靠的效果。

3使用软件计算时建模技巧和计算图文的分析

目前门式刚架电算软件以中国建筑科学研究院开发的PKPM系列软件的中STS模块在实际设计工作中应用较为广泛，因此本文按STS模块中门式刚架二维设计来介绍门式刚架的建模技巧和计算图文件分析。

3.1模型建立

门式刚架的轴线既可采用网格生成中各种工具栏绘制，也可采用模块化输入跨数、跨度、单双坡、坡度、柱顶标高、牛腿标高、屋面坡度等信息快速建模生成轴线省时省力、既快又准，钢梁分段时宜尽量将梁段拼接节点设置在弯矩较小的部位，并根据刚架梁上内力图特点、加工、运输、吊装能力等综合因素确定梁段的长度和段数，楔形钢梁、钢柱楔率不宜过大，通常每延米变化幅度不大于60mm时腹板可取得较大的高厚比，在满足腹板高厚比和翼缘宽厚比的前提下，将梁、柱设计成“薄而大”的截面因能以较少的钢材获得较大的截面抵抗矩，故既能达到控制住结构变形又能取得较好的经济性。

由于门式刚架结构变形以及强度受荷载影响敏感，因此实事求是的输入竖向荷载也是取得经济合理效果的关键因素，钢梁上的竖向恒荷载主要是屋面维护体系的自重，实际工程中屋面多采用内夹轻质保温材料的夹芯板，内外带彩色防腐涂层的压型钢板厚度一般多在0．6mm以下，内夹聚氨酯、玻璃棉等轻质保温材料厚度一般都不超过100mm，包括屋面冷弯薄壁型钢檩条、屋面水平支撑、拉条、撑杆、隅撑、刚性系杆等在内的屋面体系自重一般每平米仅0．22～0．30KN，采用不保温的单层压型彩涂板的仓库，屋面体系自重更小，一般每平米仅0．19～0．25KN，因此不建议无根据的在钢梁上输入较大的恒荷载；钢梁上的竖向可变荷载主要有两类，一是钢梁上的设备吊挂荷载，二是屋面集灰荷载和雪荷载，设备吊挂荷载按实际情况输入到钢梁上，至于集灰荷载仅在设计诸如水泥生产、金属冶炼等粉尘污染较大或位于沙尘暴频发地区的工业建筑才考虑其对结构的影响，除此之外的绝大对数轻钢结构工业建筑的屋面可变荷载可仅考虑雪荷载对结构的影响，对于单榀刚架的水平受荷投影面积大于60平米时，可变荷载无须按《建筑荷载设计规范》中不上人屋面去取值，合理的可变荷载取值应该是当雪荷载每平米大于0．30KN时，可变荷载可按实际的雪荷载取值，当雪荷载每平米小于0．30KN时，可变荷载每平米可按0．30KN取值，对于单榀刚架的水平受荷投影面积不大于60平米时，则应按《建筑荷载设计规范》中不上人屋面取每平米0．50KN；输入风荷载时，应正确判断地面粗糙度类别，如果采用自动布置方式输入风荷载，需要注意的是对于自绘轴线建成的刚架，应检查柱脚标高是否为0．000；吊车荷载输入时除应准确输入由吊车参数导算出的吊车最大轮压传至柱牛腿的反力、吊车最小轮压传至柱牛腿的反力、吊车横向荷载传至两侧柱上的水平力，还应考虑吊车梁自重在牛腿除产生的附加竖向荷载和附加弯矩对刚架的影响。

钢构件计算长度对稳定计算结果的主要影响因素，刚架梁、柱平面外计算长度一般取侧向支撑点之间的间距，满足计算和构造要求的屋面隅撑和柱间通长刚性系杆可分别作为刚架梁、柱侧向支撑点，同时施工图中控制隅撑和刚性系杆间距不得大于模型中刚架梁、柱平面外计算长度；除无吊车或吊车吨位较小以及个别摇摆柱以外，不宜大量设置铰接节点；计算参数输入主要是合理选择结构类型和设计规范，对于高度不超过12m、吊车吨位不大于20t的门式刚架的结构类型都可选择为门式刚架轻型房屋钢结构按《门式刚架轻房屋钢结构技型术规程》去计算，根据大量的工程实践表明，高度在12～15m之间、吊车吨位在20～32t之间的门式刚架的结构类型还可选择为门式刚架轻型房屋钢结构按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》去计算、按《钢结构设计规范》去验算，刚架梁宜按压弯构件验算平面内的整体稳定性，活荷载应考虑不利布置对结构的影响。

3.2计算图文的分析

对计算结果的分析是模型纠错、优化设计的主要依据，因此设计者应对计算图文进行仔细比对分析。模型纠错主要是通过分析计算图文是否有异常状况从而逆向判断模型的正确性。例如如果发现钢柱牛腿位置轴力包络图无大的突变，则很可能是模型中漏掉了吊车荷载；应力比图中要是仅平面外应力比远远超标，则应首先检查模型中平面外计算长度取值是否正确；计算超限信息中变截面构件腹板高厚比控制远远严于《门式刚架轻房屋钢结构技型术规程》的要求，则很可能是因为变截面构件的楔率过大。

优化设计主要是根据应力比图、挠度图、位移图去调整刚架梁柱截面尺寸以取得最佳的经济效果，抗弯承载力比值超限时调整截面高度远比加大翼缘、腹板厚度更有效，平面外稳定应力比超限时调整翼缘宽度远比加厚翼缘厚度更有效，不受强度控制的刚架宜采用低强度的碳素钢钢材，主要受强度控制的刚架宜采用高强度的合金钢材，解决翼缘宽厚比和腹板高厚比超限时采用低强度钢材比采用高强度钢材更有效，将刚架柱脚、粱柱节点设计成刚接比设计成铰接更能减小刚架的变形，对于30m以上大跨度的刚架，出于观瞻的考虑，更应高于轻钢规范的要求去从严控制钢梁的挠度。刚架优化设计实质就是在模型与实际工程相符、荷载输入不遗漏、计算参数选取合理的前提下，以试算结果为依据，通过不断调整构件截面规格使各项计算指标同时接近相关规范规定的控制值并留有适当的安全储备裕量的一个过程。

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关键词：环境美学；工业建筑；建筑设计；以人为本

随着时代的不断进步，信息化社会的前提下，我国社会发展的工业化进程更是蓬勃发展并日益加快，密集型工业建筑群称为今年城市规划的主要形式，而单纯的追求工业建筑的生产功能性已经早已遭到时代淘汰，与环境相适应的工业建筑设计是时代的必然趋势，也就是说现代化的工业建筑除了要满足生产工艺之外，还要妥善处理好工业建筑体量、肌理与环境之间的关系。大跨度、大空间、大面积是现代化的工业建筑普遍存在的特征，而它的这种特征对环境会造成巨大影响，为了要深刻落实我国保护环境、节约资源的基本国策，将环境美学融合在工业建筑设计中是以人为本的可持续社会的必然要求。

一、环境美学

环境美学着眼于人类的生存环境，随着时代的不断进步，人民群众的生活水平提升的同时，对生活质量的要求也有所提高，其审美意识也发生了很大的变化，环境美学给人们的生活、健康、工作带来了很多积极的影响。近几年来，工业建筑的大规模开发带动了我国经济建设的稳定发展，同时也给生态环境造成了不同程度的影响，工业建筑活动对生态环境带来了很多污染，环境的恶化，生态系统的破坏都严重影响着我们生存的家园，面对各种自然灾害不断侵蚀着我们生活环境的情况下，人们开始认识到保护环境的重要性，优美的生活环境对人们的生存与发展是多么的重要。环境美学就是在这样的情况下诞生的，大力开展环境美学，能够大大降低环境污染，给人们提供一个健康的生活环境，使人们时时刻刻保持着愉悦的心情，促进其身心健康的稳定发展。

二、环境美学与工业建筑设计之间的关系

社会工业化进程的逐渐加快给我国生态环境造成了很大的影响，越来越严重的环境污染侵袭着人民群众的生活环境，生态、工程、环境之间的矛盾逐渐激化，稍有不慎就会造成全面崩溃的情况，不仅会对人民群众的生活、工作、健康带来不同程度的影响，还会阻碍我国经济建设的稳定发展。宜居的生活环境是人类生存发展的不懈追求，而工业建筑活动却打破了这一模式，造成了严重的环境污染，不利于人类的生存与发展。为了妥善解决这一问题，将环境美学与工业建筑设计相结合是非常重要的。在环境美学的视野下，生态、工程、环境是其发展的基础，是与现实生活向结合的媒介。从宏观的角度看环境美学，维持生态环境的平衡发展是宇宙的根本法则，人类面对宇宙的根本法则是无力反抗的，也就是说，人类的生存与发展不应该对生态环境造成破坏，维持生态环境的平衡发展是人类的责任与义务。但是，在实际人类的发展过程当中，或多或少都会对生态环境造成不同程度的影响，人类的文明活动是建立在工程的基础上的，这些工程可大可小，大到一座城、小到一座水坝，其建筑设计都会对生态环境的平衡发展造成影响，破坏了生态环境的美感。面对这种情况，有两个问题逐渐突显出来，一是如何在不破坏生态环境的前提下，进行城市工业化的发展，维持生态环境的平衡；另一个是将工业建筑工程改造成新的园林景观，创造出比原来的生态环境更能满足人们审美要求的园林景观。

三、环境美学视野下的工业建筑设计

（一）工业建筑设计要符合环境美学的要求

在环境美学视野下的工业建筑设计减少了对生态环境的影响，工业建筑活动对生态环境的介入越来越少，对维护生态环境的平衡发展有很大的帮助。也就是说，环境美学就是工业建筑设计的参考依据，其设计方案要符合环境美学的要求，将建筑设计适应环境发展作为基本原则，而不是让生态环境去适应工程建筑的发展。在工业建筑设计过程中，要充分考虑环境的因素，将环境的优势利用起来，创造出能够更加明显的体现出环境美学关系的工业建筑，在潜移默化中激发环境的潜能，有效缓解生态、工程、环境之间的矛盾，促进三者的共同发展，满足人类对宜居生活环境的不懈追求。

（二）工业建筑设计中的美学环境创造与借景

工业建筑活动或多或少都会对生态环境造成不同程度的影响，这种影响是无法避免，所以。为了维持生态平衡的稳定发展，设计师可以将工业建筑工程改造成新的园林景观，创造出比原来的生态环境更能满足人们审美要求的园林景观，有效的解决了工业建筑活动对生态环境平衡发展的影响。人类的生存与发展离不开生态环境的支持，但是人类也需要文明活动，也需要为了自身的发展而做出努力，因此无法保证不破坏生态环境的平衡发展。为了确保人类与环境能够和谐发展，不能一味的要求人类被动的去适应环境，要选择环境发展过程中的积极因素进行调节，适度的进行城市建设、工业建筑活动，在不影响人类生存发展的前提下，创造新的园林景观，满足人们的审美要求。

四、结论

综上分析可知，科学技术的不断发展虽然带动了社会的进步，但是也对环境造成了不同程度的影响，如果不将生态环境的平衡发展重视起来，人与自然将会无法和谐相处，在环境美学视野下进行工业建筑设计能够妥善解决这一问题，将环境美学的概念贯穿于整个工业建筑设计中，促进生态、工程、环境的和谐发展。

作者:高晓 单位:吉林交通职业技术学院 道桥工程学院

参考文献:

［1］卡菲•凯丽．艺术与生存［M］．陈国雄，译．长沙:湖南科学技术出版社，2015．

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【关键词】化工工业；建筑；防爆措施；平面及空间；结构

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

国防化工工业是我国国民经济生产中重要的组成部分，其中火工品在国防化工产品中占据重要地位。就火工品生产的特点来说，其所使用的原料，半成品到成品有相当多的是易燃和有毒的，这些物质往往在高温、高压或冷冻的条件下，通过密闭的设备、容器和管线进行连续的反应和输送，因此，生产过程中存在很大的爆炸危险性。

火工品建筑是指用于火工品生产、存放和储存的一类建筑，其设计区别于普通的建筑设计特点，重点应考虑其各项工艺生产需求。在火工品生产存储过程中，会产生许多可燃气体、可燃蒸汽、可燃粉尘等物质，在“跑、冒、滴、漏”情况下，极易与空气混合在一起，逐渐形成浓度达到爆炸极限的混合物，遇到火源立刻就会引起爆炸，造成人身伤亡和财产损失。因为爆炸是突发性的，其危害范围及后果一般难以预测，甚至不能及时进行消防和扑救，给火工品生产带来严重影响及重大损失，并可能造成人员的伤亡，因此根据爆炸发生原理，可在火工品建筑设计中采取一系列防爆设计与措施来有效防止爆炸事故的发生。

1. 爆炸的定义、根源和分类

1.1 爆炸的定义。

爆炸是大量的物理能量或化学能量在瞬间迅速释放或急剧转化成功或机械、光、热等能量形态的现象。

1.2 爆炸的根源。

爆炸需要三个条件：达到爆炸上下限之间浓度的爆炸危险源、空气（氧化剂）和火源。三者缺一不可，共同作用产生爆炸。

1.3 爆炸的分类。

1.3.1 爆炸包括物理爆炸（如：蒸汽锅炉爆炸）、化学爆炸（分为火、炸药的爆炸，以及各种爆炸性能混合物的爆炸）、原子爆炸（如原子弹）等种类。从爆炸发生的位置和建筑物相对的关系来说有下列两种情况：

（1）内爆：指爆炸在建筑物内部发生，亦称“有爆炸危险”的建筑。在现行《建筑设计防火规范》中，称之为有爆炸危险的甲、乙类厂房。

（2）外爆：指爆炸在建筑物外部发生，亦称“有爆炸危险环境”的建筑。爆炸危险环境按现行《爆炸和火

灾危险环境电力装置设计规范》的分法可分为三类，8区。

1.3.2 在防爆设计中，需要根据不同情况，采取相应的防爆对策。在内爆情况下，主要采用“泄爆”；在外爆情况下，主要采用“抗爆”。

2. 建筑平面及空间设计

2.1 合理布置总平面。

（1）具有爆炸危险的厂区要避开居民点、学校、工业区、旅游区重点建筑物、铁路和公路运输线、高压输电线等，对有爆炸危险的建筑物尽可能布置在厂区边缘。山区建厂，应利用地形和自然屏障，减少爆炸事故的危害。

（2）另外厂区围墙的结构形式和高度，应根据企业性质、规模确定。围墙至建筑物、道路、铁路和排水明沟的最小间距，应符合表1的规定。

注：（1）表中间距除注明者外，围墙自中心线算起；建筑物自最外边轴线算起；道路为城市型时，自路面边缘算起；为公路型时，自路肩边缘算起；

（2）围墙至建筑物的间距，当条件困难时，可适当减少；当设有消防通道时，其间距不应小于6m；

（3）传达室、警卫室与围墙的间距不限；

（4）当条件困难时，准轨铁路至围墙的间距，当有调车作业时，可为3.5m；当无调车作业时，可为3.0m。窄轨铁路至围墙的间距，按准轨铁路的相应条件，可分别为3.0m和2.5m。

2.2 合理选择平面形式。

（1）有爆炸危险的厂房和仓库在生产工艺允许的条件下尽量采用单层建筑，以利泄爆和人员疏散。另外屋顶可采用泄压轻质屋盖，加大泄压面积，有利于尽快释放爆炸时产生的大量气体和热量，以降低室内爆炸压力。

（2）厂房的形式尽量采用敞开式或半敞开式建筑。其优点为：自然通风良好，生产过程中产生的可燃物质很快稀释扩散，浓度很难达到爆炸极限，不容易形成爆炸混合物，可以有效地排除爆炸的发生。假如爆炸不可避免地发生时，敞开式或半敞开式建筑泄压面积大，能够很快地释放大量气体和热量，使厂房的破坏损失大大降低。

3. 建筑结构的防爆设计

3.1 泄爆。

（1）有爆炸危险的厂房设置足够的泄压面积后，可大大减轻爆炸时的破坏强度，避免因主体结构遭受破坏而造成重大人员伤亡和经济损失。因此，防爆厂房围护结构要求有相适应的泄压面积，承重结构以及重要部位应具备足够的抗爆性能。

（2）框架或排架结构形式便于墙面开设大面积的门窗洞口或采用轻质墙体作为泄压面积，能为厂房设计成敞开或半敞开式的建筑形式提供有利条件。此外，框架和排架的结构整体性强，较之砖墙承重结构的抗爆性能好。因此规定易爆厂房尽量采用敞开、半敞开式厂房，并且采用钢筋混凝土柱、钢柱承重的框架和排架结构，能够起到良好的减爆效果。

（3）泄压设施可为轻质屋盖、轻质墙体和易于泄压的门窗，但宜优先采用轻质屋盖。泄压面位置应避开人员集中的场所和主要交通道路，宜靠近容易发生爆炸的部位。

（4）对于有爆炸危险的厂房，《建筑设计防火规范》中按照爆炸物的特性进行了较为详细的规定，泄压比采用0.03～0.25不等，并给出计算泄压面积的详尽方法。有爆炸危险的甲、乙类厂房，其泄压面积宜按下式计算，但当厂房的长径比大于3时，宜将该建筑划分为长径比小于等于3的多个计算段，各计算段中的公共截面不得作为泄压面积。

A=10CV2/3 （1）

式中，A——泄压面积，m2；V——厂房的容积，m3；C——厂房容积为1000m3时的泄压比，可按表2选取，m2/m3。

注：长径比为建筑平面几何外形尺寸中的最长尺寸与其横截面周长的积和4.0倍的该建筑横截面积之比。

3.1.1 轻质屋盖和墙体。

（1）《建筑设计防火规范》中规定：泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路，并宜靠近有爆炸危险的部位。作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60Kg/m2。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。

（2）泄压面积的构配件在材料的选择上除了要求容重轻以外，最好具有在爆炸时易破碎成碎块的特点，以便于泄压和减少对人的危害。同时，泄压面设置最好靠近易发生爆炸的部位，保证迅速泄压。对于爆炸时易形成尖锐碎片四散喷射的材料不能布置在公共走道或贵重设备的正面或附近。

（3）有爆炸危险的甲、乙类厂房爆炸后，用于泄压的门窗、轻质墙体、轻质屋盖将会被摧毁，高压气流夹杂大量的爆炸物碎片从泄压面冲出，如邻近人员集中的场所、主要交通道路就可能造成人员大量伤亡和交通道路堵塞，因此，泄压面积应避免面向人员集中场所和主要交通道路。

（4）对于北方和西北寒冷地区，由于冰冻期长、积雪时间长，易增加屋面上泄压面积的单位面积荷载而使其产生较大静力惯性，导致泄压受到影响，因而设计时要考虑采取适当措施防止积雪。

（5）总之，在设计中应采取措施尽量减少泄压面积的单位质量（即重力惯性）和连接强度。

3.1.2 门窗。

用于泄压设施的门窗，具有重量较轻、玻璃较薄、选用的五金断面较小、构造节点的处理上要求易摧毁、脱落等特点。用于泄压的门窗可采用楔形木块固定，门窗上用的金属百页、插销等可选用断面小一些的。为防止开关时碰撞二产生火花，不采用钢窗而采用木窗，不采用钢制五金零件而采用铜质零件。开启形式为外开中悬窗，这样一旦发生爆炸，因室内压力大，原关着的门窗上的小五金可能遭冲击波而被破坏，门窗则可自动打开或自行脱落，达到泄压的目的。

3.2 抗爆。

抗爆墙是耐爆炸压力较强的墙体，亦称防爆墙、耐爆墙，是抵抗外爆的重要措施。必须由工艺提出爆炸冲击波数值，结构专业据此计算后确定具体构造。抗爆墙既要具有抵抗冲击波的能力，又要具有良好的耐火性能。火工品建筑设计通常采用钢筋混凝土抗爆墙。

4. 建筑防爆的其它措施

根据发生爆炸的原理，在建筑设计中还可以采取以下措施来有效防止爆炸事故的发生。

4.1 采取自然通风措施。

采取自然通风措施，特别是穿堂风，可使生产过程中可燃物质很快地稀释扩散，浓度难以达到爆炸极限，可以排除形成爆炸的条件。南方地区可采用天窗通风；寒冷地区可采用机械排风；厂房内如存在比空气轻的可燃气体，可在屋顶设置排风帽。

4.2 采取隔热降温措施。

采取隔热降温措施，防止生产或储存的化学药品或火工品，在受热升温作用时发生化学变化而引起爆炸，可以排除形成爆炸的条件。隔热，可采用双层轻质屋面隔热、架空板隔热、吊顶隔热等屋顶隔热措施，可设置遮阳板、百叶窗、磨砂玻璃等设施，排除阳光直射引起的爆炸。

4.3 采用导静电绝缘面层措施。

根据建筑物的防雷等级按照《建筑物防雷设计规范》，采取措施。通常做法为采用涂刷导静电涂料。

4.4 采用不发火地面措施。

不发火地面可排除与地面发生摩擦、撞击产生火花而引起的爆炸。不发火地面按照材料的性质可分为金属地面和非金属地面。不发火花金属地面通常采用砼板、铝板、铅板等有色金属材料。不发火花非金属地面通常做法是配制不发火花水泥/沥青砂浆、不发火花混凝土和不发火花水磨石，作为楼面和地面。

4.5 抗爆新型材料的选用。

当前，国内外许多科研机构研制了多种抗爆建筑物材料，利用该类材料设计多层的复合结构成为建筑物抗爆研究的热点。抗爆材料质地多是泡沫金属材料以及高分子材料，具体的类型有：钢纤维泡沫铝材、高阻抗混凝土材料，硬质聚氨酯泡沫塑料、橡胶混凝土等。实践证明 抗爆、抗震材料的运用，极大地提高了建筑物结构的抗爆功能。

5. 结语

综上所述，在化工工业建筑设计中采取一系列防爆设计与措施可有效防止爆炸事故的发生。对于防爆问题的处理，往往涉及到各个专业设计，总平面、建筑、结构、工艺、自控仪表、给排水、暖通、电气等，设计过程中各专业必须紧密配合、综合考虑，深入分析不同火工品建筑工艺生产特点，因地制宜、制定周密的防爆设计方案，才能确保建筑物建成后投入安全生产和使用。

参考文献

[1] 建筑设计防火规范GB50016-2006（S）. 北京： 中国计划出版社. 2006.

[2] 石油化工企业设计防火规范GB 50160-92（S）. 北京： 中国计划出版社. 1999.

[3] 陈莹. 工业防火与防爆. 北京： 中国劳动出版社. 1996. 25～36.

[4] 应付钊. 抗爆建筑物的抗爆设计浅谈. 医药工程设计， 2007， 12（4）： 52～54.

篇4

【关键词】工业建筑 人性化 设计

前言

随着现代工业从传统加工业逐渐向高科技产业发展，现代工业建筑单体功能日趋综合化，10000平方米以上的建筑单体越来越多，设计需要适应并满足生产的自动化、洁净化、精密化和生产过程的安全、高效、卫生等要求，并需要结合环境保护、节约能源、劳动安全、职业卫生的需求。由此，提出了现代工业建筑设计需要向节能节地、生态化、高科技化、多元化、人性化等方面发展。结合笔者日常工作中接触到的职业卫生和劳动安全案例，更加体现出工业建筑中人性化设计的重要性。

一、工业建筑人性化理念的提出

传统的工业建筑，仅被看作是生产空间，是装载生产设备的场所，一切以生产的需求或生产设备的需求来出发，未考虑工作人员的需求，长此一来，形成了布局紧凑混乱、环境差、条件恶劣的状态。

近年来，一些行为科学、经济科学的研究证明：一个企业的经营状况，不仅取决于生产工艺和生产设备的更新，还主要取决于人的因素。建筑空间环境由于直接影响工人的情绪和工作积极性，从而间接影响到产品的质量和产量。这就要求现代工业建筑不但要满足生产工艺的要求，而且还要满足人的各项需求。以人性化的设计理念，为员工提供一个安心舒适的工作环境，这不但体现了企业的人文关怀，还有利于企业竞争力的提升。

另一个方面就是在某些特殊行业发生频率比较高的职业病和生产安全事故，若从建筑设计的时候，就考虑人员的呼吸、活动、精神需求等人性化需求，从而逐一进行设计、实施保障，则可从根本上解决这些问题，有利于职工身心，企业安稳和社会和谐。

二、工业建筑的人性化设计

随着“以人为本”理念的认识与传播、社会环境的发展，人们开始关注工业生产中人的感受及其与工作效能的关系，工业建筑的人性化设计随之产生。

工业建筑的人性化设计的本质在于：设计中摒弃传统的仅注重生产工艺的要求，而轻视人的行为和心理要求的倾向，做到生产环境与人文环境相融合，让工作人员置身在良好、舒适的环境中，从而产生一种归属感、生活感和亲切感，最终达到减少职业卫生危害、提高员工的生活质量及工作效率，做到真正体现对人关怀的建筑。

工业建筑的人性化设计可从内部空间环境的人性化设计和外部空间环境的人性化设计两方面入手。

1、工业建筑内部空间环境的人性化设计

（1）根据人性化需求布局多功能区域和空间设计：人性化设计对工业建筑的功能空间提出了多样化的需求。工业厂房内根据需求设置更衣室、淋浴间、卫生间、休息室等功能区间，并配备舒适空调、采暖、换气等设施。此外，娱乐休闲、技术培训、产品展示等多种功能空间在人性化设计中也应运而生。这些功能布局和空间的开发不仅可以改善工作环境，促进员工智能的发展，增进人与人的交流，也便于营造亲切宜人的氛围。

（2）合理运用色彩设计：工业建筑的室内色彩能直接作用于生产人员的视觉和心理，因此研究掌握色彩特性并妥善应用，能在一定程度上改善工作条件、缓解疲劳，从而提高生产效率。

（3）与自然环境的和谐搭配：开放空间的创建，可使工业建筑内部空间与自然环境相互交流和渗透，尤其工艺中要求洁净和密闭的生产空间，由于长时间密闭而与自然隔离，易使人产生心理上的压抑、沉闷与疲劳。创造接近自然的空间环境，发挥植物、新鲜空气、阳光及自然景观等在调节情绪、恢复疲劳等方面的特殊功能，能使人心态舒展、精神振作，有利于人的身心健康，进而也有利于保证生产质量。

（4）生产设备和管线的有序布置：在某些行业的工业建筑中，生产设备和管网占据着较大的空间位置，其布置不仅要满足生产工艺的要求，同时还必须考虑其操作上的方便和整体的观感效果。建筑师应配合工艺设计人员对设备、管线进行合理有序的综合布置，避免杂乱无序。不同管线采用不同的颜色进行标识，以取得整齐美观的整体效果。同时，这也有利于设备管网的管理维护及安全生产，直接涉及对生产者的人性化关怀。

（5）其它方面：建筑采光、照明、通风与避免眩光等设计处理是否合理也是人性化设计的一方面，应予以重视。建筑师应加强专业修养和专业创新，配合各专业工程师优化设计，努力提高工业建筑的内部环境品质。

下图为笔者工作中的一个人性化设计实践案例：

整个厂房约13000平方米，为一个综合性的生产厂房，具有机加、装配、检测、库存等各项功能，具有洁净区、一般环境区等各环境级别，同时容纳各类生产人员共400余人。由于涉及工作类别多，人员数量多，因此，如何使工人们从长时间、高强度、快节奏的工作状态中获得人性化的关怀，缓解疲劳是设计过程中需重点考虑的方面。

经综合考虑，按照集中布局，合理分区的设计原则，在生产管理区与主生产区之间设置中庭，中庭区采用采光屋面，内部种植绿植，形成自然景点，通过设置观景窗、观景台、内庭园以及落地窗等措施来加强人与自然的联系。并设置员工活动区、展示区、阅览区等人性化功能区间，从而保证员工的身心健康，促进生产发展。

2、工业建筑外部空间环境的人性化设计

外部空间环境的人性化设计主要还是综合工业生产需求和人性需求，结合现有地形条件、地理环境因素，从整体性、流向性、便捷性、独立性等各方面入手，整体把握，分别设计，再综合处理，具体如下：

（1）注意工业园区外部环境空间的整体性

工业建筑的外部空间设计，要结合环境因素和生产工艺流程、物流路线、人员流线，从而综合确定园区整体的空间布局、单体外形等因素。制定工业建筑的空间建构和色彩的使用方案，使得园区具有外部整体性，从而增强外部环境识别性。

（2）协调厂区绿化景观的整体设计效果

传统的厂区环境设计对绿化布局不太重视，以此绿化设计单调、形式落后。现代工业建筑的绿化，可根据厂区的具体环境，因地制宜，因式开发，做到生态与自然气候、工厂环境的协调统一，实现绿色景观设计的整体性和科学性，使厂区环境与周围环境协调，并具有地区气候适宜性，同时又能自成体系、彰显特点。

（3）优化厂区道路空间的设计

厂区道路承载物流运输和人员流通，设计的过程中，除要考虑它的交通功能外，还可根据人性化需求考虑道路的比例、走向、线型以及周边绿化和景观的协调问题、特别是无障碍设施的设计。这些对工作环境的改善方式，都是现代工业建筑空间人性化的体现。

结束语

综上所述，人性化设计体现在各个环节之中，是工作人员身心健康的根本要求，设计师只有用心去关注，把服务的对象――“人”放在第一位，就会设计出优秀的作品。

参考文献

[1]胡伟忠.“以人为本”理念在工业建筑设计体现[J].科技信息. 2010（03）.

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作者：张毅 孔静雅 单位：中色科技股份有限公司 单位：西南交通大学

工业建筑的人文属性显示一个企业的生命力，其文化内涵是永远不能替代的因素，建筑形象的愉悦是建筑深层次的文化表现，这是包括工业建筑在内的任何建筑作品所共有的。对于工业建筑而言，生产车间的功能和建筑艺术所表现的深层次企业文化是相辅相成的。一个成功的工业建筑作品是不能以牺牲建筑形象和深层次企业文化为代价来达到生产的目的和效率。自上个世纪以来，一些国内外的现代企业家不但具有长远的商业眼光，更是满怀建筑审美情结，十分重视企业的形象，认为工业建筑本身就蕴含着企业的管理文化，有着巨大的宣传效应。德国魏尔市维特拉家具厂就是典型的一例。作为工业建筑，该生产厂区内充斥着世界级建筑大师的作品，如盖里设计的家具博物馆、N•格雷姆肖和A•西扎分别设计的生产厂房、Z•哈迪德设计的消防站、安藤忠雄设计的培训中心。先不说建筑本身设计得如何，单就这些设计师就是一部现代版的建筑史。从另一角度来说，在新的企业理念中，企业形象不再局限在产品的形象和质量上，而是包括企业的价值观、道德行为、管理方式等在内的一种社会性的综合文化表象。而工业建筑形象本身正是这种综合文化的载体之一。工业建筑功能性质发生改变。在新形势下，工业建筑在功能上已不再仅仅禁锢于传统的生产模式上，而是增添了许多新的内容，如宣传展示、人文环境等内容。工业生产不再是布帘后的加工作坊，当企业推销产品时，不再是推销员的夸夸其谈，更多的是让用户深入生产线，分享企业的生产现代化和严格的质量控制。不能再简单粗暴地理解现代工业建筑，把工业建筑当成是生产的容器，把牺牲环境当成工业生产的必然。在现代企业的理念当中，除了提供工作机会，还应该提供一个适于工作的周边环境，“以人为本”不再是一个可望而不可及的口号。设计师在工业建筑创作意识和手段上的解放。首先，在工业建筑审美方面，不再过度追求国际式，而更多地向人性化、本土化、传统地方风格回归。这种审美意识的解放，给工业建筑的设计带来了多样性和繁荣，同时把人文主义思想具体化和形象化;其次，设计程序上的突破。设计要有前瞻性，建筑设计不能屈从于传统的技术甚至是构造水平之后，技术或构造节点是在有了创意思想(idea)以后的具体落实，是具体的层面，而设计创意不能本末倒置。最后，工业建筑的创作手段和技术的多样化。随着轻型结构的不断发展运用，高强、节能的新材料日新月异，使得工业建筑由过去的傻、大、粗朝着精、小、巧的方向迈上了具有现实意义的一步;工业建筑有时更像一部运转良好的精密机器而非简单的容器。因此，在工业建筑设计中，建筑主体的回归所需要的环境、基本需求以及思想意识和创作手段都已具备，对于一个建筑师来说，剩下的就是如何在意识上理解、在实践中落实建筑主体的回归，这也是现时状况下建筑师所面临的挑战和历史的责任。在大量的项目设计实践中，笔者对建筑主体的回归内容进行了有益的探索。

建筑主体性首先表现为建筑本身的主体性、独立性。具体而言，建筑作为一个独立的专业，在工业建筑中，应发挥其主体能动性。作为设计流程中位于工艺设计的下一个环节，建筑设计要在基于完全深入地了解工艺生产的基础上，全面开启和把握工程设计流程。在传统的工程设计流程中，建筑师要充分地了解设计的基础条件，包括业主的意向、场地位置、场地地貌、气候条件、建筑环境、人文环境等，而不只是工艺条件。现行的设计流程制约了建筑师的主体能动性，把建筑师限定在建筑物本身的设计中，或者说就是建筑物的平立剖面。这样的结果就使得设计出的建筑物僵硬、呆板。因此，建筑师应积极介入到整个场地的规划，从建筑师的角度关注使用者的关切，关注室内外环境的建设，不但为室外环境细节的设计做好思想上的准备，而且成功的工业项目在后期阶段设计中，都有相应的建筑师介入。这样可以在设计的前期，对建筑群及建筑本身有一个全面概念性的把握。这对今后生产工艺过程的顺利实施也是有帮助的。(1)从设计实践经验上看，现代工业建筑设计中，要实现建筑主体的回归，首先就要强调建筑设计的创造性。创造性是每一个建筑师的追求和挑战，现代工业建筑更强调建筑师的创新意识。把工业建筑定义为“简单”，意即工业建筑不需要过多的创作，这是思维的误区。任何建筑设计都是在一定的技术和个人的审美经验基础上，综合环境要素以及设计目的后进行的，对于建筑物的个人诠释，不存在简单的建筑或复杂的建筑之分。对于工业建筑来说，时间、地点、文化背景等也是不可或缺的建筑设计要素。实践中，很多人都把“豆腐块、带型窗、最多两条蓝色带”当成设计工业建筑的“设计准则”，这种套用一个模式，希冀“放之四海而皆准”的设计都是失败的设计。这都是没有深入地研究条件、细致地分析任务、创造性地解决问题，而只是简单形式上的归纳。(2)要加强建筑师的专业修养和知识结构上的拓广。有些人缺乏创造性的手段，对工业建筑的创作感到无从下手。究其原因，有以下几个方面:①简单技术化。认为工业项目以实用为目的、以技术为手段，不需要太多深层次的考虑，也就是说，不需要赋予建筑物应有的环境地位、审美价值和文化内涵，只要解决了建筑的使用功能，就解决了所有的问题。②缺乏基本的审美训练。很多设计从简单的审美角度上看，都是行不通的，如随意开启不同类型的门窗，找不到立面上的统一和内在的逻辑联系。③缺乏必要的技术知识。如很多工业厂房的设计缺乏节能和环境工程新技术元素的应用。(3)要有设计的激情。过于沿袭和依赖所谓的国际式、标准式和既有的“设计准则”，认为不必付出创造性劳动就能将任务完成，这是很多设计师渐渐失去设计激情的原因。作为一名建筑师，经过深思熟虑以后，就可以在了解生产工艺的过程中抓住建筑创作的灵感，将理性分析转换为视觉效果，创造性地完成三维空间的思考。对于一个工业建筑，在了解生产工艺运作过程中发现其空间布局要求和形象特征，这是一件令人愉悦的事情。设计的激情来自于设计过程中强烈的创造欲望和冲动以及完成时的强烈愉悦心理满足。

在建筑创作不断花样翻新的躁动中，只有工业建筑还基本处于沉寂中，仍保持着其较原始的基于实用目的面貌。建筑师在争相创作不同规模、不同性质的公共建筑时，不应忘记工业建筑，它占了建筑业三分天下、承载着生产力的物质形态;它的历史、它的精神符号、它对人和自然的尊重，以及所反映的社会深层文化、对建筑历史的发展所承担的历史的和现实的责任都表现出它的重要性和不可替代性。推动工业建筑设计的不断创新、推动其向着以人为本设计理念的回归、推进最新节能环保技术的应用，将是新一代建筑师所面临的责任和挑战。