工業建筑

　　工業建筑在18世紀后期最先出現于英國，后來在美國以及歐洲一些國家，也興建了各種工業建筑。蘇聯在20世紀20～30年代，開始進行大規模工業建設。中國在50年代開始大量建造各種類型的工業建筑。

　　類型

　　工業建筑種類繁多，例如可分為鋼鐵廠建筑、機械制造廠建筑、精密儀表廠建筑、航空工廠建筑、造船廠建筑、水泥廠建筑、化工廠建筑、紡織廠建筑、火力發電廠建筑、水電站建筑和核電站建筑等。工業廠房按用途可分為生產廠房、輔助生產廠房、倉庫、動力站，以及各種用途的建筑物和構筑物，如滑道、煙囪、料斗、水塔等;按生產特征可分為熱加工廠房、冷加工廠房和潔凈廠房等;按建筑空間形式可分為單層廠房和多層廠房兩類。

　　工業建筑設計的基本原則有下列四個方面。

　　滿足生產工藝要求

　　這是確定建筑設計方案的基本出發點。與建筑有關的工藝要求是：①流程。直接影響各工段、各部門平面的次序和相互關系。②運輸工具和運輸方式。與廠房平面、結構類型和經濟效果密切相關。③生產特點。如散發大量余熱和煙塵，排出大量酸、堿等腐蝕物質或有毒、易燃、易爆氣體，以及有溫度、濕度、防塵、防菌等衛生要求等。

　　合理選擇結構形式

　　根據生產工藝要求和材料、施工條件，選擇適宜的結構體系。鋼筋混凝土結構材料易得,施工方便，耐火耐蝕,適應面廣，可以預制，也可現場澆注，為中國目前的單層和多層廠房所常用。鋼結構則多用在大跨度、大空間或振動較大的生產車間，但要采取防火、防腐蝕措施。最好采用工業化體系建筑，以節省投資、縮短工期。

　　保證良好的生產環境

　　下面幾點是必須做到的：

　　①有良好的采光和照明。一般廠房多為自然采光(見工業建筑采光)，但采光均勻度較差。如紡織廠的精紡和織布車間多為自然采光，但應解決日光直射問題。如果自然采光不能滿足工藝要求，則采用人工照明(見工業建筑照明)。

　　②有良好的通風。如采用自然通風，要了解廠房內部狀況(散熱量、熱源狀況等)和當地氣象條件，設計好排風通道。某些散發大量余熱的熱加工和有粉塵的車間(如鑄造車間)應重點解決好自然通風問題。

　　③控制噪聲。除采取一般降噪措施外，還可設置隔聲間。

　　④對于某些在溫度、濕度、潔凈度、無菌、防微振、電磁屏蔽、防輻射等方面有特殊工藝要求的車間，則要在建筑平面、結構以及空氣調節等方面采取相應措施。

　　⑤要注意廠房內外整體環境的設計，包括色彩和綠化等。

　　合理布置生活用房和輔助用房

　　生活用房包括存衣間、廁所、盥洗室、淋浴室、保健站、餐室等，布置方式按生產需要和衛生條件而定。車間行政管理用房和一些空間不大的生產輔助用房，可以和生活用房布置在一起。

　　總平面布置

　　這是工業建筑設計的首要環節。在廠址選定后，總平面布置應以生產工藝流程為依據，確定全廠用地的選址和分區、工廠總體平面布局和豎向設計，以及公用設施的配置，運輸道路和管道網路的分布等。此外，生產經營管理用房和全廠職工生活、福利設施用房的安排也屬于總平面布置的內容。解決生產過程中的污染問題和保護環境質量也是總平面布置必須考慮的。總平面布置的關鍵是合理地解決全廠各部分之間的分隔和聯系，從發展的角度考慮全局問題。總平面布置涉及面廣，因素復雜，常采用多方案比較或運用計算機輔助設計方法，選出最佳方案。

　　廠房設計要點

　　下面就單層廠房、多層廠房、熱加工廠房、冷加工廠房、動力站廠房分述如下。

　　單層廠房

　　廠房內一般按水平方向布置生產線。這種廠房結構簡單，可以采用大跨度、大進深;便于使用重型起重運輸設備,地面上可安裝重型設備;可以利用天窗采光、通風。單層廠房的適應性強，既可用于生產重型產品，又可用于生產輕型產品;既可建成大跨度、大面積的，也可建小跨度、小面積的。但是占地大，相應地增加了室外道路、管線和運輸線路的長度。

單層廠房可采用單跨或多跨(聯跨)平面，各跨多平行布置，也可有垂直跨。廠房多呈矩形，一些熱加工車間廠房常采用п形、
形。生活用房和輔助用房多沿柱邊布置或利用吊車的死角處，也可集中建在廠房附近或貼建于廠房四周，但不宜過多，以免妨礙廠房采光和通風。

　　單層廠房柱距多用6米,間或采用9、12、18米等,跨度也采用以3米為基本參數,以便于構件的定型化。多跨廠房各跨的高度不同，應適當調整，以簡化構件和構造處理，改善采光、通風效果。

　　單層廠房結構通常用鋼筋混凝土構架體系，特殊高大或有振動的廠房可用鋼結構體系。在不需要重型吊車或大型懸掛運輸設備時,還可采用薄殼、網架、懸索(見懸掛結構建筑)等大型空間結構,以擴大柱網，增加靈活性。

　　多層廠房

　　多層廠房是在單層廠房基礎上發展起來的。這類廠房有利于安排豎向生產流程，管線集中，管理方便，占地面積小。如果安排重型的和振動較大的生產車間，則結構設計比較復雜。

　　多層廠房平面有多種形式，最常見的是：內廊式不等跨布置，中間跨作通道;等跨布置，適用于大面積靈活布置的生產車間。以自然采光為主的多層廠房，寬度一般為15～24米，過寬則中間地帶采光不足。交通樞紐、管道井常布置在中心部位，空調機房則可設在廠房的一側或底層，利用技術夾層、豎井通至各層。

　　多層廠房層高一般為4～5米，有時為取得足夠的自然光，可達6米,要考慮設備和懸掛運輸機具的高度。多層廠房的底層，多布置對外運輸頻繁的原料粗加工、設備較大、用水較多的車間或原料和成品庫。多層廠房的頂層便于加大跨度和開設天窗，宜布置大面積加工裝配車間或精密加工車間。其他各層根據生產線作出安排。

　　多層廠房各層間主要依靠貨梯連系，樓梯宜靠外墻布置。有時為簡化結構，也可將交通運輸樞紐設在與廠房毗鄰的連接體內。在用斗式提升機、滑道、輸液通道、風動管道等重力運輸設備的生產車間，如面粉廠，其工段要嚴格按照工藝流程布置。生活輔助用房常布置在各層端部，以接近所服務的工段，也可將生活輔助用房貼建在主廠房外，利用樓梯錯層連接。

　　多層廠房多采用鋼筋混凝土框架結構體系，或預制、或現澆，或二者相結合;也廣泛采用無梁樓蓋體系，如升板等類型。樓面荷載應考慮工藝變更時的適應性，也要考慮為設備安裝和大修留起吊孔。

　　熱加工廠房

　　這種廠房內在生產過程中散發大量余熱或煙塵，廠房設計應著重解決散熱排煙問題，一般以采用自然通風散熱為主，機械排熱為輔。設計中還要綜合考慮車間內外對環境的污染和影響。

　　熱加工廠房多為窄長的單跨廠房,以利自然通風,面積大的也可用聯跨。廠房內的熱源布置要考慮對相鄰工段的影響,如果常年風壓不大,熱源最好正對排風口(如天窗等)，以減少室內的紊亂氣流。

　　在剖面設計中，單跨廠房須增大低側窗的面積(或用大面積開敞的大門)和增大高側窗的面積，利用其高差以利通風換氣。天窗要有足夠高度，以利排氣。在溫暖地區，可采用開敞式或半開敞式建筑。為防暴風雨侵襲，可設擋雨板，并兼作遮陽用。

　　熱加工廠房如用作冶煉、軋鋼、鑄造、鍛壓等車間，一般設有地溝、地坑和較大的設備基礎，地下煙道也較多，宜設在地下水位較低的地段，并作防水處理。此外，對鑄造、鍛壓車間產生的振動、噪聲，也都應作處理。

　　冷加工廠房

　　冷加工是與熱加工相對而言的，冷加工廠房是生產過程中不散發大量余熱的廠房。按生產和建筑特點可分為重型和輕型兩類：

　　①重型冷加工廠房。它的加工件的體積、重量都比較大。廠房設計應著重解決鐵路運輸和重型吊車與廠房的關系，以及輕、重部件加工工段的組合等問題。這類廠房平面常將機械加工和裝配工段跨間相互垂直布置。重型部件加工跨間緊靠露天倉庫，其余跨間按部件輕重依次排列。也可采用全部平行跨間的組合，由廠房一端引入鐵路專用支線，另一端布置生活間。重型冷加工廠房體量大，應合理選擇結構形式，處理好廠房體形和立面尺度問題，一般可將輔助用房、辦公室、生活間等合并建筑，以節約用地。

　　② 輕型冷加工廠房。這種廠房中的加工件都較輕，但數量大，品種多;對生產連續性要求較高，工藝更新周期短，因而在運輸路線和設備布置方面要有更大的靈活性。為加大靈活性，宜采用標準設計的大柱網靈活車間，以利于布置不同方向的流水線。結構上要考慮懸掛運輸工具路線改變的可能性。廠房內可采用輕型活動隔墻，以適應生產工藝變更的需要。此外，由于加工精度高，人員密集度高，自然采光和通風的要求比重型加工廠房高。

　　動力站

　　大、中型工廠一般都設有各種動力站。動力站建筑可分為兩類：一類是供電、供熱、供煤氣的站房，如自備電站、鍋爐房、煤氣站等;另一類是供氫氣、氧氣、乙炔、壓縮空氣的站房。

　　①鍋爐房和煤氣站。在以煤為主要能源的工廠內，常將二者靠近安排，以便共同使用水處理系統、輸煤系統、除灰系統，設在廠區內靠近運輸干線的地方。較大型鍋爐房和煤氣站的主要建筑多為三層，以便實現運煤、儲煤、除灰的機械化。鍋爐房分為加煤層、運轉層和出灰層;煤氣站分為運煤走廊、煤斗和操作間、發生爐和除渣間。此外，鍋爐房還設有煙囪和除塵設施;煤氣站的室外設有靜電除焦油、循環用水等設備和洗滌塔、冷卻塔。高壓鍋爐房和煤氣站還應采取防雷、防爆設施。

　　②氫氣站、氧氣站、乙炔發生站、壓縮空氣站。在總平面布置上這些動力站應靠近其用量較大的車間，以便于瓶罐運輸或縮短管線。氫氣站、氧氣站和乙炔發生站都有較大的火災和爆炸危險性，因此氧氣站應設在乙炔發生站和向大氣中排放可燃氣體的車間的上風位，乙炔發生站應設在壓縮空氣站的下風位。這類站房相互間要有一定的安全距離。它們所用原料主要是建筑周圍的空氣，所以應保持所處地段空氣的潔凈。

　　氧氣站有制氧和灌瓶兩部分，產量大的分設成兩個車間。充瓶臺前設高 2米的防護墻，以防氣瓶爆炸傷人。

　　乙炔發生站一般為獨立建筑，產量小的可與用氣車間合并，但須以實墻分隔，以利防火。

　　壓縮空氣站有較大的振動和噪聲，要遠離有防微振要求的車間。規模小的(產量一般每小時小于1000立方米)，可貼建于廠房一側。

　　這些動力站房一般采用單層，柱距尺寸多為6米,跨度為12、15、18米不等。大中型站房設備較多時，可設置檢修用的小型單軌吊車。

　　發展趨勢

　　工業生產技術發展迅速，生產體制變革和產品更新換代頻繁，廠房在向大型化和微型化兩極發展;同時普遍要求在使用上具有更大的靈活性，以利發展和擴建，并便于運輸機具的設置和改裝。工業建筑設計的趨向是：

　　①適應建筑工業化的要求。擴大柱網尺寸，平面參數、剖面層高盡量統一，樓面、地面荷載的適應范圍擴大;廠房的結構形式和墻體材料向高強、輕型和配套化發展。

　　②適應產品運輸的機械化自動化要求。為提高產品和零部件運輸的機械化和自動化程度，提高運輸設備的利用率，盡可能將運輸荷載直接放到地面，以簡化廠房結構。

　　③適應產品向高、精、尖方向發展的要求，對廠房的工作條件提出更高要求。如采用全空調的無窗廠房(也稱密閉廠房)，或利用地下溫濕條件相對穩定、防振性能好的地下廠房。地下廠房現已成為工業建筑設計中的一個新領域。

　　④適應生產向專業化發展的要求。不少國家采用工業小區(或稱工業園地)的作法，或集中一個行業的各類工廠,或集中若干行業的工廠,在小區總體規劃的要求下進行設計，小區面積由幾十公頃到幾百公頃不等。

　　⑤適應生產規模不斷擴大的要求。因用地緊張,因而多層工業廠房日漸增加,除獨立的廠家外，多家工廠共用一幢廠房的“工業大廈”也已出現。

　　⑥提高環境質量。為了保護環境，工業建筑中環境保護裝備和污染物處理車間所占比重增加，已成為工業建筑設計的重要組成部分。