论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国工业建设的发展及科学技术的进步，对工业建筑的功能要求日趋多样化、复杂化，导致其在设计中考虑的因素不断增多，给工业建筑的设计带来新的挑战。
【关键词】工业建筑；结构形式；环境
工业建筑的特点是：跨度大且连续多跨，净空高且多设有桥式吊车，结构不规则，层高错落，楼板有大面积的留孔。随着我国工业建设的发展及科学技术的进步，对工业建筑的功能要求日趋多样化、复杂化，导致其在设计中考虑的因素不断增多，给工业建筑的设计带来新的挑战。
1 工业建筑的结构形式
在工业建筑设计中应首先确定其结构形式，结构的选择一般主要考虑其用途和经济两方面因素。各种结构形式都有其特点。砌体结构材料来源广泛，成本较低，施工简单方便；具有良好的耐火性和较好的耐久性；隔热、保温效果好，但其抗震性能差，只适合层高及跨度较小的建筑。钢混结构的特点是：首先钢筋混凝土结构是结合钢筋和混凝土两种材料的性能，其建设周期短，与钢结构相比可节省钢材，造价较低；其次密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度面导致结构整体破坏，与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好；其次就地取材，可模性好，整体性好，刚度大。缺点是由于钢筋混凝土结构自身重力较大，运输和施工吊装也困难，同时钢混结构抗裂性差。钢结构重量轻、塑性及韧性好，制造简便，易于工业化生产，施工周期短。但钢结构防火性及耐腐蚀性较差；主要用于大跨度、大空间、重型、受动力荷载影响大的结构。
2 建筑环境对工业建筑的影响
随着社会的进步，生活水平的提高，人们对工作环境也提出了更高的要求，那些“工业建筑只满足生产需求”的观念已经不复存在。因此良好的建筑环境即厂房内部环境和外部环境以成为人们逐渐关注的问题。
2.1 内部环境
工业建筑与民用建筑有所不同，它的室内環境比较复杂，工业厂房的室内环境与生产、储藏的产品类型有关。有高温、低温、酸碱、潮湿等工作环境的建筑，因此内部环境对工业建筑的影响尤为重要。例如大型的轧钢工厂，它对于厂房主体结构的要求必须是耐高温，地面耐磨、耐腐蚀，墙体材料也必须是非易燃材料。其次还要考虑到通风，良好的空气流通能带走加工产生的余热、污浊气流和有害气体，降低了环境对结构的损害，同时也使厂房内获得足够的新鲜空气，提高厂房内环境质量，保证厂房内部温度稳定，改善了工人的工作环境。其它如对使用和存放侵蚀性介质的房间需按照建筑防腐蚀设计要求进行设计；对装有侵蚀性液体的槽罐尽可能采用局部抽风系统，以缩小腐蚀性气体的影响范围；对于受水汽腐蚀的钢构件则需涂以耐蚀性高的防腐涂料等。
2.2 外部环境
对于工业建筑而言，其外部环境也逐渐被人们所重视，尤其是现代化的厂房周边的附属设施的合理安排布置，以及厂房产生的废水、废气、噪声等等。随着建筑行业的不断发展，对于工业建筑外部环境的各种规定相继出台，如《洁净厂房设计规范》GB50073-2001就严格规定了废气废水，噪声污染的治理等级。合理的建筑结构布局与设计，能够在不同程度上对厂房外部环境起到改善作用。如室外管廊的合理选材、选型，由灰色的混凝土改为海蓝的彩钢板，由砼框架改为钢桁架，这样就能成就了厂区一道亮丽的风景。如工厂的废水废气通常都必须经过处理，达标后才能排放出去，所以处理设备的安置，与主体厂房的关系都是至关重要的，这些在做设计是应该考虑到。对于产生噪声大的工业建筑，在设计时就应该考虑是否采取隔声、吸声效果好的材料，是否采取密闭的环境，或者是在厂房的周边增加隔声带等等。
3 自然环境对工业建筑影响
工业建筑一般设计使用年限为50 年，要保证在这段时间内使用安全，就必须有抵抗各种恶劣气候的能力。
3.1 雨雪天气
雨、雪对于建筑来说，有时候也是个灾难。近年来由于环境污染的加剧，大气中的硫化物增多，它们会在氧化后形成酸雨，酸雨使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖） 表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致结构强度降低。由于酸雨的腐蚀建筑材料变脏，变黑，影响城市市容质量和城市景观，被人们称之为“黑壳”效应。我国雾都重庆“黑壳”效应相当明显。冰雪积水导致的钢结构厂房锈蚀的现象已经相当的普遍。因此工业建筑设计应根据各地的区域特点，气候条件进行合理的结构形式和材料的选择至关重要。
3.2 地震
近年来，地震灾害事故频繁发，不论是民用建筑还是工业建筑，抗震设计越来越受到设计师的重视。根据我国现在的国情规定，抗震设计要做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。首先在设计时要根据所处地区基本烈度作为抗震设防依据，并做好“概念设计”，把握三原则：强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱杆件；其次在地基处理上尽量选取对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。在结构形式上尽量考虑抗震性能好的机构，如钢结构、型钢混凝土结构等。抗震缝的设计对于抗震也起到至关重要的作用，从建筑结构处理方面来看，设置抗震缝可以有效避免在地震中结构之间的互相碰撞，从而减轻破坏损失。对于单层排架工业厂房，在厂房加设柱间支撑可以保证厂房纵向排架的刚度和稳定，将水平荷载传至基础，加强抗震性能。对轻钢门式钢架，支撑系统的设置对抗震尤为重要。
总之，工业建筑设计所要考虑的因素越来越多，形式也越来越复杂，这里所谈到的只是浅显的一部分。作为工业建筑设计人员，面对这种挑战，应该更全面的去思考解决问题，把握因地制宜、以人为本的原则，善于反思和总结以往设计中的经验和教训，使工业建筑设计跟上社会需求的步伐。
参考文献：
[1]土木工程（专业）概论（第三版）[M].武汉理工大学出版社.
[2]房屋建筑学[M].21 世纪高等教育工程管理系列规划教材.建筑科学.
【关键词】工业建筑；结构形式；环境
工业建筑的特点是：跨度大且连续多跨，净空高且多设有桥式吊车，结构不规则，层高错落，楼板有大面积的留孔。随着我国工业建设的发展及科学技术的进步，对工业建筑的功能要求日趋多样化、复杂化，导致其在设计中考虑的因素不断增多，给工业建筑的设计带来新的挑战。
1 工业建筑的结构形式
在工业建筑设计中应首先确定其结构形式，结构的选择一般主要考虑其用途和经济两方面因素。各种结构形式都有其特点。砌体结构材料来源广泛，成本较低，施工简单方便；具有良好的耐火性和较好的耐久性；隔热、保温效果好，但其抗震性能差，只适合层高及跨度较小的建筑。钢混结构的特点是：首先钢筋混凝土结构是结合钢筋和混凝土两种材料的性能，其建设周期短，与钢结构相比可节省钢材，造价较低；其次密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度面导致结构整体破坏，与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好；其次就地取材，可模性好，整体性好，刚度大。缺点是由于钢筋混凝土结构自身重力较大，运输和施工吊装也困难，同时钢混结构抗裂性差。钢结构重量轻、塑性及韧性好，制造简便，易于工业化生产，施工周期短。但钢结构防火性及耐腐蚀性较差；主要用于大跨度、大空间、重型、受动力荷载影响大的结构。
2 建筑环境对工业建筑的影响
随着社会的进步，生活水平的提高，人们对工作环境也提出了更高的要求，那些“工业建筑只满足生产需求”的观念已经不复存在。因此良好的建筑环境即厂房内部环境和外部环境以成为人们逐渐关注的问题。
2.1 内部环境
工业建筑与民用建筑有所不同，它的室内環境比较复杂，工业厂房的室内环境与生产、储藏的产品类型有关。有高温、低温、酸碱、潮湿等工作环境的建筑，因此内部环境对工业建筑的影响尤为重要。例如大型的轧钢工厂，它对于厂房主体结构的要求必须是耐高温，地面耐磨、耐腐蚀，墙体材料也必须是非易燃材料。其次还要考虑到通风，良好的空气流通能带走加工产生的余热、污浊气流和有害气体，降低了环境对结构的损害，同时也使厂房内获得足够的新鲜空气，提高厂房内环境质量，保证厂房内部温度稳定，改善了工人的工作环境。其它如对使用和存放侵蚀性介质的房间需按照建筑防腐蚀设计要求进行设计；对装有侵蚀性液体的槽罐尽可能采用局部抽风系统，以缩小腐蚀性气体的影响范围；对于受水汽腐蚀的钢构件则需涂以耐蚀性高的防腐涂料等。
2.2 外部环境
对于工业建筑而言，其外部环境也逐渐被人们所重视，尤其是现代化的厂房周边的附属设施的合理安排布置，以及厂房产生的废水、废气、噪声等等。随着建筑行业的不断发展，对于工业建筑外部环境的各种规定相继出台，如《洁净厂房设计规范》GB50073-2001就严格规定了废气废水，噪声污染的治理等级。合理的建筑结构布局与设计，能够在不同程度上对厂房外部环境起到改善作用。如室外管廊的合理选材、选型，由灰色的混凝土改为海蓝的彩钢板，由砼框架改为钢桁架，这样就能成就了厂区一道亮丽的风景。如工厂的废水废气通常都必须经过处理，达标后才能排放出去，所以处理设备的安置，与主体厂房的关系都是至关重要的，这些在做设计是应该考虑到。对于产生噪声大的工业建筑，在设计时就应该考虑是否采取隔声、吸声效果好的材料，是否采取密闭的环境，或者是在厂房的周边增加隔声带等等。
3 自然环境对工业建筑影响
工业建筑一般设计使用年限为50 年，要保证在这段时间内使用安全，就必须有抵抗各种恶劣气候的能力。
3.1 雨雪天气
雨、雪对于建筑来说，有时候也是个灾难。近年来由于环境污染的加剧，大气中的硫化物增多，它们会在氧化后形成酸雨，酸雨使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖） 表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致结构强度降低。由于酸雨的腐蚀建筑材料变脏，变黑，影响城市市容质量和城市景观，被人们称之为“黑壳”效应。我国雾都重庆“黑壳”效应相当明显。冰雪积水导致的钢结构厂房锈蚀的现象已经相当的普遍。因此工业建筑设计应根据各地的区域特点，气候条件进行合理的结构形式和材料的选择至关重要。
3.2 地震
近年来，地震灾害事故频繁发，不论是民用建筑还是工业建筑，抗震设计越来越受到设计师的重视。根据我国现在的国情规定，抗震设计要做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。首先在设计时要根据所处地区基本烈度作为抗震设防依据，并做好“概念设计”，把握三原则：强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱杆件；其次在地基处理上尽量选取对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。在结构形式上尽量考虑抗震性能好的机构，如钢结构、型钢混凝土结构等。抗震缝的设计对于抗震也起到至关重要的作用，从建筑结构处理方面来看，设置抗震缝可以有效避免在地震中结构之间的互相碰撞，从而减轻破坏损失。对于单层排架工业厂房，在厂房加设柱间支撑可以保证厂房纵向排架的刚度和稳定，将水平荷载传至基础，加强抗震性能。对轻钢门式钢架，支撑系统的设置对抗震尤为重要。
总之，工业建筑设计所要考虑的因素越来越多，形式也越来越复杂，这里所谈到的只是浅显的一部分。作为工业建筑设计人员，面对这种挑战，应该更全面的去思考解决问题，把握因地制宜、以人为本的原则，善于反思和总结以往设计中的经验和教训，使工业建筑设计跟上社会需求的步伐。
参考文献：
[1]土木工程（专业）概论（第三版）[M].武汉理工大学出版社.
[2]房屋建筑学[M].21 世纪高等教育工程管理系列规划教材.建筑科学.