现代工业厂房建筑设计的优化方案

现代工业厂房建筑设计的优化方案

庞凯月 ,王凯   ,许静

青岛腾远设计事务所有限公司

摘要：在正常情况下，工业厂房主要包括大型屋面板、单层工业框、排架结构等类型，由于其很容易受到各种外界因素影响，如屋面跨度防水材料质量、设计水平等方面影响，从而出现不同程度的变形，给现代工业厂房设计工作提出更高挑战。同时，暖通设计、给排水设计、屋面防水设计等环节作为整个工程设计的重要环节，对整个设计质量提出更高要求，一旦该设计环节出现问题，不仅会影响到工业厂房日常生产，还会产生严重的资源浪费现象。对钢结构厂房的结构及防火设计进行了优化升级。工业厂房设计阶段的造价控制。本文在前人研究的基础上，以离子电池材料产业化项目为研究对象，通过分析现代工业厂房的设计理念，提出了现代工业厂房设计的优化方案。

关键词：现代工业；厂房建筑；设计思路

引言

伴随着社会的飞速发展，城市中的建筑数量不断增加，城市规模不断外扩，原城市郊区的工业区被纳入到城市核心范围，也遗留了较多外迁淘汰工业的旧工业建筑。以往，针对旧工业建筑，我国一般采取重建的方式进行处理，但拆除重建的过程同时带来较大的噪声污染、粉尘污染、资源浪费现象，甚至引发生态问题。当前，在可持续发展理念下，人们开始追求绿色建筑，注重建筑全寿命周期的功能使用效率及总能耗控制效率，并形成当下的绿色建筑设计理念，在旧工业建筑的改造中，应用绿色建筑设计理念意义重大。由于大多数旧工业建筑的结构性能、负荷能力比较好，若将其拆除，不仅污染环境，还会造成能源浪费。由此可见，将绿色建筑设计理念引入到旧工业建筑的改造设计中非常有意义，通过结合旧工业建筑的实际情况，对墙体、屋面、空间等进行改造设计，将建筑重新投入使用。

1工业建筑结构设计特点

随着我国工业经济的快速发展，工业建筑结构的设计迎来了新的发展时代。同时对结构设计师提出了更高的挑战。工业建筑相对民用建筑的结构设计而言，工业建筑结构设计有着复杂性、不规则性、设备繁多、荷载类型多样性的特点。针对不同工业产品，其生产工艺流程各不相同，为保证产品的顺利生产，装置厂房、库房必须满足生产工艺需求。因装置厂房内生产设备繁多，各设备需要一定的操作平台，设备之间通过工艺管道进行物质间的混合反应，结构设计时，要对工艺生产有一定的了解，特别是设备及管道的布置。不同的功能建筑及设备可能存在相应的现行规范要求，例如：《石油化工压缩机基础规范》、《化工设备基础设计规范》、《石油化工落地式离心泵基础设计规范》、《化学工业建(构)筑物抗震设防标准》等。尽管工业建筑越来越倾向大型复杂化，只要结构设计师保持清晰的设计思路，合理的结构模型，精确细致的计算，有效的构造措施，这都是结构设计必不可少的因素；只要摸清了原理，明了了概念，抓住了每一个重要环节，可以使我们的设计少走弯路，使我们的设计成品更趋完善。

2现代工业厂房建筑设计的原则

2.1简捷高效原则

在中国现代化工业生产建设中，绿色建筑设计理念的运用，重点是实现资源的合理使用，提高化工企业建设效益，一是从建设施工中优化调整进行节约；二是从生产使用中节约。可在一定程度上实现增强中国化工工业生产建设市场竞争力，巩固国际发展地位的目的。

2.2和谐性原则

在生态节能的大背景下，如何在保护生态环境的前提下推动建筑行业的平稳高效发展，是需要关注的热点问题。在实践过程中，需要深度剖析绿色建筑生态节能设计的相关内容，找到关键要点，以此为基础循序渐进地推进建筑设计工作，确保建筑工程与自然环境的关系保持平衡。这不仅有助于提高自然资源的利用效率，还有助于实现人与自然和谐共处。绿色建筑是一种既满足现代化发展需要，又注重生态节能效益的新型建筑模式。它填补了传统建筑高耗能、高污染的缺陷，能够满足人类生存的各种需求，同时展现出建筑的人文性，创造更为舒适、自然的生存环境。因此，绿色建筑的设计必须以和谐发展作为基本原则，通过多种措施提高资源利用率的同时，尽可能将绿色植物融入建筑环境中，促进建筑与自然的和谐融合。

2.3环保原则

化工工程是一个系统化的建设工程，涵盖许多专业领域。在建筑设计过程中，不仅要提高建筑施工品质，还要有效提高建筑企业的经营效益和环境经济效益。大力宣传绿色建筑设计理念，贯彻整体环保的建筑设计准则，可实现建筑物与大自然融为一体的建筑成果。

2.4经济性原则

在当前的建筑市场中，为了争取建设权，企业往往会通过招投标形式展开竞争，并采取以低廉的竞标价格来提高中标机会。然而，这种做法可能会降低中标企业的实际利润，同时也会影响工程质量。因此，在BIM技术普及的背景下，强化造价控制变得尤为重要，而绿色建筑生态节能设计就是其中一个关键环节。最优状态的绿色建筑设计必须兼顾经济效益和生态保护，旨在降低资源损耗量、提高资源利用率，减少对生态的破坏和对环境的污染。在选购节能材料时，除了考量价格，还需分析耐久性、功能性等因素，综合评价后选出最具性价比、同时又具备经济性和生态性的材料。

3现代工业厂房建筑设计的优化方案

3.1建筑墙体改造设计

大部分旧工业建筑墙体较厚，为实心砖墙体，结构造型通常比较简单，且暴露在外，也没有设置保温层，导致建筑的隔热效果比较差。因此，对于旧工业建筑的改造，需要在外墙设置保温层，注重建筑保温性能的提升。在绿色建筑设计理念下，需要提升旧工业建筑的节能效果，对于材料的选择，最好选择绿色环保的保温材料，在满足绿色建筑理念的基础上，提高建筑墙体保温性能。现阶段，EPS板是旧工业建筑墙体改造中比较常用的保温层材料，在具体改造施工中，使用胶黏剂、玻纤网，设置在旧工业建筑的外墙上面，铺设30mm厚的保温板，并使用水泥砂浆完成砌墙，保证厚度在20mm左右即可，从而完成墙体的改造。在具体的改造设计之前，设计人员应先根据建筑实际情况，计算出墙体传热系数，依据结果选择出最佳的改造方案，从而保证改造效果。

3.2独立、自由、开放性的空间体系

结合以往的设计理念，化工工业建筑领域普遍以线性整体空间布局为主。绿色化工工业建筑设计应贯彻开放性原则，设计动态式的空间体系，实现资源共享目标，集中布置，合理利用空间，细化生产、仓储、罐区、装卸等区域，将厂前区消防水池与景观池结合，使办公楼兼顾更多功能性，建设成综合性更强的综合办公区域。

3.3建筑设计产业逐步实现转型

绿色建筑的主题是以环保理念为主，目的是推动绿色建筑的可持续发展。在设计和建造方面要有创新意识和创新理念，只有充分利用新科技和新型建筑材料，才能有效带动建筑设计产业的成功转型。截至目前，我国绿色建筑领域的政策和标准已逐步完善，预示着建筑设计产业在未来的发展中有很好的发展前景。所以，建筑设计产业要拓宽发展思路，合理使用环保材料。绿色环保材料对绿色建筑起到了强大的支撑作用，是推动绿色建筑长期发展的驱动力。另外，在未来的发展过程中，建筑设计行业也要注重对人才的吸收，为行业培养出更多的综合性设计人才。

3.4高效的室内通风采光

通风和采光是绿色建筑室内设计的重要因素之一，也是化工工业建筑后续使用价值提升的重点。办公区域和生产区域高强度的工作，需要有一个良好的工作环境。良好的通风，可提升区域内空气质量，使工作人员身心愉悦。自然高效的采光可降低室内人工采光系统成本，是实现高效节能的重要途径。在设计过程中，优化室内通风设计，将人员活动区域进行热点总结，使用计算机仿真技术进行大数据计算，将开窗面积和导光手段加以综合分析，可有效提高通风采光效率。

3.5落实建筑选址及环境设计

在现代建筑设计过程中，应合理选择建筑位置。在选址过程中，应结合具体环境和相关条件，规划建筑各功能区的功能。设计应满足项目本身的生产、生活、节能环保需要，避免将建筑本身与自然生态环境完全隔离。在整体环境设计过程中，也需要坚持绿色环保的理念，即可见性原则、一致性原则、可维护性原则和参与性原则。根据景观规划的四大原则，以某校园景观设计为例，以延伸至校园的景观带为轴线、庭院封闭景观空间为节点、开放式前庭空间为集中景观绿地，形成点、线、面有机体系。同时，校园隔离带由城市绿化带组成，隔离嘈杂的城市环境，为学生创造安静的校园环境。校园规划的景观结构由景观主轴、景观次轴、景观主广场、两个入口景观区、四个景观庭院、当地屋顶花园和封闭式道路隔离绿化带构成。通过在行车道附近设置集中绿地、建筑绿地、高差退台处设置绿地和步行绿地，确保校园绿地率大于30%。

3.6将水利与自然光利用起来

建筑队在进行施工时需要用到大量的水资源，而节水这一要素也是环保行业经久不衰的主题。若是能将水循环利用起来，就能轻松提高水资源的利用效率。将直接排放的水资源进行回收净化处理后还能重新投入使用，只需要简单的水资源净化设备。设计师在设计建筑时要做好排水设施的计划，防止雨雪堆积影响用户体验，这些排下去的水也是可以进行循环利用的，通过场地设计连通花坛灌溉装置，或是连通厕所蓄水池等进行利用。还可以使用一些合适的观赏植物来进行建筑群的绿化工作；在日常生活中还应当加大节能理念的宣传力度，积极倡导用户们的节水器具选择方法，并以此来帮助世界实现节约水资源的最终目的。除此之外还应当最大化的将自然光利用起来，可以选择使用太阳能储电设施，通常而言人们日常光照所储存下的电量基本能够满足大部分日常需求。最后，在阳光中含有丰富的紫外线，建筑行业也可以将其利用起来，应用到杀菌等工作中。

3.7智能化系统技术

这一技术已成为当前绿色建筑设计中不可或缺的一部分，且在很久以前便已深入人们的生活当中，以应用较广泛的声光控灯为例，其便是智能控制系统的构成部分。智能化系统技术的显著特征在于如果光照较为充足便不会发亮，在光照有限的阴暗环境下一旦感应到有人在或者有声音便会自动开启。类似例子不在少数，其应用不但可以为人们的生活供以不小的便利，同样有助于减少不必要的电能使用。在将来的绿色建筑设计工作中，这一技术的应用无疑将会更为遍及，在展现节能生态效益的同时，也极大地便利了人们的日常生活，助力生活品质的提升，带来更多的幸福感和满足感。

3.8厂房内部结构设计

工业厂房利用率很容易受到各种外在因素影响，设计人员不仅要做好前期准备工作，还要在日常操作中及时解决各种问题，如厂房生产工艺、自身结构等内容。经过专业分析发现，现代工业厂房内部空间构造模式类型趋于多样化：（1）单跨厂房。其作为目前应用范围最广的厂房内部空间结构类型，采用传统砖混结构为主，通过长方形空间作用，对厂房两排柱进行纵向延伸。分析该种模式特征，发现其内部结构非常简单，对施工人员专业素养要求较低，可广泛应用到各项生产活动中；（2）单元空间厂房。从单元空间厂房生产特征来看，集中不同厂房特征，整体结构为方柱型，在内部结构中形成独立空间，具备工业厂房所有功能；（3）框架结构厂房。其将楼板、梁、柱结构作为主要支撑结构，形成完整的受力体系，在提高厂房刚度、延展性等方面具有重要作用。

结束语

总而言之，全球都在面临着金融危机和疫情的冲击，各国政府在积极思考拯救经济的同时也在为实现新能源自主而积极研究，目前，我国国家能源局正在牵头组织，并积极的制定有关新能源产业发展的规划路线，从而快速推进新能源产业的发展。因此，我国工业建筑结构设计面临的发展要求：大型、复杂、快速的特点，尽管我国工业建筑已发展悠久，技术较成熟。但与西方国家工业建筑相比，我国工业建筑设计起步较晚，随之工业建筑结构设计技术水平上存在一定的差距。因此，深入探讨工业建筑结构设计仍然非常重要。

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