1、單層廠房設計,12.1單層廠房組成 12.1.1房屋的組成 四個部分：(1)生產工段(也稱生產工部)，是加工產品的主體部分(2)輔助工段，是為生產工段服務的部分；(3)庫房部分，是存放原料、材料、半成品、成品的地方；(4)行政辦公生活用房。 每幢廠房的組成應根據：生產的性質、規模、總平面佈置等因素來確定。,12.1.2構件的組成 1、承重結構 圖12-1排架結構包括下列幾部分承重構件：(1)橫向排架：由基礎、柱、屋架(或屋面梁)組成。(2)縱向連系構件：由基礎梁、連系梁、圈梁、吊車梁等組成。 與橫向排架構成骨架，保證廠房的整體性和穩定性。 縱向構件承受作用在山牆上的風荷載及吊車縱向制動力，並將
2、它傳遞給柱子。(3)支撐系統屋架、柱間支撐。保證廠房剛度 2、圍護結構 包括外牆、屋頂、地面、門窗、天窗等。 3、其它：如隔斷、作業梯、檢修梯等。,12.2單層廠房平面設計,單層廠房的平面設計主要研究問題:(1)總平面對平面設計的影響；(2)平面設計與生產工藝的關係；(3)平面設計與運輸設備的關係；(4)單層廠房常用平面形式；(5)柱網選擇；(6)生活間設計。,12.2.1總平面對平面設計的影響,工廠組成：建築物和構築物。 總平面設計依據：1、生產工藝流程、2、交通運輸、3、衛生、防火、氣象、地形、地質4、建築群體藝術確定這些建築物與構築物之間的位置關係； 合理的組織人流、貨流，避免交叉和迂回
3、； 佈置各種工程管線； 進行廠區豎向設計及綠化、美化佈置等。 圖12-2為某工廠總平面示意圖。 總圖確定以後：個體設計必須按照總圖佈置的要求確定,I 2.2.1.1廠區人流、貨流對平面設計的影響,平面設計應考慮：工廠生產工藝流程的組織和貨運的組織。 生產廠房與生產廠房之間，生產廠房與倉庫之間，有人流和貨流的聯繫， 聯繫影響廠房平面設計中：門的位置、數量和尺寸， 要求：廠房的出人口位置-方便原材料和成品的運進、運門的尺寸-滿足運輸工具安全通行的要求。人流出入口或廠房生活間-靠近廠區人流主幹道，方便職工上下班。 設計時盡可能：減少人流和貨流的交叉迂回，運行路線要通暢、短捷。 圖12-2，生活間的位
4、置緊靠廠區主幹道，人、貨流路線分工明確。,12.2.1.2地形的影響,地形對廠房平面形式有直接影響， 只要工藝條件允許,廠房平面形式應根據地形條件作適當的調整，使之與地形相適應。 工藝允許時，廠房還可跨等高線佈置在階梯形臺地上，圖12-3。目的： 減少挖填土方量，適應利用物料自重進行運輸的生產需要。,12.2.1.3氣象條件的影響,主要影響因素：1、日照，2、風向。 我國溫帶和亞熱帶地區，理想的朝向應該是：南北向保證：夏季室內不受陽光照射，易於進風， 方法：1、廠房寬度不宜過大，最好平面採用長條形，2、朝向接近南北向，3、廠房長軸與夏季主導風向垂直或大於45度。4、形、形平面的開口朝向迎風面。
5、在側牆上開設窗子和大門。朝向與主導風向有矛盾時，應根據主要要求選擇。 寒冷地區，廠房的長邊應平行於冬季主導風向，在迎風面的牆面上少開或不開門窗，避免寒風對室內氣溫的影響,12.2.2平面設計與生產工藝的關係,工業建築設計在工藝設計及工藝佈置的基礎上進行。 生產工藝是工業建築設計的重要依據。 完整的工藝平面圖內容： 根據生產的規模、性質、產品規格等確定的生產工藝 流程； 選擇和佈置生產設備和起重運輸設備； 劃分車間內部各生產工段及其所占面積； 初步擬定廠房的跨問數、跨度和長度； 提出生產對建築設計的要求，如採光、通風、防震、防塵、防輻射等。,平面設計受生產工藝的影響表現方面： 1、 生產工藝流程
6、的影響生產工藝流程是指某一產品的加工製作過程， 平面設計必須使生產線路：短捷、不交叉、少迂回，具有變更佈置的靈活性。金工裝配車間的工藝流程如圖12-4所示。根據工藝要求，金工裝配車間一般包括機械加工和裝配兩個主要生產工段。 機械加工工段的生產任務是對鑄、鍛件等金屬毛坯進行車、銑、刨、鏜、鑽、磨等加工過程，使之成為機器產品中的零件(如齒輪和軸等)。 裝配工段的生產任務是將機械加工工段已加工好的零件按一定生產程式裝配成部件(如發動機等)；或進一步將零、部件進行總的裝配成為機械產品(如汽車和拖拉機等)。,金工車間三種組合方式： (1)直線佈置裝配工段佈置在加工工段的跨間延伸部分。毛坯由廠房一端進入，
7、成品則由另一端運出，生產線為直線形。零件可直接用吊車運送到加工和裝配工段，生產線路簡捷，連續性好。 運用於：規模不大，吊車負荷較輕的車間。採用這種佈置的廠房平面可全部為平行跨， 特點：建築結構簡單，擴建方便。 缺點：跨數較少時，會形成窄條狀平面，廠房外端面大，土建投資不夠經濟。,(2)平行佈置：(圖12-5(a)。 加工與裝配兩個工段佈置在互相平行的跨間中 零件從加工到裝配的生 產線路呈馬蹄形，運輸距離較長，須採用傳送帶、平板車或懸掛吊車等越跨運輸設備。 這種佈置方式常用於汽車、拖拉機等裝配車間， 平面也全為平行跨，同樣具有建築結構簡單，便於擴建等優點。 (3)垂直佈置：(圖12-5(c)裝配
8、工段佈置在與加工工段相垂直的橫向跨間內。 廠房平面雖因跨間互相垂直，建築結構較為複雜， 但在大、中型車間中由於工藝佈置和生產運輸有其優越 性，故應用也頗廣泛。 圖12-6是機械加工裝配車間的生產工藝流程。 圖12-7是根據圖12-6的生產工藝流程及工藝提出的生產工藝流程平面圖而設計的建築平面圖。,2、生產狀況的影響 不同性質的廠房，在生產操作時會出現：不同的生產狀況。 如機械加工裝配車間對採光有一定的要求 鑄工車間對通風、防塵有一定的要求 3、生產設備佈置的影響生產設備的大小和佈置方式直接影響到：廠房的平面佈局、跨度大小和跨間數、柱距尺寸等,12.2.3平面設計與運輸設備的關係,廠房內需設置起
9、重運輸設備。 12.2.3.1起重運輸設備的類型(1)吊車吊車亦稱行車或天車，包括： 單軌懸掛吊車：如圖12-8(a)，在屋頂承重結構下部懸掛梁式鋼軌，軌梁佈置為直線或可轉彎的曲線，在軌梁上沒有可移動的滑輪組(或稱神仙葫蘆)，沿軌梁水準移動，利用滑輪組升降起重。起重量一般在3t以下，最多不超過5t。有手動和電動兩種類型。,梁式吊車：包括懸掛式與支承式兩種類型， 懸掛式(圖12-8(b)是:在屋頂承重結構下懸掛鋼軌，鋼軌佈置為兩行直線，在兩行軌梁上沒有可滑行的單梁。 支承式如圖12-8(c)是:在排架柱上設牛腿，牛腿上設吊車梁，吊車梁上安裝鋼軌，鋼軌上設有可滑行的單梁在滑行的單梁上裝有可滑行的滑
10、輪組，在單梁與滑輪組行走範圍內均可起吊重物。 梁式吊車起重量一般不超過5t，有電動和手動兩種。,橋式吊車(圖12-9、12-10)：1、在廠房排架柱上設牛腿、2、牛腿上擱吊車梁3、吊車梁上安裝鋼軌，4、鋼軌上放置能滑行的雙棍鋼橋架(或板梁)，5、橋架上支承小車；小車能沿橋架滑移，並有供起重的滑輪組，6、在橋架與小車行走範圍內均可起吊重物。7、起重量從5t至數百噸不等。8、起重時為電動。9、吊車上設有駕駛室，設在橋架一端 此外，還有移動式懸貿吊車及固定式轉臂吊車， 如圖12-11(a)、(b)所示，可供輔助起重運輸用。,(2)其它運輸設備在廠房亦可採用龍門式起重機，圖12-11(c)，直接支承在
11、地面上。 因其行駛緩慢，且占廠房地面較多，不如前述吊車使用廣泛。 廠房內外還因生產不同和根據需要採用:火車、汽車、電瓶車、手拉車、各式地面起重車、懸鏈、普通輸送帶、氣墊式輸送帶、磁力式輸送帶、輸送輥道、管道、輸送器、進料機、升降機、提升機 等等運輸設備。,12.2.3.2起重運輸設備與廠房平面設計的關係 (1)起重運輸設備影響廠房的平面佈置和平面尺寸。 以圖12-7的機械加工裝配車間為例。 該車間的內部主要起重運輸設備為橋式吊車， 內部輔助運輸設備為轉臂吊車； 對外的運輸設備有機車、汽車及電瓶車， 車間平面的佈置與尺寸均與吊車、機車車皮、汽車及電瓶車相適應。 (2)如廠房內要求進入火車車皮，應
12、在平面圖上佈置鐵軌。火車車皮進入處的門，其尺寸必須適合車皮運行及安全要求。 平面設計時，必須考慮起重運輸設備的影響及要求。,12.2.4單層廠房常用平面形式,確定單層廠房平面形式的因素：生產規模大小、生產性質、生產特徵、工藝流程佈置、交通運輸方式土建技術條件等。 單層廠房平面形式概括起來可分為：一般和特殊兩種類型。 一般的平面形式是以矩形為主 圖12-12(a)、(b)、(c)、(d)、(e)。 特殊的平面形式有L、形平面(圖12-12(f)、(g)、(h)。 此外還有天井式、單元式平面等 (圖12-12(i)、(J)。,矩形平面-最常用的平面形式。 12.2.4.1矩形平面 矩形平面中，最簡
13、單的是由單跨組成。它是構成其它平面形式的基本單位 組合方式隨生產工藝流程的佈置而異。 1、平行多跨組合的平面，適用於直線式的生產工藝流程(圖12-12(a)。適用於往復式的生產工藝流程(圖l 2-12(b)、(c)。 優點是:1、運輸路線簡捷工藝聯繫緊密，2、工程管線較短；形式規整，占地面積少；3、如整個廠房為等高等跨且軌頂標高相同時，則結構、構造簡單，可取得施工快，造價低的效果。,2、跨度相互垂直佈置的平面(圖12-12(d)。優點是：工藝流程緊湊，運輸路線短捷。缺點是：跨度垂直相交處結構、構造處理較複雜。 當矩形平面縱橫邊長相等或接近，就形成正方形或近似正方形平面。 從經濟方面分析此種平面
14、形式較優越。如圖12-13 正方形、矩形與L形平面相比，在面積相同的情況下，矩形、L形平面週邊結構的周長比正方形長。 因此，正方形平面廠房的造價較矩形、L形平面廠房的造價低，見表12-1。 正方形平面廠房由於外牆面積少， 冬季可以減少通過外牆的熱量損失，節省燃料； 夏季可以減少太陽輻射熱傳人室內，防暑降溫。,12.2.4.2 L、形平面 為使廠房有良好的自然通風條件，迅速排除餘熱和煙塵。 廠房不宜太寬，應形成L形、形或形平面(圖l 2-12(f)、(g)、(h)。 L、形三種平面形式的特點:1、外牆較長，廠房各跨寬度不大，2、外牆上可多設門窗，使廠房內有較好的自然通風和採光條件，3、在垂直相交
15、處結構、構造處理均較複雜；4、造價較矩形平面形式高。原因：外牆較長，廠房內各種管線也相應增長。,12.2.5柱網選擇,承重結構柱子在平面上排列時所形成的網格就稱為柱網 柱網的尺寸是由：柱距和跨度組成的。圖12-14是 柱距:相鄰兩柱之間的距離稱.B 跨度:指屋架或屋面梁的跨度. L 柱距和跨度尺寸必須符合國家規範廠房建築模數協調標準(GBJ 686)的規定。 12.2.5.1柱網尺寸的確定 根據：生產工藝的特徵，綜合建築材料、結構形式、施工技術水準、基地狀況、經濟性以及有利於建築工業化等因素確定。,(1)跨度尺寸的確定(圖12-15) 確定因素：生產工藝中生產設備的大小及佈置方式。車間內部通道
16、的寬度。滿足廠房建築模數協調標準要求， 根據、項所得的尺寸，調整符合模數制的要求。 當屋架跨度18m時，採用擴大模數30M的數列，即跨度尺寸是：18m、15m、12m、9m及6m； 當屋架跨度18m時，採用擴大模數60M的數列，即跨度尺寸是18m、24m、30m、36m、42m等。 當工藝佈置有明顯優越性時，跨度尺寸亦可採用21m、27m、33m。,(2)柱距尺寸的確定 裝配式鋼筋混凝土結構體系，其基本柱距是6m， 當採用磚混結構的磚柱時，其柱距宜小於4m，可為3. 9m、3.6m、33m等。 12.2.5.2擴大柱網 就是擴大廠房的跨度和柱距。 常用擴大柱網(跨度柱距)為：1212、1512
17、、1812、2412、1818、2424(m)等。 擴大柱網優點：(1)可以提高廠房面積的利用率。圖12-17所示。(2)有利於大型設各的佈置和產品的運輸。(3)能適應生產工藝變更及生產設備更新的要求。 （4)能減少構件數量，但增加了構件重量，表122 (5)減少校基礎土石方工程量。表12-2。,12m柱距在工程中的應用通常有下面的兩種方案： 帶托架方案：中列柱採用12m柱距，邊列柱採用6m柱距，中列柱間設12m托架(托梁)，屋架間距仍保持6m，屋面板、牆板都是6m。 這種方案：除托架(托梁)、托架處柱與基礎外，其餘構件與6m柱距系統一致，符合我國目前的施工水準和材料供應情況，易於實現。 不帶
18、托架(托梁)的方案：中、邊列柱均採用12m柱距。屋面板與牆板長度也採用12m， 這種方案：結構形式簡單，施工吊裝方便，構件數量、類型減少，有利於建築工業化；技術經濟指標也比較優越。,在擴大柱網中還有正方形或趨近正方形柱網，圖12-18柱網的跨度與柱距相等或大致相等。 優點是：1、縱橫都能佈置生產線，具有更大的通用性。2、吊車粱支承在專用的柱子上，不和廠房柱相聯繫，便於持卸，不影響廠房結構。 此種柱網對設備佈置、運輸設施、土建做法靈活方便， 故名“靈活車間”， 缺點：土建造價要比一般做法高。 常用尺寸為：12m12m、18m18m、24m24m等。,12.2.6生活間,目的：給工人創造良好的勞動
19、衛生條件，提高生產率。2.2.6.1生活間的組成 生活間包括：(1)生產衛生用室包括浴室、存衣室等。 工業企業設計衛生標準(TJ36-79)，將車間衛生特徵分為4級。1級和2級的車間應設置車間浴室。3級宜在車間附近或在廠區設置集中浴室；4級可在廠區或居住區內設置集中浴室。,生產事故可能發生化學性灼傷及皮膚吸收會引起急性中毒的工作地點或車間，應設事故淋浴，其供水系統不允許中斷。 車間衛生特徵為1級的存衣室，應將便服和工作服分室存放。存放工作服的存衣室應有良好的自然通風。 車間衛生特徵為2級的存衣室，便服和工作服可在同一存衣室，但需分開存放，以免工作服污染便服。 車間衛生特徵為3級的存衣室，便服和
20、工作服可同室存放，且存衣室可與休息室合併設置。 車間衛生特徵為4級的存衣室，存衣室與休息室可合併設置，或在車間內適當的地點存放工作服。,如果工作環境濕度大旦在低溫下作業時如冷藏庫、地下作業等，應設立工作服乾燥室。 工作服沾染病原體或沾染易經皮膚吸收的劇毒物質，或工作服污染嚴重的車間的生活間，應設置洗衣房。 存衣室內存衣方式有兩種：閉鎖式存衣櫃。使用安全，無需專人管理。衣櫃的數目按在冊工人數開放式存衣櫃或掛衣鉤。使用周轉快，佔用面積少，需專人管理，使用不便，給人以不安全感衣櫃的數目、按在冊工人最大班人數加25計算。,(2)生活衛生用室包括休息室、孕婦休息室、吸煙空、廁所、女工衛生室、飲水室、小吃
21、部、保健站等。廁所內的大小便器按規範和有關規定計算。 最大班的女工人數超過100人的車間，應設女工衛生室，且不得與其它用室合併放置。 女工衛生室由等候間及處理間組成，等候間應設洗手設備及洗滌池，處理間應設溫水箱及沖水器。浴室、盥洗室、廁所的設計計算人數：按最大班工人人數的93計算。 (3)行政辦公室包括黨、政、工、團、青、婦等辦公室以及會議室、學習室 (4)生產輔助用室包括工具室、材料庫、計量室等。,12.2.6.2生活間的佈置 圖12-2 生活間的佈置應：1、儘量減少對廠房天然採光和自然通風的影響。2、有利於地面、地下及簡空各種管線的佈置，3、不應妨礙廠房的擴建。4、造型及色彩應與廠房統一協
22、調。 生活間的佈置方式有三種， (1)毗連式生活間緊靠廠房外牆(山牆或縱牆)圖12-19(a) 12-19(b) 主要優點是： 至車間距離短、聯繫方便； 與車間之間共用一道牆，節省材料； 將車間層高較低房間佈置在生活間內，減小建築體積； 占地較省； 寒冷地區對車間保溫有利； 易與總平麵團人流路線協調一致， 可避開廠區運輸繁忙的不安全地帶。,缺點是：1、不同程度地影響車間的採光和通風，圖12-19(a)，2、車間內部如有較大振動灰塵、餘熱、雜訊、有害 氣體時，對生活間有干擾，危害較大。3、靠山牆佈置，對車間的採光和通風影響較小；但當廠房較長時，生活間的服務半徑較大。 平面組合的基本要求是：1、職
23、工上下班的路線應與服務設施的路線一致，避免迂回；2、在生產過程中使用的廁所、休息室、吸煙室、女工衛生室等的位置應相對集中，位置恰當。,在兩者毗連處應設置沉降縫。 設置沉降縫的處理方案有兩種； 當生活間的高度高於廠房高度時，毗連牆應設在生活間一側，沉降縫則位於毗連牆與廠房之間(圖12-20(a)。 毗連牆牆下的基礎按以下兩種情況處理： 帶形基礎。若帶形基礎與車間柱式基礎相通，應將帶形基礎斷開。增設鋼筋混凝土地梁，承受毗連牆的荷載。 柱式基礎。在生活間的柱式基礎上設置鋼筋混凝土抬梁，承受毗連牆的荷載。,當廠房高度高於生活間時，毗連牆設在車間一側，沉降縫則設於毗連牆與生活間之間(圖12-20(b)。
24、毗連牆支承在車間柱式基礎的地基粱上。 生活間的樓板採用懸臂結構，生活間地面、樓面、屋面均與毗連牆斷開，設置變形縫，以解決生活間和車間產生不均勻沉陷的問題。(2)獨立式生活間距廠房一定距離、分開佈置的生活間稱為獨立式生活間，如圖12-19(a)。優點是：生活間和車間的採光、通風互不影響；生活間佈置靈活；生活間和車間的結構方案互不影響 缺點是：占地較多，生活間至車間的距離較遠，聯繫不夠方便,獨立式生活間適用於:散發大量生產餘熱、有害氣體及易燃易爆炸的車間 獨立式生活間與車間的連接方式(圖12-21)：走廊連接。這種連接方式簡單、適用。根據氣候條件，在南方地區宜採用開敞式廊子。北方地區宜採用封閉式廊
25、子(也稱保溫廊或暖廊)。天橋連接。在鐵路或公路上空設連接生活間和車間的天橋， 這種立體交叉的佈置方式:可以避免人流和貨流的交叉，有利於車輛運輸和行人的安全。 地道連接。這也是立體交叉處理方法之一，其優點與天橋連接的優點相同。 應當指出，天橋和地道造價較高，由於與車間室內地面標高不同，使用也不十分方便。,(3)廠房內部式生活間 內部式生活間是：將生活間佈置在車間內部可以充分利用的空間內 只要在生產工藝和衛生條件允許的情況下，均可採用這種佈置方式。 優點：使用方便、經濟合理、節省建築面積和體積。 缺點：只能將生活間的部分房間佈置在車間內，車間的通用性受到限制。 內部式生活間有下列幾種佈置方式：在邊
26、角、空餘地段佈置生活間，如在柱子上空、柱與柱之間的空間；在車間上部設夾層。生活間佈置在夾層內，夾層可支承在柱子上，也可以懸掛在屋架下利用車間一角佈置生活間；在地下室或半地下室佈置生活間。需要設置機械通風、人工照明，且構造複雜、費用較高，故一般較少採用。,l 2.3剖面設計,廠房的剖面設計是廠房設計的一個組成部分。 剖面設計是在平面設計的基礎上進行的。 平面設計主要從：平面形式、柱網選擇、平面組合等方面解決生產對廠房提出的各種要求， 剖面設計是從：廠房的建築空間滿足生產對廠房提出的各種要求。 廠房剖面設計的具體任務是：1、確定廠房高度；2、選擇廠房承重結構及圍護結構方案；3、處理車間的採光、通風
27、及屋面排水等問題,12.3.1廠房高度的確定,廠房高度指：室內地面至柱頂(或傾斜屋蓋最低點、或下沉式屋架下弦底面)的距離。 在剖面設計中通常將室內地面的相對標高定為土0.000， 柱頂標高、吊車軌頂標高等等均是：相對於室內地面標高而言的。 確定廠房的高度必須根據：生產使用要求以及建統統一化的要求，應考慮到空間的合理利用。,12.3.1.1柱頂標高的確定,柱頂(或傾斜屋蓋最低點、或下沉式屋架下弦底面) 標高的確定分以下幾種： (1)無吊車廠房。 柱頂標高通常是按：1、最大生產設備及其使用、安裝、檢修時所需的淨空高度來確定的。2、必須考慮採光和通風的要求，一般不低於4m。 根據廠房建築模數協調標準
28、的要求， 柱頂標高應符合300mm的倍數。,(2)有吊車廠房。 對於採用梁式或橋式吊車的廠房: (圖12-22) 柱項標高HH1+H2軌頂標高H1hl十h2十h3十h4十h5軌頂至柱頂高度H 2h6十h7 h1-需跨越的最大設備高度； h2-起吊物與跨越物間的安全距離，一般為400500mm； h3-起吊的最大物件高度； h4-吊索最小高度，一般1m； h5-吊鉤至軌頂面的距離，由吊車規格表中查得； h6-軌頂至吊車小車頂面的距離，由吊車規格表中查得； h7-小車頂面至屋架下弦底面之間的安全距離，應考慮到屋架的撓度、廠房可能不均勻沉陷等因素，最小尺寸為220mm，濕陷黃土地區一般不小於300m
29、m。,根據廠房建築模數協調標準的規定， 柱頂標高H應為300mm的倍數。 軌頂的標誌高度H1常常取為600mm的倍數。 多跨廠房中,如圖12-23，在高低錯落處需增設牆梁、女兒牆、泛水等，使構件種類增多，剖面形式、結構和構造複雜化，造成施工不便，並增加造價。 廠房建築模數協調標準中規定： 在採暖和不採暖的多跨廠房中，當高差值等於或小於1.2m時不宜設高度差。 在不採暖的廠房中，當高跨一側僅有一個低跨，且高差值等於或小於1.8m時，也不宜設高度差。 (圖12-24(a) (圖1224(6),12.3.1.2剖面空間的利用,廠房的高度直接影響廠房的造價， 在確定廠房高度時，應在不影響生產使用的前提
30、下 充分發掘空間的潛力，節約建築空間，降低建築造價。 當廠房內有個別高大設備或需高空間操作的工藝環節時 可採取方法：1、降低局部地面標高的方法。(圖12-25)，2、利用兩榀屋架間的空間。(圖12-26)3、局部提高個別設備處廠房的淨空高度。4、利用車間內走道空間進行起重運輸,12.3.1.3室內地坪標高的確定 廠房室內地坪的絕對標高是在總平面設計時確定的。室內地坪的相對標高定為土0.000一般單層廠房室內外需設置一定的高差，以防雨水侵入室內。 為了運輸車輛出入方便，室內外相差不宜大大，一般取150200mm，常常用坡道連接。 在地形較平坦的地段上建廠房時，一般室內取一個標高。 當在山地建廠時
31、，則應結合地形，因地制宜，儘量減少土石方工程量，以利於降低工程造價，加快施工進度。通常，將車間跨度順著等高線佈置。,在工藝允許的條件下，可將車間各跨分別佈置在不同標高的臺階上，工藝流程則可由高跨處流向低跨處，利用物體自重進行運輸，(圖12-27)。 當廠房垂直於等高線佈置，而地形坡度又較陡時，在工藝允許的條件下，可使同一跨地坪分段佈置在不同標高的臺階上，圖12-28(a)形成天平地不平的剖面形式，圖12-28(b) (圖12-29)。 當廠房內地坪有兩個以上不同高度的地平面時，定主要地坪面的標高為土0.000 (圖12-28、圖12-29)。,12.3.2天然採光,室內利用天然光線進行照明的叫
32、做天然採光。 單層廠房大多採用天然採光。 當天然採光不能滿足要求時，輔以人工照明。根據生產性質對採光的不同要求，進行採光設計，確定窗的大小，選擇窗的形式，進行窗的佈置， 12.3. 2.1天然採光的基本要求(1)滿足採光係數最低值的要求。 光線的強弱是用照度來衡量的。 照度表示單位面積上所接受的光通量的多少， 其單位用勒克斯(Lx)表示。 室內某點的採光情況以:室內工作面上某一點的照度與同時間露天場地上照度的百分比表示，,這個比值稱為室內某點的採光係數C(圖12-30)。即：CEnEw100 式中C-室內某點的採光係數()；En-室內某點的照度(Lx)；Ew-同一時間的室外照度(Lx) 工業企
33、業採光設計標準中要求： 採光設計的光源以全陰天天空的擴散光作為標準。工業生產的視覺工作分為V級(表12-3)，在採光設計中，生產車間工作面上的採光係數：最低值不應低於表12-3所規定的數值， 表12-4為生產車間和工作場所的採光等級舉例。 選擇建築物典型剖面工作面上採光最不利點進行檢驗。工作面一般取距地面1m高的水平面。 在橫剖面上進行驗算，連接各點採光系數值則形成採光曲線， 採光曲線反映剖面的採光情況(圖12-31)。,(2)滿足採光均勻度的要求。 採光均勻度指工作面上採光係數最低值與平均值之比。避免出現過於明亮或特別陰暗的地方，造成工人反復適應明暗變化面產生視力疲勞， 採光標準中明確規定：
34、當為頂部採光時，級採光等級的採光均勻度不宜小於0.7。 為保證採光均勻度0.7的規定，相鄰兩天窗中線間的距離不宜大於工作面至天窗下沿高度的二倍(圖12-32)。當為側窗採光時，不可能均勻，所以未做規定。 (3)避免在工作區產生眩光。視野內出現比周圍環境突出明亮而刺眼的光叫眩光。應避免在工作區產生眩光。,12.3.2.2採光方式側面採光、頂部採光、混合採光。(圖12-33)。 在採光口面積相同的情況下，位置不同，採光的效果也不相同。 (1)側面採光(圖12-33(a)、(b)、(e)。側面採光分:單側採光和雙側採光兩種。根據側窗位置高低的不同，分為：高側窗和低側窗 優點：經濟適用、構造簡單、施工
35、方便。 單向低側窗光線方向性強、均勻度差、衰減幅度大 提高側窗位置，採光均勻度得到提高(圖12-34)。 側窗採光對水準工作面的有效進深為：工作面至窗上緣高度的2倍。 在可能的俏況下，可採用雙側採光(團12-33(b)、(e)。 側面採光不能滿足採光要求時，可採用混合採光方式(圖12-33(c)或輔以人工照明,佈置側窗時:要避免可能產生的遮擋。(圖12-35)。 廠房側窗一般是分上、下兩段佈置，形成高低側窗。有利於提高遠窗點的照度，有利於提高廠房天然採光的均勻度。 高側窗窗臺宜高於吊車梁面約600mm(圖12-36)。 低側窗窗臺高度一般為工作面的高度，通常取1000mm左右， 儘量利用廠房高
36、低差處開設高側窗(圖1237)。 靠近側窗工作面縱向光線均勻性與窗和窗間牆的寬度有關。窗間牆不宜設得太寬，一般以等於或小於窗寬為宜，必要時可不設窗間牆而將窗做成通長的帶形窗。,(2)頂部採光(圖12-33(d)、(f)、(g)、(h)、(i)。頂部採光容易使室內獲得較均勻的光線，採光效率較側窗高。但構造較複雜，造價也較側窗高。 (3)混合採光(圖1233(c)。 當廠房深度超過側窗採光的有效進深、 或側面採光不能滿足要求時則在屋頂上開設天窗加以補充， 採用混合採光的方式解決天然採光問題。,12.3.2.3採光天窗的形式和佈置 (1)採光天窗的形式矩形、梯形、三角形、M形、鋸齒形橫向天窗、平天窗
37、等(圖12-38)。 矩形天窗(圖12-39)：在高低屋面的垂直面上開設採光窗.廠房為南北向時，室內光線均勻。 特點：1、積灰少，易於防水。2、窗扇可開啟，能兼起通風作用。3、組成構件類型多、結構複雜，4、自重大，造價高，5、抗震性能不好。 矩形天窗的寬度b宜等於廠房跨度L的1312， 天窗的高寬比hb宜為0.3左右，不宜大於0.45， 這是由於天窗過高對提高工作面照度的作用較小。,M形天窗 (圖12-40)：將矩形天窗的屋蓋由兩側向內傾斜而形成。 由於屋蓋的傾斜，其內表面可增強光線的反射作用，傾斜的屋蓋可以引導氣流。 M形天窗較矩形天窗的採光、通風都更有利。構造較矩形天窗複雜，天窗屋架需設置
38、內排水，或形成縱向長天溝外排水。 鋸齒形天窗(圖12-41)：將廠房屋蓋做成鋸齒形窗設於垂直面上利用天棚傾斜面反射光線。採光效率較矩形天窗高。窗扇可開啟，能兼起通風作用，窗口一般朝北或接近北向 無直射陽光進入室內、室內光線穩定。 用於要求光線穩定，要調節溫濕度的廠房,橫向下沉式天窗(圖12-42)：將相鄰柱距的整跨屋面板上下交替佈置在屋架的上下弦上，利用屋面板位置的高差作採光口而形成的。 橫向下沉式天窗可根據使用要求：每隔一個柱距或幾個拄距佈置，其造價較矩形天窗低。 當廠房為東西向時，橫向下沉式天窗為南北向。用於朝向為東西向的冷加工車間。 排氣路線短捷，可開設較大而積的通風口，通風量大。用於對
39、採光、通風都有要求的熱加工車間。 缺點：窗扇形式受屋架限制、構造複雜，縱向剛度差。,平天窗(圖12-43)：在屋蓋上直接設置採光口而形成 可以成點、成塊、或成帶佈置。 平天窗的採光效率高，約為矩形天窗的22.5倍， 優點:佈置靈活、構造簡單、施工方便、造價低等。 缺點:1、易產生眩光、採暖區玻璃易結露、2、玻璃表面易積塵或積雪、3、玻璃破碎落下傷人、4、一般不起通風作用等， 在冷加工車間的設計中應用較廣泛。,(2)採光天窗的佈置 結合天窗形式、屋蓋結構和構造、廠房朝向、生產要求等因素綜合考慮。 概括起來有：縱向佈置(天窗帶平行於屋脊)、橫向佈置(天窗帶垂直於屋脊)、點式或塊狀佈置等幾種形式(圖
40、13-38)。 縱向佈置主要適用於朝向為南北向的廠房，多採用矩形、M形、梯形、鋸齒形等天窗，也可採用平天窗做成採光帶沿廠房屋脊縱向佈置。 為了屋而檢修及消防人員在屋而上活動方便，常在靠山牆及橫向變形縫兩側柱間不設天窗。 當天窗太長時，可將天窗分段佈置， 橫向佈置主要適用於朝向為東西向的廠房，多採用橫向下沉式天窗，平天窗。點式或塊狀佈置一般採用平天窗，,選擇採光天窗形式及佈置方式應結合：屋蓋結構形式。 採用屋架(或屋面梁)上鋪屋面板的屋蓋可採用：矩形、梯形、M形、平天窗等多種形式的天窗， 採用折板、馬鞍形殼板的屋蓋可利用：屋面板上下佈置形成的高差設置橫向天窗(圖12-44)， 採用殼體結構的廠房
41、可利用：殼體邊緣凸起的弧形部分設置天窗(圖12-45)。,12.3.2.4採光面積計算 視窗一般是根據廠房的：採光、通風以及立面處理等因素綜合考慮。 對於該廠房採光口面積需要多少、或是否符合採光標準的要求，應通過採光計算進行估算或驗算。 工業企業採光設計標準中介紹的圖表計算方法是我國目前員為簡便的方法。 在初步設計階段可採用窗地面積比(即窗洞面積與地板面積的比值是否符合要求) 的方法進行估算或驗算(表12-5)。,12.3.3自然通風,12.3.3.1自然通風的基本原理利用空氣的熱壓和風壓作用進行 (1)熱壓作用 利用室內外冷熱空氣產生的壓力差進行通風的方式， 稱為熱壓通風。 圖12-46表示
42、設矩形天窗的單層單跨廠房利用熱壓通風的示意圖。 PH(r外- r內) 式中 P-熱壓(kgm2)；H-進風口中心線至排風口中心線的垂直距離(m)；r外-室外空氣密度(kgm2)；r內-室內空氣密度(kgm2)。,該公式的物理意義是：熱壓值的大小與上下進排風口中心線的垂直距離和室內外空氣密度差成正比。 在無天窗的廠房中，應盡可能提高高側窗的位置，降低低側窗的位置，中部側窗可採用固定窗或便於開關的中懸窗。,(2)風壓作用當風吹向建築物時(圖12-47)， 建築物迎風面區域為正壓區，用符號“十”表示； 當風越過建築物迎風面時， 建築物頂面、背面和側面均形成負壓區，符號“一”表示 在建築物中， 正壓區
43、的洞口為進風口，負壓區的洞口為排風口。使室內外空氣進行交換。 由於風而產生的空氣壓力差稱為風壓通風。風可以從任何方向吹來。 建築設計應考慮： 各個風向都有進風口和排風口， 合理組織氣流，達到通風換氣的目的。 為了增大廠房內部的通風量，應考慮：主導風向的影響特別是夏季主導風向的影響。,l 2.3.3.2冷加工車間的自然通風,使廠房縱向垂直於夏季主導風向或不小於45度傾角，並限制廠房寬度(當風吹進室內以後，壓力會逐漸減小，最多能達到5060m左右即消失)。 為避免氣流分散，影響穿堂風的流速，冷加工車間不宜設置通風天窗， 為了排除積聚在屋蓋下部的熱空氣，可以設置通風屋脊。 12.3.3.3熱加工車間
44、的自然通風 合理佈置進、排風口的位置，盡可能增大H值，選擇良好的通風天窗形式。,(1)進、排風口的佈置 進風口越低越好。 南方炎熱地區進風口低側窗窗臺標高，可以低於lm； 北方寒冷地區熱車間的低側窗可分為上下兩排，夏季將下排窗開啟，上排窗關閉(圖12-48(a)。冬季上排窗開啟，下排窗關閉(圖12-48(b)，避免冷風吹向人體。 為了提高熱加工車間的通風能力和便於窗扇啟閉，低側窗宜採用平開窗或立旋窗，立旋窗為最佳。因為它的開啟角度可隨風向來調節，能得到最大的通風量、圖12-49 排風口的位置應盡可能高一些，一般設在柱頂處，如圖12-50(a)。 當設有天窗時，天窗位置一般在屋脊處，圖12-50
45、(b)。天窗宜設在散發熱量較大的設備上方，圖12-50(c)。這樣，可縮短通風距離，較快地排除熱空氣。,外牆中間部分的側窗，一般不按進、排風口設計，以免影響下部進風口的進氣量和氣流速度，但應按採光窗設計。 為了開關方便，中側窗常採用固定窗或中懸窗，很少採用上懸窗。 (2)通風天窗的類型以通風為主的天窗稱為通風天窗。 通風天窗的類型主要有：矩形通風天窗和下沉式通風天窗兩種。 矩形通風天窗除了風速為零的情況以外，熱車間的自然通風是在風壓和熱壓的共同作用下進行,空氣流動出現三種狀態， 當風壓小於熱壓時，背風面、迎風面排風口都能排氣。由於迎風面風壓的影響，使排風口排氣量減小，圖12-51(a)； 當風
46、壓等於熱壓時，迎風面排風口不能排氣，背風面排風口能排氣，圖12-51(b)； 當風壓大於熱壓時，迎風面的排風口出現風倒灌的現象，圖12-51(c)， 有效的辦法：在迎風面距離排風口一定距離的地方設置擋風板。 矩形天窗的兩側均應設置擋風板，無論風從何處吹來，均可使排風口始終處於負壓區。 設有擋風板的矩形天窗稱為矩形通風天窗或避風天窗。,在無風時，車間內部靠熱壓通風， 有風時，風速越大則負壓區絕對值也越大，排風量也增大。 擋風板至矩形天窗的距離：以等於排風口高度的1.11.5倍為宜。 當平行等高跨兩矩形天窗排風口之水準距離L小於或等於天窗高度h的5倍時，可不設擋風板，因為該區域的風壓始終為負壓，圖
47、12-52。 下沉式通風天窗 在屋頂結構中，一部分屋面板鋪在屋架上弦上，另一部分屋面板鋪在屋架下弦上。 屋架上弦與下弦之間的空間構成-在任何風向下均處於負壓區的排風口，這樣的天窗稱為下沉式通風天窗。,下沉式通風天窗有三種形式： 1、井式通風天窗：每隔一個或幾個柱距將部分屋面板擱置在屋架下弦上形成一個個的“井”式天窗處於屋頂中部的稱為中井式天窗(圖12-53)，設在邊部的稱為邊井式天窗。 2、縱向下沉式通風天窗：將部分屋面板沿廠房縱向擱置在屋架下弦上形成的天窗稱為縱向下沉式通風天窗(圖12-54)。它可佈置在屋脊處或屋脊兩側。 3、橫向下沉式通風天窗：沿廠房橫向將一個柱距內的屋面板全部擱置在屋架
48、下弦上所形成的天窗(圖12-42)，這種天窗採光均勻，排氣路線短，適用於對採光、通風都有要求的熱車間。 在東西朝向的車間中，採用橫向下沉式天窗可減少直射陽光對廠房的影響。,開敞式廠房 外牆不設窗扇而用擋雨板代替(圖1255)。 優點：進、排氣口的氣流阻力係數小，通風量大；室內外空氣交換迅速、散熱快、通風降溫顯著；構造簡單，造價比較低。 缺點：防寒、防雨、防風砂能力差；風速很大時，室內煙塵彌漫，通風不穩定。 開敞式廠房用於防寒、防雨、防風砂要求不高的車間 分為四種形式，圖12-55。全開敞式廠房 下開敞式廠房上開敞式廠房 部分開敝式廠房， 擋雨扳的出挑長度和垂直間距，應根據設計擋雨角度值來確定。 圖13-56中設計擋雨角a是根據：生產要求、雨滴大小及風速來確定的。防濺板高度一般為200mm。,12.4單層廠房定位軸線,定位軸線目的：確定廠房主要承重構件位置廠房施工放線和設備定位的依據。 廠房設計應執行廠房建築模數協調標準。 橫向定位軸線：垂直于廠房長度方向(即平行於屋架)的定位軸線橫向定位軸線之間的距離是柱距。 縱向定位軸線：平行于廠房長度(即垂直於屋架)的定位軸線縱向定位軸線之間的距離是跨度。 軸線的標注以建築平面圖為准，從左至右按1、2順序進行編號；由下而上按A、B順序進行編號。編號時不用I、O、Z三個字母， 以免與阿拉伯數字1、0、2相混(圖1257)。,
