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第十五章 单层厂房剖面设计 一、生产工艺对剖面设计的影响和建筑设计的任务 单层厂房的剖面设计是在平面设计的基础上进行的。生产设备体形、工艺流程、生产特点、加工件的大小和重量以及垂直起重运输工具的种类和起重量等都直接影响厂房的剖面形式。 在厂房剖面的建筑设计中要做到:在满足生产工艺要求的前提下,经济合理地确定厂房高度及有效利的和节约空间;妥善地解决厂房的天然采光、自然通风和屋面排水;合理地选择围护结构形式及其构造,使厂房具有随气候条件变化良好的围护功能(保温、隔热、防水)。 二、厂房高度的确定 厂房高度是由地坪面到屋顶承重结构下表面的垂直距离。 (一)柱顶标高的确定 1.无吊车厂房 使用功能:柱顶标高是根据最大生产设备的高度和其安装、检修时所需的净空高度确定。 美观:高宽比 卫生:还应遵守卫生标准的要求。 协调模数:应符合扩大模数3M数列 2.有吊车厂房 在有吊车的厂房中,不同的吊车对厂房高度的影响各不相同。对于采用梁式或桥式吊车的厂房来说: 柱顶标高 H = H1 + H2 轨顶标高 H1 = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 轨顶至柱顶高度 H2 = h6 + h7 根据《厂房建筑模数协调标准》的规定,柱顶标高H 应为300 mm的倍数。 h1--需跨越的最大设备高度h2--起吊物与跨越物间的安全距离,一般为400 mm~500 mmh3--起吊的最大物件高度h4--吊索最小高度,由起吊物件的大小和起吊方式决定,一般>1 mh5--吊钩至轨顶面的距离,由吊车规格表中查得h6--轨顶至吊车小车顶面的距离,由吊车规格表中查得h7--小车顶面至屋架下弦底面之间的安全距离,应考虑到屋架的挠度、厂房可能不均匀沉陷等因素,最小尺寸为220 mm,湿陷黄土地区一般不小于300 mm。如果屋架下弦悬挂有管线等其它设施时,还需另加必要的尺寸。 厂房高度对造价有直接影响 在资金允许的情况下, 为适应设备更新和重新组织生产工艺流程,提高厂房的通用性,有时把厂房高度有意提高一些,以资储备。 对个别的高大设备或个别的要求高空间的操作环节采取个别处理,不使其影响整个厂房的高度。 从建筑经济角度,设高差要增加造价,有时把低部拾高与高部拉平还较设高差经济,但这只有在抬高低部所增造价低于或等于设高差的造价时才是合适的。 从构造角度,高差处有时设双柱(和纵向伸缩组重合),有时设单柱。单柱时柱子和基础类型增多,构造处理复杂,施工麻烦:如柱子要做高低牛脚,设墙梁、做泛水等。 (二)室内地坪标高的确定 单层厂房室内地坪与室外地面须设置高差,以防雨水侵入室内。但为了便于运输工具进出厂房和不加长门口坡道的长度,这个高差又不宜太大。 在地形起伏不同形成了高低交错的地貌的地形建厂时,应依山就势,因地制宜,选择厂房地坪标高,具体做法有两种情况: (1)当厂房跨度平行等高线布置,地形坡度又较大时,若工艺条件许可,可将厂房不同跨度的地坪标高分别布置在不同的台阶上,以节省上石方及基础工程量。 (2)当跨度垂直等高线布置,地形坡度又较陡时,若工艺条件许可,可将同一跨度地坪分段布置在不同标高的台阶上,也可将局部做成两层。 三、天然采光 (一)天然采光系数 白昼间,室内通过窗口取得光线称之为天然采光。窗口大小、形式及其布置方式都直接影响室内光线。采光设计就是根据室内生产对采光的要求确定窗子大小、形式及其布置,保证室内采光的强度、均匀度及避免眩光。 窗面积过小,使室内光线很暗,给工人生产操作、行走、运输造成困难,从而降低劳动生产率,影响产品质量,还容易造成工伤事故,也增加电能消耗。但也不能把窗而积开得过大,过大不仅提高厂房造价,而且冬夏季室外气象易影响厂房内部气温状况,增加能源消耗。应按采光系数的标准值进行设计。 照度是衡量照射在室内工作面上光线强弱的主要单位,即单位面积上所接受光通量。 室内工作面上一点的照度与同时刻室外露天地平面上照度的百分比表示,这个比值称之为采光系数。 在厂房横剖面的工作面上取光照最不利点进行验算。如需验算整个厂房的光照情况,可多验几点,把各点连接起来形成厂房的采光曲线,显示整个厂房的光照情况。 (二)采光面积的确定 采光面积的确定,在实际工作中,经常是根据厂房的采光、通风,立面处理等综合要求,先大致确定窗面积,然后根据厂房对采光的要求进行校核,验证其是否符合采光标准值。 (三)采光方式和采光窗的选择 1. 侧面采光 侧面采光分单侧采光和双侧采光两种。 当房间很窄,可利用单侧采光。单侧采光光线不均匀,衰减幅度大,工作面上近窗点光线强,远窗点光线弱。如房间进深更大,超越单侧采光所能解决的范围时,就要辅以人工照明或用双侧采光。 在一定高度处有吊车梁通过,在吊车梁处开窗是没有必要的。将测窗分上下两段布置,上段叫高侧窗,
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