工業(yè)建筑解析土木工程專業(yè)

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1、工業(yè)建筑解析 隨著產業(yè)調整,很多廢棄的舊廠房被改頭換面成娛樂場所、私人工作室、畫廊甚至住宅(如北京和上海的一些舊工業(yè)廠區(qū)就成為了前衛(wèi)藝術家們的集中地) ,建筑內涵的改變使這些舊建筑失去了工業(yè)建筑的價值,是一種無奈的選擇,不是技術改造的真正目的。在信息化會的今天,技術日新月異,新產品層出不窮,電子行業(yè)更是處于領跑者的位置。但建新廠投資大、耗時長,難以跟上瞬息萬變的市場需求。因而,在原有廠房內進行改造就成為節(jié)約投資提高效率的方式,這也是工業(yè)建筑技術改造的發(fā)展方向。 中國電子工程設計院完成了國內很多電子廠房的設計,而業(yè)主常常委托原設計單位進行技術改造。 在進行的技術改造工程案例

2、中,主要有以下幾種類型:1) 由于生產面積的增加而緊鄰原廠房;2) 由于生產線類型更新使原室內布局改變;3) 由于生產性質改變,如增加潔凈生產區(qū)使原廠房室內裝修和平面布局改變;4) 在原建筑預留的面積上增加新設備和用房;5) 業(yè)主把多層或高層工業(yè)建筑的各層出租給不同的使用者,建筑的性質因其使用要求而改變,如工業(yè)建筑轉變?yōu)槊裼媒ㄖ取Ｔ薪ㄖ募夹g改造必然會帶來諸多問題,主要包括:1) 由于設備增加使樓地面荷載增加,由于電氣橋架或暖通管道的增多或增加吊頂,使樓屋面吊掛荷載增加,從而引起結構體系的重新評估;2) 由于建筑使用性質改變,新的平面布局要滿足不同的防火規(guī)范要求,需要用新方案解決消防疏散的

3、難題;3) 建筑材料及建筑配件的更新(如門、窗、輕質隔墻、吊頂、活動地板等) ,雖然給建筑師更多的選擇,但也要在滿足使用要求的前提下,節(jié)約資金降低造價,給業(yè)主帶來更大利潤;4) 既要使改建廠房的形象與原有廠區(qū)的整體環(huán)境和相鄰建筑相協(xié)調,又要使廠區(qū)面貌有所改觀,使建筑體現(xiàn)企業(yè)形象和企業(yè)實力。 在以下兩個工程中,筆者作為專業(yè)負責人從方案到施工圖完成了全部設計,從中有很多體會和收獲,提出來與大家探討。 1 技術改造帶來防火分區(qū)的重新劃分 某軟件產業(yè)股份有限公司的技術改造項目,位于某電子集團有限公司54 號建筑的第7 層。原建筑于1997 年竣工,建筑主體高5317m ,主體共

4、9 層,每層建筑面積5 403186m2 ,層高514m。按高層工業(yè)建筑的火災危險性類別為丙類,建筑耐火等級為一級設計,設有4 座防煙疏散樓梯間,4 部消防電梯和多部客貨電梯, 設計符合《建筑設計防火規(guī)范》(GBJ16 - 87) 關于高層工業(yè)建筑消防安全疏散等的有關要求。本次改造是把第7 層改造成具有軟件開發(fā)、評測、信息、培訓等實用功能的民用建筑性質的技術改造。對于火災危險性類別為丙類的高層工業(yè)建筑,且每層建筑面積達5 403186m2 ,要使其中的一層改造為一類高層民用建筑的使用要求,確實是一次非常困難而艱巨的設計。因為丙類高層工業(yè)廠房與一類高層民用建筑在防火分區(qū)面積、安全疏散距離、垂直交

5、通沒置等方面在規(guī)范中的差距很大,且改造僅僅是其中的一層,不能增設室外疏散樓梯。技術改造方案進行了多方面的比較和研討,感到如果運用常規(guī)的設計方法,改造后使其符合《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB 50045 - 95) 是不可能的。因此,借助超高層建筑中的“避難層”及地下建筑“防火通道”等的概念,嘗試在本次技術改造中設置“防火走廊”。運用現(xiàn)代技術設施,在建筑的中部設置一條安全的“防火走廊”是完全可能的。本次技術改造的建筑技術措施是:設置防火走廊,多設防火分區(qū),關鍵部位加強防火安全構造。同時,需要業(yè)主方在使用中對消防安全疏散的嚴格管理,以確保本層的消防與安全疏散的可靠性和安全性。 具體的

6、技術改造措施是按照《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB 50045 - 95) 進行設計。首先,在本層中間設縱橫兩道防火墻,把本層分為4 個防火分區(qū),相鄰的兩個防火分區(qū),防火墻上有防火門連通,且兩個防火分區(qū)的建筑面積之和不超過2 800m2 (設自動噴灑滅火系統(tǒng)的一類高層建筑,每個防火分區(qū)的建筑面積可達2 000m2 ) ,可設一個安全出口,符合《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB 50045 - 95) 中第6111113 的要求。另外,距中間的縱向防火墻3. 0m處增設一道防火墻,形成一個防火走廊,可以通過它到達中部的疏散樓梯。防火走廊與各防火分區(qū)的走廊用甲級防火門連通。并在防火門處再增設一道

7、門,形成防煙“鎖”,可以有效阻擋各防火分區(qū)的煙氣進入防火走廊,使其成為各防火分區(qū)中間的一個公共安全區(qū)域和出口。這樣,就使每個防火分區(qū)都有一個防煙疏散樓梯間及通向防火走廊的安全出口。本層設自動噴灑滅火系統(tǒng),全部走廊設機械排煙設施。原建筑共有4 臺消防電梯,滿足了本次技術改造的消防電梯的數(shù)量要求。各防煙樓梯間及前室的門、空調機房的門采用甲級防火門;磁盤庫、信息中心機房采用耐火極限大于3h 的到頂隔墻和甲級防火門,加強了防火能力。(見圖1) 本項目位于已有建筑的第7 層,為了減少由于荷載的增加對結構產生的影響,建筑隔墻盡量采用輕質材料。一般房間的隔墻用輕鋼龍骨石膏板墻,走廊的隔墻用雙面雙層

8、輕鋼龍骨石膏板至樓板下,耐火極限不小于1h。防火墻采用耐火極限不小于3h 的防火板隔墻,并利用已有的到頂?shù)?40mm 厚的磚墻,所有防火墻上的變形縫用不燃材料嚴密封堵。有的房間地面為200mm高防靜電活動地板,直接做在現(xiàn)有的防靜電水磨石樓面上。其他部分樓面的防靜電水磨石全部拆掉,走廊地面用彈性PVC 地板,一般房間用石塑防滑地磚。電視會議室、軟件技術知識和技術培訓教室鋪地毯,墻內側加貼木質多孔吸音板?，F(xiàn)有吊頂全部拆除,重新安裝礦棉吸音板吊頂。墻面用高級乳膠漆涂料噴涂。走廊上隔墻的觀察窗用耐火極限不小于1h 的防火玻璃固定窗。本項目是在一個高層工業(yè)廠房中進行局部一層的技術改造,改造后的使用性質由

9、工業(yè)建筑轉變?yōu)楦邔用裼媒ㄖ?而業(yè)主堅決不允許增加第7 層至首層的疏散樓梯,因此,防火分區(qū)和消防疏散成為最大難點。 作為設計人員,不能違反強制性條文,又要滿足業(yè)主的使用功能。在這種情況下我們拓寬思路,積極探索,找到了一個在規(guī)范允許的范圍內能夠滿足業(yè)主要求的辦法。本項目的設計已由消防局審批通過。 2 合理選擇材料降低改造難度 某電子公司LCM裝配線廠房技術改造,位于一棟2 層廠房的首層,1 層和2 層屬于兩個業(yè)主,在使用功能上沒有聯(lián)系。原廠房為丁類生產廠房,室內基本為無分隔的大空間,結構形式為鋼結構,外墻圍護結構為復合彩鋼板。本次技術改造內容是把一層內部改造成為有萬級凈化房

10、間的丙類生產廠房,同時進行東立面的外墻裝修改造。 由于原建筑室內地面為鋼筋混凝土板,結構承載力只能基本滿足技術改造后的荷載要求,因此,內隔墻基本用輕質材料。考慮到用防火板會給業(yè)主增加基建投資,將變配電室、動力站、空調機房的墻用加氣混凝土砌塊,以滿足此類房間墻體的耐火極限。輕質隔墻及吊頂主要有兩種:金屬壁板和輕鋼龍骨石膏板。由于生產區(qū)所占面積大,且潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)互相穿插,為滿足《潔凈廠房設計規(guī)范》( GB50073 - 2001) 關于潔凈區(qū)隔墻及吊頂?shù)囊?把全部生產區(qū)吊頂設計為耐火極限不小于1h 的金屬復合壁板?，F(xiàn)在由于建筑材料質量的不斷提高,符合要求的吊頂材料很多,價格也使業(yè)主

11、能夠接受,所以,把生產區(qū)金屬復合壁板吊頂設計為耐火極限不小于1h 是可行的。同時由于吊頂材料耐火極限的提高,疏散走廊的隔墻可只做到吊頂板底,大大方便了各種設備、電氣管線的布置。另外,技術改造后的廠房增加了很多樓板吊掛荷載,第2 層樓板不能再增加負荷。解決的方法是結構在生產區(qū)上方5. 30m標高處架設了一層鋼構架,大大減小了施工難度,也減小了由于隔墻與鋼結構連接不嚴而造成的失火隱患。疏散走廊兩側墻體為兩種材料,甲方要求材料外表面一致,又要節(jié)約造價。折衷的辦法是把走廊一側的輕鋼龍骨石膏板上貼0. 6mm 的金屬壁板,既美觀又節(jié)省投資。 本建筑與南側廠房緊鄰,業(yè)主要求外立面裝修改造使東立面

12、與南側建筑的立面協(xié)調。鄰接的建筑外裝修為石材,但因為投資限制,本建筑外墻不能拆除,如此多的制約因素給改造帶來困難。經過多次方案比較及與業(yè)主溝通,最終確定只把主入口重新設計,其他部分原外窗洞口不變;門窗全部拆除,洞口中增加鋁板窗間墻,重新調整外窗比例,將橫向窗改為豎向窗,并與第2 層外窗在比例上保持一致。在外墻本層高度范圍內增加鋁板裝飾帶,與南側建筑立面取得呼應,也豐富了建筑細部,其效果令業(yè)主滿意。本工程現(xiàn)已完成施工圖設計,即將施工。 3 結 語 以上兩個案例是筆者參加的技術改造設計中較有代表性的工程。通過一系列的工程實踐可以看到,技術改造設計需要全面的解決問題,對工藝生產性質和建

13、筑使用功能的改變帶來的防火要求的改變,結構承載力對建筑材料選擇的制約等等因素,都需謹慎對待。改造后的建筑外立面,應體現(xiàn)廠區(qū)新形象,又要尊重現(xiàn)有環(huán)境景觀,做到“整舊如新,融新于舊”。 設計一個新建筑可以給建筑師更多的空間表達其設計理念,但改造項目由于要受諸多條件的限制,留給建筑師發(fā)揮的空間很小,滿足新工藝生產的要求,這是一件費力又不見成效的工作。但建筑設計就其本質是一個服務行業(yè),滿足業(yè)主的要求是建筑師的職責,同時,利用現(xiàn)有建筑進行技術改造符合我國節(jié)約能源與可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境。建筑師只有想方設法解決問題,不斷積累經驗,才能為業(yè)主提供全面優(yōu)質的服務,同時也使自己在這一領域更具競爭力。