浅析化工建筑中的“三要素”

周超（天津市化工设计院，天津300193）

浅析化工建筑中的“三要素”

周超
（天津市化工设计院，天津300193）

虽然化工厂房是一种不同于民用建筑的建筑类型，其设计自有其特殊性。但是还是要满足建筑三要素（实用、坚固、美观）的要求。本文通过对建筑功能、建筑技术和建筑外观这三方面的分析，并结合规范，在满足安全生产的前提下，旨在得出如何设计出符合工艺生产要求的化工厂房。

化工建筑的构成要素主要包括建筑功能、建筑技术和建筑形象。建筑功能是指建筑要满足生产工艺的使用要求。建筑技术是指建造化工厂房所应具备的物质条件，包括建筑材料，建筑设备，结构形式和施工技术。建筑形象是指厂房外部的建筑形体、建筑色彩、材料质感、内外装修等。下面，就从以上三方面入手，结合一些本人参与设计的工程项目，分析一下在化工建筑中，如何满足化工建筑“三要素”（实用，坚固，美观）。

1建筑功能

1.1建筑类型

工业建筑是指供人民从事各类生产活动的建筑物和构筑物。（1）化工建筑类型繁多，按照用途可分为生产厂房、辅助生产厂房、动力用厂房、仓储建筑、附属用房以及各种用途的构筑物；按生产特征可分为热加工厂房、冷加工厂房和洁净厂房等；（2）按工业建筑的空间形式可分为单层厂房、多层厂房、高层厂房和地下、半地下厂房。

1.2设计要求

不同类型的厂房，在设计时其侧重点也有所不同，但是它们都要满足一些基本原则：

首先，要满足工艺生产要求，这是不同于民用建筑的一个重要特点。民用建筑要以人的使用流线作为平面布置的重要依据，但是化工建筑中工艺流程直接影响了建筑内部的平面布置次序。另外不同厂房的生产特点不同，对建筑内部的要求也不尽相同。比如在齐翔顺酐工程的危险品库，在生产过程中会产生易爆气体且有腐蚀性，所以它不能与值班室等人员使用频率高的房间贴建，此外要采用防爆墙与周围房间隔开，屋顶采用轻质屋面易于泄爆，钢构件均刷防火、防腐蚀涂料，此外房顶还增设了排烟风机，有效减少有害气体的累积。

其次，要选择合理经济的结构形式。不同的生产工艺和生产要求决定了建筑物的结构形式。钢筋混凝土框架结构是我们目前化工厂房设计中用的比较多的结构形式，因为它施工方便，耐火耐腐蚀性较好，更容易满足工艺生产需求。然而当遇到对建筑跨度、空间有较高要求的厂房时，由于采用钢筋混凝土结构不太经济合理，就会采用钢结构。钢结构本身施工更为便捷简单，多用在大跨度、大空间的厂房、仓库中。但是钢结构本身在防火、防腐蚀中不占优势，所以在设计中要涂防火、防腐漆，满足《建筑设计防火规范》GB50016-2014中的要求。当以上两种结构形式都无法满足工艺生产要求时，还会采用混合结构体系。比如在齐翔顺酐工程的控制楼设计中，控制楼主要采用钢筋混凝土框架结构；但是主控室由于设备布置要求，房间内不能有柱子，在设计中便改为采用井字楼盖结构形式。又如天津托普索的生产车间中，为了采光需要增设了中庭，但是中庭跨度比较大，便在中庭处采用轻钢结构，其他部分仍用钢筋混凝土结构。

再次，要满足生产环境的要求。一般的生产车间都要有良好的采光，在建筑设计时，我们要加强自然采光，但由于厂房进深大，要达到均匀的采光会比较困难，这时就需要增加人工照明。另外由于厂房在生产过程中经常会产生一些危害气体，因此厂房的通风也尤为重要，在设计中要争取做到自然通风为主，机械通风辅助。基于以上这些考虑，对于厂房、仓库的开窗形式，窗户高度都要做到合理、经济、适用。此外，还有一些特殊情况需要我们在建筑设计中特殊考虑，比如会产生噪声的生产厂房要设计隔音减噪的措施。例如在齐翔顺酐工程的控制楼里，自控室内有精密仪器，要求与会产生较大振动的房间分开布置，因此变压器室与控制室分别布置在建筑两端；此外，嘉林科医一期工程的中试车间，由于对室内对洁净度有要求，建筑内部装修要做洁净设计，此外还需其他专业配合做净化处理，使内部环境得到严格控制。

2建筑技术

伴随着科学技术的日益发展，工艺流程有了很大进步，对化工厂区的设计也有了不同要求。由于现代厂房在使用上要求具有更大的灵活性，也要方便以后的改扩建，因此对于建筑的跨度和体量要求不断提高，对于施工的机械化和一体化程度也日益增加。为了适应这些，我建议在建筑设计中要争取做到以下几方面:

第1、要扩大柱间距，尽量为厂房内部提供更大的空间。同时横纵向的柱网尺寸也争取统一，符合建筑模数，各层标高也要一致，让建筑做到经济最大化。第2、在建筑材料的选择上，要选择轻质、高强的新型材料，同时为了满足建筑装卸一体化的要求，要尽量选择成品的建筑材料，尽量减少现场制作的工作量。第3、提高建筑材料的节能性。由于现在对于建筑节能要求不断提高，在建筑设计中要尽量减少外窗面积，减少热桥。

在山东齐翔顺酐工程中，项目内采用钢框架的子项，尽量采用相同的柱距，方便采购施工；压型钢板直接购买复合好的，尽量减少现场施工难度；建筑玻璃选用中空玻璃，外墙保温层厚度的选用均满足国家要求。

3建筑外观

由于化工厂房属于生产性建筑，对于化工厂房外观的影响因素包括工艺流程、生产环境、业主要求、地域环境等等，还收到功能、结构、施工等因素的限制，使其建筑外观的灵活性很低。以往大家都认为化工厂房的艺术性较低，通常都是在“火柴盒”上开洞。但是由于现在工艺技术的不断更新，建筑材料的日新月异，结构形式的不断创新，再加上建筑师对于建筑空间的理念进步，化工厂房也慢慢告别了过去单一、呆板的建筑形象，而且现在很多业主渐渐有了“品牌”意识，对于整个厂区的建筑风格都有了更高要求。在山东齐翔顺酐工程的自控楼设计中，我将几个大控制室由中心庭院展开布置，建筑内部空间都有了均匀的采光和景观，而且整个建筑体块穿插，立体性增强。此外，楼梯间采用打散的小窗，与成排的条形窗形成对比，增加了建筑外立面的丰富性。而且还设计了竖向的建筑分隔片墙，打破了横向的单调，增加了竖向的建筑韵律。而且在整个厂区的布置中，其他子项也均采用这种方式，竣工后，这种新颖的建筑形式，获得了业主的很大肯定。

总结起来，化工厂房的建筑外观我认为在以下这些方面可以有所突破：

首先，加强厂房的体量感。由于生产流程的要求，使得在厂房中会出现很多大空间，那么在建筑空间安排时，除了考虑到工艺生产外，还要考虑到不同建筑“体块”的穿插与组合，使得整体建筑的丰富性增强。

其次，提高厂房的艺术性。通常，由于厂房内部人为使用频率低，而且厂房装修也简单，外形也较简洁，但这并不妨碍其艺术性的发挥，比如可以通过门窗的线性构成来调整建筑物的比例，还可以采用不同色彩的建筑材料来丰富建筑外观等。

最后，调整整个厂区的布局。在厂区总平面布置中，应尽量避免将体量大小悬殊的厂房设置在一起，整个厂房的布置产生一种渐变的韵律感，使其有规律的变化。此外还要考虑到厂区的地理气候条件，比如寒冷地区厂房多采用集中紧凑布局，体型较大；炎热地区为了散热、通风，体型也较之轻巧，厂房的建筑造型及其艺术处理也应当与此地区条件相协调。

总而言之，虽然化工厂房是一种特殊的建筑形式，但无论如何也摆脱不了“功能、技术、外观”这三方面对它的要求，要设计出既符合生产要求，又满足现代审美要求的厂房，就要综合考虑这几点，权衡利弊，均衡调整，这样才可以设计出完美的生产厂房。

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10.3969/j.issn.1008-1267.2016.02.018

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1008-1267（2016）02-0054-02

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