淺談化工建筑的設(shè)計(jì)

徐海宏

摘要：化工建筑由于其功能和結(jié)構(gòu)與一般建筑物不同，因此在設(shè)計(jì)構(gòu)造有更高的要求，本文從當(dāng)前化工建筑的發(fā)展需求八手，主要探討了化工建筑的窗戶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生活間設(shè)計(jì)和化工建筑中涉及到的腐蝕介質(zhì)，以及如何選擇-建筑的耐腐蝕材料實(shí)現(xiàn)化工建筑的防腐化等幾個(gè)問題，對(duì)化工建筑中的結(jié)：淘掛問題，防腐措施等進(jìn)行了深入研究，本文對(duì)實(shí)現(xiàn)化工建筑中的功能性發(fā)揮和結(jié)構(gòu)的合理性具有參考意義。

關(guān)鍵詞：化工建筑;設(shè)計(jì)改進(jìn);防腐設(shè)計(jì)

隨著近年來我國工業(yè)發(fā)展速度的不斷提高，工業(yè)建筑也不斷增多，現(xiàn)代的工業(yè)發(fā)展對(duì)工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量保證提出了更高的要求，科技手段和建筑方式的不斷優(yōu)化，使得人們對(duì)化工廠房的建設(shè)性能和設(shè)計(jì)方向都有全新的認(rèn)識(shí)，從原本傳統(tǒng)的建筑功能性要素考慮，開始轉(zhuǎn)為對(duì)建筑的生產(chǎn)環(huán)境、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、與其他產(chǎn)業(yè)的整體融合等多個(gè)層次的要求，化工建筑作為人們生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一種建筑形式，其建造既要符合功能和環(huán)境的要求，也應(yīng)當(dāng)考慮安全、美觀、環(huán)保、節(jié)能等實(shí)際條件。從這個(gè)角度和理念出發(fā)，化工建筑應(yīng)當(dāng)作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化策略，按照實(shí)際工程需要和人們的要求在設(shè)計(jì)和功能方面進(jìn)行完善。

1、化工建筑中窗戶的設(shè)計(jì)規(guī)劃

物質(zhì)條件的進(jìn)步，使得人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的期待值越來越高，對(duì)工作廠房內(nèi)環(huán)境的要求也相應(yīng)有所提高，如何在保證生產(chǎn)工程和環(huán)境問題的前提下改善廠房內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，是當(dāng)前我們必須面對(duì)的問題。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，取決于對(duì)廠房內(nèi)對(duì)窗戶的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)在通風(fēng)和采光的設(shè)計(jì)方向上作出改良。

1.1、要保證廠房內(nèi)的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

對(duì)廠房內(nèi)部的氣流運(yùn)行軌跡進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，確保廠房內(nèi)能夠?qū)崟r(shí)與外界自然進(jìn)行氣體交換，獲得廠房內(nèi)部的新鮮空氣，同時(shí)帶走廠房內(nèi)部因工作產(chǎn)生的熱氣，污氣和其他對(duì)人體有害的氣體?；S房因?yàn)楸仨毧紤]到工作流程的持續(xù)性和工廠設(shè)備的安裝狀態(tài)，尺度比較寬，開間較多，廠房的高度值大，進(jìn)深的尺寸數(shù)值相比一般建筑要大，傳統(tǒng)的廠房設(shè)計(jì)沒有將氣流的運(yùn)動(dòng)性考慮在內(nèi)，針對(duì)這種現(xiàn)象，我們可以采取能夠自由置換空氣的通風(fēng)性建筑模式，是新鮮空氣能夠在設(shè)計(jì)壓力的狀況下被推移到室內(nèi)，同時(shí)將室內(nèi)原有的工業(yè)空氣排放至室外，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)，我們可以參考自然通風(fēng)的原理。如果達(dá)到良好的通風(fēng)效果，還應(yīng)當(dāng)注意開窗的方式，要在迎風(fēng)方向的較低處開側(cè)窗，使得窗面積能夠根據(jù)廠房的寬度盡可能的增大，形成氣流有下方進(jìn)入上方流出的軌道，確保廠房的進(jìn)風(fēng)面積大于出風(fēng)面積，盡量壓低進(jìn)風(fēng)壓力和出風(fēng)壓力的中和面。

1.2、實(shí)現(xiàn)化工建筑中的采光設(shè)計(jì)

無論任何一種工業(yè)流程，其生產(chǎn)活動(dòng)都應(yīng)當(dāng)是建立在可視和可操作的基礎(chǔ)上。同樣工業(yè)建筑雖然在光線方面的設(shè)計(jì)要求比一般民用建筑低，但也不可任意操作。工業(yè)建筑的主要目的是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，但任何產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都離不開人的實(shí)際操作，因此廠房的實(shí)際設(shè)計(jì)更應(yīng)當(dāng)參考人的因素，尤其在通風(fēng)性和采光度的要求上為工人的切身需求考慮。在我們當(dāng)前的化工建筑設(shè)計(jì)中，最常規(guī)的采光方法就是開設(shè)幾個(gè)窗口，達(dá)到使光線能夠進(jìn)入的效果.這種做法沒有太多的科學(xué)含量，對(duì)室內(nèi)局部的光感力度和采光的全面性沒有考慮，例如常常會(huì)忽視廠房吊車梁位置的采光窗設(shè)計(jì)位置，要改變這一點(diǎn)，可以通過設(shè)計(jì)三層窗戶來實(shí)現(xiàn)，確保室內(nèi)采光的均勻度，這種做法的另一個(gè)效果就是能改變廠房的尺度距離，使廠房具有與住宅建筑同樣高度的窗臺(tái)和窗戶，增添人們對(duì)廠房在空間和位置上的貼近感?；そㄖ牟晒?，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工作條件的需要進(jìn)行合理的設(shè)置，不能任意加長或是拉高，造成各種管道設(shè)備無法無法在窗間墻進(jìn)行合理安置，或是管道與墻面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖突，不但影響廠房的整體設(shè)計(jì)，還會(huì)影響光線。

1.3、進(jìn)一步完善化工廠房的防爆設(shè)計(jì)

化工廠房的防爆設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)具備兩種功能，首先是結(jié)構(gòu)必須足夠堅(jiān)固，設(shè)計(jì)必須具備一定的泄壓設(shè)施。當(dāng)前化工廠房的結(jié)構(gòu)一般采用的是框排架，這樣做的好處是實(shí)現(xiàn)廠房的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，如果發(fā)生爆炸。能夠?qū)崿F(xiàn)廠房的主體結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)框排架的結(jié)構(gòu)有利于墻面大面積門窗中的泄壓功能。門窗的布置可以根據(jù)采光的要求和設(shè)備的安裝適當(dāng)加大，但要合理掌握尺度，如果盲目加大，在冬季很可能會(huì)造成散熱能力過強(qiáng)，形成資源浪費(fèi)。第二除了泄壓面積之外，還應(yīng)當(dāng)提高廠房建筑中的科技含量，通過采用新結(jié)構(gòu)，使用新材料，例如壓型鋼板等實(shí)現(xiàn)廠房的泄壓功能。

2、確?；そㄖa(chǎn)間的功能體現(xiàn)

傳統(tǒng)的化工建筑設(shè)計(jì)往往只追求生產(chǎn)功能，忽視了人的實(shí)際需求，廠房很少設(shè)計(jì)休息室，衛(wèi)生間的設(shè)計(jì)也十分簡陋，不利于工人的生活和衛(wèi)生。由于化工建筑采用的多是大跨度結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)部空間豐富，因此可以充分利用廠房的邊緣位置、廠房夾層等比較小的區(qū)域，設(shè)置成更衣室、休息室、儲(chǔ)藏室等。例如在廠房中，常常會(huì)有為框架設(shè)備而搭建的鋼筋混凝土平臺(tái)，那么就可以將平臺(tái)下方的空間進(jìn)行合圍，打造一件小的休息室，同時(shí)也可以將衛(wèi)生間的設(shè)置從廠房中分離出來。雖然工業(yè)設(shè)計(jì)的目的是為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益，但是一切產(chǎn)品都需要人的操作，因此在廠房的設(shè)計(jì)中要將人的需求放到重要的位置考慮，將化工建筑的設(shè)計(jì)方向從功能性轉(zhuǎn)化為兼顧生活和功能性，體現(xiàn)以人設(shè)計(jì)為本的設(shè)計(jì)理念，積極營造既能夠滿足生產(chǎn)實(shí)際，又能夠滿足人基本需求的建筑環(huán)境。

3、實(shí)現(xiàn)化工建筑的防腐功能

化工建筑的防腐性不僅取決于化學(xué)材料的成分、性質(zhì)。更與腐蝕介質(zhì)的狀態(tài)、溫度、作用形式，作用時(shí)間等有直接關(guān)系。

3.1、化工腐蝕介質(zhì)的分類和識(shí)別

化工的腐蝕介質(zhì)大體可以從形態(tài)上分為氣態(tài)，固態(tài)，也太三種。氣態(tài)的介質(zhì)腐蝕程度主要根據(jù)氣體的性質(zhì)，環(huán)境的變化和被腐蝕材料內(nèi)在構(gòu)成不同而發(fā)生變化，在我們實(shí)際的建筑材料中，對(duì)氣態(tài)介質(zhì)感應(yīng)最靈敏的是金屬材料，其次是鋼筋混凝土材料：與氣態(tài)的腐蝕介質(zhì)相比，液態(tài)介質(zhì)的腐蝕速度更快，程度更嚴(yán)重。液態(tài)介質(zhì)對(duì)建筑的腐蝕行除了取決于介質(zhì)的反應(yīng)程度，濃度環(huán)境溫度之外，還取決于建筑材料的緊密程度，在化工建筑的實(shí)際操作中，液態(tài)介質(zhì)的主要侵蝕對(duì)象是建筑物的地面，地基，設(shè)備表面、柱面等位置，直接接觸液態(tài)腐蝕介質(zhì)的主要是混凝土、金屬設(shè)備構(gòu)件和粘土磚材料等;固態(tài)的介質(zhì)腐蝕主要是一些非常微小的腐蝕性顆粒，會(huì)對(duì)建筑構(gòu)件和機(jī)器設(shè)備造成直接腐蝕，這種腐蝕大多是一些鹽類，其腐蝕力度與鹽類的溶解度和環(huán)境的溫濕度都有關(guān)系，如果固態(tài)介質(zhì)是完全干燥的，就不會(huì)對(duì)化工建筑造成腐蝕，而鹽類的介質(zhì)溶解后具有很強(qiáng)的滲透力，就會(huì)對(duì)建筑材料造成比較嚴(yán)重的破壞，例如氯鹽、硫酸鹽就會(huì)對(duì)化工建筑中的鋼筋混凝土和金屬等造成腐蝕性。

3.2、如何選擇耐腐材料

建筑物和建筑物內(nèi)的各種構(gòu)件、機(jī)器設(shè)備基本處于沒有防護(hù)的直接環(huán)境中，自身很難實(shí)現(xiàn)防腐的功能，因此必須采用各種耐腐蝕強(qiáng)的保護(hù)材料進(jìn)行覆蓋，尤其是對(duì)不同的防腐工程，要根據(jù)實(shí)際工作所處的腐蝕環(huán)境，和有可能接觸到各種腐蝕介質(zhì)的濃度系數(shù)、腐蝕程度來正確選用建筑材料，材料的選用過程中，要注意對(duì)新lEl材料使用情況的對(duì)比，不能忽略腐蝕介質(zhì)的成分特征。在選擇耐腐材料時(shí)，還應(yīng)考慮與之相應(yīng)的防護(hù)措施。適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)，如涂層、鍍層、電化學(xué)保護(hù)等，不僅可以降低基體金屬材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)，而且有利于延長材料的使用壽命。防腐要從設(shè)計(jì)開始，在設(shè)備設(shè)計(jì)階段，要充分運(yùn)用自關(guān)腐蝕和腐蝕控制的全部經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，設(shè)計(jì)出性能好、使用壽命長，既經(jīng)濟(jì)又安全的設(shè)備和裝置。即設(shè)備既能符合工藝過程的需要，又是使用壽命長和低成本的。

4、結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化工建筑對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來越重要，所以為了推進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于化工建筑更人性化的設(shè)計(jì)，同時(shí)還要不斷發(fā)掘新材料來代替已有的、老的、污染性高的原材料，這樣就可以確?；ぎa(chǎn)業(yè)的綠色、高效、持續(xù)的發(fā)展。

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（作者單位：連云港石化有限公司）