纺织工业建筑结构的未来发展

纺织工业建筑结构的未来发展温艳景（石家庄 河北省纺织建筑设计院 050051）[简 介]：本文从信息技术的观点出发，根据我国纺织工业总的战略目标和国际上纺织工业发展的状况和趋势，结合纺织生产，新型技术装备及工艺技术线路的主要特点，阐述在当代科学技术日新月异的发展形势下，作为使用年限长达数十年以至上百年的纺织工业厂房，如何在建筑形式、结构形式、厂房的平面形式、柱网选择、建筑环境与造型设计等几方面，适应今后纺织工业科技发展的需要，满足劳动者对美的要求，提出本人的设想与展望。

[关键词]：建筑结构、建筑环境、建筑造型、在当代科学技术日新月异的发展形势下，人们预测在未来几十年内，一个由工业社会转入信息社会的新技术革命浪潮将会冲击整个社会。

作为使用年限长达数十年的工业厂房，它的设计必须从开始就要考虑纺织工业科技发展的长远需求，使其具有适应发展变化的潜在能力。

近30年，由于科学技术的迅速发展，我国纺织工业已经发展成为一个门类齐全，原料、设备基本立足国内，生产技术具有一定水平的“大纺织”工业部门。

纺织工业工艺技术流程和技术装备的科学发展趋势，将是向机械化、自动化、短流程、高速、宽幅、大卷装、机电一体化、节能、降低粉尘方向发展，对各类设备都注重从化纤、纯棉和混纺的通用性、适用性方面进行研制。

一、发展生产和新型装备的主要特点1．纺织工业是多机台连续生产，一个5万纱锭的老中型厂，细纱机就有125台，织布机约1500台，而且各道工序之间联系非常紧密，半成品的供用相当紧凑，单层厂房占地面积约40000m2左右。

2．为了保证产品质量和工人身体健康，除纺织生产工艺对车间的温湿度有较严格的要求而设置空气调节设备外，必须从厂房的建筑形式和构造上满足空调要求。

3．纺织生产过程中飞花多、灰尘多，为保证产品质量和工人身体健康，必须要有除尘措施，使车间空气中含尘量控制在允许浓度标准范围内。

4．纺织工业生产是机械化生产和手工操作高度结合，加工的半成品又很纤细，而且多半是反光很强的白色物品，必须避免眩目的光线和产生阴影，因此要求采光充足均匀，无眩目。

5．纺织新设备发展的动向是优质、高速、高产、宽幅、大卷装、短流程、自动化，新的成套设备系列化适应纺织物品种多变的能力，以及自动化、机械化运输。

目前剑杆、片梭、喷气、喷水、多梭箱等类型的无梭织机均已投入实际规模生产，能生产有梭织机难以织造的高密高挡织物。

在幅宽上一般为2800mm和3500mm，甚至高达4600mm（剑杆织机）和5400mm（片梭织机）。

相应的整经机和浆纱机的宽度也要满足不同幅宽的阔幅布生产。

在国外经轴直径为800~1250mm之间，且用山型和双层轴架，织轴直径一般为600~800mm。

这样织部的准备车间和织布车间的柱网尺寸和设计载荷，以及经轴和浆轴的运输等都与老厂差别很大，这些都需要在设计中仔细加以研究。

二、对策与展望随着纺织工业科技高速发展，要求纺织厂房建筑具有高度的空间灵活性和使用功能多样化，以适应工艺不断变化、设备不断更新的需要。

（一）纺织工厂的建筑形式我国纺织工厂采用的厂房形式主要有：单层锯齿型厂房，单层无窗厂房和多层厂房等，目前国内外采用较多的厂房形式是单层钢结构无窗厂房，一般柱网较大，并装有吊顶和技术夹层，整个厂房中间无隔墙。

每种厂房形式都各有其优缺点，选用何种形式，需要根据建厂的各种条件并结合自己的情况综合考虑。

从纺织工艺生产特点和新的工艺技术流程及设备科技发展趋势来看，工艺设备如清钢联、粗细联、细络联、细络捻联等连续化、自动化的实现，单层纺织厂房是较为方便的。

但随着经济飞速发展，建设用地愈来愈紧张，所以在建筑密度较大的市区内或厂址地形较复杂又狭小的地区建多层厂房是较为合理的；另一方面，由于纺织工业的设备和产品的重量轻，生产步骤较紧密，车间内部运输也适合于垂直方向。

这样生产和辅助设施较集中，有利于企业管理和节约能源。

多层厂房不但节约用地（约50%左右）、降低总造价，且其造型美观，可美化市容和厂容，具有明显的经济效益和社会效益。

根据纺织工业生产连续性强、车间机器多、厂房建筑面积大、温湿度稳定、无眩目采光等特点，无论采用单层还是多层厂房，都采用密闭—无窗厂房为宜，无窗厂房维护部分的四周都布置有辅助生产的群房，屋顶部分的热工性能也比较容易保证。

因而能保证车间内温湿度和清洁度更加稳定，照度更加均匀，也改善了车间生产劳动环境，有利于提高劳动生产率和产品产量。

无窗厂房可以显著的简化承重结构和维护结构的构造，同时无窗厂房可以适应于各种气候条件，特别是对于寒带、热带以及气候变化比较剧烈的地区更具有明显的优越性。

我国国土辽阔，气候条件相差悬殊，采用无窗厂房，在厂房建筑形式和方位上可以不受任何限制，在总体布置上有很大的灵活性。

多层厂房的层数是根据工艺线路、设备大小、生产车间面积的比例等方面来确定的。

车间面积的比例是根据统计测算资料，并假设细纱车间为一个单位进行计算的各车间面积的比例关系，作为确定厂房经济层数和工艺布置的依据，但随着工艺设备连续化的不断发展，这种面积比例关系必然随之变化。

此外，经济层数和厂房展开面积的大小与建筑宽度和长度有关，根据技术经济的研究和分析，纺织厂合理的建筑宽度为42M以上（排两列细纱机），面积在2 万M2以上，厂房层数宜采用3~4层。

（二）厂房平面形式纺织工艺要求一定的温度和湿度，以保证产品质量，因此厂房内部应进行人工空气调节，空气调节室和车间的位置关系很重要。

纺织厂生产的连续性强，从原料到成品宜在一个作业场内进行。

一般来说，纺织厂由生产车间附属房屋组成矩形或块状的平面形式。

在生产车间四周围绕有辅助生产房屋、车间办公室和工人生活室，形成了室内外的天然隔离层，因此增强了墙体维护结构的热工性能。

由于纺织厂各车间对温湿度的要求不同，在一般情况下，应使各车间（特别是主要车间）都有各自的通风道，这就需要把车间隔开。

但为适应工艺的变化和设备的更新要求，应考虑作成临时隔断体形式为宜。

目前国外许多纺织厂大都采用整个厂房中间无隔断的形式，有的在厂房上部采用塑料透明挂墙，厂房下部仍可畅通无阻，比较先进的则用空气幕隔绝空气的方法将各车间隔断。

（三）厂房柱网选择在平面布置中选择柱网实际上就是根据工艺上生产所需要的面积和空间，通过技术经济比较来选择主要承重结构的方案。

柱网布置的合理性是从厂房单位面积的造价材料的消耗量以及厂房面积的有效利用程度两方面来衡量的；但从当前纺织工艺设备迅速发展的特点和我国建筑技术已具备并将要达到的水平考虑，应采用适当的大柱网，以增加厂房的有效面积和使用上的灵活性及通用性，提高厂房的综合经济效果。

柱网可以为纺织工业更新换代、转变工艺创造条件。

单层钢筋混凝土锯齿形厂房柱网最大尺寸：锯齿方向柱距12m，大梁方向柱距18m；钢结构锯齿厂房12m×24m（托架方向）；如采用预应力混凝土大梁，跨距可做到20~24m。

单层无窗厂房柱网尺寸一般可采用18m×24m，钢结构形式甚至还可更大些。

多层厂房由于采用预应力技术，柱网尺寸跨度可高达20m以上，柱距可达9m 以上。

(四)厂房结构形式结构选型必须满足生产工艺和使用要求，并根据生产的特点来选择经济合理的厂房结构形式。

根据纺织厂的特点，厂房内必须设有空气调节的通风道。

为改善车间内环境，一般应避免采用悬吊风道把建筑功能上的要求和结构承重上的需求结合起来，使构件“一专多能”。

如用双梁或门形板构成一个箱型截面兼作送风管道，作为结构构件和建筑配件，因此结构形式应优先选用风道与承重结构相结合的结构方案，这样可以节约层高和建筑材料，并使车间整洁和减少风道的维修费用。

随着建筑业的发展，先进技术将进一步推广，施工机械水平也将进一步提高。

当前建筑产品正向大开间、大柱网、大空间发展，以增加房屋的有效面积和建筑物在使用上的灵活性和通用性，只有大力发展大跨度结构，才能适应这种需求。

采用钢结构体系代替钢筋混凝土体系，在国际上是大势所趋，我国也势在必行。

实践证明，用钢结构技术扩大柱网，具有明显的综合经济效益。

如近几年新建的纺织工业厂房，多数采用钢结构形式。

打破纺织行业传统模数，扩大柱网，跨度可选30M以上，不但提高了生产面积利用率，更对今后实行技术改造具有较大的经济意义，为纺织工业科技发展创造了条件。

为了加速施工，提高工程质量，降低建筑造价，节省劳动力；并加速建筑工业化、标准化、定性化方面发展，厂房的结构体系应优先采用钢结构。

当前纺织厂房结构形式主要有：单层锯齿形厂房结构。

目前大都采应钢筋混凝土结构锯齿形排架体系，一般为双梁风道，锯齿屋架承重和天窗架承重两种结构形式。

用于印染厂的锯齿厂房结构在锯齿顶部加排气井。

单层无窗厂房结构。

一般有双梁无窗排架结构和单梁无窗排架结构两种结构形式。

屋盖结构可采用屋架或屋面大梁，上搁置屋面板。

当前有的纺织厂采用大柱网平板网架结构体系及轻钢结构大跨度体系。

多层厂房结构，通常有多层无窗厂房（全密闭厂房）和顶层用天窗，下层为无窗厂房形式。

顶层天窗采光有采用大锯齿、小锯齿和平顶天窗等形式。

多层厂房采用装配式或装配整体式框架结构，一般采用两种结构方案，一是主次梁结构：预制柱，主梁，主梁上搁置次梁，次梁之间的空间形成风道，次梁上搁置小平板，板上为钢筋混凝土整浇层；二是梁板结构：预制柱，大梁，大梁上搁置板，板上为钢筋混凝土整浇层。

为了加强厂房整体刚度，抵抗机器震动，承重构件之间节点应设计成装配整体式节点。

三、纺织厂建筑环境和造型设计纺织工业建筑是人们为了满足生产、生活和科学技术发展的要求而创造的空间环境。

随着经济发展、科学进步和人们物质文化水平的提高，对工业建筑功能的要求不再是单纯的满足生产和改善劳动条件，同时还要求在可能条件下使厂房建筑造型美、环境美，尽可能的创造较好的工作环境。

建筑物空间、自然条件和生态环境、色彩、绿化、人的行为心理是构成环境的基本要素。

生产环境本身就是人们对生产性空间，在感观和心理上所具有的反映的总和。

在工业建筑中，既要注意生产使用功能，又要在精神功能即情绪和气氛设计上创造舒适的建筑环境。

悦心宜人是现代设计的美感，艺术论是现代设计法增加的一个分支。

从广义讲，美感是人们共同的需要，俗话说：经济实惠、美观大方，这是造型设计最精练的语言。

经济实惠体现科学美，美观大方体现艺术美。

对所有设计产品包括纺织工业建筑产品在内，都必须满足消费者、使用者、操作者的美感要求，有统计资料表明，在经过美化处理后可提高劳动生产率10%~20%，技术美学已开始受人重视。

建筑结构设计的任务，是把人们对生产、生活和审美等方面的要求，通过物质和技术手段，转化成为有一定大小和形式的建筑空间和体形环境。

建筑物体型、体量、形象、色彩等都应该与周围环境很好的协调起来。

空间是建筑的最主要目的，也是建筑的最根本内容。