楊凱

中合一工程設計有限公司 安徽 合肥 230000

引言

工業(yè)企業(yè)目前主要的發(fā)展方向就是朝著智能、低碳等方面前進，大部分企業(yè)不斷地開拓海外市場，在海外已經(jīng)成功落戶，并且已經(jīng)開始加入了國際市場競爭行列。通過將建筑和工業(yè)設計的實際情況進行有機的結(jié)合，融入綠色建造理念，能夠更好地落實海外工業(yè)項目，并使其得到有效的實施，這樣也能夠在一定程度上緩解國內(nèi)的勞動力問題，并充分利用結(jié)構設計進行選型，從而實現(xiàn)項目屬地化的目標。

1 工業(yè)建筑結(jié)構設計概述及現(xiàn)狀

在建筑領域中建筑物或構筑物的作用就是為工業(yè)生產(chǎn)服務，其設計也必須緊緊圍繞著工業(yè)項目所使用的機械設備和工藝流程展開。根據(jù)在工業(yè)建筑領域中的功能可以將其分為：倉儲建筑、輔助車間等類型。

1.1 生產(chǎn)車間設計

工業(yè)項目及工業(yè)建筑的核心便是生產(chǎn)車間，主要從事生產(chǎn)加工、產(chǎn)品備料、生產(chǎn)裝配等生產(chǎn)流程的重要場所，同時也是放置各機械設備建筑的基礎。在傳統(tǒng)車間設計中，大部分采用的是多層、混合層等框架結(jié)構設計。

1.2 其他車間設計

整個工業(yè)建筑的其他車間包括了生產(chǎn)車間之外的所有車間。這些建筑都是為生產(chǎn)車間服務的，這些輔助車間主要有工具、修理等相關車間，這些建筑通常情況采用的是砌體維護和現(xiàn)澆框架結(jié)構；動力車間主要的作用就是為全廠提供能源，其中就包括了變電所、鍋爐房等相關建筑，通常情況采用的也是砌體和框架結(jié)構；倉儲車間的作用主要是用來儲存成品、半成品、原材料，該建筑主要采用的是維護和框架結(jié)構；其他建筑主要有污水處理池、水泵房等，這些建筑主要采用的是剪力墻結(jié)構。由于主機設備、施工工藝等相關方面影響，其結(jié)構形式?jīng)]有較強的通用性，比較復雜，但是具有較強的多樣性的特點。在實際設計結(jié)構時，應用比較廣泛的結(jié)構是多層、單層、混合層等，圍護結(jié)構采用的是砌體，當然也會使用到如剪力墻、筒倉等其他結(jié)構形式[1]。

2 工業(yè)建筑結(jié)構設計優(yōu)化

2.1 建立工業(yè)建筑結(jié)構設計優(yōu)化模型

科學優(yōu)化工業(yè)建筑設計需要依靠合理的結(jié)構設計模型。在對設計進行優(yōu)化的過程中，要緊緊圍繞著重點變量建立起相應的函數(shù)模型，模擬分析多種結(jié)構參數(shù)。建立運用相應的函數(shù)模型有利于更好的優(yōu)化設計，從而更加符合實際需要，制定出更加科學的優(yōu)化方案。在建立模型的過程中，要以工程的基礎、圍護結(jié)構、屋蓋系統(tǒng)三方面展開科學的優(yōu)化，要采取選型、受力等相關分析進行全方位的評價，使優(yōu)化的方案更加有效。構建優(yōu)化模型的重點就是根據(jù)相關的約束與主要影響因素將參數(shù)變量確定下來。確定參數(shù)內(nèi)容后，要按照企業(yè)對優(yōu)化建筑設計的目的與方向?qū)⒑瘮?shù)模型選定，最后將優(yōu)化方案制定出來。

2.2 完善工業(yè)建筑結(jié)構設計管理體系

在實際開展優(yōu)化設計工業(yè)建筑結(jié)構中，通常在優(yōu)化理念與量化標準方面都會在一定程度上缺少指導性，極大地改變了結(jié)構優(yōu)化方案，并嚴重影響了設計與施工管理。為了使整個工程的建筑結(jié)構得到有效的優(yōu)化，使其更加符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，必須要將相關的管理體系進行全面的完善，使其更好地進行匹配，將專業(yè)的指導思想建立起來，并制定科學的量化標準，從而更好地管理與評估相關的設計優(yōu)化活動，便于采取有針對性的措施對各項優(yōu)化內(nèi)容進行管理。在實際優(yōu)化過程中，還要嚴格按照相關標準規(guī)范與理念科學地指導相關設計人員的工作，并對其進行相應的考核，從而將優(yōu)化質(zhì)量控制的目標實現(xiàn)。

3 結(jié)構設計選型發(fā)展趨勢

3.1 建筑新型技術

當前大部分工程采用了鋼混凝土結(jié)構作為整個建筑使用的新技術。該結(jié)構的優(yōu)勢主要有：①相比于混凝土結(jié)構來說，含筋率不會影響和限制結(jié)構設計，能夠發(fā)揮出更好的延展、承載力等優(yōu)點，其自身所發(fā)揮出的承載力要比相同尺寸的構件高出一倍以上，而且其還能夠發(fā)揮出更高的抗震性能；提高承載力能夠大幅度地縮小型鋼混凝土結(jié)構的截面，并使結(jié)構的跨度得到進一步的增大，從而更好地滿足生產(chǎn)操作空間的要求。②相比于普通鋼結(jié)構來說，該機構采用了將型鋼與鋼結(jié)構進行有機結(jié)合的方式，這樣就能夠縮減了一半的用鋼量；采用這種結(jié)構能夠大幅度地縮短等待混凝土強度達到標準的時間，這樣就能夠提前開始上一層的施工操作，大幅度地縮短了施工周期，有利于安裝工作的提前開展；該結(jié)構能夠進一步簡化施工，對本土化作業(yè)非常有利，這樣就能夠進一步減少投入勞動力的量，大幅度節(jié)約建設成本。

目前在砌體結(jié)構中應用比較廣泛的技術就是泡沫混凝土技術，相比于傳統(tǒng)的砌體結(jié)構來說，其能夠展現(xiàn)出較高的阻熱效果，應用該技術的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：能夠極大地提升節(jié)能保溫效果；進一步降低建筑的永久荷載；而且在進行找平膩子操作前不需要進行抹灰，這樣極大地降低了施工成本；實現(xiàn)了扁平化勞動力資源的配置；進一步增加了周轉(zhuǎn)模板等材料的次數(shù)。預制裝配式技術、結(jié)構都需要根據(jù)施工場地實際裝備的情況和工程特點來進行全面的考慮，并圍繞著模塊化、集成化展開相應的設計研究[2]。

3.2 設計選型趨勢

在工業(yè)建筑體系中，大部分結(jié)構采用的是多層或混合層次的生產(chǎn)車間，并且有機地將混凝土與鋼結(jié)構進行了結(jié)合，逐漸地取代了傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構。當對大型設備廠房進行設計時，由于機械設備的特點會對建筑結(jié)構造成一定的制約和限制。另外，大范圍的應用泡沫混凝土技術也會逐步地代替?zhèn)鹘y(tǒng)砌體結(jié)構。其他建筑物的設計，主要結(jié)構選型有以下兩點：①對于跨度較大的單層廠房來說，通常采用的機構就是砌體和混凝土相結(jié)合的結(jié)構方式，通過改進傳統(tǒng)砌體結(jié)構，能夠更好地將其轉(zhuǎn)換成泡沫混凝土砌體結(jié)構；②對于面積和跨度都比較小、荷載較輕的結(jié)構來說，比如控制室、配電室等，可以采用節(jié)能房屋或者箱式建筑結(jié)構作為整個建筑設計選型，這同樣也是對傳統(tǒng)結(jié)構的更新和替換。

4 實例分析

4.1 某工業(yè)建筑的設計理念

這篇文章所選的實例為某科創(chuàng)中心，該建筑屬于高科技創(chuàng)新工業(yè)建筑范疇位于工業(yè)用地上。該建筑與其他普通工業(yè)廠房不同，其自身有著諸多的特點，兼具了兩者的氣質(zhì)，并且將二者進行了融合形成了一種獨有的建筑形式。傳統(tǒng)工業(yè)是一種較為特殊的建筑形式，主要對其生產(chǎn)工藝有著獨有的要求，這樣就會對建筑自身的美學有所忽視。新工業(yè)革命轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)建造形式，這也使得城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構發(fā)生著巨大的轉(zhuǎn)變，嶄新的產(chǎn)業(yè)空間由此誕生。相比于傳統(tǒng)的重污染、高能耗等相關的工業(yè)建筑不同，新型建筑主要以高新數(shù)字化、智能化技術為主。這種新型的生產(chǎn)模式對當前的設計提出了更高的要求，重新定義了建筑的功能布局、空間形態(tài)等方面內(nèi)容，工業(yè)與民用建筑之間的邊界也在不斷地相互滲透，因此要以尊重的心態(tài)對高科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)項目進行重新審視。

4.2 科創(chuàng)中心建筑設計

4.2.1 基地區(qū)位及規(guī)劃布局?？苿?chuàng)中心選在杭州新城的核心地段，這種發(fā)展模式極大地加快了新城更新的速度。該建筑占地面積達到了15000m2，總建筑面積也達到了100000m2，主要為使用者打造具有豐富層次的創(chuàng)業(yè)空間，使其集產(chǎn)研、企業(yè)孵化等相關方面于一體的高科技產(chǎn)業(yè)基地。該中心的規(guī)劃主要依據(jù)前期的城市設計，并將其納入周邊建筑群，其中包括了建筑高度、建筑形體等相關內(nèi)容的整合。該地塊緊密地連接了與東側(cè)已規(guī)劃華璞、連盛等相關地塊，共同將產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)打造起來。這些建筑體量都屬于點式。規(guī)劃科創(chuàng)中心的布局主要的切入點是整體城市設計空間，城市肌理與建筑體量對周圍的建筑進行了充分考量，共同將該區(qū)域標志性建筑集群打造起來，從而將區(qū)域門戶形成[3]。

4.2.2 集約開放的功能布局。科創(chuàng)中心是一棟擁有20層及4層配套用房。主要的功能是集約新型高科技產(chǎn)業(yè)，其中包括研發(fā)、孵化等中心功能，具體的建筑工藝表現(xiàn)為智能化、潔凈化等相關特征。為了能夠使新型功能更符合市場需求，要保證平面結(jié)構達到有序清晰，進一步加大標準層柱網(wǎng)開間，盡可能地達到開放和擴展空間的彈性要求，以及保證其能夠靈活的發(fā)展。隨著我國高科技產(chǎn)業(yè)的崛起，大多數(shù)的高科技工業(yè)園區(qū)都有著對外展示、開放等方面的互動需求，而社會大眾也有參觀體驗高科技園區(qū)這方面的意向。這就需要我們在設計建筑結(jié)構的時候要充分考慮到公眾對開放度的要求?？苿?chuàng)中心已經(jīng)逐漸成為面向城市的出入口，首層需要將通高的形象空間進行合理的設置，要保證其達到足夠的簡潔，而且還要賦予其一定的大氣。企業(yè)展廳在一層進行相應的配置，將企業(yè)的文化及科研成果進行充分的展示，這樣就能夠廣泛吸引公眾的參觀，從而將與城市交流的窗口形成，將傳統(tǒng)工業(yè)建筑的神秘感打破，全面探索城市中文化與情感方面的銜接內(nèi)容。2～4層主要有文創(chuàng)、會議等相關功能的中心；主樓中各個樓層都是為生產(chǎn)和辦公提供服務。將多種建筑功能進行融合，最終將會全面轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工業(yè)建筑功能理念，構建更加科學的空間結(jié)構體系。

4.2.3 造型設計與立面肌理。傳統(tǒng)意義上的工業(yè)廠房需要占用較大的面積，很難使土地得到充分利用；而高新產(chǎn)業(yè)用地離城市的距離更加近，土地成本通常情況都比較高，在這種容量、密度都較高的條件下，會迫使其向延伸性的高層廠房進行轉(zhuǎn)變，從而將數(shù)字化、智能化的新型高科技產(chǎn)業(yè)建筑形態(tài)形成。從建筑自身的體量上來說，科創(chuàng)中心是一幢擁有80m高的建筑，為了防止其建筑形體規(guī)模過大對城市空間形成一定的壓迫感，那么在對建筑的設計上就需要將其進行化整為零，在視覺通廊上以28m作為間距對主體建筑進行相應的挖空處理，防止影響到兩側(cè)視線。只有在裙房及頂部才能夠?qū)蓷澦沁M行連接，采用切分、穿插的方法對體塊進行科學的處理，這樣就能夠?qū)⒁粭澖M合建筑設計出來。不僅能夠更好達到建筑功能方面的要求，而且也更加適應西側(cè)建筑的體量。整體上該建筑的風格十分簡潔，與東側(cè)建筑使用了統(tǒng)一的建筑語言，這種建筑風格將傳統(tǒng)冷峻和刻板的建筑外表打破，解放了其封閉感。

4.2.4 開放立體的景觀設計。傳統(tǒng)景觀設計始終都不受重視，而高新技術工業(yè)建筑的外部具備了一定的對外展示優(yōu)勢，能夠?qū)⒍喾N多樣的活動融入其中，并將開放包容的特色充分體現(xiàn)出來，因此也對景觀提出更高的設計要求，要按照生態(tài)原則對當?shù)氐奈幕瘍?nèi)涵進行充分的挖掘，使園區(qū)的特色有所體現(xiàn)。該建筑景觀設計語言就將山水之美進行了充分的提煉，并利用抽象藝術的形式進行了表達，使建筑與周圍的環(huán)境達到和諧統(tǒng)一。該建筑是城市道路的緩沖區(qū)域，廣場入口及鋪地取自于水波紋的靈動與線條，這樣才能夠?qū)?yōu)美流暢的動線打造出來，從而演繹出富有靈動空間的動線規(guī)劃。通過滲透式的方式能夠充分融合場地與北側(cè)城市綠地，使其在整體設計上極大地提升了城市利用的空間。其中立體花園能夠形成多層次的綠化交流空間，不僅能夠提供較好的視覺享受，而且還能夠為工作人員提供休閑放松的場所[4]。

5 結(jié)束語

綜上所述，社會經(jīng)濟高速的發(fā)展會給建筑業(yè)拓寬發(fā)展空間，一直以來，建筑領域都是人們關注的重點話題，其內(nèi)容涉及各行各業(yè)的問題，而設計給排水又會對人們的日常生活產(chǎn)生巨大的影響。因此，設計單位在進行設計時必須要與實際情況進行有機結(jié)合，科學地控制建筑的質(zhì)量，考慮建筑自身的環(huán)保、節(jié)能等相關內(nèi)容，要對制定的設計方案可行性進行綜合考量，這樣才能夠有效提升人們的生活品質(zhì)，實現(xiàn)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。