浅析现代工业建筑设计方法

袁锐

摘要：进入21世纪，我国工业建筑设计在可持续发展的理念下呈现出多元化的面貌，不仅注重绿色节能环保设计，同时也注重与当地文化以及地域特色的结合，产生了一大批有创新有特色的工业建筑。现代工业建筑正在发生质的改变，呈现出清晰的发展趋势。

关键词：工业建筑；现代设计方法；应用

前言

随着我国国民经济的不断发展提高，社会对于环境和建筑的要求也越来越高，为了促进工业的良好发展，我国工业建筑发展已经产生了明显的改变，随着材料、设备、技术等方面的更新，工业建筑逐渐实践现代建筑设计理念，朝着更加现代化、环保节能及人性化的方向发展，为我国的工业发展提供了良好基础。

1现代工业建筑设计的新要求

我国社会经济随着时代的发展而不断进步，而建筑行业也相应地蓬勃发展，各种建筑设计理念也在不断发展更新，在工业建筑方面，由于社会环境的变化和社会需求的增多要求工业建筑设计更加细节、全面，所以传统的建筑设计方法已经无法满足各项需要，工业建筑设计面对着更多的挑战。比如说，目前我国逐渐形成了以现代工业聚集区、经济技术开发区等为主题的城市工业新区发展模式，而随着人们对工作和生活的需求增高，在工业生产环境和工业建筑外观等方面也有了更多的要求，不仅要有利于生产人员能够更好地进行生产活动，还需要配合城市的景观要求，提升城市面貌，起到美观作用，这就需要工业建筑能够在现代建筑设计理念下向前发展。而对于工业企业来说，工业建筑则代表着企业文化，是企业的外在形象。

2现代建筑设计理念

2.1创新设计理念的应用

目前人们的思想观念随着时代发展而展现出较快的变化，对于工业建筑的功能提出了更多的要求。在传统的工业建筑中，人们一般是要求其能够满足生产的基本需求，方便工作人员进行生产活动，而目前因为环保意识的增加，需要工业建筑展现出能够和所处环境相互融合的特点，所以需要工业建筑设计人员能够针对于上述方面进行创新设计。比如说在材料的使用上，使用降噪材料来减少工业生产所造成的噪音污染，或是采用消防措施及防火材料来防止在生产过程中出现的消防事故。无论是什么样的创新理念，都需要设计人员遵循建筑与人、自然的相互协调原则、经济性原则、功能性原则，使得工业建筑能够满足大众的需求。

2.2节能设计理念的应用

工业建筑是供人们从事各类生产活动和储存的建筑，而工业生产需要的能源相比于一般的建筑要大很多，在我国可持续发展的策略下，人们对于生态建设、节能减排更加关注，所以在工业建筑设计中，需要采用节能设计理念，在保证建筑实用性功能和美观性的基础上，尽量节约能源。一方面是生产过程中的节能降耗，能源和资源的回收及利用。改进工艺流程，改良设备系统，针对生产和运营过程中耗能较大的项目进行优化设计，采用光伏发电等绿色能源。另一方面是建筑物的节能设计，建筑体形及朝向合理，建筑材料环保节能，尽量利用自然采光和自然通风等措施。虽然在建设节能系统的时候投入较大，但是从长远发展来看，其能够为工业企业节省能量、维修、养护等一系列的成本。

2.3外观设计理念的应用

现代建筑理念中，外观设计是非常重要的一环，而传统的工业建筑往往仅考虑满足生产需求，造型古板，千篇一律，无法很好地体现工业企业的形象和文化理念。而现代建筑理念中，需要结合功能布置和建筑空间，对其整体造型展开设计，加入现代元素，针对工业建筑特有的规律和韵律进行造型的处理。一般工业建筑外形特点是大体量、大跨度、大空间，且往往以单层结构居多。在对其外观进行设计的过程中，需要紧跟时代元素，并采用新技术和新材料去突破造型。工业建筑的外墙和窗户的设计，往往存在简单重复和单调呆板的问题，需要在重复中寻求变化，在变化中实现统一，重复而有变化，简明而不单调。利用工业建筑的特点，在体量、材料、门窗及其他细节等环节进行整体设计，提升工业建筑的整洁和美观。

3工业建筑施工中结构设计应重视的问题

3.1设计图的深度

要保证施工的顺利进行，必须有科学合理的建筑结构设计图纸。详细的建筑图应体现建筑的所有结构并进行详细的说明。

3.2地基设计

因为工业建筑具有占地面积广、结构复杂等特点，且建筑内有生产设备和原料、成品等荷载较大的物品。对地基进行设计时，应先勘察施工现场的实际情况，再选择与其相适应的地基形式，若上层建筑的荷载非常大，可以选用弹性地基梁、桩基、条形基础或者独立基础等地基形式。当生产或储存具有腐蚀性的物质时，应注意选择的混凝土要具有较强的耐久性。

3.3梁与板件的设计

为了保证建筑物的结构强度，梁、柱结构的截面尺寸较大，并且配筋率也较高。这虽然解决了工业建筑的承载力要求，但给实际施工带来了较多的问题。在设计中，一些设计人员将配筋率提高到2.5%，但由于实际操作的限制，施工人员很难达到这样的标准。另外，由于钢筋分布过密，会使梁柱结合处混凝土浇筑困难，探杆无法深入，造成钢筋位移，留下安全隐患。

3.4柱形件的设计

工业建筑结构设计中，轴向受力构件的应用极为广泛。选用柱结构时，为了满足经济性，可优先选用钢管混凝土柱或型钢格构柱。如角钢、槽钢、工字钢和钢管，也可用型钢或钢板制成组合截面柱。组合截面柱的腹杆体系有缀条式和缀板式2种。考虑到性价比，在工艺允许的情况下可增加纵向系杆，以减小厂房柱的平面外计算长度。

3.5楼梯的设计

在工业建筑中，计算机房、宿舍、办公室等生活区的楼梯多为板式结构，这种结构的设计有利于施工。在建筑物的楼梯设计中，特别是在人员集中聚集区域，楼梯的踏步最大高度不应大于170mm，以便于工作人员较舒适地使用和进行安全疏散。在施工过程中，如果楼梯间板结构跨度大于5m，不能满足相关施工条件时，应在施工图中进行特殊说明。

3.6框剪结构设计

在框架结构的抗震设计中，梁端塑性铰应先于柱端出现。然而，根据研究和分析，框架结构底部柱的塑性铰很难避免。因此，在相关规范中，将柱底截面的弯矩值乘以放大系数，以延缓塑性铰的出现。但该规定是否适用于框架剪力墙结构，值得商榷。框架-剪力墙中的剪力墙是第一道防线，发生地震时，剪力墙首先被破坏。因此，如果将剪力墙设计成一个四周有梁柱（或暗梁暗柱）的框架剪力墙，框架会约束剪力墙，并且在剪力墙被破坏后仍能承受竖向荷载，防止结构倒塌。在工业建筑中，可采用框剪结构，以满足抗震要求。

4工业建筑施工中结构设计的要点

4.1钢结构的设计要点

在对工业结构进行设计时，钢结构是一种常见的结构类型。进行钢结构设计时，要重视杆件设计以及节点连接设计，其中，节点连接设计极其重要，它决定着钢结构的安装是否安全稳定。在对节点连接进行设计时，必须对工艺性良好、传力可靠、构造简单以及受力明确等要求进行充分考虑。

4.2后浇带的设计要点

通常情况下，后浇带的带宽设置在80～100cm较为适合。与此同时，从基础到房屋顶板设计，需要在每层的相同位置设置后浇带。在对工业结构进行设计时，通过后浇带的设计能够有效解决混凝土施工过程中因为温度变化导致的收缩问题，进而使混凝土结构应力得以提升。设计工业建筑结构时，应明确后浇带的断面形式，地下水位较高时，应在基础后浇带下方设置防水板。

4.3结构概念设计

概念设计是指工程结构计算所需的材料性能、力学知识和结构要求。在设计阶段，必须有一个正确的概念，这对总体设计方案的实现和施工图设计的质量至关重要，并且要求设计者的思维方式注重横向思维、实践性、综合性、改革创新性、相对性。概念设计在结构设计与选型中的应用可以在一定程度上避免质量问题。概念设计是结构设计中的一个新思想，它可以利用整体概念考虑整个结构体系与各基本构件之间的力学关系，从而形成良好、安全、经济的整体结构方案。

结束语

综上所述，我国的工业已经非常发达，而工业建筑也是日新月异地蓬勃发展，为了能够保证在功能实用、节能环保、经济合理、美观等方面满足社会要求，需要对其进行现代化设计，减少传统工业建筑设计中的弊端，提高工业建筑的性能，并以绿色理念为核心，在工业建筑体系中实行节能减排工作，落实我国可持续发展战略，促进工业建筑的良好发展。

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