朱東皖

【摘要】本文結(jié)合某新能源汽車企業(yè)在上海整車廠項(xiàng)目的工程實(shí)例，通過對(duì)該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)難點(diǎn)和解決方案的分析，對(duì)在超大型工業(yè)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中可能遇到的火災(zāi)危險(xiǎn)性定性、結(jié)構(gòu)形式、生產(chǎn)輔助用房設(shè)計(jì)及構(gòu)造做法等關(guān)鍵問題提出一些意見和建議，從而為其他類似項(xiàng)目提供可參考的工程經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑;設(shè)計(jì)難點(diǎn);涂裝車間;生產(chǎn)輔助用房

1、項(xiàng)目背景

近年來，隨著“中國制造2050”和“一帶一路”等國家戰(zhàn)略的開展，眾多本土制造業(yè)及國際巨頭加大了在我國本土的投資力度，一座座現(xiàn)代工業(yè)建筑正拔地而起。工業(yè)建筑作為建筑物劃分中的一個(gè)大類，有著生產(chǎn)工藝要求高、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造復(fù)雜等特點(diǎn)，建筑設(shè)計(jì)師在兼顧實(shí)用、經(jīng)濟(jì)與美觀的同時(shí)面臨各種限制。而以汽車行業(yè)為代表的制造業(yè)廠房往往還有占地面積大、層數(shù)少、空間要求高等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程中需更加全面的考量。

2、項(xiàng)目概況

某新能源汽車企業(yè)在上海新建的整車廠項(xiàng)目位于上海臨港地區(qū)，總用地面積80余萬平方米，建筑占地面積約52萬平方米，總建筑面積近86萬平方米，是一座具備全球領(lǐng)先水平的一流新能源汽車整車廠，也是當(dāng)代工業(yè)建筑中佼佼者。

其中聯(lián)合廠房一東西方向軸線總寬145.4m，南北方向軸線總長828.8m，建筑總占地面125357m2，總建筑面積為162651m2，建筑高度21.65m米，同時(shí)包含有沖壓車間、車身車間、總裝車間及涂裝車間等四個(gè)不同的功能分區(qū)。其中：車間中部設(shè)置有總裝車間及車身車間，均為單層（局部夾層）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，主要柱網(wǎng)尺寸26m×24m，網(wǎng)架底凈高9m;車間北側(cè)設(shè)置涂裝車間，為二層鋼框架結(jié)構(gòu)，主要柱網(wǎng)尺寸12m×13m，一層層高7m，二層層高13.35m;車間南側(cè)為沖壓車間，為單層鋼框架結(jié)構(gòu)，主要柱網(wǎng)尺寸27×12m，梁底標(biāo)高18m。此廠房規(guī)模在國內(nèi)少見，是典型的超大型工業(yè)建筑。

圖1? ? 車間區(qū)塊示意圖

3、設(shè)計(jì)難點(diǎn)與解決方案

傳統(tǒng)汽車行業(yè)整車廠依據(jù)主要工藝流程劃分，往往會(huì)設(shè)計(jì)建造四大車間：沖壓車間（金屬板材沖壓成型）-車身車間（車身部件焊裝成白車身）-涂裝車間（金屬車身涂裝）-總裝車間（汽車零部件總裝、檢測(cè)、出廠），四大車間往往在廠區(qū)中依次布局，各單體保持一定的體量和間距，通過機(jī)運(yùn)連廊聯(lián)系。而本項(xiàng)目依據(jù)自身先進(jìn)的工藝技術(shù)，出于節(jié)約物流運(yùn)輸成本、提高生產(chǎn)效率的考慮，提出將傳統(tǒng)四大車間整合成一座超大型聯(lián)合廠房的要求，這也對(duì)建筑師提出了許多難題與挑戰(zhàn)。

3.1車間生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性定性

首當(dāng)其沖的是與消防相關(guān)的火災(zāi)危險(xiǎn)性定性問題。傳統(tǒng)整車廠的四大車間中，除了涂裝車間以外其余車間的火災(zāi)危險(xiǎn)性定性均為?。ㄎ欤╊愜囬g，依據(jù)規(guī)范防火分區(qū)面積及疏散距離不限，建筑消防設(shè)計(jì)困難較少。唯獨(dú)涂裝車間因生產(chǎn)工藝中大量使用油漆，定性會(huì)隨著涂裝工藝、油漆品種的不同而存在爭議，需提前與當(dāng)?shù)叵啦块T溝通。而本項(xiàng)目將四大車間功能分區(qū)合并為一個(gè)聯(lián)合廠房，其中火災(zāi)危險(xiǎn)性較高的涂裝車間分區(qū)所占面積比例較大，單體的火災(zāi)危險(xiǎn)性定性就成了難題，消防設(shè)計(jì)需要慎之又慎。

經(jīng)過與審圖公司及消防有關(guān)部門溝通，最終該項(xiàng)目的消防設(shè)計(jì)方案得到了認(rèn)可：即涂裝車間內(nèi)涂裝工段采用封閉、負(fù)壓工藝，設(shè)置可燃?xì)怏w自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及自動(dòng)抑制爆炸系統(tǒng)，控制該工段占其所在防火分區(qū)面積比例不大于20%。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范第3.1.2條將整座車間定性為丁類車間，防火分區(qū)面積、疏散距離不限。與此同時(shí)，考慮到涂裝車間的特殊性，需將涂裝車間區(qū)域與其他區(qū)域之間采用防火墻分隔，并參照丙類多層工業(yè)廠房60m疏散半徑設(shè)置疏散樓梯。正是有了該火災(zāi)危險(xiǎn)性定性結(jié)論，后續(xù)各車間分區(qū)的詳細(xì)設(shè)計(jì)才有了順利開展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.2結(jié)構(gòu)形式

超大型工業(yè)建筑因生產(chǎn)工藝、設(shè)備布置等原因，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)形式有較高要求，并且結(jié)構(gòu)形式還對(duì)建筑設(shè)計(jì)、施工等方面有著深遠(yuǎn)的影響，需要謹(jǐn)慎確定。

本項(xiàng)目根據(jù)業(yè)主提供的工藝需求，經(jīng)過權(quán)衡，對(duì)不同的生產(chǎn)車間功能分區(qū)采用了不同的結(jié)構(gòu)形式：沖壓車間區(qū)域?yàn)榱朔奖悴贾玫踯嚵杭皼_壓線而采用門式鋼架結(jié)構(gòu);涂裝車間區(qū)域?yàn)榫植慷訁^(qū)域，設(shè)置有鋼-砼組合樓板，采用鋼框架結(jié)構(gòu);而廠房中部占地面積較大的總裝車間及車身車間采用了空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，主要柱網(wǎng)尺寸24×26m。其中對(duì)于空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型出于以下幾個(gè)方面的考量：1.立柱間距較大，空間完整，可以根據(jù)工藝需求及建筑造型調(diào)整柱網(wǎng)尺寸;2.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)球節(jié)點(diǎn)呈矩陣式均勻分布，每一個(gè)球節(jié)點(diǎn)都可以作為一個(gè)吊點(diǎn)考慮荷載，滿足車間內(nèi)眾多機(jī)械輸送線的布置要求;3.風(fēng)管、電氣橋架等各專業(yè)公配管線、能源管線可以設(shè)置在網(wǎng)架架構(gòu)層，不占用車間凈高，減少干涉;4.網(wǎng)架由鋼構(gòu)加工公司加工完成后成組運(yùn)送至施工現(xiàn)場吊裝，大大加快了工程進(jìn)度。

3.3生產(chǎn)輔助用房設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)大型工業(yè)建筑在考慮車間辦公、研發(fā)等功能需求時(shí)，往往會(huì)將輔助用房集中設(shè)置并與主廠房貼臨建造，結(jié)構(gòu)形式也以鋼筋混凝土框架居多，無論是結(jié)構(gòu)形式還是立面風(fēng)格都難以與動(dòng)輒網(wǎng)架或鋼框架的廠房協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，了解到業(yè)主總裝車間及車身車間網(wǎng)架凈高要求雖然是9m，但是在車間東西兩側(cè)將會(huì)通長布置下沉式卸貨區(qū)，車間邊跨作為物流準(zhǔn)備區(qū)實(shí)際凈高需求僅為5m左右，有將近4m的凈空富余，僅總裝車間該區(qū)域的投影尺寸就有約11×598m。建筑師創(chuàng)造性的提出利用該凈空富余空間，在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層下部設(shè)置通長的生產(chǎn)輔助用房夾層。這樣做的好處有以下幾點(diǎn)：1.既合理利用了車間內(nèi)豎向空間，又避免了另設(shè)輔房占據(jù)廠區(qū)內(nèi)平面空間，為業(yè)主在廠房周圍設(shè)置大量下沉式卸貨區(qū)創(chuàng)造了條件;2.結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)一，構(gòu)造簡潔，避免了為輔房與主體結(jié)構(gòu)脫開而另設(shè)的雙柱和變形縫;3.與另設(shè)框架結(jié)構(gòu)輔房相比，大大減少了工程量，縮短了施工周期;4.輔助用房沿車間長邊布置，更衣淋浴、休息區(qū)等功能分區(qū)與生產(chǎn)區(qū)聯(lián)系緊密，還能兼顧各個(gè)公配設(shè)備用房，方便管線排布;5.輔房區(qū)域與車間部分共用外墻，立面形式完整統(tǒng)一。