工业建筑绿色设计规范
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工业建筑绿色设计规范范文第1篇
引言
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中，明确提出了“绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”的方针。在建筑节能方面，公共建筑和民用建筑节能强制实行已经十几年了，其设计和材料使用方面都相对成熟，节能审核也较工业建筑完善，而工业建筑节能的推进工作与民用建筑节能的推广还有一定的差距。当前,在以工业生产为主体的背景下,工业建筑领域必须引入绿色节能建筑理念,从设计入手，从源头做好工业节能工作，响应国家绿色与环保国策。由于工业建筑节能设计标准至今尚未出台，在工业建筑节能设计过程中，主要借鉴GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》中的各城市气候分区、维护结构的导热系数等数据[1]作为工业建筑节能设计的技术支持，同时依据《绿色工业建筑评价标准》[2]作为整体衡量工业建筑的有力保障。
1工业建筑结构节能
1.1总图优化布置
对于工业建筑节能设计，在满足生产工艺要求的前提下，最大限度地节能。对建筑的总平面布置需要考虑多方面的因素，如建筑物朝向、太阳辐射、通风、建筑物结构形式等。在寒冷的冬季，建筑物朝向选择能够得到足够的日光并且避开主导风向，最大程度利用自然能源来取暖；在炎热的夏季，应该利用自然通风并且防止太阳辐射，最大限度地减少增热并利用自然风降温冷却。在总图布置过程中，尽量采用本地区建筑的最佳朝向或者适宜朝向，尽量避开东西向日晒。
1.2建筑节能
就工业建筑长远的经济效应来看，通过建筑初期增加一部分节能投资，在投入生产后很快就可以收回成本。建筑物与外界环境接触面是节能设计主要考虑的方面，包括屋面、墙面、门窗、地面等；同时，还要考虑建筑的自然通风、自然采光等方面。工业建筑节能措施包括：1.2.1建筑结构建筑物中外墙与外界环境接触面大，对建筑的节能指标影响大，是节能要考虑的主要材料。过去外墙材料采用黏土砖，黏土砖的烧制耗用大量的耕地，根据国家节能减排的相关规定，黏土砖已经不允许使用。现在建筑多采用烧结多孔砖、混凝土多孔砖、混凝土砌块等节能型砖。新型的墙体材料有很多优点，但在冬季严寒的北方，混凝土多孔砖的保温性能与黏土砖相比差距很大，所以在工艺、防火等方面允许情况下，建筑外墙相应采用符合规范的外墙外保温结构。1.2.2门窗对有温、湿度要求的建筑外墙，其外门和外窗的气密性和开启方式对于围护结构的保温隔热具有重要的影响。设计时采用节能门窗，通过提高门窗的材料(玻璃、窗框材料)的光学性能、热工性能和密封性，改善门窗的构造（双层、多层玻璃，内外遮阳系统，控制各朝向的窗墙比，加保温窗帘）等措施，以提高门窗的保温性能。1.2.3屋面屋面保温层一般选用导热系数较小、密度较小的保温材料，以保证屋面质量、厚度，并且屋面保温层要选用吸水率较小的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果。工业建筑屋面保温层现阶段一般采用板块式保温材料，主要有聚苯板、加气混凝土板等。现阶段严寒地区屋面保温一般采用挤塑聚苯板，导热系数为0.041W/（m•K），密度较小，质量轻，吸收性小。这种材料具有施工速度快、保温效果好、避免了湿作业的优点，在工程中应用较广泛。在可能的情况下最好使用2层以上的板块叠合组成保温层，并处理好板块之间的接缝，避免热桥的现象发生。1.2.4节能途径对于条件许可的工业厂房，合理利用自然通风是有效的节能途径，建议采用自然采光，可以节省照明电力。
1.3节材和材料资源利用
工业建筑中，建议使用高性能混凝土、高强度钢材，能减少材料用量。工业建筑中建筑制品的工厂化将建筑整体按照不同功能分解为各个构建模块，按照标准化设计在工程里进行模块化生产，以空间换时间，提高建筑效率，以作业程序化保证构件的质量规范化。工业建筑中常采用的工厂化构件有预制排架柱、预制独立基础、预制屋面梁、预制屋面板等。利用这些在工程预制完成的构件，可以大大加快施工进度，保证工程质量，减少现场制作流程。
2工程实例
根据油田建设的需要，大庆油田各单位的车辆多为特种车型，车辆长度、高度、宽度均为非标准尺寸，有的车辆长度接近12m。大庆油田某公司固井设备修保厂油站建设工程，就是为了保养和修理特种车辆。本建筑处于严寒地区A区，虽然对节能没有强制要求，但考虑使用的适用度和长期经济效应，建筑设计工程中进行了节能设计。
2.1总图布置
建筑地点为大庆地区，处于松花江及嫩江冲积平原中部，地形呈北高南低的广阔波状平原，属于温带季风性气候，冬季主导风向为西北风，寒冷少雪，热量严重匮乏；夏季主导风向为东南风，夏季前期干热少雨，后期雨季集中；在选择建筑物朝向时，考虑大庆地区的实际情况，建筑物南北向布置，有利于冬季避开强劲西北风，保持室内温度；同时，建筑南北方向开启门窗，有利于夏季东南风吹入建筑内，保持室内自然通风，降低室内温度。总图布置如图1所示。
2.2采暖状况
本建筑地处寒冷地区，冬季供暖耗热是主要的能量消耗。在建筑物的供暖耗热中，维护结构的传热耗热需考虑的主要因素；而建筑的体形系数与护结构有很大的关系，体形系数越大，向外传热的面积越大，本建筑体形系数在满足工艺要求后，控制在0.25以内。
2.3建筑护结构节能措施
2.3.1墙体材料在选择外墙材料时考虑墙体节能，墙体采用MU20混凝土多孔砖，Mb7.5砌块混合砂浆砌筑；考虑到混凝土空心砖的导热系数λ=0.74W/（m•K），外墙外侧增加1层有机保温层30mm厚的聚苯板〔导热系数λ=0.033W/（m•K）〕保温，以提高墙体的整体保温性能。2.3.2屋面材料借鉴《公共建筑节能设计标准》，严寒地区的屋面传热系数k应小于等于0.35W/（m•K）；屋面结构为1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板+屋面保温层150mm厚的挤塑聚苯板，其中挤塑板导热系数λ=0.041W/（m•K），且挤塑板具有强度较高、导热系数较小、防水性好等优点，用做屋面保温材料能够达到节能的要求。本建筑屋面块状保温层分两层铺设，分层铺设时上下两块板缝错开，保证屋面的保温性能，减少了热桥出现。2.3.3节能门窗北侧墙体窗墙比为0.23，南侧墙体窗墙比为0.4。借鉴《公共建筑节能设计标准》要求，严寒地区的门窗传热系数k应小于或等于2.5W/（m•K），此次选用的单框双玻塑钢窗，塑钢窗的传热系数小，空气渗透量小，传热系数为2.5W/（m•K）；外门采用保温大门，保温层采用保温性能好的岩棉保温层，节能门窗的选用提高了护结构的保温性。
2.4节材措施
2.4.1基础采用C30预制钢筋混凝土杯口基础[3]。根据上部结构计算出混凝土基础的底面积、杯口高度、钢筋型号、混凝土型号等，根据计算的排架柱尺寸预留杯口的尺寸，基础所有系数确定完毕后，送预制厂进行生产预制。钢筋混凝土杯口基础见图2。2.4.2排架柱采用C30预制钢筋柱，排架柱的确定通过荷载计算，组合出最不利荷载，通过对最不利荷载验算，计算出排架柱尺寸、长度、各截面配筋。因为此柱要在工厂进行预制，通过吊装预制至现场，所以设计时进行了排架柱的裂缝和运输、吊装阶段验算。钢筋混凝土排架柱见图3。2.4.3屋面板屋架采用18m标准跨钢屋架，屋面板采用1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板，通过计算屋面恒载和活荷载，选用国家标准图集。基础梁采用预制钢筋混凝土材料，均根据梁上荷载选自国家标准图集。
3结论
本工程设计过程中考虑“绿色工厂”设计，从建筑、结构两方面入手，介绍了工业建筑在整个建筑过程中节能和节材措施。建筑方面从总图布置、体形系数、护节能等方面，减少能源消耗；结构方面建立了预制装配式结构体系的新型结构体系，大部分建筑构件实行工厂化作业，现场进行组合施工，减少耗材，提高建设效率。此工业建筑已建设完毕，通过生产运行实践，节能和节材是切实可行的，达到了“绿色工业建筑”要求。
参考文献：
[1]郎四维，林海燕，涂逢祥，等.公共建筑节能设计标准：GB50189—2005[S].北京：中国建筑工业出版社，2005:5-9.
[2]吴元炜，刘筑雄，张家平，等.绿色工业建筑评价标准：GB/T50878—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2014:10-11.
工业建筑绿色设计规范范文第2篇
关键词：工业厂房；建筑设计
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
因为社会经济的发展，现如今，工农业就是国家发展、进步的基础，那么工业厂房也是人类文明的载体之一，直接影响着城市的环境和景观。随着社会产业结构的调整，工业厂房正面临着又一次大的发展和机遇。然而，现代的工业厂房也已经不再是简简单单的、普普通通的厂房了。随着建筑理念、观念的不断更新，新一代工业厂房的设计不仅要考虑到其功能的实用性，还要赋予建筑以科技化，人性化，多元化的特性，使工业厂房不单单满足使用功能的要求，也能体现工业建筑的艺术之美。随着时代的不断发展和科技的进步，人们的要求也不断提高，对工业建筑设计也提出了更高的要求。现代建筑设计应当是注入了人的思想和理念的过程，工业厂房也不单单是工业厂房那么简单，它已经融入了人们的生活。建筑师只有将上述发展趋势融入到自己的设计中，才能创造出与时代相适应的工业厂房来，让人们享受现代工业厂房的艺术美，这也是现代工业厂房的必由之路。历年以来，工业建筑虽未被列入建筑艺术的，但在观念上，一直被认为只是生产活动空间的外壳，建筑技术的同义语。建筑设计作为一种从属性的工种，只为工艺做些“穿衣戴帽”的工作，连建筑师本人也认为从事工业建筑是学非所用，英雄无用武之地，偶尔谈到建筑艺术，也只局限于厂房的一些形式。下面就工业建筑艺术处理问题，谈一些在工作中的体验。
1 工业厂房设计理念
随着全国各地环保搬迁的进程，工业厂房逐渐搬离主城，由于企业管理者建筑观念的改变，工业厂房设计除了考虑功能的实用性外，还应赋予建筑以科技化，人性化，多元话的特性，使工业厂房不仅满足其使用功能，也能体现工业建筑的艺术美，赋予了现代工业建筑新的设计理念。
1.1 节能设计：节能是可持续发展工业厂房的一个最普遍、最明显的特征。它包括两个方面，一是建筑营运的低能耗，二是建造工业厂房过程本身的低能耗。这两点可以从一些工业厂房利用太阳能、自然通风、天然采光及新产品的运用中体现出来。
1.2 绿色设计：指从建筑的原材料、工艺手段、工业产品、设备到能源的利用，从工业的营运到废物的二次利用等所有环节都不对环境构成威胁，绿色设计应摒弃盲目追求高科技的做法，强调高科技与适宜技术并举。
1.3 洁净设计：洁净设计是强调在生产和使用工程中做到尽量坚守废弃物的排放并设置废弃物的处理和回收利用系统，以实现无污染。这是工业厂房可持续发展的重要措施，强调对建设用地、建筑材料、采暖空间的资源再生利用。因此有效的利用资源、能源，实现技术的有效性和生态的可持续性，建造具有生态环境的工业厂房成为必然。
2 工业厂房设计概述
在尊重环保搬迁原则的引导下，工业厂房在搬迁中演绎着举足轻重的角色。工业厂房的建筑设计也就体现着不可忽视的作用。就机械加工厂房为例，简略概述一下工业厂房中所要涉及到的主要几个问题。
2.1 平面设计工业厂房多为设置重级工作制吊车的单层厂房，平面设计主要解决内部的交通流线组织、吊车检修走道等问题。空间流线多为工艺设备要求，根据工艺流线布置工业建筑平面；屋面主要考虑设置屋顶通风及屋顶采光，屋顶通风可采用屋脊纵向通风，屋面横向通风及设置横向的条形采光板。工业厂房屋面跨度比较大，屋顶汇水面积大，屋面坡度一般为1/10～1/20，采用传统的屋面排水基本上不能满足要求，因此屋面排水可采用虹吸式排水。防火分区的确定，机械加工厂房的火灾危险性类别为丁类，厂房内设置局部火灾危险性较大的生产部分，只要其占本层或本防火分区面积的比例小于5%，且发生火灾事故时不足以蔓延到其他部位或火灾危险性较大的生产部分采取了有效的防火措施时，仍可按丁类设置，对于一二级耐火等级的丁类厂房，整个厂房可作为一个防火分区，但又应该考虑货物运送及人员进出的方便，适当设置车行入口及人行入口。
2.2 立面设计，工业厂房的建筑立面要把握以下4个方面的原则：比例尺度、线条、色彩、变化。工业厂房因其生产工艺流线较长，厂房规模比较大。立面主要根据工艺布置来决定，在满足工艺的要求下力求立面简洁恢宏的同时，尽量使建造节点简单统一。建筑立面设计把建筑形象与厂房的功能有机结合在一起，满足建筑采光、通风、散热等基本要求。首先厂房的高度要满足工艺使用要求，根据吊车起吊高度，吊车型号，考虑行车运行的安全距离及屋面结构形式，确定建筑立面标高；根据厂房立面高度，厂房设置成竖向线条或是横向线条。外墙下部进风口可为开敞式，也可采用通风百叶或立转窗，开敞位置要设置遮雨棚，以防雨水飘入，在中部采用压型钢板作为维护结构，在柱距大于9米时，应设置构造柱，设置墙面维护结构的部位考虑采光要求及立面美观效果设置横向高阻燃型玻璃钢采光板。使得钢结构建筑富有流畅的金属质感，体现了强烈的现代工业气息。同时，钢结构屋面可以使用屋面采光板，采光均匀，同时兼可解决厂房通风问题。体现了现代化厂房的恢宏气势，又丰富了立面效果。
2.3 剖面设计根据吊车起吊高度，吊车型号，考虑行车运行的安全距离及屋面结构形式，确定建筑剖面节点。
2.4 走道及检修梯重级工作制的桥式吊车应两侧设置安全走道，并在厂房两端山墙处设置跨间走道，形成环形吊车安全走道；中级工作制的桥式吊车应设置两侧安全走道，有条件时，可在厂房两端山墙处设置跨间走道形成环形安全走道；检修梯上吊车安全走道应注意避免将安全走道截断，处理方式一般是分开设置，屋面检修梯可以单独设置，也可以从安全走道上设置。
2.5 建筑构造，工业厂房地坪一般都要承受重载，所以地面的处理也不同于常规做法，要根据工艺所提荷载情况，按照《建筑地面设计规范》及参考工业厂房地面设计的一些图集进行处理。
3 工业厂房设计发展方向
随着社会的发展和科技的进步，工业厂房设计从以往的以生产设备为中心朝着以人为本的方向发展，人的因素在建筑中越来越重要，工业厂房的人性化设计要求建筑师摒弃只重生产工艺的需求，轻人的行为和心理需求的倾向，注重人对空间环境的体验和感受，创造方便、安全、健康和舒适的工作空间，使厂房空间环境与人相融合，创造让人产生归属感和亲切感的良好生产环境，最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。
3.1 自然环境的引入与渗透，在工业厂房的内部空间环境中，应重视开放空间的创建，使内部空间与自然环境相互交流和渗透。通过设置一些自然景点，观景窗、观景台、内庭园以及落地窗等措施加强人与自然的联系。此外，引进自然改善内部生产环境还可以借鉴我国传统园林的一些设计手法如；渗透、借景、对景等。
3.2 工业厂房外部空间的和谐统一，在工业厂房的外部空间环境设计中，应结合环境要素和内在的生产工艺，综合考虑建筑空间布置、群体组合、突出项目自身的功能空间及环境要素特质，以统一的空间建构、色彩构成等处理手法来强化其自身风格的整体性，增强工业厂房外部空间环境的可识别性和亲和力。
4 结束语
一个良好的工业建筑设计，不仅要功能合理，还应运用一定的艺术设计手法，同时还应使用一些新技术、新材料，结合一定的高科技手段，才能设计出符合时代要求的工业建筑。
参考文献：
[1] 郑敏楠.工业建筑设计的新时代[J].工业厂房，2011，（05）.
[2] 费麟.工业建筑设计的现状与发展[J].工业厂房，2009，（04）.
[3] 杨二英. 工业厂房通风设计的探讨[J].科技资讯, 2010，(33)
工业建筑绿色设计规范范文第3篇
关键词：适应性再利用；加固改造；有限元
中图分类号：TU318文献标志码：A
文章编号：1672-1098（2016）02-0057-05
Abstract：In order to study adaptive reuse of the existing building， taking the industrial building transformation of a factory as an example， the reconstruction design method of beams bonded with steel plates， foundation enlargement for reinforcement was taken. The reinforcement engineering was performed according to the calculation results of bending resistance on the normal section and shear resistance on the inclined section of the beams. The ABAQUS software was used to simulate and analyze the reinforced beam and foundation， which is a kind of additional verification method for the PKPM design calculation software. The result is consistent with the result of the design calculation. The reinforcement method of beams bonded with steel plates and foundation enlargement can be popularized and applied in the comprehensive transformation of "adaptive reuse".
Key words： adaptive reuse；reinforcement and reconstruction；finite element
随着时代的发展、科技的进步，许多现有建筑的功能已经不能满足使用者的需求，把存在问题的既有建筑全部拆除是不现实的，也不符合我国政府的可持续发展战略[1]，必须进行改造、优化使其具有更强的适应性，让既有建筑“适应”新的用途。
目前，“十二五”国家科技支撑计划重大项目“既有建筑绿色化改造关键技术研究与示范”研究正在进行中并取得了许多成果[2]。相关法规和标准正在陆续出台与修订，如《既有建筑技术规范》也正在研究编写中。目前，许多甲级设计院已经开始使用有限元软件建模帮助结构设计优化。因此，研究既有建筑再利用方法与思路具有一定的现实意义。
1工程案例设计研究
1.1工程概况
该工业建筑位于安徽省合肥市，建于上世纪80年代，建筑结构形式为装配式混凝土结构单层工业厂房，包括一个两层的砌体结构辅助用房。
原建筑物相关信息：建筑面积为1 157 m2，基层建筑面积910 m2，建筑高度12.8 m，其中两层辅房高7.8 m。
1.2设计目标
由于时代的发展，该工业建筑已经不在满足工业生产条件，业主希望在不拆除建筑物的前提下改变建筑的使用功能，使其达到民用使用的标准。
经过前期资料收集、分析，决定对此建筑采取内部增层与局部加层，扩大其使用面积。具体为在厂房部分进行内部增两层，在辅助用房部分进行加一层。
改造后建筑相关信息：建筑面积2 730 m2，使用功能为办公，改造后设计使用年限为30年，抗震设防烈度为7度，建筑结构的安全等级为二级，地基基础设计等级为丙级，耐火等级为三级，屋面防水等级为二级。
由于荷载的增加，原有卫生间梁承载力和原有基础承载力不足。为了解决这些问题，决定采用粘贴钢板法对不满足要求的梁进行加固[3]，新增地基基础，扩大原有的基础[4]。
1.3再利用设计
（1） 梁的再利用设计
考虑到粘贴钢板加固对混凝土强度有一定要求，过低的强度容易引起加固后混凝土破坏[5]。根据文献[6]61的规定：要求被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa。本工程加固前现场人员对混凝土梁构件进行实地检测，构件均符合粘贴钢板法加固要求。
1） 梁的正截面加固
需加固梁的截面尺寸为200 mm×500 mm，混凝土等级为C20，钢筋级别为HRB335，受拉钢筋与受压钢筋均单排布置，配筋面积As=765 mm2，As′=510 mm2，梁的设计弯矩值为125 kN・m，初始弯矩为5 kN・m，混凝土极限压应变εcu。拟采用1层厚度为4 mm的Q235钢板对梁受拉区进行加固，因本工程为加固设计，应考虑结构二次受力的影响，具体的截面配筋与受力分析图如图3所示。
（2） 基础的再利用设计
为了增加建筑物的整体性，使扩大后的基础与原基础更好的结合，协同工作，故采取植筋的方式。加固后基础的配筋图如图5所示。
植筋施工时保证孔内干燥清洁。钢筋植入前要进行除锈，注胶后将钢筋缓慢旋如有胶的孔中，并要进行养护，养护期间不得进行扰动。另外，扩大基础涉及到新旧混凝土接触面连接问题，采取对旧混凝土表面进行凿毛处理，以增加连接效果，凿毛处理时，将混凝土凿出凹凸有致的形状，凹凸深度控制在4～6mm，凿毛时要轻凿，避免破坏混凝土，凿完后要用钢丝刷将混凝土表面刷干净，使用特定界面剂进行处理。
2ABAQUS有限元模拟验证
为了更为直观清晰进一步提高安全性，采用ABAQUS有限元软件建模，对基础改造部分和梁的改造部分进行仿真模拟分析验证[8]。 有限元模型包括混凝土梁和混凝土独立基础。由于几何图形较为规则，所以模型能够很方便的在ABAQUS中建立，模型采用自由网格划分，单元采用10节点二次四面体单元模拟。在本构模型中，本文混凝土材料分别采用弹塑性本构模型来描述。在计算工况中荷载大小按照实际尺寸算出自重荷载，荷载规范取出活荷载，分别对两种构件混凝土部分和钢筋部分进行应力分析。
通过以下应力图的对比可以看出：加固后材料中应力值显著变小，说明加固的效果明显；加固后材料内部应力值小于材料设计强度值，结构处于正常状态。结果较好的反映了钢筋内部的应力和混凝土内部的应力在加固前后有较大的变化。
3结论
（1）本文通过理论计算、有限元软件分析以及工程实际情况相结合的研究方式，介绍了“适应性再利用”中综合改造的方法。该工程现已完工并投入使用，目前使用状况良好，实践证明该工程的改造是成功的，其改造方案可以提供给类似工程借鉴一二。
（2）目前计算机软件开发种类很多，利用如PKPM这样的设计计算软件与ABAQUS这样的有限元软件相结合进行加固改造设计分析，是一种更加可靠且可行的方案。
（3）通过有限元模型应力云图可以让人对构件受力情况有直观了解，通过对比改造前和改造后构件应力云图，可以直观的看出改造前与改造后构件的受力状态。
（4）粘贴钢板加固法和扩大基础加固法在有效提高构件承载力的同时，具有施工安全、方便且不会显著改变原有建筑尺寸的优点，可以推广应用。
参考文献：
[1]肖理中，孙云鹤.浅谈建筑功能的改造优化[J].河南建材，2011（4）： 67-68.
[2]中国建筑科学研究院.既有建筑改造年鉴2014[M].北京：中国建筑工业出版社，2015：115-168.
[3]唐叶清，万墨林.建筑物改造与病害处理[M].北京：中国建筑工业出版社，2000：5-9.
[4]栾好发.粘贴钢板加固钢筋砼T梁抗弯模型试验研究[D].西安：长安大学，2006.
[5]殷惠君.建筑结构加固、改造综合技术研究[D]. 上海：同济大学，2009.
[6]中国建筑科学研究院.GB 50367-2013，混凝土加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013：61-70.
工业建筑绿色设计规范范文第4篇
关键词：钢结构；厂房；工业建筑
0引言
钢结构厂房是指采用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的国际流行的门式钢架轻钢结构体系形式。 门式刚架钢结构厂房在国内技术成熟，用户普遍接受，成为目前国内发展速度最快的一种钢结构形式。门式钢架钢结构厂房可以做成大跨度，大空间，便于内部灵活布置和使用。（钢结构厂房采用门式钢架体系其单跨度甚至可达到80米。多跨可达到180米甚至跨度更大。）钢结构厂房主要是用在不承受大载荷的承重建筑。采用轻型H型钢（焊接或轧制；变截面或等截面）做成门形钢架支承，C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条和墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的门式钢架钢结构体系。钢结构厂房在全球范围内，特别是在发达国家和地区钢结构建筑工程领域中得到更合理、广泛的应用，钢结构厂房可广泛应用于工业厂房。一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线，集合成为一个新的产业体系，这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。钢结构建筑的优点主要有：大大节约施工时间，施工不受季节影响；增大住宅空间使用面积；减少建筑垃圾和环境污染，建筑材料可重复利用；拉动其他新型建材行业的发展；抗震性能好；使用中易于改造、灵活方便；给人带来舒适感等等。由于土地资源不可再生，建设部已下令禁止使用传统的粘土砖，同时，我国的钢产量已达1.7亿吨，严重供过于求的状况已迫使钢铁企业另辟蹊径，引进国外已经成熟的钢结构住宅建筑体系，同时为建筑业和钢铁业找到了新的出路，因此，钢厂和建材企业走在了钢结构住宅的前列。
近几年，钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。深圳高 325米的地王大厦、上海浦东高421米的金茂大厦、北京的京广中心等大型建筑都采用了钢结构，北京、上海、山东等省市已开始进行钢结构住宅试点，其中，北京金宸公寓已被列为建设部住宅钢结构体系示范工程。高层钢结构建筑屡见不鲜人们预料21世纪是金属结构的世纪，钢结构将成为新建筑时代的脊梁。人类自 17世纪70年代开始使用生铁，19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，钢结构发展的历史要比钢筋混凝土结构发展的历史悠久，它的生命力也是越来越强。在美国，低层建筑如两层楼以下的非居住型建筑市场已有70％以上是建筑金属制品。全世界至今已完成的101幢超高层建筑中，钢筋混凝土结构16幢，纯钢结构 59幢，不同形式的钢砼混合结构27幢；可以看出钢结构的发展必将促使建筑业、冶金工业、机械工业、汽车工业、农业、石油工业、商业、交通运输业得到迅速发展。
1 钢结构厂房的特点
钢结构厂房自重轻，钢结构自重仅是砖混结构的五分之一。钢结构厂房强度大，跨度大，空间大。钢结构厂房的抗震性好、抗冲击性好。钢结构厂房整体刚性好、变形能力强。钢结构厂房防火性高，防腐蚀性高，密封性高。钢结构厂房投资低，钢结构厂房拆迁方便，可多次回收利用，环保性好，结构寿命使用长。钢结构厂房制造的工业化程度较高，可以快速标准流水线安装。钢结构占用面积小，使用面积大，比传统混凝土结构建筑增加使用面积4%-8%，间接的增加了经济效益。钢结构厂房在使用过程当中易于改造，如加固，接高，隔断等内部分割，调整比较容易，灵活方便。随着近年来钢结构的迅速发展，和普通钢筋混凝土厂房相比，强度高,重量轻,钢材的密度与强度之比较小，钢结构与钢筋混凝土结构相比要轻30 ％～50％。层高与柱网尺寸大，可提高建筑实用面积3％～5％。施工周期短，与传统的钢筋混凝土厂房相比，多层钢厂房的设计，生产，施工趋于一体化，加之现场无焊接，无湿作业，这些都有利于缩短周期，加快资金流通。据研究，多层钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，其节能指标可达50％。
2钢结构厂房主要结构
1、基础预埋件，（能稳定钢结构厂房结构）
2、柱子，采用H型钢，工字钢，圆管或者C型钢（两根C型钢对接）
3、梁，采用C型钢和H型钢。
4、檩条，通常采用C型钢，槽钢。
5、墙屋面采用彩钢压型板，一种是彩钢单片瓦（彩钢瓦）。一种是彩钢夹心复合板。两层瓦中间搁着泡沫，岩棉，玻璃丝棉，聚氨酯等起到防火阻燃，密封，隔音的效果。
3工业建筑的应用
1、大型设备的布置
工业建筑的第一个特点就是大型设备的布置，厂房内大型设备的布置对确定柱网起着决定性的作用,同时也限制了支承梁的翼缘宽度。由于大型设备荷载大,重心高,而支撑点接近设备的底部,位于二层楼面,地震时会产生很大的倾覆力矩,对支承梁的受力非常不利。因此需要在设备的设四根柱子,让四根柱子的中心线与设备的中心线重合,并尽量使支承梁与柱子直接连接成框架梁。这样布置传力直接,对于承受竖向荷载也非常有利。为了支承梁能有效地抵抗扭矩,应将设备的固定螺栓布置在梁腹板外侧,这就要求支承梁的翼缘宽度不能太大,否则无法保证预留洞的尺寸。另外,在输入设备的荷载时,应该考虑由于地震产生的倾覆力矩而增加的荷载。这部分荷载是计算机程序无法考虑的,需要人工加以干预。其他中小型设备也影响着结构布置,必须全面加以考虑。总之,在设计初期应该同工艺设备专业密切配合把柱网确定好。必要时请工艺专业适当调整设备的位置,以满足结构布置的需要。
2、新型轻质屋面材料的不断开发和应用
彩色压型钢板，压芯复合板，阳光板及BAP彩色镀锌铝钢板（其总量只有普通混凝土结构的1/10～1/20）等的出现，为减轻屋面荷载提供了物质基础。在屋盖系统的设计中，充分利用这些材料“轻质高强”的特点，采用钢网架，轻钢结构等新技术，减轻了屋盖系统的自重，同时也大大减轻了柱网的荷载。如莱钢中小型轧钢车间，屋面采用彩色压型钢板，屋盖系统采用螺栓球节点网架结构，檩条为冷弯薄壁C型截面。该设计具有重量轻，工程造价低，施工进度快，不占现场施工场地，整体刚度及抗震性能好等优点。且屋面系统用钢量仅为31 kg/m2.而普通轻盖屋架系统用钢量为53 kg/ m2该屋面系统与普通轻钢屋架相比节约钢材40%，可直接节约投资8%，更重要的是缩短工期1/3-1/2，具有巨大的潜在经济效益。再如包钢轨梁车间管坯仓库及钢轨缓冷工段，屋盖系统采用冷弯薄壁型钢，其中屋架、天窗架、挡风架、等采用方钢截面，檩条采用冷弯薄壁Z型截面，上铺0.75mm厚的镀锌瓦楞铁，支撑采用冷弯薄壁角钢，具有结构轻，刚度好，节约钢材并能充分发挥材料强度等优点，与普通钢屋架相比节约钢材约35%。
3工业建筑成本需求
厂房钢结构设计的轻型化，除了在结构理论计算上从平面体系发展到空间体系进行分析，挖掘结构的承载潜力外，同时还应考虑加工制作的装备技术能力的现状。从结构方案的角度来说，柱网布置，轴线布置对门式刚架轻型钢结构的设计用钢量是密切相关的。梁柱截面的形式和选型，墙面和屋面的结构形式都对钢结构向轻型化发展有着重要的意义。从新技术的发展来说，结构体系由平面向空间发展。钢网架结构是双向连续梁超静定的空间几何不变体系，具有较强的跨越能力，可以适应厂房结构跨度和柱网布置的不同要求；结构形式的多样化可以适应工业对空间体系的要求。在工程实践中，这种以符合现代化单层工业厂房的多方面要求和以节约结构用钢体现最佳经济效益为目前发展趋势，又将促进结构体系的发展。
4结论和展望
当前，钢结构具有很好的发展势头，它以自身的优越性，正在工业建筑中得到越来越广泛的应用，实用、节能、工业化程度高等将会是很重要的建筑指标，意味着钢结构普遍应用将成为多层钢结构厂房的设计趋势。
参考文献
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[3]路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京机械工业出版社,2009.
工业建筑绿色设计规范范文第5篇
关键词：钢结构住宅；发展；对策
中图分类号： TU37 文献标识码： A
1前言
随着我国经济的快速增长，钢产量也随之增长。对用钢政策由限制用钢到合理用钢再到积极用钢，国务院在 1999 年早已颁发的了72 号文件提出要发展钢结构住宅产业。因此开发轻钢结构住宅体系已成为当前住宅结构研究中的热点。但是，轻钢结构住宅的研究还处于起步阶段，研究力度还不够，实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决，以利于轻钢住宅在我国健康快速发展。
2国内外钢结构住宅发展现状
目前, 欧美各国采用轻钢结构体系建造的单层和多层建筑物占50%以上；日本新建的 1~4 层建筑大都采用轻钢结构。我国现在已经将其用于工业厂房、仓库、多层旅馆、大型商场及体育场馆等，每年竣工面积达 250~300 万 m2。目前在北京、上海、天津、新疆、湖南、安徽、山东等地已建成一批轻钢结构住宅示范试点工程。同时，在建设部住宅产业促进中心组织编制行业技术标准《低层轻钢结构住宅技术要求》的指导下，很多科研单位和钢结构公司，包括清华大学、湖南大学、中国建筑科学研究院等，在标准的编制与研究方面进行了有益的探索。这些成为解决钢结构住宅发展方面的一些技术问题的坚强后盾。
3钢结构住宅在我国发展中遇到的问题
一、建筑材料
我国钢产量不断提高，建筑钢材在数量、品种上都有了较大的发展。另一方面,从现有钢结用钢特点及选用标准来看，目前我国钢材材质、材性及相关选用标准比较齐全，而且逐渐与构住宅国际标准一致化；但某些应用标准相对缺项、滞后。譬如，与发达国家相比，国内冷弯型钢结构在板材厚度范围和强度范围方面,其发展已经受到基础理论及技术方面的瓶颈制约。此外造价过高仍是阻碍钢结构住宅发展的关键因素。特别是与传统的结构形式相比,钢结构价位明显较高。住宅钢结构体系造价要比砖混和钢筋混凝土结构造价高 5 %～10 %。
二、结构体系
对于各种钢结构住宅结构体系，到目前为止还没有明确规定其适用范围，因此在住宅结构选型时应从结构的受力性能出发，以降低用钢量为目标，从而得到定性的结论。从结构设计到经济效益方面来讲，一个经过优化设计的钢结构能够使其结构体系最大限度地发挥优势，也能节约很多的钢材，从而使工程造价降低。多高层钢结构住宅的优化设计是十分复杂多变的，但也是十分必要的。虽然在这方面研究工作已经做了不少，但是在实际的工程中广泛推广应用还为知尚早。钢结构住宅体系的选型和结构优化还有待提高。
三、标准和规范
目前总的来说，我国在钢结构住宅的施工和设计方面工业化水平方面等基本都能满足，但还有许多的不足。发达国家都有专门的钢结构住宅设计标准和设计规范，相对来说，我国虽然建筑钢结构单一的技术规程规范比较齐全，但是没有成套的钢结构住宅技术规范和施工规程；同时还缺乏成套的钢结构住宅施工、安装技术系统及统一的钢结构住宅质量管理标准，而且许多标准之间没有统一协调；其次缺乏钢结构住宅的设计人员和专用软件，尤其是缺乏施工技术人员。
其它方面存在的问题主要表现在：1、由于我国轻钢结构住宅发展起步较晚, 工程应用较少， 因此，缺乏有针对性的轻钢结构住宅的规范和标准；2、缺乏一批优秀的钢结构涉业人员。由于历史的影响，钢结构的发展在我国停滞了一段时期，从而造成从事钢结构理论研究和工程应用人才的断层。3、管理模式不适应。在建筑管理方面， 我国现行的模式与轻钢结构住宅工业化的生产方式不适应，阻碍了国外生产企业在国内的工程推广建设。应该正视钢结构发展中面临的问题和不足，如思想不够统一、技术层面不够成熟、相关标准规范的全面建立和熟练掌握，还有一段路要走, 此外, 推广钢结构不单是技术体系问题， 还有综合配套等问题。对此既要看到优势， 又要看到不足。大力发展钢结构需要各方不同层面的共同努力。采用一系列措施， 鼓励设计人员、企业为发展钢结构作贡献。相关企业要瞄准政府的政策导向,找准自身定位， 积极参与钢结构设计， 大力开展新材料、新技术、新体系的研发。
4、钢结构住宅在我国发展
建筑钢结构的发展突破口在于钢结构住宅的发展，提高建筑钢结构的用钢的关键在于钢结构住宅的推广应用， 所以说解决了钢结构住宅发展中存在的问题也就解决了钢结构住宅发展、企业发展的关键问题，某种程度而言， 钢结构住宅发展中存在和出现的问题就是钢结构住宅发展的问题。
发展对策：
一、建立推广新型轻钢结构房屋体系的机制， 有组织地开展引进、消化、吸收和改造的工作，发展符合我国国情的新型轻钢结构房屋体系，在消化吸收的基础上，大力开展相关研究项目，制定指导性、前导性、应用性具佳的轻钢结构设计、施工规范和规程， 完善学科体系。
二、在造价方面，要因地制宜发挥地方优势，尽可能利用工业废料作为墙体原材料，并争取政府在各项税收及费用方面的优惠政策，使钢结构住宅的造价达到用户可接受程度。积极研制开发新一代的高效冷弯型钢产品，采用高品质钢材( 如高强、防腐钢材等)。积极研制开发与新型轻钢结构配套使用的高效功能材料，包括吸声隔声、保温隔热、防火以及连接材料等。
三、发展钢结构住宅，首先必须建立起统一的标准，使建筑结构设计一体化，从而指导钢结构住宅的设计与施工。传统的设计都是按着先建筑后结构设计的理念进行设计， 而钢结构建筑由于其特殊的材料和先进的设计软件，得以实现建筑结构的一体化设计。这就必须推广及研发各种先进的钢结构设计软件， 而且这些软件必须采用中国统一的标准化构件和配件。目前国内各个版本的设计专用软件都只有主体结构的分析和设计，并还没有围护系统的分析与设计， 因此，还必须在建筑结构设计一体化的基础上， 开发同时做到围护结构与主体结构一体化和配件系统与整体建筑系。
我国建筑从砖木结构、钢筋混凝土结构到钢结构的发展历程， 行业发展的历史表明，创新是行业发展的灵魂和基础， 离开了技术创新， 行业的发展便缺少活力和动力， 只有不断创新，行业才会有更大发展。钢结构如何更好地与节能、节地、节材、资源综合利用、环境保护等结合起来， 研发更先进、节能、高效的围护材料和钢结构体系。我国的森林资源有限，大量引进木结构建筑不符合国情， 混凝土建筑的广泛采用对环境和生态的影响也不可低估。相比较而言，钢结构建筑具有资源可循环利用、环境污染少等综合优势，凸显出绿色环保的特点, 符合“十一五”规划提出的减少资源消耗、保护生态环境的基本思路。
目前中国钢结构的发展面临良好的机遇，钢结构是绿色建材， 建设部对构建节能环保型的产业结构给予了前所未有的关注。钢结构具有绿色生态建筑的特点， 它的发展必然会引起政府和社会各方的重视和支持。钢结构作为符合产业发展方向的绿色环保建筑体系，将越来越展现出其发展的良好前景。
5、 对我国发展轻钢结构住宅的几点建议
一、培养轻钢结构等先进体系的研发队伍和相关设计配套力量，加强人员培训。高校应增加有关轻钢结构的专业教学选修课， 培养更多钢结构专业毕业生 ； 作为社会应该普及轻钢结构的基本知识， 通过培训，考试上岗， 提高在职专业人员的技术水平。
二、建立推广新型轻钢结构房屋体系的机制，有组织地开展引进、消化、 吸收和改造的工作， 发展符合我国国情的新型轻钢结构房屋体系，在消化吸收的基础上，大力开展相关研究项目， 制定前导性、 指导性、 应用性具佳的轻钢结构设计、 施工规程和规范， 完善学科体系。
三、探索轻钢结构住宅的国产化工作。在已有的试验工程的基础上向规模化发展，降低成本，扩大市场， 促进轻钢结构住宅产业化加工、 商品化生产在深化工业建筑领域的同时开发民用建的市场。
四、 采用高品质钢材( 如高强、防腐钢材等)，积极研制开发新一代的高效冷弯型钢产品。 积极研制开发与新型轻钢结构配套使用的高效功能材料，包括保温隔热、吸声隔声、防火以及连接材料等。
随着当今世界科技的快速发展和信息时代的到来，住宅产业化生产已不再是遥远的梦想， 而钢结构体系住宅正适合于产业化生产。钢结构住宅建筑技术的不断提升和创新，为住宅的标准化、多样化、个性化、生态节能化，特别是产业化奠定了坚实的基础。
参考文献：
［1］重庆建筑大学 住宅产业现代化科技工程 国家“十五”科技攻关项目课题论证书 内部资料 2000.7 建设部科技司提供
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