工业建筑论文范例

一、loft空间为旧工业建筑有机更新提供思路

1.loft空间和旧工业建筑原真性的关联

Loft文化发源于纽约的旧工业建筑区———苏荷（soho)区，从其文化的发展历程我们可以看出，loft空间成立之初就是源自于一种妥协和无奈。高昂的租金使生活潦倒的先锋艺术家失去了传统意义上的创作空间。而由于旧工业建筑廉价的租金，艺术家纷至沓来，将其改造为集居住、创作甚至是销售一体的空间形式。受制于有限的资金，艺术家对于旧工业建筑的改造力度相当有限，这种无奈恰恰完好地保存了一些代表性的工业建筑构件和工业建筑空间特征，使得工业建筑的原真性得到了较为完善的保留。

2.loft空间特征

2.1高大开敞

空间，是建筑之灵魂。而loft空间区别于其他空间形式的最为显著的特征，就是其空间高大开敞的特征。这一空间特征的由来主要是因为loft多为旧工业建筑改造而成，而对旧工业建筑这一空间特征的保护转化成了loft空间的主要特征。

2.2自然而真实、保留工业美学

1旧工业建筑居住型改造的发展历程

随着人们需求的多样化和技术发展，旧工业建筑居住型更新利用形式逐步走向多样化，出现了以租赁式为主的公寓住宅。此类居住空间利用工业建筑大空间的特点，以模数化的构成方式均匀地在多层空间中植入居住单元，空间简洁、结构设施经济，目标消费群体定位为普通收入民众，具体的空间与功能设计根据不同使用对象的空间要求而变化。但总体具有平面布局简单、开间小、面积小等特点。目前，我国在这方面的工作也逐渐起步，在一些大城市如上海、南京等都出现了工业建筑改造为公寓住宅的实践，例如作为沪东造船厂为青年技工提供的廉租公寓，浦东金桥的“金金公寓”将约2万m2闲置厂房改建成“灰领公寓”，以较小的成本解决了员工的居住难题。

2工业建筑居住型改造的内部空间匹配度

由于多层厂房的空间尺度、开间进深、柱网跨度以及层高等固有因素与公寓式改造目标比较接近，因此，在旧工业建筑居住型更新实践中，多层厂房的改建占了较大比例。对多层工业厂房的改造中一般不需要增设楼板，主要工作集中在对建筑内部的功能分区、平面分隔以及防火与交通的重新设计上，有效降低了土建成本，具有很高的可操作性。

2.1工业建筑柱网尺度与户型平面设计

工业厂房平面一般具有规整的柱网，在跨度和进深尺度上遵循一定的模数制度，比如进深跨度一般为6.0m，而开间跨度一般为6.0，6.6m和7.2m。同时，为了采光、通风的方便，进深一般为两跨或是三跨式柱网，而横向一般比较长，以适应厂房功能的特点，满足工艺流程的需要。GB50096—2003《住宅建筑设计规范》对住宅各空间的最小使用面积都有明确规定:起居室的面宽控制在3m左右，卧室的面宽控制在2.9m左右。租赁式公寓住宅主要使用对象受经济条件的限制，套型内使用面积较小，一般可以采用下限值作为设计参考依据。而工业建筑6m左右的开间正好对应于现在紧凑型住宅的设计标准，规则的柱网有利于模数化的居住单元的分布与组合。

2.2工业建筑层高与居住空间设计

一、北京大山子地区798工厂

在中国LOFT空间正在迅速发展中，我们北京的798艺术中心是比较典型的，这里聚集了一批文化创意产业的人，艺术家把艺术品直接放置在LOFT里面。LOFT的空间提供了一个很随意，休闲，最大限度地激发想象的空间，所以最好的空间实际上是文化创意产业从业人员的创意能够迅速激发出来，最快的诞生。廉的租金，把一些厂房租下作为工作室或展示空间。在“798”艺术家们就像滚雪球一样越聚越多。典型的现代主义包豪斯风格的工厂，整个区域规划有序，建筑风格独特，许多艺术家前来工作和生活，慢慢今天的798艺术区就形成了。出版社、艺术画廊、雕塑家、当代艺术家纷纷进入北京大山子地区798工厂，出现出版、设计、演出、艺术家工作室、展示等文化行业，同时时装、精品家居、餐饮、酒吧等服务性行业也聚集于此。在不知不觉中，中国顶尖的当代艺术与文化正凝聚于北京大山子地区“798”空间。工厂，画廊，工业生产，艺术创作，秩序规范，率性随意———这就是今天的798。

二、昆明“创库”

昆明创库又称上河车间，原来为昆明机模厂生产车间，坐落于云南省昆明市西坝路101号，空置后建立了20多个艺术家的工作室和展览、休闲、餐饮空间，成了非常有特色的昆明艺术家标志性的建筑。昆明创库是由空置厂房改建的艺术主题社区，在社区内广告人、艺术家、商人、策展人、学生、工人、艺术爱好者……各取所需。在这里不仅可以购买大众艺术品，还有更附传统性的艺术品、民间技艺和实验性当代艺术、戏剧、电影、舞蹈、音乐、演讲等演示和交流。展示当代实验艺术在这个由艺术家开辟的上河车间已经成为越来越重要的一项活动。西方文化与传统文化的交织融汇、现代艺术与传统艺术的冲突与交融、时尚休闲的消费空间与简洁实用的创作空间交织汇聚，相互影响，形成了这一地区既有活力又富特色的社区。创库内的各种画廊、设计室、酒吧、文化传播公司等机构或企业，都因其各自不同的展运作模式和定位而互为补充。艺术家自觉地把自己变成公众艺术中心和公共生活的一部分，与当代城市生活的关系越来越紧密，还促使市民和企业开始关注艺术，激发当代艺术的活力，以提高其形象和完整性力度。

三、重庆“坦克库”

艺术中心为创意专业人士、艺术家和艺术团体提供了一种新的理想的栖息地，对促进中国当代艺术的发展提供了一个新的模式，拓宽了公众对当代艺术的了解和沟通渠道,扩大了社会对当代艺术的理解,丰富了相关机构和私人收藏家的中国当代艺术资源,提供了非常多的信息和良好建议，促进艺术和文化的健康发展。我们过去的对空置工业建筑的改造往往是大修大补,甚至直接被“夷为平地”或局限于纯粹的外观建筑的改造。拆除和重建都浪费很多资源,而且破坏了历史和文化底蕴。空置空间可以通过室内设计艺术的方法“变废为宝”，原来的自由空间只需要些微的调整来适应新的功能需要的同时，又能保持原来的历史和文化。通过对比国内外空置工业建筑再利用的系统的理论和成功经验的实践差异找到目前我国在这一领域的距离和不足以及值得我们借鉴和注意事项。分析空置工业建筑改造和再利用的发展与我国经济、政治、文化和社会阶层等各方面之间的相互作用，试图找到一些适合中国国情,探索可持续发展空置工业建筑的可能性和有效性的应用和发展的过程。空置工业建筑使用价值、历史价值和景观价值其研究有着重要的意义。此外，尽管国外许多空置工业建筑改造的成功案例,可以成为我国空置工业建筑改造和再利用的参考,但毕竟国内外人文环境、时代背景和所有的细节都不同。研究的方向不仅要考虑建筑具有历史意义还要注意到它正在形成于一个新的文化环境中,城市文化发展也是有重要意义的文化产业。

四、结语

1分析钢结构在工业建筑设计方面的应用

钢结构的合理利用可以有效提高企业的经济效益，和传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构更加环保。就这点来说，钢结构更加符合国家节能减排的号召，满足建筑对节能环保材料的需求。钢结构本身就是由钢材构成的，建筑对高强度和高效能材料的需求也因此得到满足，具有很大的循环利用价值;在工程施工过程中，为了保证不出现其他问题，就需要在设计阶段对图纸和计算不断优化，在保证图纸质量的前提下，确保施工顺利进行;设计过程应该经济合理，可以满足建筑抗震和防火要求;和施工工艺以及相关产业紧密配合，促使钢结构施工过程不断优化，在保证质量的基础上满足施工过程中的各种要求。

1．1工业建筑中常规钢结构的作用

在工业建筑中，钢结构的常规应用由来已久，我国多数工业厂房均采用的是常规钢结构人字梁以及工字梁，这些常规钢结构已成为工业早期时代的主要象征。而这些特征构成了我国的吊车梁式系统以及常规钢屋架系统。由于民用建筑、商用建筑以及工业建筑各有不同，在进行工业建筑时要求建筑结构能够为工业生产以及施工提供最好的跨度及空间。而传统钢筋混凝土结构已经不能完全满足现在工业生产在跨度以及空间上的相关需求，从而鉴于此基础上的钢屋架系统应运而生，屋架系统主要由屋架、系杆以及支撑组成。同时吊车梁系统作为工业厂房的重要部分，多数厂房中均设有吊车，主要由车档、吊车梁、轨道、制动结构及连接件等构成。在传统钢筋砼结构不能够满足新时代工业建筑在相应功能及跨度上需求时多采用钢结构。如(1)材料堆场、大型仓库以及飞机装配车间等多采用钢结构体系，这些钢结构体系多为网架、拱架、门式刚架以及悬索等;(2)建筑物受到动力荷载影响时，多采用钢结构体系;(3)碳素厂高楼部碳素振动成型机对相应结构的耐疲劳程度和强度要求均较高时，多采用钢结构体系;(4)在高烈度区，钢筋砼结构早已超出了现行工业行业的规范以及规定，应采用钢结构以满足其新的需要;(5)原有厂房需改建或扩建时，多采用钢结构。综上即可知，钢结构在现今工业建筑中有着十分重要的作用，且应用广泛。

1．2工业钢结构在建筑工程中的应用方向

在工业建筑中，相关人员应该根据规定的生产流程来为工艺服务。在这个过程中，工业钢结构的形式、材料与空间等多个方面都有特殊的标准。由于建筑体量比较大，要求相关人员应该注重把握好尺度，熟练掌握新材料技术。因此，工业建筑与普通建筑相比，具有一定的特殊性。在工业建筑中，一些比较简单的建材会被新建材取代，落后的施工工艺会被淘汰。如今在工业钢结构方面，包括钢缆、构件和型材等方面的建材类型越来越丰富。另外，高性能施工涂料的应用有效地解决了工业钢结构中存在的防火、防腐、防污染以及隔热等多个方面的问题。随着经济的发展与科学技术的日益进步，涌出了很多新的设备、工艺与材料，有利于迎合工业建筑设计的更高要求，落后的原有工业建筑体系应该与时俱进，实现进一步的完善。

2钢结构在工业建筑中存在的问题

1项目背景及工程概况

1.1基地现状条件

四川郎酒集团古蔺厂区位于四川省古蔺县东南，川黔交界的二郎镇，与贵州茅台酒厂隔河相望。此处气候温和，空气湿润，山清水秀，环境清幽，是得天独厚的酿酒之地。厂区沿赤水河，背靠青山，位于落差近150m的山麓上。厂区建筑穿插错落，层层叠叠，是典型的山地工业厂区。扩建区域位于原厂区西侧山腰处，毗邻原厂区生产车间，用地面积约4.6万m2，拟建生产车间规模约1.5万m2，窖池约200个，年产能6×103～7×103t。

1.2现有建筑状况

厂区现有的生产车间多为二十世纪七八十年代建造，大部分车间有40多年历史，均采用钢筋混凝土排架结构，门式钢屋架，钢筋混凝土屋面;少量辅助车间为砖混木桁架结构、青瓦屋面，年代超过半个世纪。因车间建造年代较早，对生产造成一定局限，如车间天窗狭小，室内通风排气较差，酒糟需长时间晾晒;室内光线昏暗，不利于生产作业等。这些问题的日益凸显，使车间产能已经不能满足市场迅猛增长的需求。

2工艺特点与创作指导思想

车间生产效率无法满足市场需求，车间建筑风格也无法传达郎酒历史源流;同时，基地起伏的地貌也对新厂区规划建设提出了挑战。因此，针对上述问题，在新建车间设计时，将指导思想确定为:“创作吻合生产工艺、传承历史文脉、适应当地环境的现代化工业建筑。”

1轻型钢结构在工业建筑中的应用优势

轻型钢结构主要应用在不需要承受大载荷的建筑中，目前轻型钢结构已经在工业建筑设计得到了应用，这是由其本身诸多的优势性决定的，例如抗风性、抗震性、保温性、耐久性、健康性、隔音性以及环保性等等。轻型钢结构在应用中特点较为突出，其特点主要表现在三方面：首先，轻型钢结构具有自重轻的特点。自重轻是支撑轻型钢结构得以广泛应用的重要因素。轻型钢结构之所以自重轻是因为该结构在制作中采用的是轻型焊接的H型钢，其具有较高的截面利用系数，在一定程度上可以节省钢材。其次，轻型钢结构工业化程度高。轻型钢结构整体构造比较简单，并且在制作中所使用的材料也较为单一，因此与其他结构相比更容易实现自动化与标准化生产。不论是从生产角度来说还是从安装使用的角度来说，利用轻型钢结构所建造的建筑一般都具有较高的工业化程度，符合工业建筑要求。最后，轻型钢结构在建筑现场施工速度快，所使用的工期较短，所以在工业建筑中应用该结构可以有效降低施工成本以及生产成本，并且轻型钢结构本身质地较强，对技术要求标准也不是很高，因此在工业建筑中应用较为便捷经济。

2工业建筑轻型钢结构设计的要点分析

2.1适用性

轻钢结构工业建筑的适用性是指在室内物理环境上满足职业规范和生产人员的劳动安全的要求，在空间上要满足生产工艺的需求。在实际的工程设计中，室内物理环境设计往往被人们忽略，它的质量没有得到充分的保证。相反空间设计得到了设计人员的重视。空间设计一般体现在声环境、热环境、光环境等几个方面。

2.1.1声环境

工业建筑中取消钢结构建筑室内噪声的来源主要为三类：振动噪声、雨水撞击声及空气噪声。由于噪音的来源不同，采取的阻断方式也就不同。对于振动噪声，一般采取的办法是采取阻断振源。主要是两种方法：（1）设备自身采取一定的措施，减少震动。（2）在主体钢结构与振源间设隔振沟，可以大幅度提高隔震效果。对于雨水撞击声，一般采用采用具一定的有隔断声音性能的材料来达到减少雨水噪音的目的。为了减少空气带来的噪声，轻钢结构建筑一般采用的是50mm厚的岩棉夹芯板。采用岩棉夹芯板可隔声降噪，使厂房外的噪音达到30分贝以内。

一、工程实例

1、工程概况。某变电站站址场地为规则长方形，长、宽分别为120m和70m，主要建（构）筑物包括主控通信楼、配电装置楼、主变及其它相应配套设施。根据工程地质勘察报告描述，该场地上部主要土层为冲洪积粘土层，下部为残坡积土层，基岩基岩面埋藏变化大（最浅处基岩埋深4.1m，深处钻至13m仍未见底），溶洞、沟槽和土洞软土等有发育。根据现场物探和勘探揭露，该场地地质情况如下：场地地下水分布情况：上层滞水：主要分布在上部粘性土层中，水位埋深在3.6m~4.4m之间，静止水位埋深约在2.9m~3.2m之间。岩溶裂隙水：主要分布在下部基岩的溶洞及裂隙中，具有承压性，因岩石裂隙发育，故该层含水量较丰富。以上两种类型地下水主要补给来源为大气降水及地表水体，地下水对混凝土无侵蚀性。

2、岩层的物理力学性质。（1）粘性土。共分为五层，由上至下分别为：①填土层：浅红、灰黄色，厚度在0.5m~2.2m，以粘性土为主，含有少量碎石及有机质，土质松散，压缩性高，强度低。②硬塑粘土层：浅红色，场地分布范围广，厚度为1m~2.3m。含有铁锰氧化物及少量砾石，呈硬塑状，中高压缩性。③可塑粘土层：浅红色，与硬塑粘土层交错出现，厚度为1.2m~2.4m。裂隙面有锰质薄膜，局部含砾石，程可塑状态，高压缩性。④软塑粘土层：浅黄色，厚度为1m~2.8m，该层土遇水易分散成颗粒，饱和状，土质松散，呈软塑状态，高压缩性。⑤流塑粘土层：浅黄色，主要分布在岩石裂隙及溶洞发育处，厚度为2.2m~3.5m，呈流塑状态，高压缩性。（2）灰岩。为上泥盆系的融县灰岩，岩石面起伏变化较大，有溶沟、溶洞、裂隙的存在。石灰岩为浅灰、灰白色，细晶体结构。

3、基础选型。通常而言，岩溶地区的桩基，可采用钻孔灌注桩或人工挖孔灌注桩。但由于该岩溶地区地下水丰富，导致挖孔桩施工困难，而冲孔桩又因为溶洞的影响难以施工。且在该场地内具有一定可塑的粘土层，地质条件较好，并且考虑到下覆溶洞的影响，所以在基础方案选择时采用了阀板基础，地基则采用Φ400的CFG桩复合地基，CFG桩桩身强度等级为C20。CFG桩的特点是有桩身和桩间土、褥垫层共同构成复合地基，并承担上部的荷载，而不需要桩端深入到岩层。考虑到该工程场地岩溶地质的特点，采用CFG桩复合地基可取得较好的施工效果，保证建筑上部结构的安全和正常使用。

二、岩溶地区建筑基础的设计要点

1、桩基的单桩承载力计算。工程中桩基的单桩承载力计算，分别是按照桩身材料强度和岩土层对桩的承载力来求解，并取其中的较小者。其中，岩土层对桩的承载力的计算方程式为：R=0.5ψfcA-------------------------(1)在式（1）中R为单桩容许承载力，单位为kN；ψ为钢筋混凝土受压构件的稳定系数；fc为混凝土的轴向抗压强度设计值；A为桩身的截面积，单位为m2。结合式（1）及桩身材料强度，并考虑到该工程场地的岩面变化较大，取CFG桩桩底到岩面的桩长不超过20m，当桩长度在10m~20m之间时，单桩承载力取值450kN，桩间距为1.0m×1.0m；当桩长度小于10m时，单桩承载力取300kN，桩间距为0.8m×0.8m。

2、CFG桩复合地基的承载力特征值计算。桩间土承载力特征值，按照工程地质报告取值250kPa，CFG桩复合地基的承载特征值计算可根据《地基基础设计规范》中的公式进行计算。对于本工程，上部结构要求复合地基强度达到600kPa，根据桩长的不同可分为两种情况，通过计算复合地基均能满足上部结构的要求。

1采取的措施

在设计过程中尽管没有可以执行的国家标准，但在设计的全过程中应重视建筑的节能设计，从工艺设计开始注重建筑物的节能。例如，在满足工艺要求的前提下，设计人员应在建筑平面布局、交通用地、安全疏散、使用功能的组合、室内环境的确定等方面进行方案的优化，尽量减少占地，缩短管线减少交通面积，使平面布局更加紧凑合理，减少建筑物外围护结构的面积，从而减少土建工程量，降低施工能耗，减少采暖及空调设备的用量，以达到节约能源，降低能耗的目的。

如我区大部分地区为严寒地区，工业建筑均需冬季采暖，尤其在东部地区冬季室外温度在－20℃～－30℃的天数较长，采暖能耗占比例较大。过去好多地区的墙体厚度较大，结构构件的尺寸较大，建筑物重量大，结构笨重，在节约能源方面非常不利。因此，在设计中进行节能设计的潜力很大。

在本人设计的供水工程中，有好多厂房为泵房、水处理间、加药间、水沉淀间等。在能保证电气设备使用要求的前提下，尽量采用主副厂房合并建设，以减少土建工程量。有些厂房室内湿度大，采用自然和机械进排风，来保证室内正常环境。并参照公共建筑的节能标准，对屋面墙体采取有效的保温措施，采用密封性能较好的门窗等措施以提高建筑物的保温性能，从而改善室内环境、达到降低能耗的目的。

2工程实例

以单层排架结构取水泵站为例，屋面采用挤塑聚苯乙烯夹芯板，外墙为300厚陶粒砌块，外贴挤塑聚苯乙烯保温板，门用彩板门，窗户为断桥铝合金窗，建筑面积461．16m2，采暖面积427．68m2。

2．1墙体外保温优点